CN102418034A - 一种高牌号无取向硅钢的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无取向电工钢的制造方法。其步骤：按照洁净钢工艺冶炼并连铸成坯；对连铸成坯加热；热轧；卷取；自然冷却至室温；进行常化；常规酸洗；第一次冷轧；在全氢或氢与氮混合气氛中进行中间退火；第二次冷轧；进行最终退火；常规冷却、涂层、精整，并待用。本发明通过在采用较低的过程热处理温度，能得到成品晶粒粗大、织构良好的成品硅钢，而较低的常化温度和中间退火温度可以使得钢的脆性降低，提高钢板的冷轧性能，较低的成品退火温度可以有效减轻钢板表面氧化、炉底辊结瘤等问题，最终即能稳定的生产出更低铁损的高牌号无取向硅钢。

Description

一种高牌号无取向硅钢的生产方法

技术领域

本发明涉及无取向电工钢的制造方法，具体属于高牌号无取向硅钢的生产方法。

背景技术

无取向电工钢广泛用于马达及变压器等的铁芯材料。近年来，从节能的观点出发，强烈要求提高各种电器的效率，而作为用于这些电器的马达和变压器的铁芯材料，期望得到更低的铁损。

作为降低无取向电工钢铁损的手段，我们知道可以通过增加Si、Al等合金元素的含量来提高钢板的电阻率达到。但是，现在的无取向硅钢达到最高级别时，在现有的Si、Al含量基础上再增加会提高钢板的脆性，钢板的冷轧性能会严重恶化。而作为降低热轧板脆性的手段之一，如特开平10-251754中所提出的，把热轧板的厚度从常规的2.2mm减薄至0.8～2.0mm，从而提高热轧板常化后的塑性，提高冷轧性能，通过这一手段可以提高Si+Al含量至4.7％，但这一方法在实际生产过程中，因热轧板太薄，会增加热轧时的轧制压力，热轧板形也无法保证。

另一种降低铁损的方法是如特开平11-236618所述的采取二次冷轧法，在工艺上提高热轧板常化温度或二次冷轧时的中间退火温度，通过这一方法可以有效的降低成品铁损，但由于常化温度或中间退火温度过高，也会造成钢板过脆，冷轧性能恶化，成材率降低，成本升高；另外，为了得到极低的成品铁损，其成品退火温度较高，较高的成品退火温度不仅对炉体设备特别是炉底辊等要求很高，而且容易造成成品钢板表面氧化。

从减少钢中夹杂物或析出物的个数或粗化钢中的夹杂物或析出物方面，特开2006-124800中提出了在钢中添加一定量的RE的方法，这一方法可以粗化钢中的有害夹杂硫化物和氮化物，但这一方法也存在着常化温度过高，钢板的冷轧加工性差的问题。

发明内容

本发明的目的在解决现有技术存在的由于热轧板太薄，使热轧轧制压力增加、热轧板形难以保证、常化温度或中间退火温度过高，造成钢板过脆，冷轧性能恶化，成材率降低以及因成品退火温度过高造成钢板表面氧化、炉底辊易结瘤等不足，提供一种冷轧性能良好、高牌号无取向硅钢铁损极低，工艺可靠性高的高牌号无取向硅钢的生产方法。

实现上述目的的措施：

一种高牌号无取向硅钢的生产方法，其步骤：

1)按照洁净钢工艺进行冶炼，控制钢水最终成分及重量百分比为：C≤0.005％、Si：2.8～3.5％、Mn：0.1～1.5％、Al：0.5～2.0％、P≤0.05％、S≤0.0025％、N≤0.0025％、RE：0.001～0.05％，Sb：0.005～0.1％或Sn：0.005～0.15％或Sb与Sn同时加入，其它为Fe及不可避免的夹杂，并连铸成坯；

