取向硅钢冷轧断带问题研究_闫江辉.pdf

书书书资助项目：内蒙古自然科学基金项目（），内蒙古科技攻关计划项目（，），内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划通信作者：樊立峰（），男，教授；：；收稿日期：取向硅钢冷轧断带问题研究闫江辉，赵彦灵，唐辉，李洪鹏，周德锋，岳尔斌，樊立峰（宁波钢铁股份有限公司，浙江 宁波 ；江苏集萃冶金技术研究院有限公司，江苏 张家港 ；内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 ）摘要：对取向硅钢冷轧过程出现的断带缺陷进行了跟踪，明确了从起皮到形成孔洞，再到断带的演变过程，采用扫描电镜对翘皮缺陷进行研究，结果表明：翘皮缺陷中主要元素是 、，与基体一致，另外还有微量的 、等元素。冷轧起皮、断带主要是由于热轧边裂缺陷遗传而成。热轧过程部分边部掉肉飞溅至热轧板表面被压入，在冷轧过程由于伸长率与基体不一致而起皮剥落。通过降低铸坯加热温度、缩短高温段在炉时间、优化轧制模型，有效抑制了热轧板边裂的产生，从而解决了冷轧断带问题。关键词：取向硅钢；冷轧；边裂；断带中图分类号：文献标志码：文章编号：（），（，；，；，）：，：；取 向 硅 钢 是 指 含 约 、具 有 强 织构的铁硅材料，主要用于中、大型变压器铁心和大型发电机的定子铁心，被认为是电力、电子和军事行业重要的软磁合金。随着我国绿色发展、节能减排政策的落实，以及“碳达峰、碳中 和”目 标 的 推 进 和 国 家 能 效 新 标 准 的 实施，各企业将大力推广节能环保变压器，而取向硅钢作为变压器铁心的核心材料，高磁感低铁损的高性能取向硅钢市场需求将急剧增加。宁波钢铁有限公司依托 精炼、连铸电磁搅拌、粗轧保温罩等适宜取向硅钢热轧板生产的装备，进行了高性能取向硅钢热轧板生产，并委 年月第卷 第期电工钢 托下游冷轧、热处理企业进行后续加工，取向硅钢产品铁心损耗降至 ，满足 牌号的要求。宁波钢铁取向硅钢热轧板在冷轧过程存在断带问题，严重影响生产节奏及设备安全，而冷轧断带也是取向硅钢普遍面临的技术难题。本研究通过跟踪冷轧过程，找出断带的原因，并提出解决措施，为取向硅钢的冷轧生产提供技术指导。取向硅钢冷轧缺陷特征及形成过程宁波钢铁生产的取向硅钢热轧卷在后续冷轧过程出现了断带现象，造成冷轧难度增加。通过现场每道次跟踪发现，在冷轧断带之前，冷轧板出现翘皮缺陷，如图所示，边部“翘皮线”长度不一，最长 （延伸后），厚度 ，翘皮很容易剥离，剥落后形成孔洞。图翘皮与孔洞缺陷孔洞形成的过程如图所示。第一道次轧制时，由于翘皮缺陷处与基本伸长率不一致，导致与基体剥离，形成起皮。在第二道次轧制过程中，起皮脱落，脱落处厚度减薄、凹陷，厚度不均匀。在第三道次轧制过程中，张力在厚度较薄处应力集中，形成单个缩孔。一旦在薄弱处形成缩孔，在后续轧制过程的张力作用下，应力集中导致缩孔沿宽度扩展，形成大的孔洞；相邻大的孔洞连成片而图孔洞产生的不同阶段电工钢第卷脱落；继续轧制，应力沿宽度方向急剧扩展，导致冷轧断带。取向硅钢冷轧缺陷分析首先对脱落的翘皮缺陷取样进行分析，分析结果见图。在剥落的翘皮表面主要是 、等合金元素，都是基体元素。少部分检测点存在、等元素，证明是冶炼过程遗传，但是无论是元素含量还是区域占比都是微量，说明夹杂或者夹渣不是翘皮缺陷的主因。然后对基体上尚未脱落的翘皮进行分析，分析结果见图。缺陷带上未脱落的起皮在轧制力下形貌都呈碎片状，与基体完全分离或者半分离。碎片状的起皮成分与已经脱落的基本一致，主要是、，及微量的 、。最后对脱落翘皮处的基体进行分析，分析结图剥落的翘皮缺陷分析图基体上未脱落的翘皮缺陷处分析第期闫江辉，等：取向硅钢冷轧断带问题研究果见图，主要为、元素，即主要为铁的氧化物。综上分析，翘皮缺陷处元素与基体一致，主要是、，虽然存在微量的 、等元素，判定为夹渣与夹杂，但是区域太少，炼钢与连铸工艺并不是起皮的主要症结。因此，可以断定起皮缺陷主要是在热轧过程形成的，然后遗传至冷轧。从图看出，热轧板原料存在明显的边裂，经过酸洗切边后，酸洗板上仍存在部分较深的豁口（图）。热轧过程铸坯边部与侧导板摩擦，产生较深的边裂（深度），在酸洗切边过程难以切除，在冷轧过程容易产生应力集中而断带。图缺陷处基体分析图热轧板边裂图酸洗板边部豁口另外无论是立辊调宽导致的翻边还是边裂产生的碎钢飞溅在热轧过程压入，其与基体均存在空隙，在高温状态下接触面被氧化，而在酸洗过程酸液难以触及，使得疤皮与基体间存在极薄的氧化铁皮，在疤皮脱落后暴露在钢板表面，因而成分里还有、元素。同时，缺陷处出现 元素，断定是轧制油或者乳化液污染所致。在冷轧带钢取样，表面未清洗干净，轧制油或者乳化液（有机物）残留于表面。解决措施及效果综上分析，冷轧起皮、断带主要是由于热轧边裂缺陷遗传而成。热轧板边裂的成因主要是由于铸坯加热温度高，在炉时间长，导致铸坯边部过热，晶粒粗大，轧制过程破裂导致边裂；另外，在炉时间长，导致铸坯塌腰严重，铸坯板型不良，在轧制过程与侧导板摩擦，部分边部掉肉飞溅至热轧板表面被压入，在冷轧过程由于伸长率与基体不一致而起皮剥落。针对以上问题，对加热工艺进行优化调整，电工钢第卷将加热工艺在原基础上降低 ，同时将二次加热段时间缩短至 ，均热 段时间缩短 至 ，抑制铸坯边部晶粒过分粗化的同时，大大减轻了铸坯塌腰缺陷，铸坯平直度提升。进一步优化轧制模型，提高了轧制稳定性；另外，生产取 向 硅 钢 前，对 精 轧、卷 取 侧 导 板 清 渣 补焊，或者提前更换，并保证侧导板对中性良好，减少带钢刮撞。通过以上措施，生产的热轧板边裂缺陷全部消除，后续冷轧反馈良好，解决了冷轧断带难题。参 考 文 献朱蓉 中温取向硅钢 组织、织构演变及再结晶控制研究 内蒙古：内蒙古工业大学，樊立峰，秦美美，岳尔斌，等 新能源汽车对无取向硅钢的技术挑战 材料导报，（）：张凤泉，汪水泽 电力变压器发展及能效升级对取向硅钢需求的影响 电工钢，（）：闫江辉，赵彦灵，唐辉，等高性能取向硅钢的工业化生产研究电工钢，（）：，张智义，陈春梅，李亚东，等高效无取向硅钢冷轧过程断带分析电工钢，（）：第期闫江辉，等：取向硅钢冷轧断带问题研究