极薄极低铁损取向硅钢的冷轧方法与流程

1.本发明涉及硅钢轧制技术领域，具体涉及一种极薄极低铁损取向硅钢的冷轧方法。


背景技术：

2.近年来，节能变压器在电力传输领域得到大力推广，市场对极低铁损取向硅钢的需求呈爆发式增长。钢带厚度减薄是制造极低铁损取向硅钢的核心举措。然而，极薄取向硅钢轧制难度极高，存在轧制道次多，断带风险高，单卷轧制耗时长等问题。因此，极薄取向硅钢的生产效率低下，产量较低，不能满足市场爆发式增长的需求，其中冷轧工序成为最大制约瓶颈。
3.极薄取向硅钢中典型产品厚度规格为0.19mm、0.22mm，通常由单机架20辊轧机采用6～8道次一次冷轧至目标厚度。授权公告号cn 106583448 b发明专利中，公开了一种极薄规格高磁感取向硅钢的冷轧方法，主要特征为轧制前厚度2.0mm～2.5mm，采用一次冷轧法，进行连续可逆式七道次冷轧轧制，大幅提高了极薄规格高端硅钢的生产效率，产品无板形质量缺陷，表面质量良好，解决了极薄取向硅钢两次冷轧法的低效率问题。但是，此方法的冷轧小时产量最大为15.7吨/小时，仍不能满足生产线产能平衡需求和市场合同量需求。因此，继续提升极薄取向硅钢冷轧生产效率势在必行。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种极薄极低铁损取向硅钢的冷轧方法。解决大规模工业生产中极薄规格0.19～0.22mm取向硅钢轧制效率低的问题。
5.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种极薄极低铁损取向硅钢的冷轧方法，包括：
7.钢卷冷轧前厚度为2.0～2.6mm，进行常化酸洗；
8.对钢卷采用一次冷轧法，进行连续可逆式五道次冷轧轧制，具体如下：
9.前四道次采用粗面工作辊，工作辊表面粗糙度控制在2.5～3.2μm，末道次采用精面工作辊，工作辊表面粗糙度控制在0.2～0.4μm；
10.第一道次的压下率控制在35～40％，第二、三、四道次的压下率控制在35～43％，末道次的压下率控制在25～35％；
11.采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却；控制前三道次板温逐渐升高至100～200℃；第四道次降温轧制；末道次常温轧制，板温控制在65～75℃；
12.第一、二道次手动控制板形，其余道次自动控制板形；
13.各道次轧制力控制在200～600t；各道次入侧张力控制在2～25kg/mm2，出侧单位张力控制在10～35kg/mm2；
14.第一道次速度控制在300～390m/min，第二道次速度控制在400～550m/min，其他道次速度控制在700～800m/min；
15.轧后产品厚度为0.19～0.22mm。
16.优选地，乳化液的浓度控制在3.0～4.5％，温度控制在40～60℃，第一道次采用单边喷淋，后四道次采用双边喷淋；第一道次入侧乳化液流量控制在3000～6000l/min，出侧乳化液流量均完全关闭。
17.优选地，第一、二道次手动控制板形，采用六次函数的目标板形曲线，钢带边部板形控制在35～+80i；六次函数为：
18.f(x)＝a1x+a2x2+a4x4+a6x619.式中，f(x)为目标板形曲线，a1、a2、a4、a6为一次、二次、四次、六次项系数；x为横向坐标，经正则化处理后，带钢中部取0，传动侧边部取8，操作侧边部取10。
20.优选地，第一道次入侧单位张力控制在2～8kg/mm2，出侧单位张力控制在16～30kg/mm2；末道次入侧单位张力控制在12～22kg/mm2，出侧单位张力控制在14～32kg/mm2。
21.优选地，末道次轧制力控制在200～350t。
22.优选地，采用森吉米尔二十辊轧机进行轧制。
23.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
24.本发明通过控制提高粗面辊粗糙度第一道次工作辊粗糙度2.5～3.2μm和增加出侧单位张力10～35kg/mm2，降低因压下率增加导致的打滑断带风险。
25.本发明通过打破常规的压下率分配方式，适当降低控制第一道次压下率控制在35％～40％，多维度降低第一道次打滑风险，为后续生产创造条件。
26.本发明通过精确控制各道次目标板形曲线，使钢带边部保持微翘，降低因硅含量提高和压下率增加导致的边裂断带风险。
27.本发明通过合理设置乳化液流量，精准控制前三道次轧制变形温度在100～200℃，使塑性变形为主导，降低脆断风险，同时实现了高磁感取向硅钢的时效轧制。
28.本发明进一步提高工业生产中极薄规格高磁感取向硅钢的生产效率，极薄取向硅钢的小时产量由15.7吨/小时提高至17.4吨/小时，生产效率提高了10％。产品无板形质量缺陷，表面质量良好。