2)对连铸成坯加热，加热温度为1050～1180℃，并在1050～1180℃保温30～60分钟；

3)进行热轧，控制终轧温度在800～900℃；

4)进行卷取，控制卷取温度在580～680℃；

5)自然冷却至室温；

6)进行常化，常化温度为830～890℃，常化时间60～180秒；

7)对钢板表面进行常规酸洗；

8)进行第一次冷轧；

9)在全氢或氢与氮混合气氛中进行中间退火，其退火温度为900～950℃，退火时间为60～300秒；

10)进行第二次冷轧，控制其总压下率在45～60％；

11)对冷轧钢板进行最终退火，其退火温度为900～1020℃，退火时间为10～180秒，在干式全氢或氢与氮混合气氛中进行；

12)常规冷却、涂层、精整，并待用。

本发明为了克服现有技术的不足，改善钢板最终成品的织构，一是充分利用RE元素在钢中净化夹杂物的特点降低热处理过程温度，即采用较低的常化温度、中间退火温度及成品退火温度即能得到铁损极低的高牌号无取向硅钢。二是采用了带有中间退火的二次冷轧法改善最终成品钢板的织构。

我们知道，在合适的条件下，RE元素在硅钢中具有粗化夹杂物的作用，即钢中RE元素可以与钢中的O、S元素形成粗大的RE₂O₂S，同时钢中细小的TiN夹杂还能在RE₂O₂S粗大夹杂物上附着而复合析出，这样，作为硅钢中最为有害的细小的硫化物和氮化物夹杂就能被充分净化(见图1、图2)，因为这类细小夹杂在硅钢的热轧加热过程中固溶析出后，在后续常化、退火等热处理过程中会阻碍再结晶晶粒的长大，导致过程热处理温度必须升高。通过RE对夹杂物的粗大化处理，即能消除过程热处理中晶粒长大的细小夹杂物因素，即在相对低的过程热处理温度下就能达到晶粒长大的目的。这样就降低了硅钢生产的过程热处理温度。而相对低的过程热处理温度对降低炉体设备要求、减轻硅钢表面氧化及节能减排都具积极的意义。

采用带有中间退火的二次冷轧法与一次冷轧法相比，可以有效控制无取向硅钢的成品织构，对本发明来说，第二次冷轧压下率为45～60％时钢板的有利织构组分最多，铁损的改善效果最佳。

常化：为改善成品织构所必须的工艺过程，采用连续退火时，常化温度控制在830～890℃，常化时间为60秒～180分种，如果温度过低则达不到改善织构的效果，如果温度过高，则晶粒长得过大，会造成冷轧困难；常化时间过短则得不到改善磁性的效果，而过长会造成生产效率低下。

第一次冷轧和中间退火：热轧板常化后，即进行第一次冷轧，随后进行中间退火，中间退火的温度和时间以最终冷轧前钢板的平均晶粒直径较大为准，即越大越好，但是过大会造成钢板过脆，第二次冷轧时容易产生边裂，无法通板，中间退火温度为900～950℃，退火时间为60～300秒。

第二次冷轧：第二次冷轧的压下率是控制成品织构的非常重要的因素，对本发明来说，其第二次冷轧压下率为45～70％时，能使铁损显著降低。

成品退火：成品退火温度在900～1020℃，退火时间为10～180秒时边为合适，温度如果小于900℃，则晶粒无法充分长大，磁性能较差，而温度如果超过1020℃，容易造成钢板表面氧化、炉底辊结瘤等问题。

本发明通过在采用较低的过程热处理温度，能得到成品晶粒粗大、织构良好的成品硅钢，而较低的常化温度和中间退火温度可以使得钢的脆性降低，提高钢板的冷轧性能，较低的成品退火温度可以有效减轻钢板表面氧化、炉底辊结瘤等问题，最终即能稳定的生产出更低铁损的高牌号无取向硅钢。

附图说明

图1：为采用本发明生产的成品硅钢板的析出相图

图2：为对比例析出相图

图3：本发明所生产的高牌号无取向硅钢的成品金相组织图(晶粒平均截距153.80um)

