本发明涉及在双辊连铸机中和下游加工步骤中制造薄钢带，其适用于电工钢应用。
背景技术：
1、在双辊连铸机中，熔融金属，通常是钢，从输送系统被输送到支撑在一对反向旋转的水平铸辊的铸造表面上的铸造池，这对铸辊被内部水冷，从而在移动的铸辊表面上形成凝固的金属壳。金属壳在铸辊之间的辊隙处被集合在一起，以产生从铸辊之间的辊隙向下输送的凝固的带材产品。这里使用的术语“辊隙”是指铸辊靠得最近的大致区域。
2、熔融金属可以从浇包倒入较小的容器或一系列较小的容器中，从这些容器中流过位于辊隙上方的一个或多个金属输送喷嘴，以形成支撑在辊隙上方的铸辊的铸造表面上并延伸辊隙的长度的熔融金属的铸造池。
3、铸造池通常被限制在侧板或侧封板之间，侧板或侧封板与铸辊的端部保持滑动接合，以限制铸造池流出。铸造池的上表面(通常称为“弯月面”)通常高于输送喷嘴的下端，使得输送喷嘴的下端浸没在铸造池内。
4、当通过双辊连铸机铸造钢带时，薄带离开辊隙，穿过引导台，穿过夹送辊机架，然后穿过热轧机，在热轧机中，薄带被减薄到期望的厚度。热轧带然后被冷却以形成具有最终应用所需微观结构的带。冷却后的带随后被卷取，卷取机上游的剪切机周期性地切割带，以在每个卷中形成所需长度的带。
5、根据钢的成分和铸造条件，双辊铸造、热轧和冷却的带可用于多种最终应用。
6、电工钢是本发明的焦点。
7、电工钢是低碳铁硅软磁钢，广泛用于电机、传感器、发电机和变压器。电工钢可分为无晶粒取向(ngo)和晶粒取向(go)电工钢。冷轧非晶粒取向钢(crngo)一般比冷轧晶粒取向钢(crgo)便宜。因此，当成本很重要时，或者当最终应用的磁通量方向不恒定时，使用ngo电工钢。
8、当用于电机时，ngo电工钢被切割成薄叠片，用绝缘涂层隔离并堆叠形成电机芯，以减少涡流损耗。因此，如果薄带ngo电工钢能够直接连续铸造成薄带，将有助于节约能源和时间。申请人已经认识到双辊薄带连铸方法具有很好的潜力，因为它可以直接连续铸造薄的、通常1-2mm厚的钢带。
9、当通过常规厚板坯连铸工艺铸造ngo电工钢时，很难保持该工艺中通常在热轧步骤中形成的θ-纤维织构。在该工艺中随后的冷轧和再结晶退火步骤中，通常观察到强烈的α-纤维和γ-纤维织构。变形基体剪切带的形成直接影响再结晶退火过程中高斯(goss)晶粒的形核和长大。此外，由于低的局部位错密度和尖锐的晶格曲率，冷轧后残留的goss晶粒也可以促进该工艺中再结晶退火步骤中goss晶粒的形成。
10、基于最终应用，控制ngo电工钢的磁性能很重要。ngo电工钢的磁性能受晶粒尺寸和织构的影响很大，而晶粒尺寸和织构又受轧制和再结晶退火步骤的影响。据报道，在最终退火后，2.0wt.％si ngo电工钢具有很强的{110}<001>(goss)织构。也有报道称，对于4.5wt.％si ngo电工钢，两步冷轧有助于在退火过程中形成具有强goss和近goss再结晶织构的粗晶粒。
11、如前一段所述，电工钢的磁性能受织构的影响很大。在电工钢中，<001>轴方向容易磁化，而<111>轴方向更难磁化。众所周知，goss和立方体(cube)取向优化了磁性能。据报道，brass和goss取向通过剪切变形织构在bcc金属中形成。据报道，在γ纤维变形区内剪切带处形成许多goss晶粒和cube晶粒。还据报道，在重冷轧过程后，一些cube成分被保留，因为cube变形带也作为新cube晶粒的成核位置。
12、对于ngo电工钢，在再结晶退火过程中很难控制织构。据报道，在某些情况下，相变可用于获得磁性的理想取向。在退火过程中，由于各向异性的应变能，当奥氏体转变为铁素体时，形成一些{100}取向的晶粒。然而，这种转变不适用于全铁素体钢成分。文献中也研究了用化学组成获得理想晶体取向而没有相变的方法。研究了初始退火对具有0.003wt.％c的3.4wt.％si电工钢的织构演变和磁性能的影响。也研究了3wt.％si电工钢的再结晶动力学。
13、据报道，轧制过程对织构演变、晶粒生长和磁性能有显著影响。在再结晶退火过程中，一些理想的织构是由轧制过程形成的变形剪切带演变而来的。此外，热变形过程中的相变也会影响后续退火过程中的再结晶速率和晶粒尺寸。也有报道称，对于c小于0.01的6.2wt.％si电工钢，热轧有利于最终磁性能。还报道了冷轧前退火对电工钢微观结构和磁性能的有益影响。
