薄板坯連鑄連軋流程 Fe-3%Si鋼冷軋板織構

李長生 楊華 王艷芳 于永梅

(1.東北大學,軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室; 2.河北省首鋼遷安鋼鐵有限責任公司)

薄板坯連鑄連軋流程 Fe-3%Si鋼冷軋板織構

李長生1楊華2王艷芳1于永梅1

(1.東北大學,軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室; 2.河北省首鋼遷安鋼鐵有限責任公司)

在實驗室按照薄板坯連鑄連軋工藝流程試制了 Fe-3%Si硅鋼熱軋板,按照四種冷軋變形制度將熱軋板冷軋后采用 X射線衍射方法觀察了織構分布,分析了 H/16層、H/8層、H/4層、H/2層的取向密度變化,研究了熱軋和冷軋過程的織構演變規律。試驗研究結果為開發薄板坯連鑄連軋短流程生產電工鋼技術提供理論依據和參考數據。

硅鋼 織構 熱軋 冷軋 薄板坯 連鑄連軋

0 前言

電工鋼板包括碳含量很低的 <0.5%Si電工鋼和 0.5%～6.5%Si硅鋼兩類,主要用作各種電機和變壓器鐵芯,是電力、電子和軍事工業中不可缺少的重要軟磁合金[1]。薄板坯連鑄連軋技術具有大幅度節能、提高成材率、加熱溫度均勻、縮短生產周期等優勢,目前意大利以及德國已經有薄板坯連鑄連軋生產電工鋼的技術報導,我國馬鋼、邯鋼、漣鋼和本鋼等也已經在短流程生產線上試驗生產無取向硅鋼[2]。雖然當前未見薄板坯短流程生產取向硅鋼的報導,但是在實驗室已經開展了大量的試驗研究,并取得了一定進展,實現薄板坯連鑄連軋生產取向硅鋼是未來的發展趨勢[3-7]。

1 試驗

1.1 試驗材料

試驗材料是采用薄板坯連鑄連軋流程以及隨后冷軋工藝得到的,即采用 50 kg真空感應冶煉爐冶煉,鑄坯尺寸為:70 mm ×110 mm ×220 mm→箱式電阻加熱爐鑄坯直接加熱→Φ450 mm熱軋機軋制(連鑄薄板坯在加熱爐內經過 1200℃保溫、7道次軋制、空冷→水冷)→箱式爐兩段式常化退火→酸洗→Φ160 mm冷軋機冷軋。

試驗研究材料有三種,編號分別為 A、B和 C,其化學成分見表 1。

表1 試驗鋼的化學成分w/%

1.2 試驗方法

A鋼冷軋前厚度是 2.17 mm,經過 Ф160 mm冷軋機軋制,軋后厚度分別為 0.89 mm,0.64 mm,0.44 mm,0.34 mm,變形量分別為 59.0%,70.5%,79.7%和 84.3%,為分析問題方便起見,將 A鋼按照四種變形制度得到的試樣分別記為 A1、A2、A3和 A4。