图4：为对比例的成品金相组织图(晶粒平均截距131.37um)。

具体实施方式

下面对本发明做进一步描述：

表1为本发明各实施例的钢种成分及重量百分比取值列表；

表2为本发明各实施例根据如下工艺所列主要工艺参数步骤及钢板性能检测结果。

表1本发明各实施例的钢种成分及重量百分比取值列表

实施例	C	Si	Mn	Al	S	N	RE	Sb	Sn
										1	0.0024	3.02	0.19	0.95	0.001	0.0015	0.005	0.023
2	0.0016	3.15	0.19	1.01	0.001	0.0011	0.005		0.086
										3	0.0022	3.11	0.23	0.95	0.0008	0.0012	0.012	0.027
4	0.0015	3.15	0.25	0.90	0.0007	0.0013	0.011		0.076
										对比例1	0.0019	3.09	0.20	0.98	0.0007	0.0009	0.009		0.065
对比例2	0.0021	3.02	0.18	0.90	0.001	0.0015	0.009	0.030
										对比例3	0.0017	3.07	0.19	1.06	0.001	0.0014	0.008		0.075

各实施例生产工艺所依据的方法，其步骤：

1)按照洁净钢工艺进行冶炼，控制钢水最终成分及重量百分比为：C≤0.005％、Si：2.8～3.5％、Mn：0.1～1.5％、Al：0.5～2.0％、P≤0.05％、S≤0.0025％、N≤0.0025％、RE：0.001～0.05％，Sb：0.005～0.1％或Sn：0.005～0.15％或Sb与Sn同时加入，其它为Fe及不可避免的夹杂，并连铸成坯；

2)对连铸成坯加热，加热温度为1050～1180℃，并在1050～1180℃保温30～60分钟；

3)进行热轧，控制终轧温度在800～900℃；

4)进行卷取，控制卷取温度在580～680℃；

5)自然冷却至室温；

6)进行常化，常化温度为830～890℃，常化时间60～180秒；

7)对钢板表面进行常规酸洗；

8)进行第一次冷轧；

9)在全氢或氢与氮混合气氛中进行中间退火，其退火温度为900～950℃，退火时间为60～300秒；

10)进行第二次冷轧，控制其总压下率在45～60％；

11)对冷轧钢板进行最终退火，其退火温度为900～1020℃，退火时间为10～180秒，在干式全氢或氢与氮混合气氛中进行；

12)常规冷却、涂层、精整，并待用。

表2本发明各实施例根据如下工艺所列主要工艺参数步骤及钢板性能检测结果列表

从表2可知，符合本发明条件的成品钢板的铁损明显比对比例成品钢板的铁损要低，而且解决了因常化温度或中间退火温度过高会造成的冷轧边裂严重、频繁断带而无法生产的问题以及成品退火温度过高造成的炉底辊结瘤严重而生产效率低下的问题。

Claims (1)

1.一种高牌号无取向硅钢的生产方法，其步骤：

1)按照洁净钢工艺进行冶炼，控制钢水最终成分及重量百分比为：C≤0.005％、Si：2.8～3.5％、Mn：0.1～1.5％、Al：0.5～2.0％、P≤0.05％、S≤0.0025％、N≤0.0025％、RE：0.001～0.05％，Sb：0.005～0.1％或Sn：0.005～0.15％或Sb与Sn同时加入，其它为Fe及不可避免的夹杂，并连铸成坯；

2)对连铸成坯加热，加热温度为1050～1180℃，并在1050～1180℃保温30～60分钟；

3)进行热轧，控制终轧温度在800～900℃；

4)进行卷取，控制卷取温度在580～680℃；

5)自然冷却至室温；

6)进行常化，常化温度为830～890℃，常化时间60～180秒；

7)对钢板表面进行常规酸洗；

8)进行第一次冷轧；

9)在全氢或氢与氮混合气氛中进行中间退火，其退火温度为900～950℃，退火时间为60～300秒；

10)进行第二次冷轧，控制其总压下率在45～60％；

11)对冷轧钢板进行最终退火，其退火温度为900～1020℃，退火时间为10～180秒，在干式全氢或氢与氮混合气氛中进行；

12)常规冷却、涂层、精整，并待用。

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