14、虽然已经进行了一些研究来检验轧制和再结晶退火在制造ngo电工钢中的影响，但是很少有关于轧制和退火对通过双辊连铸方法生产的薄电工钢带的影响的研究。
15、上述评论并不是对中国或其他地方的公知常识的承认。
技术实现思路
1、广义而言，本发明包括生产电工钢带的方法和设备以及电工钢带。该方法包括由过热温度比熔体的液相线温度tliq高至少30℃的电工钢熔体双辊薄带连铸厚度小于3mm的薄带，热轧、冷却和卷曲该薄带。该熔体包括：按重量计，最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，含有少于0.01％铝的硅镇静，以及可选的cu、cr、ni、mo、ti、nb、v、sb、sn中的任何一种或多种，其余为铁、杂质和夹杂物。
2、本发明包括一种生产电工钢带的双辊连铸方法，包括：
3、-双辊连铸机中由过热温度比熔体的液相线温度tliq高至少30℃的电工钢熔体铸造厚度小于3mm的连续薄电工钢带，所述熔体包括：按重量计，最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，含有小于0.01％的铝的硅镇静，最多0.4％的cu；最多0.3％的cr；最多0.3％的ni；最多0.2％的mo；最多0.01％的ti；最多0.005％的nb；最多0.005％的v，最多0.3％的sb；最多0.3％的sn；其余为铁、杂质和夹杂物，
4、-热轧机中热轧电工钢带并减小带厚度；
5、-冷却站中冷却电工钢带并冷却带；和
6、-卷取机中卷绕电工钢带，并在卷取机处形成一定长度的卷。
7、锰在1.0％至2.0％之间的mn浓度范围使得熔体可以具有低的al浓度(即少于0.01％的铝)，而不影响所得电工钢带的电阻率。熔体是硅镇静钢，而不是铝镇静钢。
8、术语“杂质”是指作为炼钢实践不可避免的结果或作为炼钢原料的结果而存在于熔体中的元素。这些往往是非金属元素。杂质的例子有n、p、s和h。
9、术语“夹杂物”是指炼钢过程中形成的化合物。“夹杂物”的例子包括aln和mns。
10、cu浓度可以小于0.3％。
11、cr浓度可以小于0.2％。
12、cr浓度可以大于0.01％。
13、ni浓度可以小于0.2％。
14、mo浓度可以小于0.1％。
15、mo浓度可以小于0.06％。
16、mo浓度可以大于0.001％。
17、sb的浓度可以满足公式sn+2*sb<0.4％。
18、sb的浓度可以小于0.2％。
19、sb的浓度可以小于0.1％。
20、sb的浓度可以大于0.001％。
21、碳浓度可以最多0.0060％。
22、碳浓度可以最多0.0080％。
23、碳浓度可以最多0.01％。
24、锰浓度可以是至少1.10％。
25、锰浓度可以是至少1.20％。
26、锰浓度可以小于1.70％。
27、锰浓度可以小于1.80％。
28、锰浓度可以是1.10％至1.55％。
29、硅浓度可以是至少2.80％。
30、硅浓度可以是至少3.00％。
31、硅浓度可以不超过3.70％。
32、硅浓度可以不超过3.60％。
33、硅浓度可以不超过3.50％。
34、硅浓度可以是2.70％至3.50％。
35、电工钢熔体中c、mn和si的浓度可以如下：
36、表1-c、mn和si的目标化学成分-重量％
37、
38、
39、在一个实施例中，电工钢熔体中残余物的浓度可以如下：
40、表2-主要杂质和非金属元素-重量％
41、 s p cr mo al cu ni nb ti v max 0.002 0.018 0.03 0.0020 0.002 0.03 0.03 0.0020 0.0020 0.0020 典型 0.0020 0.009
42、电工钢熔体中残留气体的浓度可以如下：
43、表3-气体和金属间化合物-重量％
44、 n o h max 0.0090 0.0020 典型 0.0050
45、*计算的。
46、成卷带材中的电工钢可以具有至少基本上为铁素体的微观结构。
47、卷取的带材中电工钢的微观结构可以是至少基本上等轴的晶粒。
48、该方法可以包括冷轧电工钢带以进一步减小钢带的厚度。
49、该方法可以包括冷轧电工钢带以进一步将钢带厚度减小到不超过0.50毫米，通常不超过0.35毫米。
50、该方法可以包括在冷轧步骤之前酸洗电工钢带。
51、该方法可包括退火电工钢带以获得具有所需磁性能的非晶粒取向电工钢带。
