CN202011484475.4一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法

权利要求

1.一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，包括：连铸、铸坯预变形处理、铸坯加热处理和热轧处理，其特征在于：

所述铸坯预变形处理包括：在所述铸坯的温度为500～900℃下，对所述铸坯的沿长度方向的两侧壁通过立辊施加压力，直至形变量h为10～50mm；

所述铸坯加热处理的加热温度为1100～1200℃，保温时间为4～6h；

所述铸坯加热处理之前，所述铸坯的温度为400～750℃；

所述铸坯加热完成后40秒内进行所述热轧处理；

所述热轧处理的过程中，粗轧的开轧温度为1090～1200℃，粗轧的终轧温度为990～1090℃；

所述连铸的过程中，连铸钢水过热度为15～35℃。

2.根据权利要求1所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，其特征在于，所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为750～850℃，所述形变量h为26～42mm。

3.根据权利要求2所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，其特征在于，所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为845℃，所述形变量h为39mm。

4.根据权利要求1所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，其特征在于，所述铸坯加热处理的加热温度为1155℃，保温时间为5h。

5.根据权利要求1所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，其特征 在于，所述粗轧的开轧温度为1100℃，所述粗轧的终轧温度为1000℃。

6.根据权利要求1所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，其特征在于，所述立辊的轧制力为50～300吨。

7.根据权利要求1所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，其特征在于，按质量百分比计，所述铸坯包含：C 0.001～0.08％，S 0.0015～0.005％，Si 2.0～4.0％，Al 0.01～2％，余量为铁和不可避免的杂质。

说明书

一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法

技术领域

本发明属于硅钢制造技术领域，具体涉及一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法。

背景技术

为了使硅钢具有优异的电磁性能，硅钢中通常会含有较高的硅含量和较低的碳含量。但是，较高的硅含量将增大材料脆性并增加轧制难度。制备硅钢的过程中，连续铸造步骤通常会在铸坯表层形成粗大的柱状晶组织(如图2所示)；由于热轧步骤中铸坯的边部温降大，铸坯表层为粗大的柱状晶，导致所形成的热轧板塑性差且边裂缺陷严重。为了防止热轧板的边部裂纹所造成的冷轧断带，往往需要对热轧板进行切边处理，因此降低了生产效率并增加了生产成本。目前，现有技术中，为了解决热轧板的边部裂纹缺陷，通常采取的手段为进行设备改造以增加电磁搅拌和进行边部加热，以改善热轧板的边部裂纹缺陷，但实际效果并不明显。

因此，亟需一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，以解决热轧板的边部裂纹缺陷，降低生产成本。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法。本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，采用铸坯两侧壁的侧压技术(对所述铸坯的沿长度方向的两侧壁施加压力)，能够实现在无需进行冷轧切边轧制工艺的情况下，解决热轧板边部裂纹的缺陷，改善边部组织，提高边部塑性，提高成材率并降低生产成本。

本发明用于实现上述目的的技术方案如下：

在本发明的一个方面，提供了一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，包括：连铸、铸坯预变形处理(在连铸结束后，将所述铸坯在进行铸坯加热处理进行边部预变形处理)、铸坯加热处理和热轧处理，其中：

所述铸坯预变形处理包括：在所述铸坯的温度为500～900℃下，对所述铸坯的沿长度方向的两侧壁通过立辊施加压力(如图1所示的侧压下方式)，直至形变量h(如图1所示)为10～50mm；

所述铸坯加热处理的加热温度为1100～1200℃，保温时间为4～6h。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热处理之前(经铸坯预变形处理后的铸坯进入加热炉之前)，所述铸坯的温度为400～750℃。

在本发明的一些优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为750～850℃，所述形变量h为26～42mm。

在本发明的一些更优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为845℃，所述形变量h为39mm。

在本发明的一些优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热处理的加热温度为1155℃，保温时间为5h。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热完成后40秒内进行所述热轧处理；

所述热轧处理的过程中，粗轧的开轧温度为1090～1200℃，粗轧的终轧温度为990～1090℃。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热完成后40秒内进行所述热轧处理；

所述热轧处理的过程中，粗轧的开轧温度为1180～1190℃，粗轧的终轧温度为1070～1090℃。

在本发明的一些优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述热轧处理的过程中，所述粗轧的开轧温度为1100℃，所述粗轧的终轧温度为1000℃。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述连铸的过程中，连铸钢水过热度为15～35℃。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述立辊的轧制力为50～300吨。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，按质量百分比计，所述铸坯包含：C 0.001～0.08％，S 0.0015～0.005％，Si 2.0～4.0％，Al 0.01～2％，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明人针对发明目的，经研究发现：硅钢连铸坯表层的柱状晶体组织，在经加热炉加热处理后易发生柱状晶体组织的异常长大现象(如图5所示)；而经热轧时，由于动态再结晶，则热轧板的边部易形成粗大的柱状晶体组织和细小的等轴晶体组织共存的混晶组织(如图6所示)。这种不均匀的混晶组织的形变不协调，将造成热轧板边部裂纹的萌生和扩展，最终导致热轧板边部裂纹。本发明针对铸坯侧壁边部柱状晶体组织进行压下一定的量，以破坏柱状晶体组织，形成储存能较高的形变组织。然后在加热炉进行加热时，这种不稳定的形变组织会大量形核发生再结晶，从而使铸坯的边部形成细化等轴晶组织，本发明提供的加工方法能够控制边部的等轴晶平均晶粒尺寸小于10mm，从而解决了柱状晶体异常长大问题，并有效地解决了热轧板边部裂纹的缺陷，改善了边部组织，显著提高了板坯的轧制性能。

