一种普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺
阅读说明：本技术 一种普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺 (Cold rolling process for one time of cold continuous rolling of six-roller five-stand common oriented silicon steel ) 是由 商存亮 戚新军 崔占利 琚艳军 张学成 闫书伟 李恒 于 2020-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺,使普通取向硅钢的一次冷轧同样可以在酸洗轧机联合机组进行轧制。该工艺是将热轧原料卷在酸洗轧机联合机组完成,所述热轧原料卷的成分组成为：C：0.025～0.045wt%；Si：3.00～3.30wt%；Mn：0.15～0.25wt%；P：≤0.025wt%；S：0.004～0.015wt%；Als：0.010～0.025wt%；N：0.0070～0.0115wt%；Cu：0.45～0.55wt%；Ti：≤0.020wt%,其余为Fe和不可避免的杂质。本发明充分发挥酸洗轧机联合机组的兼容功能,上线开卷前原料不用蒸汽预热,入轧机前也不采用电磁感应加热,节省投资,满足研发生产冷轧普通取向硅钢需要。由于是连续轧制,提高了生产效率,提高了成材率,降低了成本。(The invention discloses a six-roller five-stand cold continuous rolling one-step cold rolling process for common oriented silicon steel, which can enable the common oriented silicon steel to be rolled in a pickling and rolling mill combined unit at the same time. The process is implemented by finishing a hot rolling raw material coil in an acid pickling rolling mill combined unit, wherein the hot rolling raw material coil comprises the following components: c: 0.025 to 0.045 wt%; si: 3.00-3.30 wt%; mn: 0.15-0.25 wt%; p: less than or equal to 0.025 wt%; s: 0.004-0.015 wt%; and Als: 0.010-0.025 wt%; n: 0.0070-0.0115 wt%; cu: 0.45-0.55 wt%; ti: less than or equal to 0.020wt%, and the balance of Fe and inevitable impurities. The invention gives full play to the compatible function of the pickling and rolling mill combined unit, the raw materials are not preheated by steam before being put on line and uncoiled, and the raw materials are not heated by electromagnetic induction before being put into a rolling mill, thereby saving investment and meeting the requirements of developing and producing cold-rolled common oriented silicon steel. Because the continuous rolling is adopted, the production efficiency is improved, the yield is improved, and the cost is reduced.)
