CN103468907B - 一种基于asp中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生产无取向电工钢的技术领域，属于基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法。采用基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，在特定的原料辅料的基础上，采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后，然后依次经过ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层的方法，得到无取向电工钢既具有常规厚板坯连铸连轧工艺板坯铸态组织、析出物的分布和大小等有利于无取向电工钢的优势，可以满足日益增长的电机行业对冷轧无取向电工钢的需求，提高了企业的竞争力。
Description
技术领域
本发明属于生产无取向电工钢的技术领域，属于基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法。
背景技术
无取向电工钢是电机行业重要的金属功能材料，冷轧无取向电工钢在国内外主要是采用常规厚板坯工艺生产，如新日铁、武钢、宝钢。传统的生产无取向电工钢的生产工艺一般采用厚度为200～250mm的连铸坯，该工艺冷却强度小，冷却速率慢，铸坯中夹杂物粗大，对无取向硅钢的生产有利，但是存在工序复杂、能耗大、环境负荷大、生产成本高等问题。随着薄板坯连铸连轧工艺技术的进步，生产品种不断扩展。
经检索，发现专利200410099171.0报道了采用薄板坯连铸连轧生产冷轧无取向电工钢的方法，其连铸坯厚度一般为30～70mm，该工艺虽然节能、高效，但由于薄铸坯连铸工艺冷却强度大,冷却速率快。在快速凝固过程中析出的氧化物多且细小，不利于降低成品板的铁损。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法。采用基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，在特定的原料辅料的基础上，采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后，然后依次经过ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层的方法，得到无取向电工钢既具有常规厚板坯连铸连轧工艺板坯铸态组织、析出物的分布和大小等有利于无取向电工钢的优势，同时又具有薄板坯连铸连轧工艺的节能与高效的优点，可以满足日益增长的电机行业对冷轧无取向电工钢的需求，提高了企业的竞争力。
本发明的技术方案为：
一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，在特定的原料辅料的基础上，采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后，然后依次经过ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层，得到无取向电工钢；钢水的化学成分及重量百分比为： C ≤0.0050%，Si 0.30%～1.60%，Mn 0.20%～0.40%，S ≤0.005%，P≤0.080%， O ≤0.0040%，N≤0.0030%，Ti ≤0.0050%，Als 0.15%～0.40%，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述的特定的原料辅料指的是，高炉铁水温度1300～1400℃，高炉铁水成分：[S]≤0.030%，[Si] 0.35%～0.65%，[Ti] ≤0.010%；冶金石灰：CaO≥90 %，SiO2≤1.5%，S≤0.03%，P≤0.03%，活性：370～450 ml，粒度20～50mm，其中，粒度≤10mm的不大于10％。
本发明的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，具体步骤如下：
（1）原料辅料要求：高炉铁水温度1300～1400℃，高炉铁水成分：[S]≤0.030%，[Si] 0.35%～0.65%，[Ti] ≤0.010%；冶金石灰：CaO≥90 %，SiO2≤1.5%，S≤0.03%，P≤0.03%，活性：370～450 ml，粒度20～50mm，≤10mm的不大于10％；
（2）KR工序：采用KR法铁水预处理深脱硫，进行两次扒渣处理，铁水经过KR脱硫预处理铁水[S]≤0.0020％；
（3）BOF工序终点控制：转炉底吹选用全程底吹氩气模式，终点 [S] ≤0.0035%，[C] 0.02～0.05%，出钢[O]=600～900ppm，终点温度1680～1720℃；
（4）RH精炼炉进行深脱碳、脱氧、提高钢水纯净度、控制夹杂物形态及合金化处理；