52、期望的磁性能可以是铁损或磁导率。这些术语被电工钢领域的技术人员很好地理解，并且被工业标准所涵盖。通常，客户向炼钢厂订购具有特定厚度和铁损和/或磁导率的电工钢。
53、期望的磁性能可以如中国标准gb/t 2521.1-2016，标题为“以完全加工状态交付的冷轧电工钢-第1部分：晶粒无取向钢带(片)”中所述。
54、例如，期望的磁性能可以是如标准中所述的35w250，0.35mm，2.50瓦/千克铁损p1.5/50的电工钢。
55、作为进一步的例子，期望的磁性能可以如标准中所描述的35w300，0.35mm，3.00瓦/千克、铁损p1.5/50的电工钢。
56、退火步骤可以在受控气氛中进行，例如氢气和氮气的混合气体。
57、退火步骤可以在将碳浓度降低到不超过0.0030％的受控气氛中进行。
58、电炉钢熔体可以通过任何合适的炼钢方法制成。
59、举例来说，电工钢熔体可以通过以下步骤制造，然后转移到双辊薄带连铸机：电弧炼钢炉(eaf)→钢包炉→罐或rh脱气器→中间包→双辊薄带连铸机。
60、或者，电工钢熔体可以通过以下步骤制造，然后转移到双辊薄带连铸机：碱性氧气炼钢炉(bof)→钢包炉→rh脱气器→中间包→双辊薄带连铸机。
61、该方法可以包括在将电工钢熔体转移到双辊连铸机之前，将该熔体过热到过热温度。
62、该方法可以包括制备具有过热温度的熔融电工钢熔体。
63、该方法可以包括将具有过热温度的熔融电工钢熔体输送至双辊连铸机。
64、过热温度可以是tliq+最多120℃，即最多比液相线温度高120℃。
65、过热温度可以是tliq+最多90℃，即最多比液相线温度高90℃。
66、过热温度可以是tliq+至少35℃，即至少比液相线温度高35℃。
67、过热温度可以是tliq+至少40℃，即至少比液相线温度高40℃。
68、该方法可以包括控制热轧步骤，使得热轧机出口温度为800-900℃。
69、该方法可以包括以大于2500m3/hr的速率向在双辊连铸机与热轧机之间包围电工钢带的热箱供应氮气，使得热箱中有高的n浓度，注意2500m3/hr的值可根据泄漏到热箱中的空气而变化。
70、该方法可以包括控制热轧步骤，使得热轧机出口温度为720-820℃。
71、该方法可包括以小于2500m3/hr的速率向在双辊连铸机与热轧机之间包围电工钢带的热箱供应氮气，使得热箱中有低的n浓度，注意2500m3/hr的值可根据泄漏到热箱中的空气而变化。
72、该方法可包括改变流向在双辊连铸机与热轧机之间包围电工钢带的热箱的氮气流速以控制带材温度，注意较低的氮气流速会导致更多的空气泄漏到高温箱中，空气会氧化带材并增加其发射率，并且从而增加热损失并降低热轧机入口处的带材温度。
73、该方法可以包括热轧铸带，铸带在140-160℃的轧机入口温度下进入热轧机，通常比轧机出口温度高150℃。
74、该方法可以包括在550-720℃范围内的卷取机入口温度下卷绕经热轧和冷却的电工钢带。
75、本发明还提供了一种用于生产电工钢带的设备，包括：
76、-用于由过热温度比熔体的液相线温度tliq高至少30℃的熔融电工钢熔体形成厚度小于3mm的连续薄金属带的双辊薄带连铸机，所述熔体包括：按重量计，最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，含有小于0.01％的铝的硅镇静，最多0.4％的cu；最多0.3％的cr；最多0.3％的ni；最多0.2％的mo；最多0.01％的ti；最多0.005％的nb；最多0.005％的v，最多0.3％的sb；最多0.3％的sn；其余为铁、杂质和夹杂物；
77、-用于减小电工钢带厚度的热轧机；
78、-用于冷却电工钢带的冷却站；和
79、-用于形成选定长度的电工钢带卷的卷取机。
80、该设备可以包括冷轧机以减小电工钢带的厚度。
81、该设备可以包括退火单元，用于退火电工钢带以获得具有所需磁性能的非晶粒取向电工钢带。
82、如上所述，电工钢带可以由熔融的电工钢熔体生产。
83、双辊薄带连铸机可配置为铸造熔融电工钢熔体，该熔融电工钢熔体的过热温度tliq比液相线温度高最多120℃。
84、双辊薄带连铸机可配置为铸造熔融电工钢熔体，该熔融电工钢熔体的过热温度tliq比液相线温度高最多90℃。
85、双辊薄带连铸机可配置为铸造熔融电工钢熔体，该熔融电工钢熔体的过热温度tliq比液相线温度高至少35℃。
