CN101654757A

CN101654757A - 涂层半工艺无取向电工钢板及制造方法

Info

Publication number: CN101654757A
Application number: CN200810041894A
Authority: CN
Inventors: 陈晓; 陆永强; 赵河山
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2028-08-20
Also published as: CN101654757B; WO2010020127A1

Abstract

本发明提供了一种涂层半工艺无取向电工钢板及其制造方法。本发明钢板的化学成分的质量百分比为：C：≤0.003％，Si：1.00％－2.30％，Mn：0.20％－1.00％，P：0.01％－0.10％，Al：0.20％－0.80％，S：≤0.005％，N：≤0.005％，其余为Fe和不可避免杂质。本发明的制造方法在板坯连铸中无需电磁搅拌；Si含量在1.65－2.30％时，在酸洗步骤之前增加常化处理工序，退火条件为温度650～800℃、退火时间为1～4分钟、全氮气干气氛下。本发明生产的涂层半工艺无取向电工钢板不仅铁损低、磁感高，力学性能良好，而且工序简单，生产成本低。

Description

涂层半工艺无取向电工钢板及制造方法

技术领域

本发明涉及一种电工钢板，尤其涉及一种半工艺无取向电工钢板。

背景技术

无取向电工钢主要作为电机铁心使用，根据含Si量的不同可分为高中低三种牌号，其中中牌号无取向电工钢的含Si量一般在1.00％～2.30％。中牌号无取向电工钢随着电磁性能的改进，已经达到了高牌号的水平，但在取代高牌号使用时，其力学性能偏低使得在加工时往往影响冲片铁心的正圆度和冲片时的加工速度。因此，用户对中牌号无取向电工钢除了重视磁性外，对电工钢的力学性能也非常关注，通常要求其硬度HV1达到150至200。

现有关于半工艺无取向电工钢的制造方法主要是：将材料炼钢、热轧、冷轧，接着如日本公开特许公报平6-10047所述，需要在脱碳退火机组上增加过时效处理的设备，因此增加了设备投资；或如日本公开特许公报昭59-104430，日本公开特许公报昭62-13530，中国专利94107147.2所述，有些需要平整或临界变形冷轧。这些工序延长了生产时间，增加了制造成本。

在日本公开特许公报平6-10047中公开了含C：0.02～0.05％、Si：0.1～1.0％的硅钢材料，并公开了该材料的制造方法，即：热轧、冷轧，接着在800℃×45～60s脱碳退火，然后在250～450℃时效处理10～20s，最后在10～50℃停放5～20天。该方法需要在脱碳退火机组上增加过时效处理的设备，因此，增加了设备投资；且在常温下时效处理的时间长达5～20天，使交货周期延长，增加了制造成本。

在日本公开特许公报昭59-104430中提出对Si≤0.5％电工钢进行＞650℃和＜Ar1(如750℃×1min)再结晶退火以调整硬度(HRB＝52～55)的一种电工钢制造方法。在日本公开特许公报昭59-104430中也公开了在620～650℃×30～60s部分再结晶退火使硬度提高到HRB＝64～71的一种电工钢制造方法。该方法改善了冲片性而磁性不变坏，但由于要经过平整冷轧工艺，设备投资和生产成本增加。

在日本公开特许公报昭62-13530中提出冷轧带钢在连续炉中经650～700℃×1～2min不完全退火后再经3％～10％临界变形冷轧或0.5～2.0％平整改善板形，提高硬度。此法要经过临界变形冷轧或平整工序，因此增加了成本。

中国专利94107147.2中公开了化学成分C≤0.01％，Si≤1.00％，Mn0.20～1.20％，P：≤0.15％，Al：0.15～0.50％，S≤0.02％，Cu≤0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质的连铸坯，其特征在冷轧后在罩式炉与650℃～750℃温度下进行8小时以上退火处理，然后用0.5％至小于2％的压下率进行平整。此法用罩式炉退火生产效率低，并且要经过平整工序，因此成本增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种硬度HV1在150～200的涂层半工艺无取向电工钢，同时提供一种可生产出磁性和硬度均满足用户要求的涂层半工艺无取向电工钢产品的方法。

