CN104195426B - 一种半工艺无取向硅钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半工艺无取向硅钢，其化学成分质量含量如下：0≤C≤0.005%；0.15%≤Si≤0.8%；0.2%≤Mn≤0.4%；0.02%＜P＜0.1%；0%＜S＜0.01%；0.03%≤Al≤0.1%；余量为Fe。厚度为0.35～0.65mm，宽度为1000～1250mm，表面粗糙度Ra=0.4～1.0μm。本发明的半工艺无取向硅钢经多次试验和试用完全满足了电机对铁损和磁感的质量要求，经二次退火发蓝后性能提升两个等级，目前已受到客户的倍加青睐，由于电机行业发展前景非常广阔，因此其极具推广应用价值，前景十分广阔。

Description

一种半工艺无取向硅钢及其制造方法

(一)技术领域

本发明涉及一种半工艺无取向硅钢(50LW800)及其制造方法。

(二)背景技术

硅钢是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心。电机是风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施等多个行业和领域，近年来在国家政策的支持下，我国电机能效水平逐步提高，但总体能效水平仍然较低。从电机自身看，我国电机效率平均水平比国外低3-5个百分点，目前在用的高效电机仅占3％左右；从电机系统看，因匹配不合理、调节方式落后等原因，电机系统运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。低效电机的大量使用造成巨大的用电浪费。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。通过推广高效电机、淘汰在用低效电机、对低效电机进行高效再制造，以及对电机系统根据其负载特性和运行工况进行匹配节能改造，可从整体上提升电机系统效率5-8个百分点，年可实现节电1300～2300亿千瓦时，相当于2-3个三峡电站的发电量。

从国际上看，面对资源约束趋紧的发展环境，全球主要发达国家都将提高电机能效作为重要的节能措施。按照国家新标准，我国现在生产的电机产品绝大多数都不是高效的(高效电机是指达到或优于GB18613-2012标准中节能评价值的电机)。为加快推动工业节能降耗，促进工业发展方式转变和“十二五”节能约束性目标的实现，必须大力提升电机能效。

而半工艺无取向硅钢具有不经过涂层可以降低钢板生产能耗和污染，配套后续退火发蓝工序可降低硅钢铁损2个等级，大大提高电机效率，降低电机能耗。近几年国外硅钢电机生产已大量采用半工艺无取向硅钢作为冲片基板，我国由于工艺技术设备能力等相关因素还没有开始批量使用，目前各方面条件已趋成熟，故我公司开始研发半工艺无取向硅钢并批量投入使用。

根据对客户的大量调研数据，确定对半工艺无取向硅钢的需求为：

钢板厚度精度±5μm；

硬度HV95-120(目标105-115)；

性能参数：铁损P1.5<6.5,B50>1.66；

二次退火后铁损P1.5<5,B50>1.67

表面粗糙度：Ra＝0.5～1.0μm；

晶粒度：5～6级。

普通无取向硅钢因冲片后铁损磁感下降影响电机性能，另表面有涂层经退火发蓝后表面涂层烧掉残留在硅钢片间，故我司开发特制半工艺无取向硅钢配套后续退火发蓝工序，完全解决了普通涂层硅钢在实际生产中的缺陷，并提高了电机性能，降低总体成本。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种满足生产小型电机质量要求的半工艺无取向硅钢及其制造方法。

本发明采用的技术方案是：

一种半工艺无取向硅钢，其化学成分质量含量如下：

0≤C≤0.005％；0.15％≤Si≤0.8％；0.2％≤Mn≤0.4％；

0.02％＜P＜0.1％；0％＜S＜0.01％；0.03％≤Al≤0.1％；

余量为Fe；其中还可能含有微量的不可避免的杂质；

其厚度为0.35～0.65mm，宽度为1000～1250mm，表面粗糙度Ra＝0.4～1.0μm。

优选的，其化学成分质量含量如下：

0≤C≤0.003％；0.35％≤Si≤0.4％；0.28％≤Mn≤0.3％；

0.030％≤P≤0.035％；0.003％≤S≤0.004％；0.065％≤Al≤0.075％；

余量为Fe。

本发明还提供所述的半工艺无取向硅钢的制造方法，所述方法包括：

(1)热轧：

热轧原料化学成分质量含量如下：

0≤C≤0.005％；0.15％≤Si≤0.8％；0.2％≤Mn≤0.4％；

0.02％＜P＜0.1％；0％＜S＜0.01％；0.03％≤Al≤0.1％；

余量为Fe；其中还可能含有微量的不可避免的杂质；

热轧精轧终轧温度为850±20℃，终轧卷取温度为630±20℃；热轧后钢卷用7％～17％盐酸酸洗除去表面的氧化铁皮后进行下一步冷轧操作；酸洗操作一般采用推拉式浅槽紊流酸洗机组来进行。