86、双辊薄带连铸机可配置为铸造熔融电工钢熔体，该熔融电工钢熔体的过热温度tliq比液相线温度高至少40℃。
87、本发明还提供了厚度小于3mm的双辊薄带连铸和热轧的电工钢带，具有按重量计的以下成分：最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，含有小于0.01％的铝的硅镇静，最多0.4％的cu；最多0.3％的cr；最多0.3％的ni；最多0.2％的mo；最多0.01％的ti；最多0.005％的nb；最多0.005％的v，最多0.3％的sb；最多0.3％的sn；其余为铁、杂质和夹杂物。
88、残留物的浓度如表2所示。
89、电工钢带可以具有至少基本上为铁素体微观结构的微观结构。
90、电工钢带的微观结构可以是至少基本上等轴的晶粒。
91、cu浓度可以小于0.3％。
92、cr浓度可以小于0.2％。
93、cr浓度可以大于0.01％。
94、ni浓度可以小于0.2％。
95、mo浓度可以小于0.1％。
96、mo浓度可以小于0.06％。
97、mo浓度可以大于0.001％。
98、sb的浓度可以满足公式sn+2*sb<0.4％。
99、sb的浓度可以小于0.2％。
100、sb的浓度可以小于0.1％。
101、sb的浓度可以大于0.001％。
102、碳浓度可以最多0.0060％。
103、碳浓度可以最多0.0080％。
104、碳浓度可以最多0.01％。
105、锰浓度可以至少1.10％。
106、锰浓度可以至少1.20％。
107、锰浓度可以小于1.70％。
108、锰浓度可以小于1.80％。
109、锰浓度可以是1.10％至1.55％。
110、硅浓度可以是至少2.80％。
111、硅浓度可以是至少3.00％。
112、硅浓度可以不超过3.70％。
113、硅浓度可以不超过3.60％。
114、硅浓度可以不超过3.50％。
115、硅浓度可以是2.70％至3.50％。
116、本发明还提供了一种厚度小于3mm的双辊薄带连铸、热轧、冷轧和退火的电工钢带，具有按重量计的以下成分：最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，最多0.4％的cu；最多0.3％的cr；最多0.3％的ni；最多0.2％的mo；最多0.01％的ti；最多0.005％的nb；最多0.005％的v，最多0.3％的sb；最多0.3％的sn；其余为铁、杂质和夹杂物。
117、电工钢带可以具有至少基本上为铁素体微观结构的微观结构。
118、电工钢带的微观结构可以是至少基本上等轴的晶粒。
119、碳、锰、硅和残余物的浓度可以如上所述，注意，当电工钢带退火时，由于去渗碳，碳浓度可能低于熔体浓度。
120、电工钢带可以具有期望的磁性能。
121、期望的磁性能可以如中国标准gb/t 2521.1-2016，标题为“以完全加工状态交付的冷轧电工钢-第1部分：晶粒无取向钢带(片)”中所述。
122、例如，期望的磁性能可以是35w250 0.35mm铁损p1.5/50-2.50wkg-1或35w3000.35mm铁损p1.5/50–3.00wkg-1。
123、注意，虽然在(a)双辊薄带连铸和热轧的电工钢带和(b)双辊薄带连铸和热轧/冷轧和退火的电工钢带的微观结构中可以存在100％铁素体，但是本发明可以扩展到不是这种情况的情况，例如在微观结构中存在一些奥氏体。
124、还应注意，微观结构将是一系列因素的函数，包括成分、过热以及铸造、热轧、冷轧和退火条件的选择。
1.一种生产电工钢带的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，cu浓度小于0.3％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，cr浓度小于0.2％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，ni浓度小于0.2％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，mo浓度小于0.06％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，sb的浓度满足公式sn+2*sb<0.4％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，电工钢熔体中c、mn和si的浓度如下：
