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工业化研制薄板坯连铸连轧取向电工钢的组织和性能

工业化研制薄板坯连铸连轧取向电工钢的组织和性能

安治国1) 李 阳2) 朱国辉2) 毛卫民1,2) 杜明山3) 姚连胜3) 齐长发3

)

1)北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083 2)北京科技大学材料科学与工程学院,北京1000833)唐山钢铁集团公司技术中心,唐山063016

摘 要 采用薄板坯连铸连轧工业生产设备及常规取向硅钢生产技术开发了低成本取向硅钢生产技术,成品性能达到国家牌号标准30Q150.通过适当的热轧板退火处理可获得粗大的热轧板晶粒组织,这有利于促进抑制剂数量的增加及G oss 织构的增强,使钢板磁性能提高到30Q140标准.关键词 取向电工钢;织构;薄板坯连铸连轧分类号 TG142177

Microstructure and properties of grain oriented electrical steel produced commer 2cially by compact strip processing on production lines

A N Zhi 2guo 1)

,L I Yang

2)

,ZHU Guo 2hui

2)

,MA O Wei 2min

1,2)

,DU Ming 2shan

3)

,YA O L ian 2sheng

3)

,QI Chang 2f a

3)

1)State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China 2)School of Materials Science and Engineering ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China 3)Technology Center ,Tangshan Iron &Steel Co.Ltd.,Tangshan 063016,China

ABSTRACT A commercial production line of compact strip processing and a production technology for conventional grain oriented electrical steel were used to manufacture low cost grain oriented electrical steel ,whose magnetic properties reached the level of 30Q150.Proper hot band annealing was introduced in order to obtain coarse grain size which promoted the strengthening of G oss tex 2ture as well as the increasing of inhibitors ’number ,so that the magnetic properties could reach the level of 30Q140.KE Y WOR DS grain oriented electrical steel ;texture ;compact strip process

收稿日期:2009202225

作者简介:安治国(1979—

),男,博士研究生;毛卫民(1950—),男,教授,博士生导师,E 2mail :wmmao @http://www.wendangku.net/doc/c4a6b8a0284ac850ad024267.html 取向电工钢作为软磁材料具有铁损低和磁感高的优点,是发展电力工业重要的基础材料,随国内电能生产和消费的发展,其需求量迅速增长.然而,取向电工钢生产成本高,价格昂贵,迫使人们不断探索低成本生产取向电工钢的技术途径,其中采用薄板坯连铸连轧的低成本流程生产经济型取向电工钢的设想是很可能取得突破的技术路线[1].唐山钢铁集团公司以现有的炼钢和薄板坯连铸连轧生产流程为基础,对此做了成功的尝试.

1 实验生产过程

采用常规普通取向电工钢的化学成分[2]在唐

山钢铁集团公司冶炼出含硅3%(质量分数)的取向电工钢,经薄板坯连铸连轧生产线把厚70mm 的连铸坯热轧至约2mm 厚.热轧加热温度范围为1180~1100℃,750℃以上终轧,700℃以下卷取.选两块热轧板,对其中一块作800℃以上的退火加热(有时也称为常化)处理.图1是薄板坯连铸连轧生产的取向电工钢铸坯组织.可以观察到以较细柱状晶为主的薄板坯连铸组织,且在表层和中心层存在少量等轴晶区.采用两次冷轧法在实验室加工薄板坯连铸取向电工钢,包括两次冷轧和中间退火后加工成013mm 厚的钢板,随后作脱碳退火和最终二次再结晶退火[3-5].检测了冷轧板{110}、{200}

第31卷第4期2009年4月北京科技大学学报

Journal of U niversity of Science and T echnology B eijing

V ol.31N o.4Apr.2009

图1 薄板坯连铸连轧生产的取向电工钢铸坯组织(水平为热轧方向)

Fig.1 Casting structure of the steel produced by compact strip pro 2cessing (the hot rolling direction is horizontal )

 

和{112}极图并计算取向分布函数,测量了30mm ×300mm 成品试样的磁性能.

2 结果分析

热轧板中心层在退火前表现为具有回复特征的变形组织(图2(a )),退火后则主要表现为再结晶后的粗晶粒组织(图2(b )).冷轧过程中粗晶粒组织内所产生剪切带内的亚结构容易在后续退火中生成

G oss 取向晶粒[6],推动最终成品中G oss 织构的增

强.经热轧退火的冷轧脱碳退火板中确实观察到较

强的G oss 织构(图3),这为最终性能的改善提供了条件

工业化研制薄板坯连铸连轧取向电工钢的组织和性能

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图2 热轧板中心层退火前(a )、后(b )的组织

Fig.2 Microstructures in the center layer of a hot rolled plate before (a )and after (b )hot roll annealing

工业化研制薄板坯连铸连轧取向电工钢的组织和性能

 

图3 脱碳板的织构.(a )热轧未退火;(b )热轧退火(取向分布函数φ2=45°截面图;虚线:{111}面织构;■G oss 织构)

Fig.3 Textures in decarburized sheets :(a )without hot roll annealing ;(b )with hot band annealing (ODF φ2=45°sections ;dashed line :{111}texture ;■G oss texture )

 

最终退火后钢板完成了二次再结晶,晶粒平均

尺寸超过3mm (图4).适当的热轧板退火有利于促进抑制剂数量的增加和进一步均匀分布,导致二

次再结晶晶粒尺寸分布更加均匀(图4(b )),并在性能达到国标要求的前提下使钢板磁性能提高一个牌号(表1).

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135?第4期安治国等:工业化研制薄板坯连铸连轧取向电工钢的组织和性能

图4 成品板的轧面晶粒组织(下端标尺线间隔1mm).(a)热轧未退火;(b)热轧退火

Fig.4 Grain structure on the surface of final sheets(underside scale distance:1mm):(a)without hot roll annealing;(b)with hot roll annealing

表1 薄板坯连铸连轧生产取向电工钢成品的磁性能

T able1 Magnetic properties of the steel prepared by compact strip

processing

热轧板状态成品铁损,P117/

(W?kg-1)

成品磁感,

B8/T

达到的国家

牌号标准

未退火11464011807530Q150

退火11394011825030Q140

3 结论

首次采用工业薄板坯连铸连轧生产设备研制出取向电工钢,在采用薄板坯连铸连轧特有的低温热轧条件下成品磁性能可以达到国标水平.低温热轧容易造成钢板内抑制剂粒子数量的减少,不利于钢板的磁性能.适当的热轧板退火有利于促进抑制剂数量的增加,所获得的粗大热轧板晶粒组织可以增强G oss织构,使钢板成品磁性能提高一个牌号.参 考 文 献

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