具体实施方式
29.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制，仅作举例而已。
30.下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
31.本发明提供一种极薄极低铁损取向硅钢的冷轧方法，包括如下步骤：
32.1)钢卷冷轧前厚度为2.0mm～2.6mm，进行常化酸洗；
33.2)采用一次冷轧法，进行连续可逆式五道次冷轧轧制(以下子步骤不分先后)：
34.2.1)前四道次采用粗面工作辊，工作辊表面粗糙度提高到2.5～3.2μm，降低道次压下率增加导致的打滑风险；末道次采用精面工作辊，工作辊表面粗糙度控制在0.2～0.4μm；
35.2.2)打破常规道次压下率依次降低的分配方式，控制第一道次的压下率在35％～40％，保证第一道次前滑值为正；规避打滑风险，第二、三、四道次采用大压下率，控制压下
率在35％～43％，使晶粒充分破碎；控制末道次的压下率在25％～35％，保证成品带钢板形平直；
36.2.3)采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却；控制前三道次板温逐渐升高至100～200℃，保证轧制过程中板形曲线无跳动，满足轧制速度；第四道次降温轧制；末道次常温轧制，板温控制在65～75℃；
37.2.4)第一、二道次手动控制板形，其余道次自动控制板形；
38.2.5)各道次轧制力控制在200～600t，其中，末道次轧制力控制在200～350t，保证各道次在起步轧制时带钢不会因轧制力过大导致压薄断带；各道次入侧张力控制在2～25kg/mm2，出侧单位张力控制在10～35kg/mm2；能够有效保证轧制过程的稳定，改善带钢的板形和降低轧制力。
39.2.6)第一道次速度控制在300～390m/min，有效改善第一道次前滑，降低打滑风险；第二道次速度控制在400～550m/min，其他道次速度控制在700～800m/min，能够充分发挥设备潜能，保证轧制效率；
40.2.7)轧后产品厚度为0.19～0.22mm；
41.3)按照常规进行后工序。
42.步骤2.3)中，乳化液的浓度控制在3.0％～4.5％，温度控制在40℃～60℃，第一道次采用单边喷淋，后四道次采用双边喷淋；第一道次入侧乳化液流量控制在3000～6000l/min，出侧乳化液流量均完全关闭。
43.步骤2.4)中，第一、二道次手动动板形控制，采用六次函数的目标板形曲线，钢带边部板形控制在35～+80i，钢带边部翘起，规避边部控制过紧产生边裂；进一步地，所述六次函数为：
44.f(x)＝a1x+a2x2+a4x4+a6x645.式中，f(x)为目标板形曲线，a1、a2、a4、a6为一次、二次、四次、六次项系数；x为横向坐标，经正则化处理后，带钢中部取0，传动侧边部取8，操作侧边部取10。
46.优选地，步骤2.5)中，第一道次入侧单位张力控制在2～8kg/mm2，出侧单位张力控制在16～30kg/mm2；末道次入侧单位张力控制在12～22kg/mm2，出侧单位张力控制在14～32kg/mm2。
47.优选地，步骤2)中，采用森吉米尔二十辊轧机进行轧制。
48.下面将结合实施1-4对本发明的冷轧方法进行详细说明。
49.实施例1
50.采用森吉米尔二十辊轧机轧制3.21％si的取向硅钢，具体步骤及控制参数如下：
51.1)冶炼、连铸、热轧沿用常规取向硅钢的生产方法，硅钢卷冷轧前厚度为2.3mm，进行常化酸洗；
52.2)采用一次冷轧法，进行连续可逆式五道次冷轧轧制(以下子步骤不分先后)：
53.2.1)前四道次采用粗面工作辊(φ68mm)，工作辊表面粗糙度控制在2.7μm；末道次采用精面工作辊(φ66mm)，工作辊表面粗糙度控制在0.3μm；
54.2.2)控制压下率在20％～43％，其中，第一道次的压下率为39.13％，末道次的压下率为26.1％，其余各道次的压下率在20％～43％，本实施例各道次的具体压下率参见表1；
55.2.3)采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却，乳化液的浓度控制在3.6％，乳化液温度为48℃；第一道次采用单边喷淋，入侧乳化液流量控制在4000l/min，出侧乳化液流量均完全关闭；后四道次采用双边喷淋；控制前三道次板温逐渐升高至180℃；第四道次降温轧制；末道次常温轧制，板温控制在67℃；
56.2.4)第一、二道次手动动板形控制，采用如下的六次函数的目标板形曲线：
