本发明一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，在取向硅钢的成分设计中减少固溶温度较高的MnS的含量，降低铸坯加热温度，同时计算实际取向硅钢成分中γ‑相含量与温度之间的关系，依据计算结果设计取向硅钢的热轧工艺，可以保证20％～30％的γ‑相数量，成功解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的问题。
基本信息
申请号：CN202110404874.3
申请日期：20210415
公开号：CN202110404874.3
公开日期：20210727
申请人：鞍钢股份有限公司
申请人地址：114000 辽宁省鞍山市铁西区环钢路1号
发明人：庞树芳;游清雷;蒋奇武;于宁;贾志伟;张海利;张静;李莉;王项龙;王晓达
当前权利人：鞍钢股份有限公司
代理机构：鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙) 21224
代理人：佟宁
主权利要求
1.一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，其特征在于，包括如下方法：1)冶炼：采用转炉冶炼，全程吹氩，转炉炉后终点控制：C≤0.060％；P≤0.011％；S≤0.030％；Mn≤0.040％；吹炼过程渣的碱度为3.0～3.5；渣厚≤80mm；出钢终了时挡渣；2)连铸及热轧工艺：计算渗氮法取向硅钢的液相线温度，范围在1470～1510℃；MnS和AlN相的固溶析出转变温度，范围在1150～1280℃；A)连铸依据液相线温度，钢水在过热度小于30℃时浇注，铸坯的拉速控制在0.25～0.62m/min；连铸过程中投入电磁搅拌，连铸后铸坯热送；B)热轧工艺依据MnS和AlN相的固溶析出转变温度设计加热温度；依据20％～30％γ-相含量随温度变化曲线设计精轧温度，20％～30％γ-相含量随温度变化规律为：γ-相含量随温度的升高先增加后减小，γ-相含量最大时对应的是一个温度，其余γ-相含量对应的温度值是两个；a)加热首先，判断MnS、AlN相的固溶析出转变温度哪个高，铸坯加热温度围绕这个最高温度波动±20℃，加热时间110～130min；b)粗轧使用保温罩和边部加热器，粗轧第一道次采用压下率≧30％轧制，剩余道次压下率平均分配；c)精轧精轧开轧温度的设计原则是：保证热轧板中有20％～30％的γ-相含量，同时取γ-相含量对应的两个温度值中较低的温度以便于产生更多的高斯晶粒；精轧时间控制在188s之内，终轧温度960±20℃；所述取向硅钢中化学元素含量的质量百分数如下：0.011％≤C≤0.092％、2.420％≤Si≤3.630％、0.0010％≤Mn≤0.195％、0.001％≤S≤0.012％、0.002％≤P≤0.022％、0.012％≤Als≤0.035％、0.002％≤N≤0.020％、0.010％≤Cu≤0.300％、0.010％≤Cr≤0.200％，其余为Fe和杂质。
权利要求
1.一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，其特征在于，包括如下方法：
1)冶炼：采用转炉冶炼，全程吹氩，转炉炉后终点控制：C≤0.060％；P≤0.011％；S≤0.030％；Mn≤0.040％；吹炼过程渣的碱度为3.0～3.5；渣厚≤80mm；出钢终了时挡渣；
2)连铸及热轧工艺：计算渗氮法取向硅钢的液相线温度，范围在1470～1510℃；MnS和AlN相的固溶析出转变温度，范围在1150～1280℃；
A)连铸
依据液相线温度，钢水在过热度小于30℃时浇注，铸坯的拉速控制在0.25～0.62m/min；连铸过程中投入电磁搅拌，连铸后铸坯热送；
B)热轧工艺
依据MnS和AlN相的固溶析出转变温度设计加热温度；依据20％～30％γ-相含量随温度变化曲线设计精轧温度，20％～30％γ-相含量随温度变化规律为：γ-相含量随温度的升高先增加后减小，γ-相含量最大时对应的是一个温度，其余γ-相含量对应的温度值是两个；
a)加热
首先，判断MnS、AlN相的固溶析出转变温度哪个高，铸坯加热温度围绕这个最高温度波动±20℃，加热时间110～130min；
