CN103510006B

CN103510006B - 一种接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法

Info

Publication number: CN103510006B
Application number: CN201310439212.5A
Authority: CN
Inventors: 王立涛; 孙致平; 董梅; 裴陈新; 沈新玉; 裴英豪; 施立发; 胡柯
Original assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: CN103510006A

Abstract

本发明公开了一种接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度50～90mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热；薄板坯再经热轧制热轧板；热轧板经酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品；该接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法，通过控制钢的成分，采用合适的制造工艺，制造电工钢成品铁损P_1.5/50≤4.5W/Kg，磁感B₅₀₀₀≥1.69T，维氏硬度HV₁≥135；其获得的无取向电工钢产品磁性能、机械性能优良；且其采用了薄板坯连铸连轧工艺，电工钢的生产成本低；下游用户采用本发明的电工钢制成接触器铁芯后，经验证，接触器机械寿命可达到1000万次以上，接触器的使用寿命大大延长。

Description

一种接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法

技术领域

本发明涉及无取向电工钢生产领域，特别是涉及一种接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法。

背景技术

接触器是指工业用电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的目的的电器元件。接触器由电磁系统（铁芯、静铁芯、电磁线圈）、触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁芯产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原。

接触器的铁芯采用冷轧无取向电工钢制造，这种铁芯不仅要求电工钢具有良好的磁性能，还要求电工钢具有合适的机械性能和硬度。

目前接触器生产厂家所广泛使用的铁芯材料是含Si量在1.40～1.55%的电工钢，这种电工钢制成的接触器，机械寿命仅500～1000万次。为提升接触器产品的性能及降低生产成本，业内迫切需求适合接触器制造的专用电工钢产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性能、机械性能优良，使用寿命长的接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度50～90mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度控制在1000～1200℃，加热时间为0.5～4h；薄板坯再经热轧制成2.0～2.5mm厚度的热轧板；热轧板经酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品。

作为优选方案一，薄板坯的化学成分重量百分比：C≤0.01，1.1≤Si≤1.4，0.1≤Mn≤0.4，0.10≤P≤0.20，0.1≤Als≤0.4，S≤0.01，Ti≤0.00，8，Zr≤0.008，其余为Fe及不可避免的杂质。

作为优选方案二，薄板坯的化学成分重量百分比：C：0.0040，Si：1.35，Mn：0.25，P：0.15，Als：0.30，S：0.0030，Ti：0.0025，Zr：0.0030，其余为Fe及不可避免的杂质。

作为优选方案三，薄板坯的化学成分重量百分比：C：0.0025，Si：1.40，Mn：0.35，P：0.18，Als：0.25，S：0.0040，Ti：0.0040，Zr：0.0020，其余为Fe及不可避免的杂质。

薄板坯热轧的终轧温度在820～920℃，卷取温度在580～720℃。

冷轧压下率控制在75～80%。

退火在连续退火炉中进行，退火温度为700～900℃，保温时间为1～4min，炉内露点控制在10～40℃

所述电工钢带成品的铁损P_1.5/50≤4.5W/Kg，磁感B₅₀₀₀≥1.69T，维氏硬度HV₁≥135。

薄板坯各化学成分的作用如下;

C：钢中的C含量控制在≤0.01%，C是强烈阻碍晶粒长大的元素，引起铁损增加和磁时效，超过0.01%将给连续退火的脱碳带来严重负担。

Si：1.1%≤Si≤1.4%，Si是增加电阻元素，是电工钢最重要的合金元素，超过1.4%将使电工钢磁感降低，难以满足B₅₀₀₀≥1.69T的要求；若Si含量小于1.1%，则铁损P_1.5/50将难以满足≤4.5W/Kg的要求。

Mn:0.1%≤Mn≤0.4%，Mn不但能够提高钢带的电阻率，降低铁损之作用，而且Mn还改善钢带的冷轧性能，均匀成品钢带的组织。若Mn低于0.1%，电工钢的磁性能不良，若Mn高于0.4%，电工钢的冶炼成本增加，经济性不佳。

P:0.10%≤P≤0.20%，P对无取向电工钢钢带的脆化作用较大，随着Si+Al含量的升高，这种脆化作用更强；P含量低于0.1%，钢板的加工性不良，硬度HV₁≤130，但若P含量超过0.2%反而使钢板冷加工性劣化。

Al:0.1%≤Als≤0.4%，Al是增加电阻元素，是电工钢最重要的合金元素之一，若低于0.1%，电工钢的磁性能不良，而超过0.4%，电工钢的冶炼成本增加，且钢板加工性劣化，磁感降低。

S:0.01%以下，超过0.01%将使MnS等S化物析出量大大增加，强烈阻碍晶粒长大，铁损劣化。

Ti、Zr：均小于0.008%，Ti、Zr对无取向电工钢的电磁性能影响很大，强烈阻碍晶粒长大，尤其大幅度提高铁损，原则上钢中Ti、Zr含量越低越好，但从炼钢成本和可操作性的角度，钢中的Ti、Zr含量应控制在0.008%以下。

本发明的优点在于：本发明采用薄板坯连铸连轧工艺，铸坯不经冷却而直接均热后热轧，生产节奏紧凑、节约热能，生产成本较低；在热轧的终轧温度与卷取温度工艺参数范围内生产的热轧板，晶粒均匀，没有带状组织，从而保证了成品板的表面质量良好，为后续退火工艺获得磁性能优异的电工钢打下了基础。连续退火过程中的露点控制在10～40℃，可使钢种的碳脱至0.0025%以下，从而使成品钢带没有磁时效，保证了磁性能的稳定性。