本发明所述的一个或多个技术实施方式，至少具有如下技术效果或优点：

(1)本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，在进行连铸和铸坯加热处理之间增加了铸坯预变形处理(针对铸坯两侧壁的侧压技术)步骤，并通过控制预变形处理的形变量，以对铸坯边部粗大的柱状晶组织进行破碎，以形成高能态的形变组织(如图3所示)；然后将预变形处理后的铸坯送入加热炉进行铸坯加热处理，经过铸坯加热处理的铸坯边部会形成细小均匀的再结晶组织(如图4所示)，随后进行热轧工艺。因此，本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，能够实现在无需进行冷轧切边轧制工艺的情况下，解决热轧板边部裂纹的缺陷，并改善了铸坯粗轧前边部组织异常粗大问题(如图7所示)，提高了边部塑性，提高了成材率并降低了生产成本。

(2)本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，解决了硅钢热轧板由于其边部温降和边部组织粗大存在混晶现象所引起的边部裂纹缺陷，此外在无需冷轧切边的情况下改善了热轧板的板型。

(3)本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，可得到边部板型优良的热轧卷，减少热轧卷的切边工序，实现冷轧毛边轧制，提高成材率及生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了依据本发明实施例的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中的铸坯预变形处理示意图；

图2示出了现有技术所形成的铸坯表层形成粗大柱状晶组织的示意图；

图3示出了依据本发明实施例的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法所形成的铸坯横截面形变组织的示意图；

图4示出了依据本发明实施例的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法所形成的铸坯横截面再结晶组织的示意图；

图5示出了现有技术中铸坯加热处理前后的组织示意图；

图6示出了现有技术所形成的热轧板边裂组织的金相图；

图7示出了现有技术中经立辊预处理铸坯加热后的组织示意图；

图8示出了依据本发明实施例的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法所改善的热轧板边部的效果图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

在本发明的一个方面，提供了一种改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，包括：连铸、铸坯预变形处理、铸坯加热处理和热轧处理，其中：

所述铸坯预变形处理包括：在所述铸坯的温度为500～900℃下，对所述铸坯的沿长度方向的两侧壁通过立辊施加压力(如图1所示的侧压下方式)，直至形变量h为10～50mm；

所述铸坯加热处理的加热温度为1100～1200℃，保温时间为4～6h。

本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，针对铸坯侧壁边部柱状晶体组织，在特定温度下压下特定的形变量，以破坏柱状晶体组织，形成储存能较高的形变组织。然后在加热炉进行加热时，这种不稳定的形变组织会大量形核发生再结晶，从而使铸坯的边部形成细化等轴晶组织，从而解决了柱状晶体异常长大问题，有效解决了热轧板边部裂纹的缺陷，显著提高了板坯的轧制性能。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热处理之前(经铸坯预变形处理后的铸坯进入加热炉之前)，所述铸坯的温度为400～750℃。

本发明人经过大量筛选试验，选择了经铸坯预变形处理后的铸坯进入加热炉之前的温度为400～750℃，在该温度区间内能够更加有效地促使铸坯的边部形成细化等轴晶组织，从而抑制柱状晶体的异常长大；可得到边部板型优良的热轧卷，减少热轧卷的切边工序，实现冷轧毛边轧制，提高成材率及生产效率。

在本发明的一些优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为750～850℃，所述形变量h为26～42mm。

本发明人为了进一步改善热轧板边部裂纹的缺陷，通过一系列平衡优化，进一步优选了在所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为750～850℃，所述形变量h为26～42mm，从而明显改善了边部组织质量，提高了边部塑性。

在本发明的一些更优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯预变形处理的过程中，所述铸坯的温度为845℃，所述形变量h为39mm。

本发明人为了最大化改善热轧板边部裂纹的缺陷，进一步优化了所述铸坯预变形处理的过程，限定了所述铸坯的温度为845℃，所述形变量h为39mm。

在本发明的一些优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热处理的加热温度为1155℃，保温时间为5h。

本发明人为了显著提高热轧板的边部塑性，优化了所述铸坯加热处理的加热温度为1155℃，保温时间为5h，从而在保证出炉温度的同时，还控制了出炉后再结晶最大晶粒尺寸小于10mm，显著提高了热轧板的边部塑性。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热完成后40秒内进行所述热轧处理；

所述热轧处理的过程中，粗轧的开轧温度为1090～1200℃，粗轧的终轧温度为990～1090℃。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述铸坯加热完成后40秒内进行所述热轧处理；