（5）ASP中薄板坯连铸：使用厚度为120～150mm的ASP中薄板坯连铸机生产，连铸结晶器液位设定值80mm，浇注过程中包温度1530～1560℃，拉速2.2～2.4m/min，浇注过程使用低碳保护渣，自由C 1.2～1.7%，保护渣消耗量0.4～0.5kg/t；
（6）加热：上述铸坯直接进入加热炉，入炉温度500℃～900℃，加热温度1180～1220℃；加热时间70～90min；
（7）热轧：高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制，然后进过六机架热连轧机组轧制；
（8）层流冷却：热轧基板经过层流冷却段，采用后段冷却的方式冷却至680～720℃，然后通过卷取机进行卷取；
（9）酸洗、双机架冷轧：热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度为30～50m/min，酸洗后进入双机架冷轧机组，经六道次轧制为目标厚度0.5mm的冷硬卷；
（10）连续退火、涂层：冷硬卷开卷后进入连续退火炉进行退火，退火炉气氛H2、N2混合气体，其中H2所占比例为25～35%，退火温度为830～900℃，退火时间为4～5min，连续退火后进行涂层，得到电工钢。
所述的步骤（4）具体为，通过两段式环流气体模式，提升气体提高到120m3/h后保持不变至处理结束，并尽快使真空室达到极限真空低于80mbar，使钢水中碳含量迅速下降。
所述的步骤（4）具体为，RH到站钢水温度1630～1650℃，开始抽真空到脱碳结束钢水温降25～35℃，脱碳结束后合金加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰，最后加入铝粒调整钢中Als到相应的目标值；加硅铁过程中钢水温度保持平衡，加完合金后的纯脱气过程温降为0.7～1.5℃/min；破空后造渣喂纯Ca线100～200m；RH处理周期90～100min，其中真空处理时间45～55min，真空度小于10mbar时间40～50min，纯脱气时间7～10min。
所述的步骤（6）中,加热炉为弱氧化性气氛。
所述的步骤（7）具体为：高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制，粗轧开轧温度1030～1070℃，铸坯由120～150mm经过粗轧机三道次轧制为目标厚度为28～32mm的中间坯，然后通过六机架热连轧机组轧制为目标厚度为2.0～3.0mm的热轧基板，精轧开轧温度为1010～1050℃，精轧终轧温度为870～910℃。
本发明的有益效果为：
本发明的制备方法，采用全新的工艺思路，并在特定的原料辅料的基础上，采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后，利用ASP中薄板坯连铸连轧工艺+酸洗、双机架冷轧+连续退火、涂层工艺，得到无取向电工钢，产品磁性能为：50W600：P15/50≤4.3W/Kg、B5000≥1.67T。50W800：P15/50≤5.3W/Kg、B5000≥1.72T； GB/T2521-2008要求的磁性能标准为：50W600：P15/50≤6.0W/Kg、B5000≥1.66T。50W800：P15/50≤8.0W/Kg、B5000≥1.70T；本发明的产品性能满足并优于GB/T2521-2008。
另外，ASP中薄板坯连铸连轧生产线作为中国拥有自主知识产权的成套技术，该连铸坯的厚度为120～150mm。本发明拓宽了ASP中薄板坯连铸连轧生产线的产品范围，利用ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢，既具有常规厚板坯连铸连轧工艺板坯铸态组织、析出物的分布和大小等有利于无取向电工钢的优势，同时又具有薄板坯连铸连轧工艺的节能与高效的优点，可以满足日益增长的电机行业对冷轧无取向电工钢的需求，提高了企业的竞争力。
附图说明：
图1为实施例1的热轧基板的金相组织图。
图2为实施例1的冷轧钢板的金相组织图。
图3为实施例2的热轧基板的金相组织图。
图4为实施例2的冷轧钢板的金相组织图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1：
本发明实施例1是生产50W600牌号无取向电工硅钢的生产步骤：
高炉铁水温度1352℃，高炉铁水成分： [S]=0.0188％，[Si]=0.37%， [Ti] =0.008%；冶金石灰：CaO=92 %，SiO2=1.3%，S=0.02%，P=0.02%，活性390 ml，粒度30～50mm。≤10mm的为8％；
KR铁水脱硫处理前扒前期渣，经过两次脱硫处理。第一次脱硫剂加入量为8Kg/t，处理10min后，第二次脱硫剂加入量为6Kg/t，处理8min，处理后铁水硫含量0.0017％。
BOF铁水装入量144吨；废钢装入量23吨。转炉底吹选用全程底吹氩气模式，转炉终点[S] =0.0032%，[C]=0.0253%，出钢[O]=882ppm，出钢温度1698℃。