技术领域
本发明属于取向硅钢轧制工艺技术，尤其涉及一种普通取向硅钢六辊五机架冷连轧的一次冷轧工艺。
背景技术
取向硅钢带是一种新型的功能性磁性材料，由于它电阻大，所以，运行过程中，铁芯上消耗的电能小；由于它的磁化具有强烈的方向性，所以，所需方向上的磁感高，铁芯的利用率高，运行效率高，取向硅钢带是变压器、互感器等电磁定向转换产品中最关键最主要的铁芯材料。取向硅钢主要分为普通取向硅钢和高磁感应取向硅钢。取向硅钢带生产工艺复杂、参数窗口窄、工序过程长、技术含量高而被誉为钢铁产品中的工艺品。
普通取向硅钢生产工艺流程为：热轧卷→酸洗→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂氧化镁→高温退火→拉伸平整退火→纵剪切边→检验、包装称重入库。
其中，一次冷轧通常采用单机架可逆轧机，对酸洗后的热轧卷进行3~4道次冷轧反复轧制，压下率60~70%，得到一定范围内厚度的一次冷轧产品。
一次冷轧采用单机架可逆反复轧制，生产效率较低，成材率较低，成本高。近几年也有厂家在冷连轧机组上试生产，但为了实现稳定通板，上线开卷前原料采用蒸汽预热，入轧机前采用电磁感应加热，不仅工艺布局难度大，而且投资大，成本升高。
在生产过程中，化学元素会对取向硅钢的性能产生一定的影响，具体是：
1、Mn、S：MnS是取向硅钢中重要的抑制剂，在完成初次结晶和二次再结晶后，S残留在成品中，对磁性有害，因此需在纯氢气气氛的高温退火高保温阶段使MnS质点分解，让硫扩散挥发，实现钢质的净化。
2、Al、N：AlN是取向硅钢中主要的抑制剂，N除了在炼钢时加入外，还可在脱碳后进行渗氮处理，以增加抑制剂量，使二次再结晶更完善。N在完成二次再结晶后亦是会使产品产生磁时效的有害元素，需净化去除。
3、Cu：Cu能使Cu2S大量析出，提高了抑制能力。钢板表面的氧化层中含有CuO会使脱碳效率降低，因此在冷轧前必须把表面的氧化层用化学或机械的方法彻底清除干净。
4、Si：Si无抑制作用，但加硅能明显使钢的电阻率增高、涡流损耗降低、磁导率提高。Si含量的提高，会使钢板的脆性增大，增加了生产难度。
5、C：多元抑制剂中，C含量的提高，可以使得磁感提高，铁损下降，但成品中C过高，会产生磁时效现象。
6、Ni：Ni可使二次再结晶稳定，提高磁感，降低铁损，加入Ni还可以弥补因硅含量提高，造成磁感下降的问题。
7、Ti：TiC和TiN可以作为抑制剂使用，但钛的加入量过多，会使AlN析出量减少，降低了磁性。
8、P：P可以使抑制剂质点更细小、分布更均匀，提高磁性，但P过多，会使板材的冷脆性降低，增加冷轧难度，应适量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺，使普通取向硅钢的一次冷轧同样可以在酸洗轧机联合机组进行轧制。本发明充分发挥酸洗轧机联合机组的兼容功能，上线开卷前原料不用蒸汽预热，入轧机前也不采用电磁感应加热，节省投资，满足研发生产冷轧普通取向硅钢需要。由于是连续轧制，提高了生产效率，提高了成材率，降低了成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺，该工艺是将热轧原料卷在酸洗轧机联合机组完成，所述热轧原料卷的成分组成为：C：0.025~0.045wt%；Si：3.00~3.30wt%；Mn：0.15~0.25wt%；P：≤0.025wt%；S：0.004~0.015wt%；Als：0.010~0.025wt%；N：0.0070~0.0115wt%；Cu：0.45~0.55wt%；Ti：≤0.020wt%，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步，该工艺具体为：
（1）热轧原料卷规格：厚度2~2.5mm，宽度1000~1350mm；
（2）控制直头机辊盒插入深度：具体为控制1#直头机辊盒插入深度为-12mm，2#直头机辊盒插入深度为-12mm，3#直头机辊盒插入深度为4mm；
（3）控制激光焊机的工作参数：焊接功率12kW，焊接速度6.3mpm，焊缝间隙-0.5mm，喂丝速度3.0mpm，退火电流150A；
（4）拉矫机：延伸率0.2%；
