324半工艺无取向硅钢.docx

1、324半工艺无取向硅钢1 半工艺冷轧无取向电工钢的发展刘杰， 钢铁研究总院 电工钢联合研发中心2 50W1300冷轧无取向电工钢带的工业试制李士琦， 北京科技大学冶金与生态工程学院3 重钢1780生产无取向硅钢的可行性探讨徐小平 重钢集团热轧薄板工程建设项目部4 薄板坯连铸无取向电工钢用保护渣的研究刘志宏 钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心涟钢1720冷轧电工钢生产工艺优化秦江峰 涟源钢铁集团有限公司冷轧厂，湖南 娄底 417009高级半工艺无取向电工钢的研制杜光梁 武汉钢铁（集团）公司研究院半工艺无取向电工钢的相关检测与研究中南大学硕士学位论文 李敏 半工艺无取向电工钢技术标准Doc in

2、 豆丁 网 5 薄板坯连铸连轧工艺半工艺无取向电工钢研制-钢铁2008年05期 2V012178 卷第4期年7月特 殊钢Vol.28 .No ,4SPECIALS TEEL. J ul y 2 00 7 4S 工艺技术50 W 13 00 冷 轧 无 取 向 电 工 钢 带 的工业试制李 士琦 ， 王 忠 诚 ， z 赵 宏， 刘 润 藻 王 玉刚 (I 北 京 科 技 大 学 冶 金 与 生 态工程学院，北京100083;2 中国国际工程咨询公司，北京100044)摘 要 采 用 40 t氧气顶吹转炉-180 nonx 495n on板坯连铸一连轧工艺流程，试制了。.5 mm x4 80m

3、m 3 t50 W 130 0冷轧电工钢带(铸坯成分%;0.04一0.06 C,0.82 一0.96 Si,D.3 5一0.4 0Mn,0.0 15一0.0 17P,0.0 14一0.Digs)o通过 钢 包 吹氢，控制钢水终点温度16 50- 1 67 0C , 钢中氧含量由72.9 x 1 0-0降至22.9. 10-6。试制的冷轧无取向电工钢 带 成品的电磁性能和力学性能均达到GB/12521-1996中50W1300标准要求，适用于小型电动机转子的制造。关 键 词 50 W1 30 0冷轧电工钢氧气顶吹转炉成分设计试制Co m m e rc ia l P i lo tP roducti

4、on of5 0W 1300 Cold RolledN on -O r ie nt at io n E le ct ri ca l S t ee lLiS h ig i， W ang Z hon geh eng ,Z h aoH ong，LiuR unzao，WangY ugang(1 S c ho ol o f M eta llurgicala ndE cologicalE ngineering,U niversityo fS ciencea ndT echnology,B eijing1 00083;2C h ina I n te rna tio na lE n gin ee rin gC

5、 on su lta tio n C o , B e ijin g1 00044)Ab st ra ct T he 0 .5 m m X480 mm 50W1300n on-orientede lectricals teels heet3 t ( O.04一0.06C,0 .82一0.9 6Si,0. 35 一 0.40Mn,0 .015一0.017P,0 .014一0.0195)h asb eenr esearcheda ndp roduced byu sing4 0 1E D convener一180mm x 4 95m m slabc oncasting一continuousro lli

6、ngflow sheet.T irem oltens teelt emperaturew asc ontroled between650 and 1 6 70andth eo xygenc ontentin s teeld ecreasedf rom7 2.9 、10-6to 2 2.9 x 1 0-6b yar gonb lowingin l adle.T heele ct rom agnetism propertiesa nd mechanicalp ropertieso fp ilotp roduced cold roledn on-orientation electrics teela

7、 l met50 W 130 0r equiremento f( ;B/12521-1996b eings uitablef orm anufacturingro toro f.S mallm otor.M ate ri al I n de x 50W1300 Non-OrientedE lectricalS teel,L D Converter,C omposition Design,P ilotP roduction采用 普 通 钢铁生产流程，生产带宽-_500m m小电机用低成本冷轧电工钢带的工艺路线，作为宽带产品的补充。其技术核心为电工钢成分设计。1 成分设计试 制 的 产品公称厚度为

