一种提高硅钢产品表面质量及性能的工艺方法与流程

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种提高硅钢产品表面质量及性能的工艺方法。

背景技术：

电工钢产品是应用广泛的金属功能性软磁材料，主要应用于各类电机及电器的铁芯制造领域。随着各行各业自动化化程度的提升及高效电机的发展，表面质量优异、低铁损高磁感的中低牌号高效产品成为无取向电工钢产品需求的主要发展方向之一。

传统无取向硅钢产品生产中，中低牌号系列产品是电磁性能指标高效化需求及发展的主要方向；无取向电工钢产品随着牌号的提升，作为主体合金化设计的硅合金元素也逐渐提高，钢质导温导热系数下降，导致连铸过程中铸坯内部形成发达的柱状晶；一方面，发达的柱状晶会导致最终成品表面出现“瓦楞”缺陷，产品应用过程中叠装性能变差，电磁性能恶化，磁各向异性增加；另一方面，发达的垂直铸坯水平表面的柱状晶又是无取向硅钢产品高效化发展方向中，着重控制的有利的(100)晶面晶体结构，希望在随后的轧制变形及再结晶控制中保留或得以有效控制，为产品高效化奠定组织控制基础。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种提高硅钢产品表面质量及性能的工艺方法，在不改变企业无取向电工钢整体生产流程的基础上，减轻钢质洁净度控制难度，通过连铸冷却工艺的改变及控制，抑制铸坯柱状晶异常发展，即保留原始有利的晶体结构{100}，又改善铸坯内在质量，为生产电磁性能优异表面质量良好的高效产品奠定技术基础。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种提高硅钢产品表面质量及性能的工艺方法，适用于中低牌号冷轧无取向电工钢的冶炼，包括：

1)产品碳含量要求≤0.0030％，硅+铝含量要求≤2.0％；单位wt％；

2)有害元素含量控制：硫含量要求≤0.0100％，氮含量要求≤0.0050％，铌+钒+钛易形成碳氮化物元素整体含量≤0.0100％；单位wt％；

3)在连铸铸坯凝固过程中，在单侧坯壳厚度达到坯厚10％～30％的液芯冶金长度部位，采用感应加热，加热温度控制为ts-15℃～ts-100℃；

ts为凝固温度，ts取值范围：1500±20℃；

4)铸坯之后采用热轧、常化、冷轧、退火和绝缘涂层等工序制成成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

感应加热促进了铸坯液相热动力，与带有向下倾角的浸入式水口在结晶器内的流股在窄面形成回流，促进液相穴深处夹杂上浮，减轻铸坯心部缩松、有害元素偏析、残余元素偏聚等影响；同时破碎枝晶前端的“搭桥”，促进破碎结晶物生成并成为再结晶的晶核，达到打断柱状晶贯穿式的发展进程；加热造成此部位“过热度”增加，又促进了固液面“激冷层”及新的柱状晶生成；此技术实施大幅降低了冶炼、精炼及连铸生产难度，提升了作业效率；同时，最大程度地保留了原始的有利的晶体结构{100}织构组分；并且成品表面质量及综合性能指标均有较大幅度改善。

附图说明

图1为以立弯式铸机型式为例，常规工艺的铸坯冷却段控制形式及液芯冶金长度控制方法图；

图2为以立弯式铸机型式为例，本发明工艺的铸坯冷却段控制形式及液芯冶金长度控制方法图。

图中：1-注流2-弯月面3-液相穴4-水冷结晶器5-凝固壳6-喷水冷却7-辐射冷却8-感应加热。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

一种提高硅钢产品表面质量及性能的工艺方法，适用于中低牌号冷轧无取向电工钢的冶炼，适应于除水平式铸机以外的所有铸机机型；包括：

1)产品碳含量要求≤0.0030％，硅+铝含量要求≤2.0％；单位wt％；

2)有害元素含量控制：硫含量要求≤0.0100％，氮含量要求≤0.0050％，铌+钒+钛易形成碳氮化物元素整体含量≤0.0100％；单位wt％；

3)如图1-2所示，在连铸铸坯凝固过程中，在单侧坯壳厚度达到坯厚10％～30％的液芯冶金长度部位，增加感应加热8，加热温度控制为ts-15℃～ts-100℃；

ts为凝固温度，ts取值范围：1500±20℃；

通过此方式，一方面结合在结晶器钢液浇注过程中产生的湍流，增加此部位“富集夹杂”(有害及残余元素)的热动力并促使其上浮；另一方面，破碎枝晶前端的“搭桥”，促进破碎结晶物生成并成为再结晶的晶核，达到打断柱状晶异常发展进程；此外，通过感应加热，改变了冷却速度，瞬间提升钢液的过热度，在随后的冷却过程中，促进坯壳内固液相间又形成“激冷层”及“新位向的柱状晶”，生成向水平中心线方向断续发展的柱状晶组织结构；

4)铸坯之后采用热轧、常化、冷轧、退火和绝缘涂层等工序制成成品。

实施例1

主体合金质量百分比含量(硅+铝)为1.80％，其中1.45％si，0.35％al，s：0.0082％，n：0.0045％，(ni+v+ti)：0.032％，c：0.0025％；

感应加热温度：1498℃。

实施例2

主体合金质量百分比含量(硅+锰+铝)为1.42％，其中1.15％si，0.27％al，s：0.0082％，n：0.0045％，(ni+v+ti)：0.065％；

感应加热温度：1450℃。

实施例3

主体合金质量百分比含量(硅+锰+铝)为1.60％，其中1.25％si，0.35％al，s：0.0082％，n：0.0045％，(ni+v+ti)：0.043％；

感应加热温度：1480℃。

表面质量及性能指标：

以上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上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种提高硅钢产品表面质量及性能的工艺方法，包括：1)产品碳含量要求≤0.0030％，硅+铝含量要求≤2.0％；2)有害元素含量控制：硫含量要求≤0.0100％，氮含量要求≤0.0050％，铌+钒+钛易形成碳氮化物元素整体含量≤0.0100％；3)在连铸铸坯凝固过程中，在单侧坯壳厚度达到坯厚10％～30％的液芯冶金长度部位，采用感应加热，加热温度控制为Ts‑15℃～Ts‑100℃；在不改变企业无取向电工钢整体生产流程的基础上，减轻钢质洁净度控制难度，通过连铸冷却工艺的改变及控制，抑制铸坯柱状晶异常发展，即保留原始有利的晶体结构{100}，又改善铸坯内在质量，为生产电磁性能优异表面质量良好的高效产品奠定技术基础。

技术研发人员：高振宇;陈春梅;孟劲松;刘文鹏;张智义;王洪涛;李亚东;张仁波;周旭;赵健
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：2018.11.09
技术公布日：2019.02.15