CN103882288B - 一种高强度专用冷轧无取向电工钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高强度专用冷轧无取向电工钢及其生产方法，钢的化学成分重量百分比为：C≤0.0030%，Si:2.5%~3.0%，Mn:0.10%~0.5%，P:0.005%~0.20%，S≤0.0015%，N≤0.0040%，Als:0.140%~1.10%，其余为Fe和不可避免的残余元素。生产方法包括转炉冶炼、连铸、热轧、常化、冷轧、退火。本发明生产的冷轧无取向电工钢，矫顽力低，硬度高，无磁时效，强度高，抗打击能力强，同时该产品组织生产灵活，可与高牌号产品共线生产，且电磁性能优良，可广泛应用于制造电磁开关的铁芯材料，拓展电工钢的应用领域。<!--1-->

Description

一种高强度专用冷轧无取向电工钢及其生产方法

技术领域

本发明属于电工钢产品的生产技术领域，特别涉及电磁开关用冷轧无取向电工钢产品的生产方法。

背景技术

电磁开关用钢特点是低磁场下磁反应特性灵敏（低场强下磁导率高）、耐磨损；同时要求有优良的电磁性能，还要有良好的耐撞击性（大于1000万次），既高强度、高硬度。

电磁开关用冷轧硅钢带一般是指厚度在0.7mm左右，硅含量在3%左右的无取向硅钢而言，国外在上世纪70年代前后就生产这种产品，国内早期主要用热轧硅钢片制造，不仅体积大，同时钢片较脆，机械寿命低，只有300~500万次，目前关于电磁开关的技术很少，公开号CN1077500A《一种抗打击高强度硅钢片》中介绍的热轧硅钢片是通过调整硅钢的化学成分来提高抗打击性的，其抗打击性大于1000万次。没有检索到关于冷轧无取向电磁开关用钢的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度专用冷轧无取向电工钢的生产方法，使产品磁反应特性灵敏（低场强下磁导率高）、耐撞击（高强度、硬度）、耐磨损；广泛的适用于未来高低压控制开关、继电器、电磁装备。

本技术方案适用于电磁开关用冷轧无取向电工钢产品的生产，通过控制冶炼成分和各生产工序的工艺来实现其高强度和抗打击的性能要求。

其化学成分为（wt%）：C≤0.0030%，Si:2.5%~3.0%，Mn:0.10%~0.5%，P:0.005%~0.20%，S≤0.0015%，N≤0.0040%，Als:0.140%~1.10%，其余为Fe和不可避免的残余元素。

要想获得良好的性能，控制化学成分是有效的也是必须的途径，碳：因成品规格厚，不能像常规0.50mm及以下规格产品在最后热处理中进行脱碳处理，虽然固溶强化的作用大但它是硅钢中有害元素，所以控制在0.003%以下；硅：鉴于成品使用性能需求，硅有很多优点一是减少损耗，二是提高导磁率，三是提高产品强度，四是提高产品使用中的耐撞击性，五是减少磁致伸缩降低噪音，但是含量过高脆性会增加，给大生产带来不便；锰：为工艺性设计（结合工艺控制微细粒子状态、大小等）、改善产品综合性能、改进产品冷加工性；磷：在常规高效率冶金生产中不刻意控制，一方面磷提高改进综合性能，一方面影响产品冷加工性，发生冷脆，本发明中强度机械性能所以磷含量要进一步控制；硫：有害元素，结合综合成本进行冶炼过程控制，越低越好，在本发明中控制0.0015%以下为工艺及成本最佳；氮：有害元素，在本发明中控制0.0040%以下为最佳；铝：配合硅元素改进产品电磁性能及冷加工性能；残余元素：铌、钒、钛控制0.0040%以下为最佳。

生产的工艺控制如下：

a.转炉冶炼：RH真空精炼处理，去除钢中氢和氮有害气体，控制硫和碳含量；

b.连铸：采用连铸方式将钢水铸成坯，板坯规格为ASP90~150mm；

c.热轧：钢坯采用低温加热，温度控制在1000~1100℃，温度均匀后热轧，开轧温度≥1000℃，终轧温度≥860℃，卷曲温度≥700℃，精轧终轧卷取采用高温方案，以获得较大比例再结晶组织，使表层结晶组织提高到30~50%，热轧板厚度控制在1.2~2.5mm，本发明中热轧卷预冷轧促进表层再结晶组织变形、贮能；

d.常化：工艺速度40~45m/min，温度900~950℃，以获得均匀细小再结晶组织，晶粒尺寸控制在150~170μm，结合预冷轧，将有利织构组分由表及里生成；

e.冷轧：采用单机架可逆轧机或连轧机组，将热轧板轧制成品厚度；

f.退火：在连续退火炉中进行脱碳退火，绝缘涂层等工序制成成品。其中退火速度控制在85~95m/min，温度880~920℃，获得细小再结晶组织，提高强度和硬度。

按此技术方案生产的冷轧无取向电工钢，矫顽力低，硬度高，无磁时效，强度高，抗打击能力强，同时该产品组织生产灵活，可与高牌号产品共线生产，且电磁性能优良，可广泛应用于制造电磁开关的铁芯材料，拓展电工钢的应用领域。

