CN102127702A - 一种低s高牌号无取向电工钢的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低S高牌号无取向电工钢的制备方法，属于无取向电工钢技术领域。工艺步骤为：热轧原料成分设计要求其铸坯化学成分满足：C≤0.005％，Si2.5～3.20％，Mn≤0.3％，Al≤1.3％，P≤0.005％，S≤0.0015％，N≤0.008％，0≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；铸坯热装、热轧，热轧后的钢板经酸洗、冷轧后钢带进行最终退火。优点在于，最终产品磁性优良P_15/502.1～2.5W/kg、B₅₀₀₀＝1.68～1.75T。铸坯中不含Sn、Sb、Cu、Cr、Ni、B等合金元素，生产成本大幅度降低。采用较大的压下量，且优化了退火工艺，生产出的成品磁性能更优。

Description

一种低S高牌号无取向电工钢的制备方法

技术领域

本发明属于无取向电工钢技术领域，特别是提供了一种低S高牌号无取向电工钢的制备方法，该电工钢具有优良的磁性能。

背景技术

硅钢是含硅量在3％左右、其它主要是铁的硅铁合金。是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心。它的生产工艺复杂，制造技术严格，国外的生产技术都以专利形式加以保护，视为企业的生命。高牌号无取向硅钢是无取向硅钢中的高端产品，主要用于制造大、中型水力、火力发电机。

低S高牌号无取向电工钢，要求炼钢C、S、O、N分别小于15ppm的超纯净钢，低S钢种低N明显减少了细小MnS和AlN Al₂O₃等夹杂物的数量，有利于晶粒长大和减少磁滞损失，使得铁损明显下降到P15＝2.209达到50W230牌号。

对于低铁损高牌号无取向硅钢中国专利：

中国专利cn 1078270A公开了一种含稀土冷轧无取向电工钢的生产方法，其特征是用Ni、Cu、Sn、Sb、C、P、Ca或稀土元素得到好的磁性，其中在加了别的合金元素的情况下还要求Sn Sb和Ca、稀土均须各加入至少一种。磁性P1.5最好只能达到2.45W/kg，但其加热温度高，钢中合金较多，增加冶金成本，并且需要加湿脱碳退火，退火速度慢。

中国专利cn 1887512公开了一种无取向电工钢及其制造方法，其特征在于：该无取向电磁钢板以质量％计，含有Si：2.0％或以下、Mn：3.0％或以下、Al：1.0％～3.0％，根据需要还含有合计为0.002％～0.5％的Sn、Sb、Cu、Ni、Cr、P、REM、Ca、Mg；关于消除应力退火后的轧制方向。铁损W15/50↓[L]为2.0W/kg或以下。此专利磁性较好，但是其钢中Si含量低，其他合金较多，成本高，此外在冷轧中采用了中间退火和平整轧制，这种工艺为二次冷轧，工序增多，需要的成本较高。

中国专利cn 1827820公开了一种无取向电工钢及其制造方法，其特征在于Si：0.80％～1.30％，Sb：0.0050％～0.050％，B：0.0005％～0.0050％，Ca或REM：0.0010％～0.005％，此发明使用合金众多，由于Si含量较低，磁性较低，W15/50只能达到3.152w/kg，只能用作生产一般电机铁芯的软磁合金材料。

中国专利cn 10099905公开了一种无取向电工钢及其制造方法，其特征在于C≤0.010％，Si 0.1～3.50％，Al≤1.5％，Mn：0.10％～1.50％，P≤0.20％，S≤0.008％，N≤0.0030％，.冶炼、连铸、热轧、常化处理，对热轧板进行常化处理：在罩式炉条件下实施全氢退火，由于采用罩式炉，所以其产量比较低，成本高。

中国专利cn 1305019公开了一种本发明是含Si：1.5～8.0％(质量)及Mn：0.005～2.50％(质量)，且将C、S、N、O及B含量分别抑制在50ppm以下，且含有微量的Al、Sb、Ni、Sn、Cu、P和Cr等。加入合金元素高，成本增加。

中国专利cn 1133891公开了一种发明无取向电磁钢板的制法，Si、1.5wt％以下的Mn、1.5w t％以下的Al、0.2wt％以下的P和0.01wt％以下的S的钢坯进行热轧，采用一次冷轧或夹有中间退火的两次冷轧，然后进行最终退火。增加把所得薄板坯保持在850-1150℃温度使薄板坯温度不均匀得到缓和的步骤；和对薄板坯施加应力，促进薄板坯中析出物粗化的步骤。提高磁性稳定性的做法。其硅含量较低，而且是针对与中牌号硅钢品种。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低S高牌号无取向电工钢的制备方法，合金含量少，要求极低的S含量，减少MnS数量，从而提高磁性。

