[发明专利]薄板坯连铸连轧工艺生产低成本取向硅钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于高附加值钢铁材料的生产工艺，特别涉及短流程，低成本，低能耗的生产技术。

背景技术

硅钢作为各类电机，变压器以及家电等电器产品的核心材料之一，主要应用于制作铁芯，磁开关，继电器，磁屏蔽以及整流器等。随着机电和家电工业的迅速发展，近年来对硅钢的需求量不断增加。我国作为家电产品消费大国，对硅钢的消耗和需求迅速加大。但是由于生产能力和工艺技术的限制，硅钢产品在国内市场供不应求，对进口产品的依赖程度很高。硅钢按其磁性能特点可分为晶粒取向硅钢和无取向硅钢。晶粒取向硅钢主要应用于定向磁场的铁芯制作以充分发挥晶粒在GOSS取向上的优异的磁化性能，降低电磁损耗。例如取向硅钢在变压器铁芯的应用。但是由于取向硅钢目前国内年产量不能满足我国对取向硅钢的年需求量，同时由于取向硅钢的生产技术工艺复杂，所以市场价格一再攀升。

由于取向硅钢价格昂贵，所以在许多家用电器中本应使用取向硅钢的定向磁场的铁芯材料，例如小型电源变压器，电磁开关，稳压器等也被用无取向硅钢代替，以降低成本。这种用无取向硅钢取代取向硅钢的方法，使得不能利用晶粒的最优磁化取向来降低铁磁损耗，所以造成器件的高发热铁损大的缺点，造成大量的能源浪费。例如利用铁损大的热轧硅钢，每一万吨的热轧硅钢与冷轧硅钢相比每年多消耗电能一亿度。无疑这种在定向磁场的应用领域用高铁损的无取向硅钢材料代替取向硅钢材料是不符合可持续性发展目标和改善全球环境的要求的。

针对上述问题，开发薄板坯连铸连轧技术生产取向硅钢具有重要意义。虽然在取向硅钢生产工艺和成分上有一些专利，但是大部分是针对传统连铸和热轧工艺的普通取向硅钢的生产方法，对利用短流程连铸连轧工艺生产取向硅钢的研究开发还比较少。“薄板坯连铸连轧生产取向硅钢带的方法”(专利申请号：200510047294.4)，提出拉坯速度为2-3米/分，较低的拉坯速度将导致连铸坯表面温度偏低，这可能会对抑制剂的作用带来不利影响。“低牌号取向电工钢板的制造方法”(专利申请号：200510126282.0)，提出的终轧温度为1050-850℃，在实际的CSP生产过程中往往会由于低温加热和低温轧制的特点不能满足上述对终轧温度的要求。

发明内容

本发明提出利用短流程薄板坯连铸连轧技术生产取向硅钢，采用较快的拉坯速度，以保证较高的连铸坯表面温度，减少抑制剂的析出，从而在后续变形过程中抑制剂弥散析出，并通过控制终轧温度来省略常化过程，进一步节约成本，提高生产效率。热轧板经酸洗，冷轧，中间退火，冷轧和二次再结晶退火后得到取向硅钢要求的组织和织构，其产品的磁性能可以达到国家标准要求的取向硅钢牌号的性能指标。

本发明基于实际工业生产的短流程薄板坯连铸连轧工艺，热轧板基本成分为一般取向硅钢成分，由薄板坯连铸连轧设备形成50-120毫米厚度的连铸坯，在进入均热炉之前保证整个过程中铸坯表面温度不低于800℃。为保证上述连铸坯的表面温度，在结晶器出口温度不低于1100℃、铸机出口温度不低于900℃的条件下，以拉坯速度3.1-6米/分进入均热炉保温，均热后用热连轧机轧到1.5-3.5毫米厚度，热连轧终轧温度为750-1000℃，低于700℃卷取。

所述均热炉保温温度为1000-1200℃，保温时间不小于20分钟。

所述热连轧终轧温度为850-1000℃时，热轧板卷取后不需要进行常化，热连轧终轧温度为750-850℃，需要进行820-925℃保温1-10分钟的常化退火。

热轧板按照取向硅钢的一般二次冷轧的生产工艺，即酸洗，冷轧和退火生产取向硅钢产品。

对比现有技术，如果采用热轧板常化工艺，本发明提出的终轧温度较低，可以控制在750-850℃，有利于生产过程的控制；而对于有条件实现较高终轧温度的设备，终轧温度高于850℃时，热轧板不经过常化处理，进一步降低了生产成本和能耗。

本发明利用实际工业生产的薄板坯连铸连轧工艺生产国标牌号的低成本取向硅钢，具有短流程，成本低和生产效率高的优势和特点。一方面可以缓解国内市场取向硅钢的供求矛盾，减少进口，另一方面也有助于降低取向硅钢产品的价格，从而拓宽取向硅钢的应用范围。此项技术的开发和产品的应用不仅给企业带来经济效益，而且从产品的生产过程以及产品的使用都具有明显的节能效果。

具体实施方式

具体实施例中的取向硅钢均采用普通取向硅钢的化学成分：0.035％C，0.15％Mn，3.0％Si，0.035％S等。