CN202110288522.6一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法

权利要求

1.一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，其特征在于，包括以下过程：

1）控制取向硅钢铸坯进入加热炉前的表面温度不低于560℃；

2）控制加热炉预热段炉气温度在950℃以下；控制一加热段炉气温度在950～1100℃范围内；控制二加热段炉气温度在1150～1210℃范围内；控制均热段炉气温度在1150～1180℃范围内；

3）取向硅钢铸坯进入二加热段后，采用快速加热，升温速度为15～30℃/min；

4）控制取向硅铸坯在加热炉内的总加热时间不超过290分钟；二加热段与均热段时间的加热时间之和为80～100min，其中均热段的加热时间为30～40min；

5）取向硅钢铸坯的出炉温度控制在1140℃～1170℃范围内；取向硅钢铸坯的平均晶粒尺寸不大于60μm；

6）加热后进行粗轧，轧制道次不超过5道次；粗轧侧压量≥75mm，其中立辊轧机侧压量为40mm以上；

7）粗轧后进行精轧，钢带终轧温度控制在901～959℃范围内；

8）精轧轧制前，对钢带边部进行加热补偿，补偿温度控制在60～80℃范围内。

2.根据权利要求1所述的一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，其特征在于，所述过程1）中，通过堆垛缓冷或保温坑保温的方式，控制取向硅钢铸坯的表面温度。

3.根据权利要求1所述的一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，其特征在于，所述过程6）中，粗轧采用可逆式轧制。

4.根据权利要求1所述的一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，其特征在于，所述过程7）中，精轧采用7道次连轧机组进行连轧。

5.根据权利要求1所述的一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，其特征在于，所述过程8）中，通过感应加热装置对钢带边部进行加热补偿。

6.根据权利要求1所述的一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，其特征在于，所述取向硅钢铸坯的宽度为热轧成品宽度+（75～100）mm，取向硅钢中间坯的厚度控制在41～50mm范围内。

说明书

一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法。

背景技术

取向硅钢以其工艺路线长、技术含量高、工艺复杂、工艺窗口窄、过程控制严等特点，被誉为“钢铁产品中的工艺品”。

由于取向硅钢的含硅量高(3.0％左右)、含碳量低(0.030％～0.055％)，在高温加热时,只有很少的奥氏体产生，绝大部分组织仍然是铁素体。也就是说，绝大部分的组织在高温加热时没有发生相变，低温下是铁素体，高温下仍然是铁素体。

取向硅钢的连铸坯由于其快速凝固的特点，柱状晶很发达。由于高温加热取向硅钢时，加热温度(1250～1400℃)较高，连铸坯的柱状晶比初轧坯的等轴晶更易长大，高温加热后的粗大晶粒，粗轧时未能充分再结晶，故形成了粗大的、长条形的未再结晶晶粒和细小的、等轴形的再结晶晶粒相混合的组织。又由于取向硅钢的Si含量高，钢的塑韧性和热导率相对较低，在轧制时随着温度降低，钢的脆性大幅增加，在精轧时就发展成边裂。

低温加热取向硅钢工艺技术的研发成功及普遍应用，大大降低了铸坯晶粒长大的程度，表面脱碳程度也大幅下降，从而较大的降低了取向硅钢边裂缺陷产生的几率。但如方法不当，仍存在较大几率出现边裂缺陷的可能，虽然边裂程度轻微，但仍对成材率及冷轧工序加工造成较大影响，此发明用以解决低温加热取向硅钢热轧边裂问题。

公告号为CN 103484643B的中国发明专利公开了“一种防止取向硅钢热轧边裂的方法”控制取向硅钢板坯角部进入加热炉前的温度不低于550℃；控制加热炉中预热段温度为950～1050℃，第一加热段温度为1050～1150℃；控制精轧入口温度为1050～1150℃，精轧终轧温900～1000℃。其理论是通过控制板坯入炉角部温度和一加的温度，减少加热时角部的热应力，防止产生内裂纹，控制连轧机组的精轧入口和终轧温度，合理设定机架间张力，从而防止了热轧边裂缺陷的产生。但是边裂产生原因是铸坯长时间加热、保温，晶粒异常长大，晶界氧化、脱碳，轧制后产生边裂，其方法没有从根源上解决问题，因此实施效果不明显。