（5）酸洗段：酸洗速度80~100mpm，酸液温度85℃，游离酸≥100g/L，每卷加盐酸1m3；缓蚀剂用量：盐酸与缓蚀剂按质量比1000:1混合，缓蚀剂加注速度1kg/3min；
（6）圆盘剪：剪刃间隙为0.25mm，重叠量为0.56mm；
（7）活套量：入口活套量及出口活套量控制在50%以内；
（8）控制轧机入口三辊稳定辊插入深度15~25mm；
（9）工作辊直径：S1~S3：Φ400~420mm；S4~S5：Φ390~400mm；
（10）工作辊粗糙度：S1~S3：0.6μm；S4~S5：0.2μm；
（11）中间辊直径：Φ500~515mm；
（12）支撑辊直径：Φ1270~1285mm；
（13）轧制出口速度：260~350mpm；
（14）控制S1到S5五机架轧制力：S1：12120KN，S2：11384KN，S3：11301KN，S4：10755KN，S5：11625KN；
（15）控制乳化液温度50℃，pH值6.2，浓度2.5~3.0wt%；
（16）控制S1到S5五机架张力分配逐步增大，具体为：张力分配：S1入口：40~41MPa，S1~S2：94~96 MPa，S2~S3：105~110 MPa，S3~S4：120~125 MPa，S4~S5：125~128 MPa，S5出口：61~63 MPa；
（17）控制S1到S5五机架压下率逐步减小，具体为：压下率：S1：23~24%，S2：23~24%，S3：22~23%，S4：22~23%，S5：17~18%。
进一步，步骤（5）中所述盐酸的浓度为18wt%，所述缓蚀剂密度为1.1g/cm3，减少酸洗过程中过酸洗缺陷，提高带钢表面光泽度和洁净度，可以采用淄博拓新达新技术开发有限公司的Lan-1826缓蚀剂。
进一步，经过六辊五机架冷连轧一次冷轧后，普通取向硅钢的晶粒呈纤维状或扁平状，晶粒沿着轧向伸长，热轧板中的Goss织构消失，织构主要为α、γ织构。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、一次冷轧所用的热轧原料卷需要添加抑制剂，主要作用是使普通取向硅钢产品晶体形状保持稳定和统一，防止产品磁化的降低，添加的MnS中含Mn为0.15~0.25wt%，含S为0.004~0.015wt%。热轧原料卷厚度2~2.5mm，宽度1000~1350mm；经过六辊五机架冷连轧一次冷轧，终轧厚度0.63mm，压下率65~75%，这种压下率保证了后续中间退火一次脱碳过程产生（110）［001］晶粒位向的准确性。
2、普通取向硅钢热轧原料卷硬而脆，氧化铁皮不易去除，生产过程易发生断带事故。为了提高入口段通板稳定性，减少断带，合理控制直头机辊盒插入深度，提高焊接质量，拉矫机延伸率控制为0.2%，控制入口及出口活套量50%以内；为保证酸洗质量，严格控制酸洗速度、酸液温度及浓度，并添加缓蚀剂；为降低轧制力，防止轧制力超限，保证轧制稳定及产品质量，将工作辊直径控制在420mm以下，粗糙度控制在0.2~0.6μm，将乳化液浓度提高至2.5~3.0wt%，S1到S5五机架张力分配逐步适当增大，S1到S5五机架压下率逐步适当减小。
3、采用六辊五机架冷连轧一次冷轧后，普通取向硅钢的晶粒呈纤维状或扁平状，晶粒沿着轧向伸长，热轧板中的Goss织构消失，织构主要为α、γ织构，达到了与通常采用单机架可逆轧机进行一次冷轧后同样的效果。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺在酸洗轧机联合机组完成。热轧原料卷：C：0.039wt%；Si：3.15wt%；Mn：0.18wt%；P：0.021wt%；S：0.008wt%；Als：0.015wt%；N：0.009wt%；Cu：0.48wt%；Ti：0.012wt%，其余为Fe和不可避免的杂质；热轧原料厚度2.3mm；完成一次冷轧后，按照常规进行后工序，成品性能能够符合标准。
实施例2
本实施例普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺在酸洗轧机联合机组完成。热轧原料卷：C：0.035wt%；Si：3.23wt%；Mn：0.20wt%；P：0.022wt%；S：0.007wt%；Als：0.017wt%；N：0.011wt%；Cu：0.49wt%；Ti：0.009wt%，其余为Fe和不可避免的杂质；热轧原料厚度2.5mm；完成一次冷轧后，按照常规进行后工序，成品性能能够符合标准。