为实现以上目的，本发明提供了一种涂层半工艺无取向电工钢板，其化学成分的质量百分比为C：≤0.003％，Si：1.00％-2.30％，Mn：0.20％-1.00％，P：0.01％-0.10％，Al：0.20％-0.80％，S：≤0.005％，N：≤0.005％，其余为Fe和不可避免杂质。

本发明电工钢板的磁性消除应力为2.50～4.50w/kg，硬度HV1为150～200。

本发明还提供了一种涂层半工艺无取向电工钢的生产方法，包括板坯连铸、热轧、酸洗和退火工序，其中，所述板坯连铸工序中无电磁搅拌；所述退火工序中退火条件为：温度650～800℃、退火时间为1～4分钟、全氮气干气氛。

在本发明所述的涂层半工艺无取向电工钢的生产方法中，所述板坯连铸工序中钢水的化学成分质量百分比为：C：≤0.003％，Si：1.00％-2.30％，Mn：0.20％-1.00％，P：0.01％-0.10％，Al：0.20％-0.80％，S：≤0.005％，N：≤0.005％，其余为Fe和不可避免杂质。

较好的是，Si含量在1.65％～2.30％时，所述酸洗工序之前增加常化处理工序。

较好的是，在所述热轧工序中，热轧加热炉中加热温度小于1200℃，控制精轧出口温度在800～900℃，卷取温度为550～680℃。

本发明的成分限定说明如下：

碳：本发明中C含量限定在不超过0.0030％的范围。既改善铁损，同时又不使电工钢成品产生磁时效。

硅：本发明中将Si含量限定在1.00～2.30％的范围。若Si含量在1.00％以下，铁损大；但Si含量超过2.30％会使磁感变坏。为提高固有电阻，降低涡流损失，可以根据成品铁损和磁感的要求来调整硅的含量。

锰：本发明Mn含量限定在0.20～1.00％的范围。锰与硫形成MnS，防止FeS的形成，改善热轧塑性，同时Mn含量020％以上可以改善织构，提高磁性，但Mn含量超过1.00％时会导致成本大幅度上升，而且炼钢也比较困难。

磷：本发明中P含量限定在0.01～0.10％的范围。P是封闭γ区的元素，在Si、Al含量较低时，P可改善磁性，提高硬度，但当超过0.10％时，P会使磁感恶化，也会增加钢板的冷脆性。

铝：Al对无取向硅钢性能起重要作用。本发明中，Al含量限定在0.20％～0.80％的范围。铝的作用与硅相似，但对钢的强度和硬度的影响不象硅那样明显，同时其稳定铁素体的作用比硅更强。对Fe-Si-C相的影响来说，加0.3％的Al相当于加0.75％Si，铝的存在在硅钢退火时，可使(100)组分增多，(111)组分减少，但铝含量太高会降低电工钢的磁感，因此，本发明中铝含量限定在0.20％～0.80％的范围。

S、N元素：本方法S、N含量限定在0.005％以下。硫与锰结合生成细小硫化锰，增大铁损、降低磁感。本方法要求硫含量低于0.005％；氮形成夹杂粒子，降低磁性，因此，氮含量要低于0.005％，以免生成AlN使铁损值升高。

本方法生产的涂层半工艺无取向电工钢，硅含量在1.00～2.3％，通过调节退火温度，不用平整，得到的电工钢产品的磁性和硬度均满足用户要求。

本发明的显著优点总结如下：

1)铁损低、磁感高，力学性能良好。

2)使用电工钢连续退火涂层工艺，大大提高了生产效率，缩短了电工钢的生产周期和交货周期，降低了成本。

3)省去了平整工序，通过调整成品退火温度，大幅度降低了设备的投资以及制造的成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本方法作进一步详细说明。

实施例1

首先按化学成分质量百分比碳：0.0030％、硅：1.15％、锰：0.35％、硫：0.0035％、铝：0.25％、氮：0.0040％、磷：0.035％，冶炼出钢，连铸制成板坯，在热轧加热炉中以1120℃的温度对板坯进行加热。

在900℃的终轧温度下进行精轧，接着在550℃的温度下进行卷取。在酸洗连轧机组对2.6mm厚的热轧带钢冷轧至0.5mm厚，接着在电工钢连续退火涂层机组以650～750℃、全氮气干气氛的条件下退火2min，并对带钢涂半有机涂层而制成成品。退火温度在650～750℃之间时，铁损为4.20～4.33w/kg、磁感1.713～1.716T，不同退火温度时的值变化不大；硬度HV1在151～179之间，性能结果见表1。

对比例1

除退火温度为600℃外，其他同实施例1.