RH到站钢水温度1633℃，开始抽真空到脱碳结束钢水温降31℃，脱碳结束后合金加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰，最后加入铝粒调整钢中AlS到相应的目标值。加硅铁过程中钢水温度基本保持平衡，加完合金后的纯脱气过程温降为1℃/min。破空后造渣喂纯Ca线150米，加碱性覆盖剂。RH处理周期98min，其中真空处理时间52min，真空度小于10mbar时间49min，纯脱气时间8min。
结晶器液位设定值80mm，浇注过程中包温度1533～1543℃，拉速为2.3～2.4m/min，使用低碳保护渣，自由C 1.5%，保护渣消耗量0.42kg/t。
铸坯热送至加热炉，加热炉为弱氧化性气氛，铸坯入炉温度720℃，加热时间85min，均热段加热温度1200℃。
高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制， 中间坯为28mm，然后通过六机架热连轧机组轧制为厚度为2.3mm的热轧基板， 具体热轧工艺见表1
表1热轧工艺参数
热轧基板经过层流冷却段，采用后段冷却模式，层流1～4段冷却水关闭，5、6、7段的冷却水开启。
热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度为30～50m/min，酸洗后进入双机架冷轧机组，经六道次轧制为目标厚度0.5mm的冷硬卷，具体双机架轧制压下量分配工艺见表2。
表2压下工艺参数
退火炉全长238m，退火温度860℃，在炉时间4.2min，退火炉气氛H2、N2混合气体，其中H2所占比例为30%。
本实施例的成品卷的规格为0.5*1000mm，重量为13.17吨，本实施例生产的冷轧无取向电工钢的化学成分和磁性能分别如表3和表4所示。
表3 实施例1冷轧无取向电工钢的化学成分
表 4 实施例1冷轧无取向电工钢的磁性能
实施例2：
本发明实施例2是生产50W800牌号无取向电工硅钢的生产步骤：
高炉铁水温度1356℃，高炉铁水成分： [S]=0.018％， [Si]=0.62%，[Ti] =0.007%；冶金石灰：CaO=94 %，SiO2=1.2%，S=0.02%，P=0.02%，活性 405 ml，粒度20～50mm，≤10mm的为7％；。
KR铁水脱硫处理前扒前期渣，经过两次脱硫处理。第一次脱硫剂加入量为9Kg/t，处理12min后，第二次脱硫剂加入量为7Kg/t，处理9min，处理后铁水硫含量0.0016％.
BOF铁水装入量143吨；废钢装入量22吨。转炉底吹选用全程底吹氩气模式，转炉终点[S] =0.0031%，[C]=0.0261%，出钢[O]=869ppm，出钢温度1688℃。
RH到站钢水温度1643℃，开始抽真空到脱碳结束钢水温降28℃，脱碳结束后合金加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰，最后加入铝粒调整钢中AlS到相应的目标值。加硅铁过程中钢水温度基本保持平衡，加完合金后的纯脱气过程温降为1℃/min。破空后造渣喂纯Ca线180米，加碱性覆盖剂。RH处理周期90min，其中真空处理时间50min，真空度小于10mbar时间45min，纯脱气时间7min。
铸坯厚度设定为150mm，连铸结晶器液位设定值80mm，浇注过程中包温度1545～1558℃，拉速为2.2～2.3m/min，使用低碳保护渣，自由C 1.3%，保护渣消耗量0.43kg/t。
加热：铸坯热送至2#加热炉，加热炉为弱氧化性气氛，铸坯入炉温度750℃，加热时间90min，均热段加热温度1190℃。
高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制， 中间坯为32mm，然后通过六机架热连轧机组轧制为厚度为2.5mm的热轧基板， 具体热轧工艺见表5。
表5热轧工艺参数
热轧基板经过层流冷却段，采用后段冷却模式，层流热轧基板经过层流冷却段，采用后段冷却模式，层流1～4段冷却水关闭，5、6、7段的冷却水开启。
热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度为40～50m/min，酸洗后进入双机架冷轧机组，经六道次轧制为目标厚度0.5mm的冷硬卷，具体双机架轧制压下量分配工艺见表6。
表6压下分配参数
退火炉全长238m，退火温度840～900℃，在炉时间4.3min，H2、N2混合气体，其中H2所占比例为31%。
本实施例的成品卷的规格为0.5*1000mm，重量为13.65吨，本实施例生产的冷轧无取向电工钢的化学成分和磁性能分别如表7和表8所示。
表7实施例2冷轧无取向电工钢的化学成分
表8 实施例2冷轧无取向电工钢的磁性能
。
Claims (6)