8、0.5 m m的冷轧电工钢窄带，其用途定位是小型电机铁芯，主要性能指标要求见表1。产品使用性能主要考虑以下几点:(1 )要 求 磁感应强度值高，以便节约材料减轻电机重量，降低成本川。因此，钢中硅含量不宜过高。(2) 电 机 转子旋转速度方向，要求有较高的断裂强度(，。)和屈服强度(。);电机的铁芯材料要有良好的冲片性能。以选择钢中硅含量较低为宜。(3 )为 保 证铁芯叠片后的几何形状，用冷轧电工钢取代热轧电工钢，一般选用较低硅含量电工钢。从 生 产 工艺可操作性考虑，应注意下列几点:(1 )转 炉 炼钢终点磷、硫成分尽可能接近普通碳素优质钢的要求;(2)转炉炼钢终点碳的控制不宜过低;(3)用硅

9、合金化处理实际上有“沉淀脱氧”的效果，然而硅含量过高，要求较大地降低连铸拉坯速度，影响了炉一机匹配。工 业 试 验选定GB/T2521-1996中50W 1 300牌号的冷轧电工钢为试制目标，设计成分要求如表202 生产工艺设计2.1 工艺流程表 1 G B /T 25 21 -1 99 6冷 轧 无 取 向 电 工 钢 电 磁 和 工 艺 特性Table1 Electromagnetism andp rocessc haracteristicso fc oldr oled non-oriented electricals teel,G B/T2521-1996牌号公称厚度/ 理论密度/磁性能

10、(50Bx)最大铁损(Pi，)/最小磁感(B,-)/ Adf,*最小叠装系数/抗拉强度2M Pu 1t4铲k/501 700 0.50501 800 0.50501 1000 0.505011300 0.5033200 32%-97 卯卯叨10O1010T一韶686969令708ol0(m13oc7 8的7 8007 8507 950万方数据特殊钢第28卷Table 2表2 试验钢冶炼成品成分设计要求/%Chemical composition requirement of test steel/%c S; S ik4M1A*V0.00.405- 0.1S雳0.00.0-510- 00.001

11、03 0- 50注碳含址为氧气转炉终点碳采 用 的 工艺流程为:普通含铁原料一烧结、造球*高炉炼铁一氧气转炉炼钢、小板坯连铸一板坯加热一热连轧带卷一酸洗一冷轧一连续退火一成品，与一般的生产流程相比12.31氧气转炉之前缺少r铁水脱硫工序，氧气转炉炼钢之后缺少了真空精炼工序。该流程的技术难度主要在于氧气转炉冶炼的成分和工艺操作控制2.2 氧气转炉冶炼和板坯连铸选 取 含 硫量较低的铁水，进行冶炼;提高转炉供氧强度，精心操作，严格控制终点碳含量;出钢过程二次挡渣，减少带人钢渣量;出钢过程加人优质FeSi和SiMn合金，使钢中硅含量达到设计值(0.80% -1.00 %S i);采 用钢包吹氛，吹氢

12、过程中测定钢水中氧含量，调整Al线、CaBaSi线加入量和吹氢搅拌时间。连铸 过 程 需采用全程保护浇铸。钢包至中间包采用氢封长水口，中间包加硅钢专用覆盖剂。钢水过热度控制在10-30，导流墙控制流场，去除夹杂，中间包温度控制在1 550一1 580。结晶器需加硅钢专用保护渣以防止增碳，喂铝线，并要求液面保持稳定，以防止卷渣。硅钢导热性能比普通钢差，含硅量为1.00% 的电工钢其导热系数为0.385W/(rm C )，故应适当降低拉速，提高二冷水比水量。铸坯定尺(保障卷重)为12 m,2、3 带钢热轧电 工 钢 板坯低温段加热速度过快，内部会形成不可逆的裂纹，须严格控制加热炉温度制度。试 验