(2)冷轧：

酸洗后的钢卷进行冷轧操作：采用双机架可逆轧机进行轧制，轧辊粗糙度Ra＝0.4～0.8μm；该机组配以全套德国西门子现场总线控制系统，可实现全程PLC自动控制；机组具有全液压压下，液压ACG自动控制；机组配置板形仪，采用X线测厚仪，及在线观察钢板表面质量的高清晰摄像装置，确保轧出的钢带精度和板型达到一流水平。本发明实施例中所得钢卷经实际检测，厚度精度在±5μm以下。轧制用的轧辊经多次精磨降低表面粗糙度，本发明实施例中的轧棍的Ra为0.5μm左右，轧出的钢带表面Ra＝0.4～0.6μm。

冷轧后钢卷厚度为0.35～0.65mm，进行脱脂处理，再进行下一步退火操作，脱脂通常采用立式电解脱脂机组进行；

(3)脱脂后钢卷进行退火处理：升温至400℃～450℃保温4小时，再经7小时升温至700℃，再经4小时升温至750℃，然后保温12小时，经3小时冷却至700℃，再经3小时冷却至640℃，风冷至335℃喷淋，80℃出炉；退火采用全氢罩式炉进行操作；

(4)退火后钢卷进行平整处理：

采用小延伸率进行平整，平整轧辊预先抛丸至粗糙度Ra＝3.0μm。为保证硅钢性能、板面粗糙度和平整度，平整采用0.5％的延伸率进行平整，平整后的钢带表面Ra＝0.4～1.0μm。同时为保证板面不出现因杂物压入带来的表面缺陷，机组在生产前必须进行全面的清洗工作。

平整后所得钢带即为制得所述半工艺无取向硅钢，可经重卷机组轻涂油小张力卷取成产品，或将钢带按客户需求经纵剪机组分条后精包装后交货。

优选的，所述步骤(1)中，所述热轧原料化学成分质量含量如下：

0≤C≤0.003％；0.35％≤Si≤0.4％；0.28％≤Mn≤0.3％；

0.030％≤P≤0.035％；0.003％≤S≤0.004％；0.065％≤Al≤0.075％；

余量为Fe。

本发明选用特制热轧钢带，在成份和热轧工艺上做出严格要求，采用全世界最先进的双机架可逆轧机轧制，配套西门子电控系统，保证了钢带的厚度精度；采用立式电解脱脂机组进行清洗，保证板面清洁度，避免板面异物压入；研发出针对半工艺无取向硅钢性能要求的特定全氢退火工艺和平整工艺，采用抛丸机对磨好的轧辊进行抛丸，将轧辊磨削纹消除，轧辊表面粗糙度抛至3.0μm；最终产品检测结果满足客户需求目标值的在95％以上，成为行业技术进步的范例，推动国内外冷轧钢带轧制工艺的进步，给下游客户提供优质的原材料，节能环保，推动电机行业提性能降能耗的发展。

半工艺无取向硅钢钢质量要求：

1)力学性能：

本发明提供的半工艺无取向硅钢拉伸试验取横向试样，力学性能需符合下表规定

并且保证产品按照750℃高温二次退火发蓝后性能如下：

牌号	铁损P1.5	磁感B50
			50LW800	<4.7	>1.66

2)滑移线

保证出厂后6个月内不出现滑移线。

3)表面质量

钢带表面不得有结疤、裂纹、拉裂、夹杂、氧化铁皮、铁锈和分层，不允许有蓝色氧化色和黄膜现象，允许有不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷，如小气泡、小划痕、小辊印、轻微划伤及氧化色等允许存在。

本发明的有益效果主要体现在：

(1)热轧原料化学成份采用按规定的成份设计生产，热轧生产采用严格的温度制度，确保热轧后钢板塑性；

(2)采用配置先进的双机架可逆轧机轧制，保证厚度精度，轧辊粗糙度Ra＝0.4-0.8，保证轧出钢带的表面光洁度；；

(3)采用立式电解脱脂机组进行清洗，保证板面清洁度；

(4)采用特定的全氢退火工艺退火，平整轧辊采用抛丸技术，轧辊粗糙度在3.0μm左右，平整采用微压下工艺，平整后板面粗糙度在0.4～1.0μm之间。

本发明的半工艺无取向硅钢经多次试验和试用完全满足了电机对铁损和磁感的质量要求，经二次退火发蓝后性能提升两个等级，目前已受到客户的倍加青睐，由于电机行业发展前景非常广阔，因此其极具推广应用价值，前景十分广阔。