57.f(x)＝a1x+a2x2+a4x4+a6x658.式中，f(x)为目标板形曲线，a1、a2、a4、a6为一次、二次、四次、六次项系数；x为横向坐标，经正则化处理后，带钢中部取0，传动侧边部取8，操作侧边部取10；钢带边部板形控制在+70i，钢带边部微翘；
59.2.5)由于是可逆式轧制，轧制的同时进行卷取；各道次轧制力控制在200～600t；各道次入侧单位张力控制在2～25kg/mm2，出侧单位张力控制在10～35kg/mm2，其中第一道次入侧单位张力为2～8kg/mm2，出侧单位张力为16～30kg/mm2；成品道次入侧单位张力控制在12～22kg/mm2，出侧单位张力控制在14～32kg/mm2，本实施例各道次的具体单位张力参见表1；
60.2.6)稳定轧制速度，第一道次速度控制在360m/min，第二道次速度控制在470m/min，其他道次速度控制在750m/min，轧后产品厚度为0.22mm；
61.3)按照常规进行后工序。
62.该实施例极终产品实物质量优良，磁感b800达到1.89t，铁损p17/50为0.68w，每小时产量达17.4吨。
63.表1
[0064][0065]
实施例2
[0066]
采用森吉米尔二十辊轧机轧制3.21％si的取向硅钢，具体步骤及控制参数如下：
[0067]
1)冶炼、连铸、热轧沿用常规取向硅钢的生产方法，硅钢卷冷轧前厚度为2.6mm，进行常化酸洗；
[0068]
2)采用一次冷轧法，进行连续可逆式五道次冷轧轧制(以下子步骤不分先后)：
[0069]
2.1)前四道次采用粗面工作辊(φ67.5mm)，工作辊表面粗糙度控制在3.1μm；末道次采用精面工作辊(φ67mm)，工作辊表面粗糙度控制在0.4μm；
[0070]
2.2)控制压下率在20～43％，其中，第一道次的压下率为39.2％，末道次的压下率为29％，其余各道次的压下率在20～43％，本实施例各道次的具体压下率参见表2；
[0071]
2.3)采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却，乳化液的浓度控制在3.0％，乳化液温度为48℃；第一道次采用单边喷淋，入侧乳化液流量控制在3800l/min，出侧乳化液流量均完全关闭；后四道次采用双边喷淋；控制前三道次板温逐渐升高至190℃；第四道次降温轧制；末道次常温轧制，板温控制在68℃；
[0072]
2.4)第一、二道次手动动板形控制，采用如下的六次函数的目标板形曲线：
[0073]
f(x)＝a1x+a2x2+a4x4+a6x6[0074]
式中，f(x)为目标板形曲线，a1、a2、a4、a6为一次、二次、四次、六次项系数；x为横向坐标，经正则化处理后，带钢中部取0，传动侧边部取8，操作侧边部取10；钢带边部板形控制在+78i，钢带边部微翘；
[0075]
2.5)由于是可逆式轧制，轧制的同时进行卷取；各道次轧制力控制在200～600t；各道次入侧单位张力控制在2～25kg/mm2，出侧单位张力控制在10～35kg/mm2，其中第一道次入侧单位张力为2～8kg/mm2，出侧单位张力为16～30kg/mm2；成品道次入侧单位张力控制在12～22kg/mm2，出侧单位张力控制在14～32kg/mm2，本实施例各道次的具体单位张力参见表2；
[0076]
2.6)稳定轧制速度，第一道次速度控制在330m/min，第二道次速度控制在455m/min，其他道次速度控制在740m/min，轧后产品厚度为0.22mm；
[0077]
3)按照常规进行后工序。
[0078]
该实施例极终产品实物质量优良，磁感b800达到1.91t，铁损p17/50为0.65w，每小时产量达17.6吨。
[0079]
表2
[0080][0081][0082]
实施例3
[0083]
采用森吉米尔二十辊轧机轧制3.21％si的取向硅钢，具体步骤及控制参数如下：
[0084]
1)冶炼、连铸、热轧沿用常规取向硅钢的生产方法，硅钢卷冷轧前厚度为2.3mm，进行常化酸洗；
[0085]
2)采用一次冷轧法，进行连续可逆式五道次冷轧轧制(以下子步骤不分先后)：
[0086]
2.1)前四道次采用粗面工作辊(φ66.7mm)，工作辊表面粗糙度控制在2.9μm；末道次采用精面工作辊(φ67.4mm)，工作辊表面粗糙度控制在0.35μm；
[0087]
2.2)控制压下率在20％～43％，其中，第一道次的压下率为39.1％，末道次的压下率为29.6％，其余各道次的压下率在20％～43％，本实施例各道次的具体压下率参见表3；
[0088]