1.一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，在特定的原料辅料的基础上，采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后，然后依次经过ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层，得到无取向电工钢；钢水的化学成分及重量百分比为：C ≤0.0050%，Si 0.30%～1.60%，Mn 0.20%～0.40%，S ≤0.005%，P≤0.080%， O ≤0.0040%，N≤0.0030%，Ti ≤0.0050%，Als 0.15%～0.40%，其余为Fe及不可避免的杂质；
（1）原料辅料要求：高炉铁水温度1300～1400℃，高炉铁水成分：[S]≤0.030%，[Si] 0.35%～0.65%，[Ti] ≤0.010%；冶金石灰：CaO≥90 %，SiO2≤1.5%，S≤0.03%，P≤0.03%，活性：370～450 ml，粒度20～50mm，≤10mm的不大于10％；
（2）KR工序：采用KR法铁水预处理深脱硫，进行两次扒渣处理，铁水经过KR脱硫预处理铁水[S]≤0.0020％；
（3）BOF工序终点控制：转炉底吹选用全程底吹氩气模式，终点 [S] ≤0.0035%，[C] 0.02～0.05%，出钢[O]=600～900ppm，终点温度1680～1720℃；
（4）RH精炼炉进行深脱碳、脱氧、提高钢水纯净度、控制夹杂物形态及合金化处理；
（5）ASP中薄板坯连铸：使用厚度为120～150mm的ASP中薄板坯连铸机生产，连铸结晶器液位设定值80mm，浇注过程中包温度1530～1560℃，拉速2.2～2.4m/min，浇注过程使用低碳保护渣，自由C 1.2～1.7%，保护渣消耗量0.4～0.5kg/t；
（6）加热：上述铸坯直接进入加热炉，入炉温度500℃～900℃，加热温度1180～1220℃；加热时间70～90min；
（7）热轧：高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制，然后进过六机架热连轧机组轧制；
（8）层流冷却：热轧基板经过层流冷却段，采用后段冷却的方式冷却至680～720℃，然后通过卷取机进行卷取；
（9）酸洗、双机架冷轧：热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度为30～50m/min，酸洗后进入双机架冷轧机组，经六道次轧制为目标厚度0.5mm的冷硬卷；
（10）连续退火、涂层：冷硬卷开卷后进入连续退火炉进行退火，退火炉气氛H2、N2混合气体，其中H2所占比例为25～35%，退火温度为830～900℃，退火时间为4～5min，连续退火后进行涂层，得到电工钢。
2.根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，所述的步骤（4）具体为，通过两段式环流气体模式，提升气体提高到120m3/h后保持不变至处理结束，并尽快使真空室达到极限真空低于80mbar，使钢水中碳含量迅速下降。
3.根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，所述的步骤（4）具体为，RH到站钢水温度1630～1650℃，开始抽真空到脱碳结束钢水温降25～35℃，脱碳结束后合金加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰，最后加入铝粒调整钢中Als到相应的目标值；加硅铁过程中钢水温度保持平衡，加完合金后的纯脱气过程温降为0.7～1.5℃/min；破空后造渣喂纯Ca线100～200m；RH处理周期90～100min，其中真空处理时间45～55min，真空度小于10mbar时间40～50min，纯脱气时间7～10min。
4.根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，所述的步骤（6）中,加热炉为弱氧化性气氛。
5.根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，所述的步骤（7）具体为：高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制，粗轧开轧温度1030～1070℃，铸坯由120～150mm经过粗轧机三道次轧制为目标厚度为28～32mm的中间坯，然后通过六机架热连轧机组轧制为目标厚度为2.0～3.0mm的热轧基板，精轧开轧温度为1010～1050℃，精轧终轧温度为870～910℃。
6.根据权利要求3所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法，其特征是，所述的步骤（10）中：退火炉气氛H2、N2混合气体，其中H2：N2=3：7。
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