(四)附图说明

图1为本发明半工艺无取向硅钢典型的金相组织图。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

(1)热轧：

热轧原料成份见下表，表中均为质量百分数：

序号	C(％)	Si(％)	Mn(％)	P(％)	S(％)	Al(％)
							1	0.003	0.35	0.28	0.032	0.004	0.065

2	0.003	0.4	0.3	0.035	0.003	0.07
							3	0.003	0.38	0.29	0.03	0.004	0.075

余量为Fe和微量的不可避免的杂质；

热轧精轧终轧温度为850±20℃，终轧卷取温度为630±20℃；

(2)酸洗

热轧钢卷经过推拉式浅槽紊流酸洗机组酸洗，采用盐酸酸洗，浓度控制在7％～17％(w/w)之间，除去表面氧化铁皮。

(3)冷轧

酸洗后钢卷经双机架可逆轧机轧制，轧机轧辊经多次精磨使粗糙度Ra＝0.5μm；该机组配以全套德国西门子现场总线控制系统，可实现全程PLC自动控制；机组具有全液压压下，液压ACG自动控制；机组配置板形仪，采用X线测厚仪，及在线观察钢板表面质量的高清晰摄像装置，确保轧出的钢带精度和板型达到一流水平。冷轧后钢带经检测，厚度0.5mm，厚度精度在±4μm，钢带表面Ra＝0.5μm。

(4)立式电解机组脱脂：电解电流控制在3000A左右，保证板面油脂全部清洗掉，采用小张力卷取。

(5)退火：

退火采用全氢罩式炉，按如下设定工艺进行退火：

退火工艺控制参数名称	各项参数控制值
		钢种	50LW800
厚度(mm)	0.35～0.65
		宽度(mm)	1000～1250
装炉量(T)	75～85
		第一段升温	全速加热
第一段保温平台(℃)	400～450
		第一段保温时间(h)	4

第二段加热用时(h)	7
		第二段加热温度(℃)	700
第三段加热用时(h)	4
		第二段保温平台(℃)	750
第二段保温时间(h)	12
		第一段冷却温度	700
第一段冷却用时	3
		第二段冷却温度	640
第二段冷却用时	3
		喷淋温度(℃)	335
出炉温度(℃)	80

(6)平整：

采用小延伸率工艺进行平整，生产此类半工艺无取向硅钢延伸率设定在0.5％，同时平整轧辊预先抛丸至粗糙度Ra＝3.0μm，平整后所得钢卷经重卷机组轻涂油小张力卷取，部分钢带按客户需求经纵剪机组分条后精包交货。

制得钢带质量检测：

1)钢带力学性能：钢带拉伸试验取500*500mm试样，性能如下：

样品经冲片、二次退火发蓝加工后性能如下：

2)滑移线出厂后6个月内未出现滑移线。

3)表面质量

钢带表面无结疤、裂纹、拉裂、夹杂、氧化铁皮、铁锈和分层，无蓝色氧化色和黄膜现象。

4)金相组织

制得的1#样半工艺无取向硅钢典型的金相组织图参见图1，该组织为粗大铁素体，晶粒度5.5级。

Claims (2)

1.一种半工艺无取向硅钢的制造方法，其特征在于所述的半工艺无取向硅钢厚度为0.35～0.65mm，宽度为1000～1250mm，所述方法包括以下步骤：

(1)热轧：

热轧原料化学成分质量含量如下：

0≤C≤0.005％；0.15％≤Si≤0.8％；0.2％≤Mn≤0.4％；

0.02％＜P＜0.1％；0％＜S＜0.01％；0.03％≤Al≤0.1％；

余量为Fe；

热轧精轧终轧温度为850±20℃，终轧卷取温度为630±20℃；热轧后钢卷用7％～17％盐酸酸洗后进行下一步冷轧操作；

(2)冷轧：

酸洗后的钢卷进行冷轧操作，采用双机架可逆轧机进行轧制，轧辊粗糙度Ra＝0.4～0.8μm；

冷轧后钢卷进行脱脂处理，再进行下一步退火操作；

(3)退火：

脱脂后钢卷行退火处理：升温至400℃～450℃保温4小时，再经7小时升温至700℃，再经4小时升温至750℃，然后保温12小时，经3小时冷却至700℃，再经3小时冷却至640℃，风冷至335℃喷淋，80℃出炉；退火采用全氢罩式炉进行操作；

(4)平整：

退火后钢卷进行平整处理：采用0.5％的延伸率进行平整，平整轧辊预先抛丸至粗糙度Ra＝3.0μm，平整后的钢带表面Ra＝0.4～1.0μm，制得所述半工艺无取向硅钢。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(1)中，所述热轧原料化学成分质量含量如下：

0≤C≤0.003％；0.35％≤Si≤0.4％；0.28％≤Mn≤0.3％；

0.030％≤P≤0.035％；0.003％≤S≤0.004％；0.065％≤Al≤0.075％；

余量为Fe。