公告号为CN 108193037B的中国发明专利公开了“一种防止取向硅钢热轧边裂工艺”采取包括控制第二加热段和均热段加热温度及对应的加热时间、轧制节奏等工艺控制措施，其炉气温度超过1300℃，属于高温加热取向硅钢边裂范畴，与本发明存在本质区别，因此其措施只能缓解边裂的发生，不能完全消除。

《川崎取向硅钢热轧边裂及其防止方法》(“中国冶金”,2006(07)：41-44.)一文中记载，日本川崎公司采取了板坯在1200℃以上加热时控制保护气氛中氧的质量分数及保持时间；调整粗轧压下率及轧制温度；实施宽压下及边部加热；变化材料的变形能，抑制边部鱼鳞状缺陷的发生等一系列措施来改善高温加热取向硅钢边裂。文中所述加热时控制保护气氛中氧的质量本发明无涉及，保持时间所处温度条件及阶段与本发明不同，粗轧压下率调整本发明无涉及，宽度压下与本发明存在较大差异性。

《新日铁取向硅钢热轧边裂及其防止方法》(“中国冶金”,2006(08)：46-49.)”一文中记载，新日铁采取了电磁搅拌、连铸板坯直送边部加热、实施板坯边部压下、电磁感应加热、控冷控轧、控制热轧精轧开始温度和终了温度、最终道次压下率及加热温度、控制组织、减少边部与中间的温度差异、消除狗骨等一系列措施来改善高温加热取向硅钢边裂。该文中采用了铸坯电磁搅拌、边部加热的方法，本发明并无涉及，其采用的板坯边部压下、电磁感应加热等措施与本发明也有显著不同。

《减少取向硅钢热轧“边裂”的措施》(武钢技术,1991(03)：24-27.)一文中，通过采用“粗轧后段大侧压”工艺制度改善高温加热取向硅钢边裂。其方法与本发明所述侧压量调整方法明显不同。

《取向硅钢卷边裂缺陷原因分析》(武钢技术,1989(09)：21-27.)一文中，采用了调整连铸时冷却水、清理干净铸坯面，改善轧制压下分配、调整轧制中冷却水量等措施。其采取的措施与本发明存在明显不同，并且其没有明确记载调整参数。

发明内容

本发明提供了一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，通过合理制定取向硅钢的加热温度、加热时间和轧制工艺制度，避免或消除了低温加热取向硅钢热轧边裂问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，包括以下过程：

1)控制取向硅钢铸坯进入加热炉前的表面温度不低于560℃；

2)控制加热炉预热段炉气温度在950℃以下；控制一加热段炉气温度在950～1100℃范围内；控制二加热段炉气温度在1150～1210℃范围内；控制均热段炉气温度在1150～1180℃范围内；

3)取向硅钢铸坯进入二加热段后，采用快速加热，升温速度为15～30℃/min；

4)控制取向硅铸坯在加热炉内的总加热时间不超过290分钟；二加热段与均热段时间的加热时间之和为80～100min，其中均热段的加热时间为30～40min；

5)取向硅钢铸坯的出炉温度控制在1140℃～1170℃范围内；取向硅钢铸坯的平均晶粒尺寸不大于60μm；

6)加热后进行粗轧，轧制道次不超过5道次；粗轧侧压量≥75mm，其中立辊轧机侧压量为40mm以上；

7)粗轧后进行精轧，钢带终轧温度控制在901～959℃范围内；

8)精轧轧制前，对钢带边部进行加热补偿，补偿温度控制在60～80℃范围内。

所述过程1)中，通过堆垛缓冷或保温坑保温的方式，控制取向硅钢铸坯的表面温度。

所述过程6)中，粗轧采用可逆式轧制。

所述步骤7)中，精轧采用7道次连轧机组进行连轧。

所述过程8)中，通过感应加热装置对钢带边部进行加热补偿。

所述取向硅钢铸坯的宽度为热轧成品宽度+(75～100)mm，取向硅钢中间坯的厚度控制在41～50mm范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