所述热轧处理的过程中，粗轧的开轧温度为1180～1190℃，粗轧的终轧温度为1070～1090℃。

在本发明的一些优选实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述热轧处理的过程中，粗轧的开轧温度为1100℃，粗轧的终轧温度为1000℃。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述连铸的过程中，连铸钢水过热度为15～35℃。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，所述立辊的轧制力为50～300吨。

在本发明的一些实施方式中，本发明所述的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法中，按质量百分比计，所述铸坯包含：C 0.001～0.08％，S 0.0015～0.005％，Si 2.0～4.0％，Al 0.01～2％，余量为铁和不可避免的杂质。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请所述改善硅钢热轧板边部质量的加工方法进行详细说明。

实施例1：

本实施例采用8个试验组。在试验组1～8中，采用本发明一些实施例提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，包括：连铸、铸坯预变形处理、铸坯加热处理和热轧处理；

(1)连铸；其中，连铸钢水过热度为15～35℃；

(2)铸坯预变形处理；其中，在所述铸坯的温度为500～900℃(进一步优选为750～850℃)下，对所述铸坯的沿长度方向的两侧壁通过立辊(可选为凸型立辊)施加压力，直至形变量h为10～50mm(进一步优选为26～42mm)；立辊的轧制力为50～300吨；

对所述铸坯的沿长度方向的两侧壁通过立辊(可选为凸型立辊)施加压力的方式如图1所示。图1中，1表示板坯，2表示立辊，h表示形变量。

(3)铸坯加热处理；其中，加热处理之前(进入加热炉之前)，铸坯的温度为400～750℃；随后铸坯加热处理的加热温度为1100～1200℃，保温时间为4～6h；

(4)热轧处理；其中步骤(3)完成后40秒内进行热轧处理，粗轧的开轧温度为1090～1200℃，粗轧的终轧温度为990～1090℃；优选粗轧的开轧温度为1180～1190℃，粗轧的终轧温度为1070～1090℃；进一步优选所述粗轧的开轧温度为1100℃，所述粗轧的终轧温度为1000℃。

其中，按质量百分比计，所述铸坯包含：C 0.001～0.08％，S 0.0015～0.005％，Si2.0～4.0％，Al 0.01～2％，余量为铁和不可避免的杂质。

本实施例中8个试验组的具体工艺参数如表1和表2所示：

表1：本发明一些实施例提供的加工方法的工艺参数

表2：本发明一些实施例提供的加工方法的工艺参数

其中，按质量百分比计，所述铸坯包含的化学成分如表3所示；

表3：实施例1试验组1～8中铸坯化学成分

序号 C(％) S(％) Si(％) Al(％) 试验组1 0.0010 0.0023 2.1 0.5 试验组2 0.0030 0.0020 4.0 2 试验组3 0.0025 0.0015 2.9 0.9 试验组4 0.0035 0.0022 2.5 1.3 试验组5 0.06 0.0045 3.4 0.015 试验组6 0.073 0.003 3.5 0.010 试验组7 0.065 0.005 2.0 0.020 试验组8 0.08 0.004 3.6 0.010

对比例1：

本对比例1采用5个对比组，在对比组1～2中，采用连铸、铸坯预变形处理、铸坯加热处理和热轧处理；在对比组3～5中，采用连铸、铸坯加热处理和热轧处理。

本对比例中对比组1～2的具体工艺参数如表4和表5所示：

表4：对比组1～2的工艺参数

表5：对比组1～2的工艺参数

本对比例1中对比组3～5(没有经过铸坯预变形处理)的具体工艺参数如表6和表7所示：

表6：对比组3～5的工艺参数

表7：对比组3～5的工艺参数

其中，按质量百分比计，对比例1中对比组1～5中铸坯包含的化学成分如表8所示；

表8：对比例1中对比组1～5的铸坯化学成分

序号 C(％) S(％) Si(％) Al(％) 对比组1 0.0010 0.0023 2.1 0.5 对比组2 0.0030 0.0020 4.0 2 对比组3 0.0025 0.0015 2.9 0.9 对比组4 0.0035 0.0022 2.5 1.3 对比组5 0.06 0.0045 3.4 0.015

针对上述实施例1和对比例1中所制备得到的热轧板分别进行性能测试，其比较结果见表9：

表9：实施例1和对比例1加工方法得到的热轧板的性能测试结果

通过以上本发明实施例1中的试验组1～8与对比例1中的对比组1～5的对比可以看出：本发明提供的改善硅钢热轧板边部质量的加工方法，针对铸坯侧壁边部柱状晶体组织，增加了铸坯预变形处理步骤，即在特定温度下压下特定的形变量，并进一步又优选了铸坯预变形处理过程中铸坯的温度和形变量，以破坏柱状晶体组织，形成储存能较高的形变组织；然后通过后续一系列铸坯加热处理和热轧处理工艺，使铸坯的边部形成细化等轴晶组织，从而解决了柱状晶体异常长大、热轧板边部裂纹的缺陷，显著提高了板坯的轧制性能，如表9所示。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。