CN102134675B - 薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无取向电工钢及生产方法。其化学组分及重量百分比为：C≤0.008％，Si：0.15～2.2％，Al≤0.008％，Mn0.15～1.5％，P0.004～0.15％，S≤0.008％，[O]≤40PPm，N≤0.005％，Ti≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质；其生产步骤：转炉冶炼并真空处理；连铸成50～90毫米厚的板坯；在隧道炉内均热；七轧机连轧；卷取；酸洗；冷轧；再结晶退火；待用。本发明合金设计合理，无需钙处理，工序简单，成本降低，能有效解决薄板坯连铸连轧浇铸性差的缺点，充分体现薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢成本和磁性能上的优势，大大提高产品的市场竞争力。

Description

薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢及其方法
技术领域
本发明涉及无取向电工钢及生产方法，具体属于采用薄板坯连铸连轧生产浇铸性稳定、磁性优异的冷轧无取向电工钢及生产方法。
背景技术
薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢具有大幅度节能、提高成材率、缩短工艺流程等特点，大大降低了生产成本；薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢可实现低温加热、高温终轧和高温卷取，具备制备磁性优良无取向电工钢的条件；薄板坯连铸连轧均热工艺可保证板坯以及轧制过程中温度均匀，获得板形良好无取向电工钢。与常规长流程相比，薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢具有明显优势。
然而，薄板坯连铸连轧铸坯断面窄，拉速快，在浇铸性和表面质量的控制方面存在先天不足，尤其对流动性差、成品薄的无取向电工钢这些缺点尤为突出，极大地限制冷轧无取向电工钢片批量稳定生产。国内外薄板坯连铸连轧生产厂家，一般通过钙处理(喂硅钙线或加钙合金)减少钢水中Al2O3含量，改善其浇铸性能，实现稳定生产。钙处理工艺的实施增加生产组织难度并大大增加成本，需严格控制钢水中的钙含量以获得熔点较低的铝酸钙，钙处理不充分或过量都得到高熔点铝酸钙，在浇铸过程中堵塞水口以至断浇。
另外，与常规流程相比，薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢具有不同的热历史，在高温轧制过程及冷却过程AlN、MnS等第二相易细小弥散析出，成品磁性能差且不稳定。在常规长流程工艺中，添加Sn/Sb合金元素可改善成品板织构，制备出高磁感无取向电工钢，而对铁损影响较小，但大大增加了合金成本，且热轧板酸洗困难。热轧板预退火(常化)也可以获得高磁感低铁损无取向电工钢，但需增设常化设备，大大增加了生产周期和成本。这些措施并不适合薄板坯连铸连轧工艺，不能体现薄板坯连铸连轧工艺低成本的优势。
发明内容
本发明的目的在于解决目前在采用薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢连铸过程中容易堵塞水口甚其断浇，磁性能差且不稳定的问题，提供一种连铸过程中水口不易堵塞，磁感高、铁损低，磁性能稳定，工艺简单的薄板坯连铸连轧生产的冷轧无取向电工钢及其方法
实现上述目的的技术措施：
薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢，其化学组分及重量百分比为：C：≤0.008％，Si：0.15～2.2％，Al：≤0.008％，Mn：0.15～1.5％，P：0.004～0.15％，S：≤0.008％，[O]≤40PPm，N：≤0.005％，Ti：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。
其特征在于：Al≤0.005％。
生产薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢的方法，其步骤：
1)进行转炉冶炼并真空处理；
2)连铸成50～90毫米厚的板坯，其拉坯速度控制在3～5米/分钟；
3)在隧道炉内均热，均热温度控制在1000～1200℃；
4)进行七轧机连轧，控制终轧温度在800～900℃；
5)进行卷取，卷取温度控制为650～800℃；
6)进行酸洗；
7)进行冷轧，控制其总压下率在50～85％；
8)进行再结晶退火，退回温度控制在750～1000℃；
9)待用。
其特征在于：当C＞0.003％，进行常规脱碳处理。
本发明的设计原理如下：
本发明在成分上采用了超低铝(Al≤0.008％)设计，合理匹配主合金元素Si和Mn含量，尽量减少杂质元素S、N、O和Ti含量；工艺上无需经钙处理，即能生产出高磁感低铁损冷轧无取向电工钢片。
成分设计依据如下：
C：C≤0.008％，C越低越好，C＞0.008％时，需大量延长脱碳时间，影响连续退火效率。
Si：0.15％≤Si≤2.2％，Si是提高电阻率的主要元素，是降低铁损的最重要的合金元素，Si元素也是明显缩小γ相区元素，超过2.2％Si在轧制过程中不经历相变或仅部分相变，板坯中柱状晶难以细化，成品出现瓦楞状缺陷。