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，电工钢熔体中残余物的浓度如下：
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，电工钢熔体中的气体浓度如下：
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电工钢带至少具有基本上为铁素体的微观结构。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括冷轧电工钢带以进一步减小带厚度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括对电工钢带进行退火，以获得具有所需磁性能的非晶粒取向电工钢带，例如中国标准gb/t 2521.1-2016，标题为“以完全加工状态交付的冷轧电工钢-第1部分：晶粒无取向钢带(片)”中所述的磁性能。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，退火步骤在受控气氛中进行，例如氢气和氮气的混合气体。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，过热温度为tliq+最多120℃，即最多比液相线温度高120℃。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括控制热轧步骤，使得热轧机出口温度为800-900℃。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以大于2500m3/hr的速率向在双辊连铸机与热轧机之间包围电工钢带的热箱供应氮气，以便在热箱中有高浓度的n。
17.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，包括控制热轧步骤，使得热轧机出口温度为720-820℃。
18.根据权利要求17所述的方法，包括以小于2500m3/hr的速率向在双辊连铸机与热轧机之间包围电工钢带的热箱供应氮气，以便在热箱中有低浓度的n。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括控制热轧步骤，使得热轧机入口温度比热轧机出口温度高140-160℃。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在550至720℃范围内的卷取机入口温度下卷绕电工钢带。
21.一种用于生产电工钢带的设备，包括：
22.根据权利要求21所述的设备，包括冷轧机，以减小卷中带的厚度。
23.根据权利要求22所述的设备，包括退火单元，用于对卷中的电工钢进行退火，以获得具有所需磁性能的非晶粒取向电工钢带。
24.一种厚度小于3mm的双辊薄带连铸和热轧的电工钢带，具有按重量计的以下成分：最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，最多0.4％的cu；最多0.3％的cr；最多0.3％的ni；最多0.2％的mo；最多0.01％的ti；最多0.005％的nb；最多0.005％的v，最多0.3％的sb；最多0.3％的sn；其余为铁、杂质和夹杂物。
25.根据权利要求24所述的电工钢带，其微观结构至少基本上是铁素体微观结构。
26.根据权利要求24或25所述的电工钢带，其微观结构至少基本上是等轴晶粒。
27.一种厚度小于3mm的双辊薄带连铸、热轧、冷轧和退火的电工钢带，具有按重量计的以下成分：最多0.015％的碳，1.0％至2.0％的锰，2.70％至3.80％的硅，最多0.4％的cu；最多0.3％的cr；最多0.3％的ni；最多0.2％的mo；最多0.01％的ti；最多0.005％的nb；最多0.005％的v，最多0.3％的sb；最多0.3％的sn；其余为铁、杂质和夹杂物。
28.根据权利要求27所述的电工钢带，其微观结构至少基本上是铁素体微观结构。
29.根据权利要求27或28所述的电工钢带，其微观结构至少基本上是等轴晶粒。
