[发明专利]一种冷轧高硅钢薄带的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于带钢轧制技术领域，特别涉及一种冷轧高硅钢薄带的高效制造方法。

背景技术

硅含量与硅钢性能密切相关，随硅含量提高，硅钢硬脆严重，轧制成形困难。高硅钢一般是指硅含量介于4.0～7.1wt％的硅钢。高硅钢冷加工方面的问题有：

(1)高硅钢的有序结构导致其固有脆性，易于断裂和边裂。目前，针对高硅钢脆性主要有三种解决方案。第一是采用快速凝固直接制取薄带，省略轧制过程(日本专利JP5569223)。但该方法存在板厚控制精度低、薄带表面质量差、幅宽受到限制等缺点，不适合工业化规模生产。第二是采用3.0wt.％Si左右的普通硅钢，在含SiCl₄的气氛中加热渗硅，再利用扩散退火消除板厚方向的浓度梯度(日本专利JP6326330)。但该方法需要高温长时间加热，制造成本高。第三即采用轧制方式制造高硅钢，通过限定热轧前板坯晶粒尺寸(JP62103321)、热轧板组织形态(JP61166923)、冷轧流程及轧制温度(日本专利JP63227717A、JP63069915A)等途径，有效改善了冷轧成形性。

(2)高硅钢的高硬度特性，使冷轧面向中高频领域应用的薄规格产品时轧机负荷过大。冷轧负荷虽可通过减小辊径即减小轧辊与板材的接触弧长来降低，但辊径减小会消弱轧机系统的机械稳定性。因此，有必要开发薄规格高硅钢产品的高效冷轧技术。

异步轧制是两工作辊圆周线速度不同的特殊轧制方式。异步轧制时轧件上下表面金属流动速度不同，两个中性点位置不再保持一致，由此在两中性点之间形成摩擦力方向相反的“搓轧”变形，使异步轧制具有轧制力低、轧薄能力强且无最小厚度限制以及精度高和板形好等特点。因此，异步轧制在解决高硅钢薄带轧制成形问题上，拥有独特优势。目前关于冷轧方式制造高硅钢的文献中，尚未见将异步轧制应用于高硅钢薄带制备的报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高硅钢薄带的制造方法。该方法是一种可稳定高效地制造冷轧高硅钢薄带的方法。

本发明的高硅钢薄带的制造工艺包括：铸造、热粗轧或锻造、热精轧和冷轧等工序，其特征在于冷轧工序采用异步轧制方式。

(1)铸造：原料熔炼后在1400～1600℃下浇铸成铸坯。铸坯在800～200℃范围内需以低于100℃/h的速度冷却，以避免热应力开裂。

(2)锻造或热粗轧：铸坯在1200～950℃进行锻造或热粗轧，总压下率高于40％，以破碎铸态粗大晶粒。

(3)热精轧：在1100～650℃范围内连续热轧至厚度为0.7～4.0mm的热轧板，总压下率高于40％。热轧后可以选用900～1200℃保温30s～1h的常化退火来调控热轧板组织。

(4)冷轧：采用全部道次异步轧制或同步轧制与异步轧制先后实施两种形式，异步轧制速比为1.06～1.50，冷轧温度为400℃至室温，总压下率30％以上。

本发明的制造方法适用的高硅钢化学成分按质量百分比为：Si：4.0～7.1wt％、Mn：0.05～1.0wt％、P：0.005～0.1wt％、C：＜0.01wt％、S：＜0.01wt％，其余为铁及不可避免的杂质。

成分限定的理由如下：

Si：Si的质量百分含量范围为：4.0～7.1wt％。Si是提高电阻率进而降低涡流损耗乃至总铁损的有效元素，故以接近普通硅钢最高硅含量的4.0wt％作为下限；另一方面，如硅含量超过7.1wt％，矫顽力提高、饱和磁感应强度和最大磁导率降低，同时加工性显著恶化。

Mn：Mn的质量百分含量范围为：0.05～1.0wt％。Mn是提高热轧性能的必要元素，含量低于0.05wt％改善效果不足，含量超过1.0wt％，影响冷加工性。

P：P的质量百分含量范围为：0.005～0.1wt％。P是提高冲片加工性的必要元素，低于0.005wt％达不到效果，超过0.1wt％导致冷加工性恶化。

C：C的质量百分含量范围为：C＜0.01wt％。C是对磁性能有害的元素，超过0.01wt％C，需进行脱碳退火且脱碳时间过长，降低生产效率。

S：S的质量百分含量范围为：S＜0.01wt％。S是对磁性有害的MnS等非金属相的形成元素，含量应低于0.01wt％。

热轧及冷轧工艺说明如下：

热轧工艺：根据冷轧薄带的目标厚度选择热轧板厚度，一般冷轧薄带越薄则相应的热轧板厚度越小。热轧板厚度超过4.0mm，冷轧负担大；热轧板厚度低于0.7mm，热轧难度大且冷轧可调控的压下率空间小。