CN102383037A - 一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，通过在电工钢中添加Sn、Cu，B、Bi元素，并合理控制其各自含量，使得其各自发挥其作用并产生协同效果，其中Sn和Cu有利于控制析出物的形态和分布，从而影响织构；而添加的B和Bi元素可以大幅度降低高硅含量的电工钢的退火温度，仅需870～890℃的退火温度即可达到磁感应强度B50＞1.7T，铁损P1.5＜2.7W/kg这样的磁性能；同时四种元素与其它的常规合金化元素共同作用改善了电工钢的微观组织，进而提高钢的力学性能。由于降低了退火温度，使得炉辊结瘤完全避免，完全避免了带钢的划伤；降低生产的能耗，从而降低生产的成本。
Description
技术领域
本发明涉及电机用电工钢领域，特别涉及一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法。
背景技术
高牌号无取向硅钢主要用于制造大型电动机和发电机铁芯，其磁性的主要特点是铁损极低。传统上其制造特点是硅含量在2.5％以上，再添加0.2％以上的铝，以增加钢中的电阻，从而降低铁损。再实施热轧、常化和冷轧工序，并进行最终退火和涂覆绝缘层。为降低铁损，最终退火温度要求达到1000℃以上，甚至1075℃。但是，高温退火所带来的问题一是成本高，二是带钢表面附着的氧化物被氢气还原为铁而堆积在炉辊表面，从而引起炉辊结瘤。为防止炉辊结瘤，延长炉辊的使用寿命，通常采用改善炉辊材质，如使用碳套辊、陶瓷涂层辊以及在高温区使用漂浮器等措施，改善炉辊材质的办法实际上并没有得到很好的效果，使用漂浮器的办法增加了设备投资，同时在高温下漂浮器的使用风险较大。
美国专利No4666534指出，对于生产Si含量＜2.0％，Al含量在0.10％～0.20％之间，Mn含量在1.0％～1.5％电工钢时，向钢中同时添加0.02％～0.2％Sn和＜0.005％B，控制B/N比在0.5～1.5，可以获得低铁损和高磁感的电工钢。
日本专利平3-24250中提到住友金属公司在生产高Al(0.5％-1.0％)的3％Si钢中添加适当含量的B，可防止形成内氧化层和内氮化层，并促进晶粒长大，同时可以使磁各向异性减小。
中国专利CN10133620A公开了一种高牌号无取向硅钢及其制造方法，其采用B作为合金化元素，降低了退火温度，使得退火温度最低可达到900℃。但经试验验证，其硅钢采用900℃退火时，炉底辊结瘤确实可以降低，但其磁学性能无法保证，而必须在970℃以上退火才可以，可见其取得了一定的进步，使得退火温度有一定程度的降低，但此时炉底结瘤又有升高的趋势，因此，该专利对于这一技术问题的解决是不彻底的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，以实现在保证磁性能的前提下，利用较低的退火温度来生产高牌号电工钢，降低炉底辊结瘤，避免带钢划伤。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，所述电工钢以重量百分比计由下列组份组成：C：0.015～0.030，Si：3.6～4.2，Mn：0.1～0.2，Sn：0.6～0.8，Cu：0.30～0.60，B：0.008～0.015，Bi：0.04～0.08，S：0.005～0.010，Als：0.010～0.015，N：0.0050～0.0090，P：0.010～0.030，其余为Fe及不可避免的夹杂物，所述制备方法包括下列步骤：
1)熔炼浇注：按上述组成熔炼和精炼，经炉前检验成分满足要求后连铸成坯；
2)热轧并卷曲：铸坯在加热炉内加热到1050～1080℃，保温30～60min，进行轧制，保证920℃以上的终轧温度；经多道次轧制，总压下率为90～95％，轧制成1.2～1.5mm的热轧板，并在640～660℃进行卷曲；
3)常化：热轧板板温以2～3℃/s的平均加热速度升高到900～950℃，保温120s～180s，然后以≤10℃/s的冷却速度冷至550℃，然后快冷至常温，并进行酸洗；
4)冷轧，采用一次冷轧法，轧制成品厚度0.5mm；
5)退火：冷轧板升温到870～890℃，保温时间10～15min，气氛为75％H2+25％N2；
6)酸洗、涂布绝缘层并包装。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1.通过在电工钢中添加Sn、Cu，B、Bi元素，并合理控制其各自含量，使得其各自发挥其作用并产生协同效果，其中Sn和Cu有利于控制析出物的形态和分布，从而影响织构；而添加的B和Bi元素可以大幅度降低高硅含量的电工钢的退火温度，仅需870～890℃的退火温度即可达到磁感应强度B50＞1.7T，铁损P1.5＜2.7W/kg这样的磁性能；同时四种元素与其它的常规合金化元素共同作用改善了电工钢的微观组织，进而提高钢的力学性能。
2.由于降低了退火温度，使得炉辊结瘤完全避免，完全避免了带钢的划伤；降低生产的能耗，从而降低生产的成本。