冷轧普通取向硅钢的热轧原料卷采用六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺在酸洗轧机联合机组完成。酸洗轧机联合机组工艺流程为：开卷→切头尾→焊接→拉矫→酸洗→切边→去毛刺→轧制→剪切→卷取→称重→打捆→入库。本发明实施例1和实施例2的普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺的参数如表1所示。
表1本发明实施例普通取向硅钢六辊五机架冷连轧一次冷轧工艺
实施例
1
2
热轧原料卷厚度
2.3mm
2.5mm
直头机辊盒插入深度
1#、2#：-12mm，3#：4mm
1#、2#：-12mm，3#：4mm
激光焊机
焊接功率12kW，焊接速度6.3mpm，焊缝间隙-0.5mm，喂丝速度3.0mpm，退火电流150A
焊接功率12kW，焊接速度6.3mpm，焊缝间隙-0.5mm，喂丝速度3.0mpm，退火电流150A
拉矫机
延伸率0.2%
延伸率0.2%
酸洗段
酸洗速度85mpm，酸液温度85℃，游离酸≥100g/L，每卷加18%浓度盐酸1m<sup>3</sup>；投用缓蚀剂，用量：盐酸与缓蚀剂按质量比1000:1混合，缓蚀剂加注速度1kg/3min
酸洗速度90mpm，酸液温度85℃，游离酸≥100g/L，每卷加18%浓度盐酸1m<sup>3</sup>；投用缓蚀剂，用量：盐酸与缓蚀剂按质量比1000:1混合，缓蚀剂加注速度1kg/3min
圆盘剪
剪刃间隙为0.25mm，重叠量为0.56mm
剪刃间隙为0.25mm，重叠量为0.56mm
活套量
入口活套量及出口活套量控制在50%以内；
入口活套量及出口活套量控制在50%以内；
轧机入口三辊稳定辊
插入深度22mm
插入深度18mm
工作辊直径
S1~S3：Φ410mm；S4~S5：Φ395mm
S1~S3：Φ400mm；S4~S5：Φ390mm
工作辊粗糙度
S1~S3：0.6μm；S4~S5：0.2μm
S1~S3：0.6μm；S4~S5：0.2μm
中间辊直径
Φ512mm
Φ512mm
支撑辊直径
Φ1280mm
Φ1280mm
轧制出口速度
280~350mpm
260~300mpm
轧制力
S1：12120KN；S2：11384KN；S3：11301KN；S4：10755KN；S5：11625KN
S1：12120KN；S2：11384KN；S3：11301KN；S4：10755KN；S5：11625KN
乳化液
温度50℃，pH值6.2，浓度2.5wt%
温度50℃，pH值6.2，浓度2.7wt%
张力分配
S1入口：40~41MPa；S1~S2：94~96 MPa；S2~S3：105~109MPa；S3~S4：120~124MPa；S4~S5：125~127MPa；S5出口：61~62MPa
S1入口：40~41MPa；S1~S2：95~96 MPa；S2~S3：108~110MPa；S3~S4：122~125 MPa；S4~S5：126~128 MPa；S5出口：62~63 MPa
压下率
S1：23~24%；S2：23~24%；S3：22~23%；S4：22~23%；S5：17~18%
S1：23~24%；S2：23~24%；S3：22~23%；S4：22~23%；S5：17~18%
一次冷轧后轧硬产品厚度
0.63mm
0.63mm
一次冷轧后轧硬产品边降
＜0.01mm
＜0.01mm
一次冷轧后轧硬产品晶粒形状
纤维状
纤维状
一次冷轧后轧硬产品织构
Goss织构消失，主要为α、γ织构
Goss织构消失，主要为α、γ织构
经过常规后工序最终产品牌号
27Q120
27Q130
经过常规后工序最终产品铁损值
P1.7/50为117W/kg
P1.7/50为126W/kg
本发明六辊五机架冷连轧工艺简单、合理，采用酸洗轧机联合机组对普通取向硅钢热轧原料卷一次冷轧后，按照常规进行后工序，成品性能能够符合标准。
本发明不仅使普通取向硅钢的一次冷轧可以在冷连轧机组上进行轧制，还可以提高生产效率，降低成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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