应用本发明所述方法后，取向硅钢边裂缺陷完全消除，边部质量得到根本上的改善，冷轧过程无需切边轧制，废品率大幅降低，成材率大幅度提高。

具体实施方式

本发明所述一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法，包括以下过程：

1)控制取向硅钢铸坯进入加热炉前的表面温度不低于560℃；

2)控制加热炉预热段炉气温度在950℃以下；控制一加热段炉气温度在950～1100℃范围内；控制二加热段炉气温度在1150～1210℃范围内；控制均热段炉气温度在1150～1180℃范围内；

3)取向硅钢铸坯进入二加热段后，采用快速加热，升温速度为15～30℃/min；

4)控制取向硅铸坯在加热炉内的总加热时间不超过290分钟；二加热段与均热段时间的加热时间之和为80～100min，其中均热段的加热时间为30～40min；

5)取向硅钢铸坯的出炉温度控制在1140℃～1170℃范围内；取向硅钢铸坯的平均晶粒尺寸不大于60μm；

6)加热后进行粗轧，轧制道次不超过5道次；粗轧侧压量≥75mm，其中立辊轧机侧压量为40mm以上；

7)粗轧后进行精轧，钢带终轧温度控制在901～959℃范围内；

8)精轧轧制前，对钢带边部进行加热补偿，补偿温度控制在60～80℃范围内。

所述过程1)中，通过堆垛缓冷或保温坑保温的方式，控制取向硅钢铸坯的表面温度。

所述过程6)中，粗轧采用可逆式轧制。

所述步骤7)中，精轧采用7道次连轧机组进行连轧。

所述过程8)中，通过感应加热装置对钢带边部进行加热补偿。

所述取向硅钢铸坯的宽度为热轧成品宽度+(75～100)mm，取向硅钢中间坯的厚度控制在41～50mm范围内。

本发明所述一种防止低温加热取向硅钢热轧边裂的方法的原理如下：

1)采用过程1)的措施，是考虑到取向硅钢Si含量高，热传导性差，低温下脆性极大，铸坯在低温下极易发生裂纹等风险；故本发明采取了相应的保温措施。

2)采用过程2)～过程5)的措施，是考虑取向硅钢具有较高的Si含量及较低的C含量，在连铸后的冷却过程中无法通过奥氏体-铁素体的相变来细化晶粒，因此铸坯本身晶粒粗大。粗大的晶粒在随后的加热炉再加热过程中晶粒会进一步长大，高温加热和高温下长时间保温会发生晶界氧化和脱碳，导致晶界脆化，从而在粗轧过程中，发生晶界处的开裂。这些微裂纹在精轧过程中由于无法发生动态再结晶使得裂纹通过轧制愈合而演变成边裂缺陷。故本发明控制铸坯在由低温加热到高温时快速加热，高温保温时适当降低保温温度，并控制保温时间，避免高温加热过长导致晶粒异常长大及晶界氧化脱碳。通过以上措施控制热轧成品平均晶粒尺寸不大于60μm。

3)采用过程6)～7)的措施，控制粗轧轧制道次、轧制过程除鳞水、钢板冷却水、轧辊冷却水流量及压力等轧制过程，减少轧件在轧制过程中的温降。适当增加中间坯厚度可以有效的减小粗轧过程及搬运过程的温降。由于取向硅钢钢质的特殊性，其在750℃～860℃的温度范围内存在脆性区，在此温度下，钢板塑形大幅降低，钢板脆断的风险大幅增加；故本发明在轧制过程中采取避开此温度区间进行轧制。又由于带钢边部温度普遍低于中部60℃～80℃，所以对边部进行温度补偿，以避开脆性区；同时，提高边部温度，有利于提高边部动态再结晶驱动力，提高边部延展性，可以降低边部轧制过程中边部撕裂的几率。上述措施可以有效的减小边裂风险。

4)过程8)中，选择较大的侧压量，一是可以强化对边部的轧制，可以有效的消除铸坯角部表面在加热过程中的一些缺陷，改善边部质量；二是增加立辊轧制侧压量可以提高边部轧制的应力应变程度，促进边部再结晶，细化边部晶粒，改善边部质量。

本发明所述加热炉如设有热回收段，则过程2)中的预热段包含热回收段，过程4)中的总加热时间不含热回收段时间。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例中，取向硅钢生产过程工艺参数如表1-表3所示。

表1

表2

表3

本实施例中，实施例1-实施例8所生产的取向硅钢钢板均没有发生边裂现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。