B鋼冷軋前厚度是 2.47 mm,經過 Ф160 mm冷軋機軋制,軋后厚度為 0.32 mm,總變形量 87.0%。

C鋼的冷軋前厚度為 2.40 mm,經過 Ф160mm冷軋機軋制,軋后厚度為 0.30 mm,總變形量為 87.5%。

采用 D8Discover型 X射線衍射儀對試樣進行垂直 ND面表層、H/16、H/8、H/4和 /H/2處的宏觀織構測量。

2 結果與討論

2.1 不同冷軋變形量的織構分析

利用 X射線衍射方法測試了 A鋼試樣垂直 ND面 H/16厚度處的宏觀織構,圖 1為 A1、A2、A3和A4試樣的φ2=45°時的 ODF圖。

圖1 A鋼 H/16厚度處不同壓下量的 ODF圖

圖2是 A1、A2、A3和 A4的 H/16厚度處沿α、ε和γ取向線取向變化圖。

圖2 不同壓下量 H/16層晶體取向變化圖

不同冷軋壓下量的試樣 H/16層主要冷軋織構體積百分含量如圖 3所示。

圖3 A鋼不同變形時 H/16層織構體積百分比

2.2 沿ND面不同厚度處的織構分析

為考察帶鋼不同厚度處的織構梯度情況,利用X射線衍射方法測試分析了 B鋼試樣 H/16層、H/8層、H/4層、H/2層的φ2=45°ODF圖 ,如圖 4所示。

圖4 B鋼試樣各層冷軋織構 ODF截面圖

B鋼試樣 H/16層、H/8層、H/4層、H/2層的α、ε和γ取向線取向變化如圖 5所示。

圖5 B鋼試樣各層冷軋織構取向變化圖

γ取向線上,H/16層 {111}〈011〉的 f(g)=2.93,{111}〈112〉的 f(g)=3.58。H/8層 {111}〈011〉的 f(g)=6.79,{111}〈112〉的 f(g)=7.38。H/4層 {111}〈011〉的 f(g)=6.06,{111}〈112〉的 f(g)=5.52。H/2層 {111}〈011〉的 f(g)=6.29,{111}〈112〉的 f(g)=4.16。

圖6 B試樣各層冷軋織構體積百分比

由圖 6可以看出,B鋼試樣的 H/8和 H/4層處

采用 X射線衍射方法測試分析了 C鋼試樣的熱軋和冷軋板垂直 ND面 H/16處的織構組織。圖7為 C鋼試樣熱軋板和冷軋板 H/16處φ2=45°ODF圖。

圖7 C鋼試樣熱軋板和冷軋板 16/H處φ2=45°ODF圖

從圖 7中可以看出,熱軋板的織構主要集中在{112}〈111〉、{110}〈112〉和 {110}〈001〉處 ,高斯織構密度較強。冷軋后的織構主要集中在α纖維織構的{001}～{112}〈110〉之間、ε纖維織構的{001}〈110〉、以及 γ織構 {111}〈110〉和 {111}〈112〉上。

C鋼試樣熱軋板和冷軋板垂直 ND面 H/16處織構取向變化如圖 8所示。

圖8 C鋼熱軋板和冷軋板垂直ND面 16/H處織構取向變化圖

3 結論

[1] 何忠治.電工鋼(上冊)[M].北京:冶金工業出版社,1997:2-15.

[2] 王小燕.CSP工藝開發電工鋼的現狀及其優勢[J].中國冶金,2005,15(12):39-43.

[3] 盧鳳喜.國內電工鋼的生產現狀與發展趨勢[J].新技術新工藝,2006(5):73-74.

[4] 殷瑞鈺.中國薄板坯連鑄連軋的進展[J].鋼鐵,2008,43(3):5-7.

[5] 趙宇.國外電工鋼生產技術發展動向[C].第十屆全國電工鋼專業學術年會論文集,2008:15-19.

[6] 李長生,于永梅,汪水澤,等.連鑄連軋生產電工鋼板的工藝技術優勢[J].現代制造工程,2007(9):9-12.

[7] Yoshihiro OZAKI,Mineo MURAKI,Takashi OBARA.Microscale Texture and Recrystallized Orientations of Coarse Grained 3%Si-steel Rolled at High Temperature[J].ISI J International,1998,38(6):531-538.

[8] 李長生,于永梅.楊華,等.薄板坯連鑄連軋 Fe-3.2Si%硅鋼板的試驗模擬研究[J].河南冶金,2008,16(4):10-13.

[9] D RAABE,KLUCKE.Rolling and annealing texturesofBccmetals[J].Materials Science Forum,1994:597-610.

THE TEXTURE OF COLD ROLLED STRIP OF Fe-3%Si STEEL PRODUCED BY THIN SLAB CASTING AND ROLL ING

Li Changsheng1Yang Hua2Wang Yanfang1Yu Yongmei1

(1.State KeyLab of Rolling and Automation,Northeastern University; 2.Hebei ShougangQianan Iron and Steel Corporation)

The hot rolled strip of Fe-3%Si steelwas experimental produced by thin slab casting and rolling(TSCR)process in the laboratory.The texture distribution of cold rolled strip according to four kinds of cold rolling reduction schedule were observed through X-ray diffraction method,orientation density variation of H/16 layer,H/8 layer,H/4 layer,H/2 layerwere analyzed,texture evolution rulewas researched during hot rolling and cold rolling.The researchworkswere useful theoretical basis and reference data to develop electrical steel by thin slab continuous casting and direct rolling technology.

Silicon steel texture hot rolling cold rolling thin Slab Continuous casting and direct rolling

＊

國家自然科學基金重點項目(50534020)資助項目

聯系人:李長生,教授,博士生導師,遼寧.沈陽 (110004),東北大學,軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室;

2009—10—13