b)粗轧
使用保温罩和边部加热器，粗轧第一道次采用压下率≧30％轧制，剩余道次压下率平均分配；
c)精轧
精轧开轧温度的设计原则是：保证热轧板中有20％～30％的γ-相含量，同时取γ-相含量对应的两个温度值中较低的温度以便于产生更多的高斯晶粒；精轧时间控制在188s之内，终轧温度960±20℃；
所述取向硅钢中化学元素含量的质量百分数如下：0.011％≤C≤0.092％、2.420％≤Si≤3.630％、0.0010％≤Mn≤0.195％、0.001％≤S≤0.012％、0.002％≤P≤0.022％、0.012％≤Als≤0.035％、0.002％≤N≤0.020％、0.010％≤Cu≤0.300％、0.010％≤Cr≤0.200％，其余为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，其特征在于，连铸板坯厚为200～250mm。
3.根据权利要求1所述的一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，其特征在于，粗轧坯厚度为50±5mm。
4.根据权利要求1所述的一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，其特征在于，热轧板目标厚度为2.0～2.5mm。
说明书
一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法
技术领域
本发明涉及冷轧取向硅钢生产技术领域，尤其涉及一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法。
背景技术
取向硅钢是一种应用于变压器铁芯制造的重要硅铁合金，是电力、电子行业广泛应用的一种软磁合金。其生产工艺复杂，成分和工艺范围窄，制造流程长，通常将其制造技术和产品的水平作为衡量一个国家钢铁制造业技术水平的标志。对取向硅钢化学成分的要求极其严格，规定的成分范围很窄，成分略有波动对产品性能就有很大影响。
取向硅钢生产的全工艺过程对应对抑制剂进行控制，MnS和AlN是常用的抑制剂。取向硅钢的制备过程中，为确保得到预期的二次再结晶组织，获得高组分的高斯取向{110}<001>，钢中必须存在足够数量细小弥散的抑制剂来阻碍初次再结晶晶粒的长大，为高斯取向晶粒在二次再结晶过程中的发展创造条件。但要获得细小弥散的抑制剂，需通过板坯加热工艺，才能使抑制剂在钢坯中充分固溶，在板坯的热轧过程中使抑制剂细小弥散低析出。取向硅钢在加热过程中是由γ-相和高温铁素体两相组成的，当取向硅钢热轧板在高温铁素体相区中时，轧辊与硅钢板间会产生剧烈摩擦使硅钢板表层出现{110}<001>高斯织构。存在于热轧板亚表层的Goss取向晶粒对取向硅钢成品磁性能起到决定性的作用。
取向硅钢中C含量范围为0.03％～0.08％，小于0.02％C的3.25％Si钢已无相变，铸坯高温加热时晶粒明显粗化，热轧带沿板厚方向中心区的形变晶粒粗大，<110>纤维织构强，冷轧和脱碳退火后残存有形变晶粒，高温退火后二次再结晶不完全，使磁性降低。取向硅钢的热轧板中需要有20％～30％的γ-相，使热轧板细化并为层状分布的细变形晶粒和小的再结晶晶粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，一方面，通过减少成分中形成MnS抑制剂的Mn、S含量来降低铸坯加热温度；另一方面，计算取向硅钢中MnS和AlN相的固溶析出转变温度、γ-相含量与温度之间的关系，依据计算结果设计热轧加热温度、粗轧温度及精轧温度，保证热轧过程中20％～30％的γ-相，避免热轧板晶粒粗化，获得高性能取向硅钢。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种解决取向硅钢热轧板晶粒粗大的方法，包括如下方法：
1)冶炼：采用转炉冶炼，全程吹氩，转炉炉后终点控制：C≤0.060％；P≤0.011％；S≤0.030％；Mn≤0.040％；吹炼过程渣的碱度为3.0～3.5；渣厚≤80mm；出钢终了时挡渣；
2)连铸及热轧工艺：计算渗氮法取向硅钢的液相线温度，范围在1470～1510℃；MnS和AlN相的固溶析出转变温度，范围在1150～1280℃；
A)连铸
