CN104195427A

CN104195427A - 一种低铁损高磁感无取向硅钢及生产方法

Info

Publication number: CN104195427A
Application number: CN201410458753.7A
Authority: CN
Inventors: 郭海荣; 朱志勇; 李化龙
Original assignee: Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明涉及一种低铁损高磁感低牌号无取向硅钢及生产方法，具体地说为铁损P_1.5较现行相应牌号的普通冷轧无取向硅钢低约0.6W/Kg，而磁感B₅₀₀₀则较相应牌号的普通冷轧无取向硅钢高0.03T的低铁损高磁感冷轧无取向硅钢的成分及生产方法。通过调整主合金元素含量，添加偏析元素Sn，热轧过程中采用高温终轧，高温卷取的方法，最后获得的成品铁损P_1.5为5.10-5.30W/Kg，磁感B₅₀₀₀为1.77-1.78T。本产品适合制作小型高效电机铁芯。

Description

一种低铁损高磁感无取向硅钢及生产方法

技术领域

本发明涉及一种低铁损高磁感低牌号无取向硅钢及生产方法，具体地说为铁损P_1.5较现行相应牌号的普通冷轧无取向硅钢低约0.6W/Kg，而磁感B₅₀₀₀则较相应牌号的普通冷轧无取向硅钢高0.03T的低铁损高磁感冷轧无取向硅钢的成分及生产方法。

背景技术

目前，市场大量使用的是普通无取向硅钢，化学成分中多是Si和Al的组合，且两者含量较高，虽然成品铁损较低，但磁感也低，其磁性难以满足机电产品小型化、高精度化和高效率化要求。近来，开发低铁损高磁感无取向硅钢已成为国际国内环保要求的大趋势，关于这方面的研究有许多报道。其中，在原有成分中添加Sn等元素的报道比较新颖，例如：武钢公开号CN1370850A“高磁感系列无取向电工钢及生产方法”和公开号CN1288070A“高效电机铁芯用系列电工钢”，P+Sn/Sb含量在0.08-0.45％之间，磁感B₅₀₀₀可以做到1.76-1.82T。虽然磁感很高，但是要求S≤0.003％，这个要求非常严格，炼钢困难；另外，P+Sn/Sb必须为复合添加，且P+Sn/Sb含量较高(其实施例中的含量均在0.2左右)，炼钢连铸时铸坯容易开裂，热轧时容易发生热脆，降低了成材率。为了降低炼钢难度，本发明对S含量的要求较低，只需满足S≤0.007％；同时，为了避免铸坯开裂和热轧时热脆问题，本发明将Sn含量降到了0.04％以下，且与P不是复合添加，P含量要求在0.04％以下。

发明内容

本发明的目的是提供一种低牌号无取向硅钢及生产方法，使0.50mm厚成品铁损P_1.5为5.10-5.30W/Kg，磁感B₅₀₀₀高达1.77-1.78T。

为达到本发明的目的，设计了一种低铁损高磁感低牌号无取向硅钢，其特征在于钢的铸坯化学成分(按重量％计)为：C≤0.0045、Si0.20-0.40、Mn0.15-0.40、P≤0.04、S≤0.007、N≤0.003，Al≤0.005、Sn0.01-0.04，余量为Fe及不可避免的夹杂。

本发明硅钢的成分设计原则如下：

C：对磁性有害，增加铁损、降低磁感，常温下C随时间推移会缓慢析出，引起磁时效。同时C含量较高时，需增加脱碳退火工序，降低生产能力，且增加成品钢板表层内氧化的几率，这将会恶化磁性能。本发明C≤0.0045％，最佳范围C≤0.0030％。

Si：增加电阻率，降低涡流损耗，但同时会降低磁感。本发明中Si含量为0.20％-0.40％，Si含量太低无法满足低铁损要求，太高则无法满足高磁感要求。

Al：与Si的作用相似，提高电阻率，降低涡流损耗，但同时也会降低磁感；当Al_sol在0.005％-0.14％范围之间时，容易形成细小弥散的AlN，阻碍退火时成品再结晶和晶粒长大，增加磁滞损耗；当含量高于0.14％时，钢水发粘，不利于浇铸。本发明的最佳效果范围是Al_sol≤0.005％。

Mn：有降低铁损作用。同时与S形成MnS，消除S对磁性的危害。本发明中Mn为0.20％-0.40％，低于0.20％时Mn的有利作用较弱，含量太高会增加成本。

S：对加工性和磁性能均有害。其与Mn形成细小MnS颗粒，阻碍退火时晶粒长大，恶化磁性；与Fe形成低熔点的FeS及FeS₂或共晶体，容易造成热脆。本发明规定S≤0.007％，最佳范围是S≤0.005％。