2.3)采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却，乳化液的浓度控制在3.4％，乳化液温度为50℃；第一道次采用单边喷淋，入侧乳化液流量控制在4300l/min，出侧乳化液流量均完全关闭；后四道次采用双边喷淋；控制前三道次板温逐渐升高至190℃；第四道次降温轧制；末道次常温轧制，板温控制在70℃；
[0089]
2.4)第一、二道次手动动板形控制，采用如下的六次函数的目标板形曲线：
[0090]
f(x)＝a1x+a2x2+a4x4+a6x6[0091]
式中，f(x)为目标板形曲线，a1、a2、a4、a6为一次、二次、四次、六次项系数；x为横向坐标，经正则化处理后，带钢中部取0，传动侧边部取8，操作侧边部取10；钢带边部板形控制在+74i，钢带边部微翘；
[0092]
2.5)由于是可逆式轧制，轧制的同时进行卷取；各道次轧制力控制在200～600t；各道次入侧单位张力控制在2～25kg/mm2，出侧单位张力控制在10～35kg/mm2，其中第一道次入侧单位张力为2～8kg/mm2，出侧单位张力为16～30kg/mm2；成品道次入侧单位张力控制在12～22kg/mm2，出侧单位张力控制在14～32kg/mm2，本实施例各道次的具体单位张力参见表3；
[0093]
2.6)稳定轧制速度第一道次速度控制在390m/min，第二道次速度控制在550m/min，其他道次速度控制在800m/min，轧后产品厚度为0.19mm；
[0094]
3)按照常规进行后工序。
[0095]
该实施例极终产品实物质量优良，磁感b800达到1.97t，铁损p17/50为0.62w，每小时产量达17.7吨。
[0096]
表3
[0097][0098]
实施例4
[0099]
采用森吉米尔二十辊轧机轧制3.21％si的取向硅钢，具体步骤及控制参数如下：
[0100]
1)冶炼、连铸、热轧沿用常规取向硅钢的生产方法，硅钢卷冷轧前厚度为2.0mm，进
行常化酸洗；
[0101]
2)采用一次冷轧法，进行连续可逆式五道次冷轧轧制(以下子步骤不分先后)：
[0102]
2.1)前四道次采用粗面工作辊(φ68.2mm)，工作辊表面粗糙度控制在2.6μm；末道次采用精面工作辊(φ69.1mm)，工作辊表面粗糙度控制在0.32μm；
[0103]
2.2)控制压下率在20％～43％，其中，第一道次的压下率为37.5％，末道次的压下率为30.9％，其余各道次的压下率在20％～43％，本实施例各道次的具体压下率参见表4；
[0104]
2.3)采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却，乳化液的浓度控制在3.8％，乳化液温度为49℃；第一道次采用单边喷淋，入侧乳化液流量控制在4100l/min，出侧乳化液流量均完全关闭；后四道次采用双边喷淋；控制前三道次板温逐渐升高至194℃；第四道次降温轧制；末道次常温轧制，板温控制在71℃；
[0105]
2.4)第一、二道次手动动板形控制，采用如下的六次函数的目标板形曲线：
[0106]
f(x)＝a1x+a2x2+a4x4+a6x6[0107]
式中，f(x)为目标板形曲线，a1、a2、a4、a6为一次、二次、四次、六次项系数；x为横向坐标，经正则化处理后，带钢中部取0，传动侧边部取8，操作侧边部取10；钢带边部板形控制在+28i，钢带边部微翘；
[0108]
2.5)由于是可逆式轧制，轧制的同时进行卷取；各道次轧制力控制在200～600t；各道次入侧单位张力控制在2～25kg/mm2，出侧单位张力控制在10～35kg/mm2，其中第一道次入侧单位张力为2～8kg/mm2，出侧单位张力为16～30kg/mm2；成品道次入侧单位张力控制在12～22kg/mm2，出侧单位张力控制在14～32kg/mm2，本实施例各道次的具体单位张力参见表4；
[0109]
2.6)稳定轧制速度第一道次速度控制在300m/min，第二道次速度控制在400m/min，其他道次速度控制在700m/min，轧后产品厚度为0.19mm；
[0110]
3)按照常规进行后工序。
[0111]
该实施例极终产品实物质量优良，磁感b800达到1.95t，铁损p17/50为0.63w，每小时产量达17.5吨。
[0112]
表4
[0113][0114][0115]
综上所述，按实施例1～4中工艺冷轧后的极薄取向硅钢，板形值控制在0～+5i，钢
带平直；厚度精度
±
2μm；产品实物质量良好，磁性能达到高磁感低铁损指标，产品已用于昌吉-古泉
±
1100千伏、白鹤滩-江苏
±
800千伏等我国大型特高压直流工程，有力地支撑了国家重点项目建设，完全替代了进口取向硅钢。
[0116]
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。