Al：Al≤0.008％，铝含量越低越好。无铝钢可以避免Al2O3的形成而导致水口堵塞连浇中断，实现稳定批量生产。另外，无铝无取向电工钢中，残余极微量Al和N处于固溶状态，不易形成细小AlN第二相，可改善热轧组织和织构，促进成品晶粒长大，提高磁感降低铁损。
Mn：Mn是明显扩大γ相区合金元素，对磁性影响不大。适当含量的Mn，可以起到固硫作用和改善热轧延展性。当其含量超过1.5％时，会加大轧制负荷，影响板形。
P：P：0.004～0.15％，添加适量的P可替代部分Si降低铁损，低硅无取向电工钢中添加适量P还可改善成品的冲片性能，但高于0.15％时，钢带冷轧和退火时的脆性增加。
O：[O]≤40ppm，[O]越低越好，高于40ppm容易形成大量氧化物夹杂，铸坯易产生气泡，影响成品表面质量和磁性能。
S≤0.008％，N≤0.005％，S、N杂质元素的含量越低越好。
本发明采用薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的工艺特点：
1)隧道炉均热温度1000～1200℃，低于1000℃，热轧过程温度低，再结晶不充分，易出现瓦楞状缺陷。高于1200℃，已析出的MnS第二相重新固溶，在后序轧制过程细小弥散析出，阻碍晶粒长大，增加了铁损。
2)高温终轧和高温卷取，改善热轧组织，提高磁性能，终轧温度800～900℃，卷取温度650～800℃，但不能过高，以免导致酸洗困难。
3)再结晶退火，退火温度750～1000℃，温度低于750℃，再结晶不充分，铁损高。高于1000℃，磁感偏低。
本发明合金设计合理，无需钙处理，含铝较低，生产工序简单并使成本降低，连铸过程中水口不易堵塞，能有效解决目前薄板坯连铸连轧浇铸性差的缺点，制备出高磁感低铁损冷轧无取向电工钢，充分体现薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢成本和磁性能上的优势，大大提高产品的市场竞争力。
具体实施方式
下面采用表格方式进行详细描述：
薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢，下面的实施例在其化学组分及重量百分比为：C：≤0.008％，Si：0.15～2.2％，Al：≤0.008％，Mn：0.15～1.5％，P：0.004～0.15％，S：≤0.008％，[O]≤40PPm，N：≤0.005％，Ti：≤0.008％范围内取值；工艺及工艺参数取值按以下步骤和范围进行：
生产薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢的方法，其步骤：
1)进行转炉冶炼并真空处理；
2)连铸成50～90毫米厚的板坯，其拉坯速度控制在3～5米/分钟；
3)在隧道炉内均热，均热温度控制在1000～1200℃；
4)进行七轧机连轧，控制终轧温度在800～900℃；
5)进行卷取，卷取温度控制为650～800℃；
6)进行酸洗；
7)进行冷轧，控制其总压下率在50～85％；
8)进行再结晶退火，退回温度控制在750～1000℃；
9)待用。
当C＞0.003％，进行常规脱碳处理。
表1为本发明实施例与对比例的化学成分取值表
表2为本发明实施例与对比例的工艺参数；
表3为本发明实施例与对比例的实验性能结果统计表。
表1本发明实施例与对比例的化学成分取值表
Figure BDA0000047467410000051
表2本发明实施例与对比例的工艺参数
Figure BDA0000047467410000061
表3实施例和对比例的试验性能统计表
Figure BDA0000047467410000062
从表3中可知，本发明与对比例相比，由于铝含量控制较低，不仅生产成本有所降低，更主要在生产硅含量相当条件下，磁感应强度B5000高0.025T～0.038T，铁芯损耗P1.5/50低0.4～1.3w/kg，并具有很好的浇铸稳定性。

Claims (2)

1.薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，其步骤：
1）进行转炉冶炼并真空处理，处理后的钢水化学组分及重量百分比为：C：≤0.008%，Si:1.02～2.2%，Al: ≤0.008%，Mn: 0.23～1.5%，P:0.004～0.15%，S: ≤0.008%，[O] ≤40PPm，N: ≤0.005%，Ti:≤0.008%，其余为Fe及不可避免的杂质；
2）连铸成50～90毫米厚的板坯，其拉坯速度控制在3～5米/分钟；
3）在隧道炉内均热，均热温度控制在1000～1200℃；
4）进行七轧机连轧，控制终轧温度在800～840℃；
5）进行卷取，卷取温度控制为650～800℃；
6）进行酸洗；
7）进行冷轧，控制其总压下率在50～85%；
8）进行再结晶退火，退火温度控制在780～1000℃；
9）待用。
2.如权利要求1所述的薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，其特征在于：当C＞0.003%，进行常规脱碳处理。
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