N：为有害元素，与Al形成的AlN细小颗粒会阻碍退火时成品再结晶和晶粒长大，恶化磁性；且室温下N随时间推移会缓慢析出，引起磁时效。

P：强化铁素体，有利于改善钢的冲片性能。但同时也是杂质元素，含量不宜太高，本发明中P≤0.05％。

Sn：活化元素，在表层或晶界处偏聚时，可改善退火后成品织构、降低铁损、提高磁感，且效果显著；本发明中Sn含量为0.01％-0.04％，含量低于0.01％时，其改善织构，提高磁性的作用较弱；含量高于0.04％时，炼钢连铸时铸坯边部和角部容易开裂，成材率较低。

为了达到本发明的目的，本发明还设计了一种低铁损高磁感低牌号无取向硅钢的生产方法。按通常无取向硅钢方法冶炼，获得化学成分(按重量％计)为：C≤0.0045、Si0.20-0.40、Mn0.15-0.40、P≤0.04、S≤0.007、N≤0.003，Al_sol≤0.005、Sn0.01-0.04，余量为Fe及不可避免的夹杂的铸坯，铸坯厚度220mm。热轧时铸坯热装温度≥400℃，在炉温度≤1170℃，在炉时间≤150min，终轧温度≥850℃，卷取温度≥650℃，热轧轧制2.50mm厚；然后经酸洗并用一次冷轧法轧到成品厚度0.50mm；冷轧带钢在800-950℃温度下进行再结晶退火，退火气氛中H₂/N₂流量比为0.25-1.0。

本发明的热轧终轧温度≥850℃，卷取温度≥650℃，这样可以使热轧板充分再结晶，促进有利织构的形成，导致成品铁损降低且磁感升高；另外，高的终轧温度和卷取温度可以粗化析出物，减小析出物对后续退火过程中晶粒长大的阻碍作用，有利于降低铁损。

本发明无取向硅钢具有如下明显优点：

1.本发明无取向硅钢成分简单，炼钢容易，工艺组合亦简单，性能稳定，容易实施。

2.本发明无取向硅钢铁损P_1.5为5.10-5.30W/Kg，磁感B₅₀₀₀高达1.77-1.78T；与现行相应牌号的普通无取向硅钢相比，铁损P_1.5降低了约0.6W/Kg，磁感B₅₀₀₀提高了约0.03T。

3.本发明无取向硅钢适合做小型高效电机铁芯，与现行相应牌号的普通无取向硅钢相比，可以使电机体积减小，重量减轻，提高效率，降低能耗。

具体实施方式

本发明用实施例做进一步说明。

实施例：

按通常无取向硅钢方法冶炼，获得实施例的低铁损高磁感无取向硅钢和对比例的普通无取向硅钢，铸坯经热轧轧制成2.50mm厚，然后酸洗并用一次冷轧法轧至0.50mm厚，冷轧钢带经再结晶退火至成品。铸坯成分见表1。表2是对比例和实施例采用的本发明的生产方法及成品爱泼斯坦试片磁性能。

表1 对比例和实施例的铸坯化学成分

	序号	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Sn
										对比例	1	0.0024	0.365	0.224	0.039	0.0053	0.0026	0.0018	0.0003
实施例	2	0.0026	0.372	0.232	0.038	0.0056	0.0023	0.0019	0.015
										实施例	3	0.0027	0.362	0.238	0.039	0.0057	0.0022	0.0019	0.028

(请按照权利要求书上的方法，在这里说明下)

表2 对比例和实施例生产方法和磁性能

从表2中可以看出，对比例和实施例经历了一致的生产方法后，实施例的铁损较对比例降低了约0.6W/Kg，而实施例的磁感较对比例则升高了0.03T。本发明的低铁损高磁感硅钢适合小型高效电机铁芯。

Claims

1.一种低铁损高磁感低牌号无取向硅钢，其特征在于钢的铸坯化学成分(按重量％计)为：C≤0.0045、Si0.20-0.40、Mn0.15-0.40、P≤0.04、S≤0.007、N≤0.003，Al_sol≤0.005、Sn0.01-0.04，余量为Fe及不可避免的夹杂。

2.根据权利要求1所述一种低铁损高磁感低牌号无取向硅钢的生产方法，其特征在于：

1)制备钢坯：按通常无取向硅钢方法冶炼，获得化学成分(按重量％计)为：C≤0.0045、Si0.20-0.40、Mn0.15-0.40、P≤0.04、S≤0.007、N≤0.003，Al_sol≤0.005、Sn0.01-0.04，余量为Fe及不可避免的夹杂的铸坯；

2)热轧：铸坯热装温度≥400℃，在炉温度≤1170℃，在炉时间≤150min，终轧温度≥850℃，卷取温度≥650℃，热轧轧至厚度为2.50mm；

3)酸洗冷轧：酸洗并用一次冷轧法轧到0.50mm；

4)退火：冷轧带钢在800-950℃温度下进行再结晶退火，退火气氛中H₂/N₂流量比为0.25-1.0。