13、电 工钢AI, 温度为870 左右，设定终轧坯温度在850左右41，并采用后段冷却和高温卷取方法，以达到常化和预退火改善织构及磁性的作用，设计卷取温度为700一，。试 制 电 工钢的热态力学性能与低碳钢相近，可参考低碳钢的轧制制度。设定热轧后带卷的厚度i3.0 m m，尺寸公差不得超过相关标准要求。2.4 冷轧和成品退火冷轧 工 艺 要点为61:(1)冷轧总压F量)80%，轧制过程中每道次应尽可能采用大压下量，最后一道相对较小;(2)轧制过程中，前后单位张力应适宜，控制为该钢种屈服强度的40%左右。工 业 实 验采用连续退火工艺，退火温度选定在85。一950范围之内71。退火过程采用分解氨保护

14、气氛，并控制保护气氛的露点。3 冷轧电工钢的试制工艺采 用 40 t 氧气顶吹转炉冶炼，冶炼3炉，共计120 to所用铁水碳含量4.28% 一4.62%，硫含量0.025% -0.052% 。钢 包 吹 氦终点温度16 50一16 70 ，氧含量由72.9x 1 0-降至22.9 x 1 0一。连铸坯成分见表30采 用 连 铸机的工艺装备及操作参数如下:表 3 试 制 电 工 钢 坯 化 学 成 分 洲 %Table3 Chemicalc ompositionso fp ilotp roduced electrics teelb illet/ %试验编号 Si Mn P 5 V C , N i

15、 C u A t, Alt0.96 0.40 0.015 0.019 0.006 0.02 0.015 0.015 0.004 0.0060.82 0.35 0.0t7 0.017 0.005 0.02 0.007 0.012 0.005 0.0070.91 0.40 0.016 0.014 0.010 0.03 0.009 0.014 0.015 0.0206 04 050 0 0，. 八 内1铸机 机 型 为4点矫直全弧形板坯连铸机;铸机流数为1机2流;弧形半径6.5/8.6/12.8/25 m;流间距650 mm;铸坯断面180 mm x495 mm;结晶器铜板高度850 mm;冶金长度

16、18.03 m;拉速0.9一1.0m/min;比水量0.8 U kg;定尺12m ,试 制 所 得铸坯表面质量良好，无裂纹、气孔、分层等缺陷。只是由于拉速较慢，振痕较Q195略深，铸坯内部没有明显缩孔和疏松。生产铸坯22块，共110 t，内外部质量全部合格。选用 热 轧 机组主要工艺参数如表4。设计经9道次粗轧，将钢带由180 mm轧至60 mm，再经连轧机组6道次精轧轧成规格(mm)为2.75 x 48O x L的热卷钢带，高温卷取单卷重4.5，。粗轧 前 ( 出钢前)用100M Pa高压水喷淋，第1次去除氧化铁皮。在粗、精轧中再进行第2,3次除鳞，使氧化铁皮去除更彻底，保证热钢带表面质量，

17、为冷轧前的酸洗及冷轧创造条件。精轧机组F1机架轧制力约为4 500 kN。轧制过程一次成功，板型万方数据第4期李士琦等:50WI300冷轧无取向电工钢带的工业试制47表4 轧机工艺装备参数Table 4名称Parameters of mill and rolling process轧 辊 辊 身 最 大轧 最大允许轧机形式直径/ 长度/ 制速度/ 轧制力/mm mm (m日) kN弓n n74 5 34粗轧平轧立轧二辊可逆式粗乳机2 100 4.6精轧精轧下作辊精轧四辊不可逆式轧机四辊不可逆式轧机四辐不可石48 62013 .149 6 仆洲】13.149 6 000形状和尺寸公差的要求，厚度

18、允许偏差土。.04 mm,横向厚度差0.02 mm,宽度允许偏差-0.5 m m冷 轧 电 工钢成品在中国计量科学研究院电磁检测中心进行爱泼斯坦方圈磁性能检验，结果见表50可以看出，其中两卷电磁性能中的铁损一项达到了国标50W1300的要求，另一卷带钢的铁损值略高;而成品的磁感应强度均优于国标要求藻巍遥裘军IL#16 600 67 0 13 .14 9 “000表5 电工钢成品磁性能检验结果Table 5 minationproductresults of magnetic properties of e-和边部质量良好，无气孔、裂纹等缺陷。冷 轧 前 热轧钢卷用20%的盐酸溶液酸洗，酸洗温度