表1实施例1与对比例1中不同退火温度下钢的性能参数

注：铁损、磁感的试样在750℃下，经2小时消除应力退火后测量。

实施例2

首先按化学成分碳：0.0025％、硅：1.65％、锰：0.50％、硫：0.0045％、铝：0.60％、氮：0.0020％、磷：0.016％，冶炼出钢，连铸制成板坯。在热轧加热炉中以1150℃的温度对板坯进行加热。

在860℃的终轧温度下进行精轧，接着在600℃的温度下进行卷取。在常化机组进行980℃的常化处理，然后在酸洗连轧机组对2.6mm厚的热轧带钢冷轧至0.5mm厚，接着在电工钢连续退火涂层机组以650～800℃、全氮气干气氛的条件下退火3min，并对带钢涂半有机涂层而制成成品。退火温度在650～800℃之间时，铁损2.68～2.90w/kg、磁感1.738～1.745T，不同退火温度时的值变化不大；硬度HV1在155～185之间，性能结果见表2。

对比例2

除退火温度为600℃外，其他同实施例2.

表2实施例2与对比例2中不同退火温度下钢的性能参数

实施例3

首先按化学成分碳：0.0018％、硅：2.00％、锰：0.35％、硫：0.0025％、铝：0.50％、氮：0.0014％、磷：0.050％，冶炼出钢，连铸制成板坯。在热轧加热炉中以1120℃的温度对板坯进行加热。

在860℃的终轧温度下进行精轧，接着在600℃的温度下进行卷取。在常化机组进行950℃的常化处理，然后在酸洗连轧机组对2.6mm厚的热轧带钢冷轧至0.5mm厚，接着在电工钢连续退火涂层机组以650～800℃、全氮气干气氛的条件下退火3min，并对带钢涂半有机涂层而制成成品。，退火温度在650～800℃之间时，铁损2.63～2.86w/kg、磁感1.719～1.721T，不同退火温度时的值变化不大；硬度HV1在167～196之间。性能结果见表3.

对比例3

除退火温度为600℃外，其他同实施例3.

表3实施例3与对比例3中不同退火温度下钢的性能参数

由以上实施例与对比例的对比结果可知，对比例中的退火温度仅为600℃，使得成品的硬度值都高于相应实施例，硬度值偏高则影响了电工钢产品的使用。采用本发明设计的电工钢化学成分含量，以及通过调整退火温度等操作，可生产出磁性和硬度均满足用户要求的涂层半工艺无取向电工钢产品。本发明不需平整工序，操作简便，降低了生产成本。

Claims

1、一种涂层半工艺无取向电工钢板，其特征在于，其化学成分的质量百分比为：C：≤0.003％，Si：1.00％-2.30％，Mn：0.20％-1.00％，P：0.01％-0.10％，Al：0.20％-0.80％，S：≤0.005％，N：≤0.005％，其余为Fe和不可避免杂质。

2、一种涂层半工艺无取向电工钢的生产方法，包括板坯连铸、热轧、酸洗和退火工序，其特征在于，所述板坯连铸工序中无电磁搅拌；所述退火工序中退火条件为：温度650～800℃、退火时间为1～4分钟、全氮气干气氛。

3、根据权利要求2所述的涂层半工艺无取向电工钢的生产方法，其特征在于，所述板坯连铸工序中钢水的化学成分质量百分比为：C：≤0.003％，Si：1.00％-2.30％，Mn：0.20％-1.00％，P：0.01％-0.10％，Al：0.20％-0.80％，S：≤0.005％，N：≤0.005％，其余为Fe和不可避免杂质。

4、根据权利要求2或3所述的涂层半工艺无取向电工钢的生产方法，其特征在于，S₁含量在1.65％～2.30％时，所述酸洗工序之前增加常化处理工序。

5、根据权利要求2所述的涂层半工艺无取向电工钢的生产方法，其特征在于，在所述热轧工序中，热轧加热炉中加热温度小于1200℃，控制精轧出口温度在800～900℃，卷取温度为550～680℃。