具体实施方式

实施例1：C：0.0025%，Si：2.85%，Mn：0.23%，P：0.012%，S：0.001%，Als：0.55%，N：0.0021%，Ti：0.001%，Nb:0.0015%，V:0.0013%，其余为铁和其它不可避免的杂质元素。

工序步骤如下：

a)转炉冶炼：RH真空精炼处理，控制各合金元素含量；

b)连铸：采用连铸方式将钢水铸成钢坯，板坯规格为ASP100mm；

c)热轧：采用低温加热，钢坯加热温度为1080℃，精轧终轧卷取采用高温方案，开轧温度1020℃，终轧温度880℃，卷取温度720℃，使表层结晶组织提高到38%，热轧板厚度控制在1.2mm，热轧卷预冷轧；

d)常化：工艺速度45m/min，温度900℃，晶粒尺寸156μm；

e)冷轧：采用单机架可逆轧机将热轧板轧制成目标厚度0.65mm的成品板；

f)退火：速度95m/min，温度900℃，并采用干氢光亮脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。

实施例2：C：0.0020%，Si：2.6%，Mn：0.3%，P：0.015%，S：0.0013%，Als：0.68%，N：0.0020%，Ti：0.001%，Nb:0.0012%，V:0.0016%，其余为铁和其它不可避免的杂质元素。

工序步骤如下：

a)转炉冶炼：RH真空精炼处理，控制各合金元素含量；

b)连铸：采用连铸方式将钢水铸成钢坯，板坯规格为ASP100mm；

c)热轧：采用低温加热，钢坯加热温度为1100℃，精轧终轧卷取采用高温方案，开轧温度1030℃，终轧温度890℃，卷取温度725℃，使表层结晶组织提高到45%，热轧板厚度控制在1.7mm，热轧卷预冷轧；

d)常化：工艺速度45m/min，温度900℃，晶粒尺寸大约在165μm；

e)冷轧：采用单机架可逆轧机将热轧板轧制成目标厚度0.70mm的成品板；

f)退火：速度95m/min，温度900℃，并采用干氢光亮脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。

实施例3：C：0.0028%，Si：2.95%，Mn：0.3%，P：0.018%，S：0.0011%，Als：0.22%，N：0.0022%，Ti：0.001%，Nb:0.0019%，V:0.0014%，其余为铁和其它不可避免的杂质元素。

工序步骤如下：

a)转炉冶炼:RH真空精炼处理，控制各合金元素含量；

b)连铸：采用连铸方式将钢水铸成钢坯，板坯规格为ASP100mm；

c)热轧：采用低温加热，钢坯加热温度为1090℃，精轧终轧卷取采用高温方案，开轧温度1035℃，终轧温度895℃，卷取温度730℃，使表层结晶组织提高到48%，热轧板厚度控制在2.2mm，热轧卷预冷轧；

d)常化：工艺速度45m/min，温度900℃，晶粒尺寸大约在166μm；

e)冷轧：采用单机架可逆轧机将热轧板轧制成目标厚度0.75mm的成品板；

f)退火：速度95m/min，温度900℃，并采用干氢光亮脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。

产品性能（以B25及P10/50衡量）

Claims (1)

1.一种高强度专用冷轧无取向电工钢，其特征在于钢的化学成分重量百分比为：C≤0.0030％，Si:2.5％～3.0％，Mn:0.10％～0.5％，P:0.005％～0.20％，S≤0.0015％，N≤0.0040％，Als:0.140％～1.10％，其余为Fe和不可避免的残余元素；

电工钢的生产方法包括以下步骤：

a.转炉冶炼：RH真空精炼处理，去除钢中氢和氮有害气体，控制硫和碳含量，得到上述化学成分重量百分比；

b.连铸：采用连铸方式将钢水铸成坯，板坯规格为ASP90～150mm；

c.热轧：钢坯采用低温加热，温度控制在1000～1100℃，温度均匀后热轧，开轧温度≥1000℃，终轧温度≥860℃，卷曲温度≥700℃，热轧板厚度控制在1.2～2.5mm，热轧卷预冷轧；

d.常化：工艺速度40～45m/min，温度900～950℃，以获得均匀细小再结晶组织，晶粒尺寸控制在150～170μm；

e.冷轧：采用单机架可逆轧机或连轧机组，将热轧板轧制成品厚度；

f.退火：在连续退火炉中进行脱碳退火，绝缘涂层工序制成成品，其中退火速度控制在85～95m/min，温度880～920℃。