高硅含稀土的高牌号无取向电工钢铸坯，采用全工艺方法，通过优化退火工艺，生产出磁性优良的半工艺无取向电工钢。

本发明的技术方案：

采用低S高牌号电工钢铸坯为热轧原料，然后进行热轧(未卷取)、常化、酸洗、冷轧、退火、涂层，得到最终磁性优良的半工艺无取向电工钢。

热轧原料成分成分设计要求铸坯化学成分满足

C≤0.003％，Si 2.5～3.20％，Mn≤0.3％，1.0％≤Al≤1.5％，P≤0.005％，S≤0.0015％，N≤0.002％，0≤0.002％，均为重量百分比，其余为Fe和不可避免的杂质；

铸坯热装，加热温度1100～1200℃，加热时间：1小时-10小时；

热轧开轧温度在1100-1150℃，终轧温度在850-1000℃，热轧板的厚度为2.0～2.5mm；

常化：将热轧板，在950-1050℃，纯N₂气氛下进行1-8分钟常化，而后进行酸洗，酸洗后一次冷轧至0.34～0.36mm或者0.48～0.52mm成品厚度；

冷轧板退火：温度为900～1050℃，退火时间1～3min，退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为10～40体积％，且不需要加湿脱碳；成品晶粒大小在100～200μm，退火后进行涂层处理。

本发明的优点在于，最终产品磁性优良P_15/50＝2.1～2.5W/Kg、B₅₀₀₀＝1.68～1.75T。铸坯中不含Sn、Sb、Bi、Cu、Cr、Ni、B、Ca等合金元素，生产成本大幅度降低。

生产成本大幅度降低。采用较大的压下量，且优化了退火工艺，生产出的成品磁性能更优。

具体实施方式

实施例1：

实验室钢铸坯的化学成分(％)如表1。

表1实验钢铸坯的化学成分(％)余量：Fe；表中C～G为本发明实例

原号

C

Si

Al

Mn

S

P

N

Ti

Zr

A比较例

＜0.005

3.19

1.08

0.29

0.004

＜0.005

0.38

＜0.005

＜0.005

B比较例	＜0.005	3.24	1.13	0.30	0.004	＜0.005	0.39	＜0.005	＜0.005
										C	0.026	3.09	0.78	0.53	0.0015	0.0056	0.0014	＜0.005	＜0.008
D	0.028	3.13	0.87	0.55	0.0005	0.0062	0.0012	＜0.005	＜0.008
										E	0.007	3.09	1.27	0.54	0.0011	0.006	0.0015	＜0.005	＜0.008
F	不匀	3.19	1.4	0.29	0.0013	0.0058	0.0012	＜0.005	＜0.008
										G	0.004	3.03	1.51	0.54	0.0015	0.0055	0.0005	＜0.005	＜0.008

加热温度1100-1200℃，热轧带钢厚度2.3mm，发明钢经950～1050℃×60～180s常化后，进行酸洗冷轧至0.50mm，退火温度900～1050℃×60～240s，退火气氛为30％H₂+70％N₂混和气体，无需脱碳退火，冷却方式为炉口冷却至500～400℃，然后空冷至室温后进行磁性检测。具体见表2。

表2实验钢的成品磁性能0.5mm表中C～G为本发明实例

试样号	常化温度(℃)	退火温度(℃)	成品厚度(mm)	P15/50(W/Kg)	B5000(T)
						A比较例	980	980	0.5	2.52	1.709
B比较例	980	980	0.5	2.811	1.704
						C	980	980	0.5	2.271	1.71
D	980	980	0.5	2.494	1.694
						E	980	980	0.5	2.281	1.695
F	980	980	0.5	2.163	1.698
						G	980	980	0.5	2.210	1.69

表3实验钢的成品磁性能0.35mm表中C～G为本发明实例

试样号	常化温度(℃)	退火温度(℃)	成品厚度(mm)	P15/50(W/Kg)	B5000(T)
						A比较例	980	980	0.35	2.482	1.705
B比较例	980	980	0.35	2.642	1.714
						C	980	980	0.35	2.227	1.684
D	980	980	0.35	2.246	1.659

E	980	980	0.35	2.163	1.6815
						F	980	980	0.35	2.318	1.693
G	980	980	0.35	2.199	1.671

Claims (1)

1.一种低S高牌号无取向电工钢的制备方法，其特征在于，工艺步骤为：

热轧原料成分设计要求其铸坯化学成分满足：C≤0.003％，Si2.5～3.20％，Mn≤0.3％，1.0％≤Al≤1.5％，P≤0.005％，S≤0.0015％，N≤0.002％，0≤0.002％，均为重量百分比，其余为Fe和不可避免的杂质；

铸坯热装，加热温度1100～1200℃，加热时间：1小时-10小时；

热轧开轧温度在1100-1150℃，终轧温度在850-1000℃，热轧板的厚度为2.0～2.5mm；

常化：将热轧板，在950-1050℃，纯N₂气氛下进行1-8分钟常化，而后进行酸洗，酸洗后一次冷轧至0.34～0.36mm或者0.48～0.52mm成品厚度；

冷轧板退火：温度为900～1050℃，退火时间1～3min，退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为10～40体积％，且不需要加湿脱碳；成品晶粒大小在100～200μm，退火后进行涂层处理。