[发明专利]冷轧无取向硅钢薄带连续退火冷却控制方法

说明书

本发明公开了一种无取向硅钢薄带连续退火冷却控制方法，在还原气氛保护下采取分区段进行冷却控制把钢带从退火冷却起始温度冷却到工艺设定温度；沿钢带的运行方向温度从高至低共分五个冷却区段，高温缓冷区段、中温控冷区段、中低温快冷区段、炉外空气喷吹冷却区段、水浸及水喷冷却区段。通过在高速连续退火机组退火炉冷却段的装备进行改进、工艺进行优化，解决了高牌号无取向硅钢薄带经连续退火的横向磁性差异及板面质量不好的现实问题，实现高牌号无取向硅钢薄带在高速退火的理想冷却效果，可以大大提高无取向高牌号各向同性合格率，有效改善成品退火后的板型和平整度，降低边部波高波长，降低急峻度，为产品质量的提升带来实实在在的效果。

技术领域

本发明属于无取向硅钢生产技术领域，具体涉及一种冷轧无取向硅钢薄带连续退火冷却控制方法。

背景技术

近年来，针对高效电机用钢、新能源汽车驱动电机用钢新的增长需求，电工钢生产企业争先开发高磁感、薄规格系列牌号；针对大型水轮发电机铁芯用钢的特殊要求，开发了带环保涂层的无取向高端产品；采用短流程试制高牌号无取向硅钢，拓展新的制造工艺，以降低生产制造成本。

降低发电机、电动机的损耗需求也日益加强。而无取向硅钢片作为发电机、电动机的铁芯材料，对降低电机能耗起着关键作用，尤其是特大型电机，用于铁芯的硅钢片重量占比较大，加之电机效率较高，降低铁芯的损耗将会大大降低整机的损耗。无论是现在还是将来，无取向硅钢的发展方向就是要多生产高牌号、薄规格、环保涂层的产品。

目前使用无取向硅钢最主要的要求：①低铁损、高磁感、高强度，性能波动小；②板型质量好、厚度精度高，同板差小。应用范围从小功率的无人机到大功率的牵引电机都要用到高牌号无取向硅钢。应用频率从10Hz到10kHz。比如，风电工作在低频区10Hz，压缩机工作在50～150Hz，新能源汽车驱动电机的工作频率1kHz以内，微型振动电机工作在2kHz以上。电工钢的板厚从0.05mm到1.0mm。比如，新能源汽车驱动电机逐渐高频化，板厚从0.50mm到0.35mm，又从0.35mm到0.30mm、0.27mm、0.25mm，更薄的用到0.20mm；在无人机领域，有的厚度用到0.05mm。总而言之，高牌号无取向硅钢厚度的趋势是越来越薄。

高牌号无取向硅钢要获得优良的磁性能和好的表面及板型，就必须在连续退火机组，在高氢气氛保护下进行高温再结晶退火，完成结缘涂层。成品退火温度范围为950～1100℃，退火时间在20～120s。高牌号无取向硅钢，Si及Al含量较高，对成品退火工艺有较苛刻的要求。若退火温度低于950℃，成品晶粒难于长大，工频下铁损中的磁滞损耗较高，最终恶化成品铁损；当退火温度高于1050℃或更高时，退火时间没有控制好的话，钢带中晶粒尺寸会长的过大，钢板脆性随之变大，导致力学性能发生变化，同时也会带来相应的表面质量问题及增加相关设备负荷。为了得到理想的磁性能及机械性能，退火时间随温度变化可做适当调整。

高牌号无取向硅钢薄带主要是用来制作各种规格大小电机的铁芯，电机是在运转状态下工作，铁芯是由带齿圆形冲片叠成的定子和转子组成，要求硅钢板为磁各向同性，因此用无取向硅钢制造的铁芯，一般要求纵横向铁损差值小于8％，磁感差值小于10％，对于大电机而言要求纵横向铁损差值及磁感差值就更小了。根据多年的生产实践经验，无取向硅钢主要是横向磁性赶不上纵向磁性，通过多年工艺调整探索其根源还是退火冷却环节没有控制到更好。

高牌号无取向硅钢薄带主要是用来制作各种规格大小电机的铁芯，要求硅钢板表面光滑、平整和厚度均匀，主要是硅钢板表面光滑度和平整度是叠片系数主要影响因素，叠片系数是衡量硅钢板相关质量的一个重要数据，叠片系数的高低反应最终铁芯铁损和磁感高低。钢带表面不平或厚度不均匀也不能保证冲片尺寸精确度，给装配铁芯工作造成很大困难，使铁芯中产生压应力，其直接后果是降低磁性和噪声增高，也容易造成钢带结缘涂层膜的损伤，而且有可能导致高速冲床冲片时被卡住。

发明内容