依据液相线温度，钢水在过热度小于30℃时浇注，铸坯的拉速控制在0.25～0.62m/min；连铸过程中投入电磁搅拌，连铸后铸坯热送；
B)热轧工艺
依据MnS和AlN相的固溶析出转变温度设计加热温度；20％～30％γ-相含量随温度变化曲线设计精轧温度，20％～30％γ-相含量随温度变化规律为：γ-相含量随温度的升高先增加后减小，γ-相含量最大时对应的是一个温度，其余γ-相含量对应的温度值是两个。
a)加热
首先，判断MnS、AlN相的固溶析出转变温度哪个高，铸坯加热温度围绕这个最高温度波动±20℃，加热时间110～130min；
b)粗轧
对粗轧温度不做具体要求，通过使用保温罩和边部加热器保证粗轧温度尽量高，粗轧第一道次采用压下率≧30％轧制，剩余道次压下率平均分配；
c)精轧
精轧开轧温度的设计原则是：保证热轧板中有20％～30％的γ-相含量，同时取γ-相含量对应的两个温度值中较低的温度以便于产生更多的高斯晶粒；精轧时间控制在188s之内，终轧温度960±20℃。
所述渗氮法取向硅钢中化学元素含量的质量百分数如下：0.011％≤C≤0.092％、2.420％≤Si≤3.630％、0.0010％≤Mn≤0.195％、0.001％≤S≤0.012％、0.002％≤P≤0.022％、0.012％≤Als≤0.035％、0.002％≤N≤0.020％、0.010％≤Cu≤0.300％、0.010％≤Cr≤0.200％，其余为Fe和杂质。
连铸板坯厚为200～250mm。
粗轧坯厚度为50±5mm。
热轧板目标厚度为2.0～2.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)依据计算结果中MnS、AlN相和γ-相含量随温度的变化规律，可以快速、准确、合理地设计热轧加热、粗轧和精轧工艺；
2)实施此方案可以使取向硅钢热轧板晶粒粗化发生的概率大幅降低，同时保证热轧板中高斯织构的产生，提高成材率，经济效益显著；
3)本发明采用成分设计与工艺设计相结合的方法，双重保证取向硅钢热轧板晶粒尺寸和组织特征。
附图说明
图1是本发明实施例γ-相质量分数与温度对应关系的曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。
实施例1：
一、实施例钢种成分
选取的取向硅钢的元素含量如下：C：0.047％C、Si：3.09％、Mn：0.100％、S：0.006％、P:0.010％、Als：0.028％、N：0.006％、Cu：0.200％、Cr：0.060％，其余为Fe和杂质。
二、冶炼
采用转炉冶炼，全程吹氩，转炉炉后终点控制：0.040％C；0.008％P；0.025％S；0.028％Mn；吹炼过程渣的碱度为3.2；渣厚65mm；出钢终了时挡渣。
三、连铸及热轧工艺
计算以上选取渗氮法取向硅钢的液相线温度、MnS和AlN相的固溶析出温度，计算结果如表1所示。
表1实施例1液相线温度、MnS和AlN相的固溶析出转变温度/℃
γ-相的质量分数随温度变化规律的计算结果如图1所示，γ-相质量分数最大值是0.30，对应的温度是1161℃,γ-相质量分数为0.20时对应的温度是1035℃和1251℃。
图1中γ-相质量百分数与部分温度的对应关系在表2中列出，温度从960℃每隔10℃升高到1250℃。
表2实施例1γ-相的质量百分数与温度的对应关系
1)连铸
计算的液相线温度为1491℃，过热度选择9℃，钢水浇注温度为1500℃；铸坯的拉速0.40m/min；连铸过程中投入电磁搅拌，连铸后铸坯热送，板坯厚为220mm。
2)热轧工艺
a)加热
首先，依据表1的计算结果知道，AlN相的固溶析出转变温度比MnS相的高，铸坯加热温度设计为1280℃，加热时间120min。
b)粗轧
通过使用保温罩和边部加热器保证粗轧温度尽量高，粗轧第一道次采用压下率为35％的高速轧制，第2-4道次粗轧压下率按28％平均分配，粗轧坯厚度为53mm。
3)精轧
从以上表2知道，γ-相质量百分数为30％时对应的温度范围在1150℃～1170℃，选取较低的温度1150℃作为精轧开轧温度，采用七机架四棍连轧机轧制7道次，轧到2.30mm厚，精轧时间控制在180S，终轧温度980℃。
四、常化及后续工艺
最后经常化冷轧及后续工艺制成成品。