19、70一90。钢带酸洗时间1一3 mina酸洗后喷水清除表而酸液和污垢，再经70一90的IYa,CO,碱性水溶剂钝化处理，最后清洗并吹干。试 制 采 用四辊可逆式轧机，轧成规格(mm)为0.5 x 4 80的冷轧无取向硅钢带。轧机 工 艺 装备参数为:支撑辊4)520m m;工作辊4)180 mm;支撑辊长度600 mm;工作辊长度630mm;最大轧制压力450 t;最大张力15t;最大轧制速度70 m/min;试验料卷重1.5 t 试 验 设 计经6道次压下，严格控制轧制力及前后张力，将规格(mm)为2.7 5x 4 80x L 的卷带轧成规格(mm)为0.5 x480xL的冷轧无取向硅钢带。

20、车L后钢带平整，无裂边，无过氧化现象。表 面 碱 洗脱脂后的冷轧电工钢带，经连续式退火炉，在20% Nx + 80% H:保护气氛下退火。气体流量巧m3/h。均热炉温度控制在8印，保温时间2. 6 min，出炉温度60 ，空冷至室温。连续退火炉张力控制在1 kN左右。退火工艺流程见图tolectricat steel镖何L596试样编号样品铁损i(txkg，)亚散八P。P,) 1.07202 1.08003 1.056 :45654646131._.6793740磁感/TR5 R io1.713 1.8401.718 t. 8411.704 1.830拉 伸 试 验检测结果为:钢带抗拉强度。h

21、在460一560 MPa之间，力学性能达到国标最低牌号电工钢50W1300的要求。5 结论(1 )试 制 冶炼3炉共120t 钢，连铸板坏22块;经热轧一酸洗一冷轧一热处理工艺，生产规格(mm)为0.5 x48。成品共3t，生产工艺顺行。证明试验钢成分、工艺设计合理。(2) 冷 轧 无取向电工钢带成品的电磁性能和力学性能均达到GB/T2521-1996件1 50W1300标准要求，适用于小电机转子的制造。、凿开卷书l59凿鬓肇噢鬓一嗜图 1 连 续 退 火 流 程 图Fig.1 Diagram ofc ontinuousa nnealingfl ow shee参 考 文 献I Moseley

22、D,HuY ,Randle V,eta l.R ole ofS iliconC ontenta nd FinalAn ne al ingT emperature on Microtexture and Mlcrestmcture tlevelupme n t i n V on-oriented Silicon Steel.M aterialsS ciencea ndE nginmdn nA, 20 05 (392)c2822 张新仁.谢晓心低铁损高磁感无取向系列电工钢的研制.钢铁研究 ,20 00 (1);193 李军，杜炳坤.无取向硅钢带的研究.金属功能材料,1997(2)794 储双杰.生

23、产_艺参数对无取向电工钢磁性能的影响，特殊钢20 03 ,2 4(2);375 周世春，黄忘芽，陈凌峰，等热轧工序温度对中低牌号无取向电工 钢电 磁 Pt能的影响.宝钢技术，2004(2):296 Hung BY ,YanuanotoK ,K id, C.E fecto fC old-Hullingo n MaymetisPro p ertieso f1Y-oriented SiliconS teelS hects.J ournalo fM agnet-.sm a n d M agneticM aterials,2000(加9);1977 Hou Cl,-K,.E fecto fP ropertiesH otB and AnnealingT empenureof L o ，一 ;adrcn ElectricalS teels.ISIJ IntemationA,1996,36(5):563退 火 后 成品表面质量良好，没有出现浪边和表面氧化发青的状况，韧性及硬度符合试验钢的要求。4 带钢的电磁和力学性能成 品 符 合GB/T2521-1996,GB/T247-1988板型、李士琦(1942-),男，博士生导师，冶金技术和工艺研究收稿日期;2006-01-06万方数据