具体实施方式
实施例一
一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，所述电工钢以重量百分比计由下列组份组成：C：0.015，Si：4.2，Mn：0.1，Sn：0.8，Cu：0.30，B：0.015，Bi：0.04，S：0.010，Als：0.010，N：0.0090，P：0.010，其余为Fe及不可避免的夹杂物，所述制备方法包括下列步骤：
1)熔炼浇注：按上述组成熔炼和精炼，经炉前检验成分满足要求后连铸成坯；
2)热轧并卷曲：铸坯在加热炉内加热到1050℃，保温60min，进行轧制，保证920℃以上的终轧温度；经5道次轧制，总压下率为90％，轧制成1.5mm的热轧板，并在640℃进行卷曲；
3)常化：热轧板板温以2～3℃/s的平均加热速度升高到900℃，保温180s，然后以≤10℃/s的冷却速度冷至550℃，然后快冷至常温，并进行酸洗；
4)冷轧，采用一次冷轧法，轧制成品厚度0.5mm；
5)退火：冷轧板升温到870℃，保温时间15min，气氛为75％H2+25％N2；
6)酸洗、涂布绝缘层并包装。
实施例二
一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，所述电工钢以重量百分比计由下列组份组成：C：0.030，Si：3.6，Mn：0.2，Sn：0.6，Cu：0.60，B：0.008，Bi：0.08，S：0.005，Als：0.015，N：0.0050，P：0.030，其余为Fe及不可避免的夹杂物，所述制备方法包括下列步骤：
1)熔炼浇注：按上述组成熔炼和精炼，经炉前检验成分满足要求后连铸成坯；
2)热轧并卷曲：铸坯在加热炉内加热到1080℃，保温30min，进行轧制，保证920℃以上的终轧温度；经6道次轧制，总压下率为95％，轧制成1.2mm的热轧板，并在660℃进行卷曲；
3)常化：热轧板板温以2～3℃/s的平均加热速度升高到950℃，保温120s，然后以≤10℃/s的冷却速度冷至550℃，然后快冷至常温，并进行酸洗；
4)冷轧，采用一次冷轧法，轧制成品厚度0.5mm；
5)退火：冷轧板升温到890℃，保温时间10min，气氛为75％H2+25％N2；
6)酸洗、涂布绝缘层并包装。
实施例三
一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，所述电工钢以重量百分比计由下列组份组成：C：0.025，Si：3.9，Mn：0.15，Sn：0.7，Cu：0.45，B：0.010，Bi：0.06，S：0.008，Als：0.012，N：0.007，P：0.02，其余为Fe及不可避免的夹杂物，所述制备方法包括下列步骤：
1)熔炼浇注：按上述组成熔炼和精炼，经炉前检验成分满足要求后连铸成坯；
2)热轧并卷曲：铸坯在加热炉内加热到1070℃，保温45min，进行轧制，保证920℃以上的终轧温度；经多道次轧制，总压下率为93％，轧制成1.3mm的热轧板，并在650℃进行卷曲；
3)常化：热轧板板温以2～3℃/s的平均加热速度升高到930℃，保温150s，然后以≤10℃/s的冷却速度冷至550℃，然后快冷至常温，并进行酸洗；
4)冷轧，采用一次冷轧法，轧制成品厚度0.5mm；
5)退火：冷轧板升温到880℃，保温时间13min，气氛为75％H2+25％N2；
6)酸洗、涂布绝缘层并包装。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (1)
1.一种用于电机的高硅无取向电工钢的制备方法，其特征在于，所述电工钢以重量百分比计由下列组份组成：C：0.015～0.030，Si：3.6～4.2，Mn：0.1～0.2，Sn：0.6～0.8，Cu：0.30～0.60，B：0.008～0.015，Bi：0.04～0.08，S：0.005～0.010，Als：0.010～0.015，N：0.0050～0.0090，P：0.010～0.030，其余为Fe及不可避免的夹杂物，所述制备方法包括下列步骤：
1)熔炼浇注：按上述组成熔炼和精炼，经炉前检验成分满足要求后连铸成坯；
2)热轧并卷曲：铸坯在加热炉内加热到1050～1080℃，保温30～60min，进行轧制，保证920℃以上的终轧温度；经多道次轧制，总压下率为90～95％，轧制成1.2～1.5mm的热轧板，并在640～660℃进行卷曲；
3)常化：热轧板板温以2～3℃/s的平均加热速度升高到900～950℃，保温120s～180s，然后以≤10℃/s的冷却速度冷至550℃，然后快冷至常温，并进行酸洗；
4)冷轧，采用一次冷轧法，轧制成品厚度0.5mm；
5)退火：冷轧板升温到870～890℃，保温时间10～15min，气氛为75％H2+25％N2；
6)酸洗、涂布绝缘层并包装。
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