该接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法，制造的0.5mm电工钢成品铁损P_1.5/50≤4.5W/Kg，磁感B₅₀₀₀≥1.69T，维氏硬度HV₁≥135；其获得的无取向电工钢产品磁性能、机械性能优良；且其采用了薄板坯连铸连轧工艺，电工钢的生产成本低；下游用户采用本发明的电工钢制成接触器铁芯后，经验证，接触器机械寿命可达到1000万次以上，接触器的使用寿命大大延长。

具体实施方式

下面通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1

该接触器用冷轧无取向电工钢及其制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度70mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度为1130℃，加热时间为2.5h；薄板坯再经热轧制成2.0mm厚度的热轧板；热轧板经过酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品。

薄板坯的化学成分重量百分比为C：0.0040，Si：1.35，Mn：0.25，P：0.15，Als：0.30，S：0.0030，Ti：0.0025，Zr：0.0030，其余为Fe及不可避免的杂质；热轧的终轧温度为910℃，卷取温度为720℃；退火温度为850℃，保温时间2min，炉内露点为40℃。

经上述工艺制成的电工钢成品的铁损P_1.5/50为3.9W/Kg，磁感B₅₀₀₀为1.71T，维氏硬度HV₁为150。

实施例2

该接触器用冷轧无取向电工钢及其制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度90mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度为1200℃，加热时间为1.5h；薄板坯再经热轧制成2.5mm厚度的热轧板；热轧板经过酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品。

薄板坯的化学成分重量百分比为C：0.0025，Si：1.40，Mn：0.35，P：0.18，Als：0.25，S：0.0040，Ti：0.0040，Zr：0.0020，其余为Fe及不可避免的杂质；热轧的终轧温度为860，℃卷取温度为600；℃退火温度为800，℃保温时间3min，炉内露点为10。℃

经上述工艺制成的电工钢成品的铁损P_1.5/50为3.6W/Kg，磁感B₅₀₀₀为1.70T，维氏硬度HV₁为155。

实施例3

该接触器用冷轧无取向电工钢及其制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度50mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度为1160℃，加热时间为3h；薄板坯再经热轧制成2.2mm厚度的热轧板；热轧板经过酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品。

薄板坯的化学成分重量百分比为C：0.0050，Si：1.25，Mn：0.25，P：0.20，Als：0.32，S：0.0060，Ti：0.0060，Zr：0.0040，其余为Fe及不可避免的杂质；热轧的终轧温度为890，℃卷取温度为690；℃退火温度为810，℃保温时间2.5min，炉内露点为30℃。

经上述工艺制成的电工钢成品的铁损P_1.5/50为4.1W/Kg，磁感B₅₀₀₀为1.69T，维氏硬度HV₁为148。

实施例4

该接触器用冷轧无取向电工钢及其制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度80mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度为1050℃，加热时间为3.5h；薄板坯再经热轧制成2.3mm厚度的热轧板；热轧板经过酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品。

薄板坯的化学成分重量百分比为C：0.0090，Si：1.15，Mn：0.40，P：0.10，Als：0.35，S：0.0080，Ti：0.0080，Zr：0.0035，其余为Fe及不可避免的杂质；热轧的终轧温度为900，℃卷取温度为580℃；退火温度为790℃，保温时间2.5min，炉内露点为15℃。

经上述工艺制成的电工钢成品的铁损P_1.5/50为4.4W/Kg，磁感B₅₀₀₀为1.71T，维氏硬度HV₁为142。

实施例5

该接触器用冷轧无取向电工钢及其制造方法，转炉出钢后，连续浇铸成厚度75mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度为1100℃，加热时间为2.5h；薄板坯再经热轧制成2.0mm厚度的热轧板；热轧板经过酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品。

薄板坯的化学成分重量百分比为C：0.01，Si：1.20，Mn：0.32，P：0.14，Als：0.35，S：0.0090，Ti：0.0030，Zr：0.0030，其余为Fe及不可避免的杂质；热轧的终轧温度为860，℃卷取温度为720；℃退火温度为860，℃保温时间1min，炉内露点为38℃。

经上述工艺制成的电工钢成品的铁损P_1.5/50为4.3W/Kg，磁感B₅₀₀₀为1.70T，维氏硬度HV₁为143。

采用上述方法制成的冷轧无取向电工钢带，具有良好的磁性能和机械性能，非常适合于制造接触器用铁芯。经验证，接触器机械寿命可达到1000万次以上，接触器的使用寿命大大延长。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征在于：转炉出钢后，连续浇铸成厚度50～90mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉温度控制在1000～1200℃，加热时间为0.5～4h；薄板坯再经热轧制成2.0～2.5mm厚度的热轧板；热轧板经酸洗、冷轧、退火及涂层而制成电工钢带成品；薄板坯热轧的终轧温度在820～920℃，卷取温度在580～720℃；冷轧压下率控制在75～80％；退火在连续退火炉中进行，退火温度为700～900℃，保温时间为1～4min，炉内露点控制在10～40℃；

所述薄板坯的化学成分重量百分比：C：0.0040，Si：1.35，Mn：0.25，P：0.15，Als：0.30，S：0.0030，Ti：0.0025，Zr：0.0030，其余为Fe及不可避免的杂质；或者所述薄板坯的化学成分重量百分比：C：0.0025，Si：1.40，Mn：0.35，P：0.18，Als：0.25，S：0.0040，Ti：0.0040，Zr：0.0020，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的接触器用冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征在于：所述电工钢带成品的铁损P_1.5/50≤4.5W/Kg，磁感B₅₀₀₀≥1.69T，维氏硬度HV₁≥135。