CN104404396B - 一种无需常化的高磁感无取向硅钢及用薄板坯生产方法 - Google Patents

Abstract

一种无需常化的高磁感无取向硅钢，其组分及wt%为：C≤0.0030%，Si：0.1~1.0%，Mn：0.1~0.5%，S≤0.0050%，P：0.01~0.15%，Al≤0.030%，N≤0.0050%，Sn+Sb：0.01~0.15%；生产步骤：冶炼并连铸成坯；对铸坯加热；经常规轧制后进行卷取；经常规酸洗后冷轧；连续退火；常规涂绝缘涂层。本发明通过成分的及工艺的优选设计，即通过Sn及Sb的复合加入，铸坯加热温度的降低，钢卷卷取温度的优选选择，及钢卷冷却速度严格控制在≤20℃/h，不仅使产品厚度为0.50mm的无取向硅钢的B₅₀≥1.78T，P_1.5/50≤5.0W/kg，也有利于降低成本。

Description

一种无需常化的高磁感无取向硅钢及用薄板坯生产方法

技术领域

本发明涉及一种无取向硅钢及生产方法，具体地属于一种无需常化的高磁感无取向硅钢及用薄板坯生产方法。

背景技术

作为电机和电器铁芯材料的无取向电工钢，其主要磁性指标为铁损和磁感应强度。随着铁芯的小型化及低能耗要求的高涨，使得高磁感低铁损无取向电工钢成为无取向电工钢的开发热点，而开发低能耗高效低成本高磁感无取向电工钢工艺又成为研究的重点。从生产的前工序来说薄板坯连铸连轧工艺相对传统工艺具有流程短，生产成本低的特点。因而，采用薄板坯连铸连轧工艺完成炼钢—热轧工序愈来愈受到重视，而热轧以后的工序，为了提高成品的磁感，降低铁损，特别是提高磁感通常采用常化工艺，但是采用常化工序会显著增加生产成本，而冷轧采用冷连轧相对于往复式可逆冷轧具有生产效率高，板型好的优点。因此，如何采用不常化的炼钢—连铸连轧—酸洗，冷连轧—成品退火—涂绝缘涂层工艺是生产高磁感低铁损无取向电工钢正在进行不停探索的课题。如日本特开昭59-74224所述。

经检索：中国专利公开号为CN102134675和CN101906577A专利文献，均公开了采用不常化的薄板坯连铸连轧工艺生产无取向电工钢，但其生产的产品厚度为0.50mm的无取向硅钢，则磁感较低，即B₅₀≤1.76T，铁损P_1.5/50≤5.0W/kg。均未达到B₅₀≥1.78T， P_1.5/50≤5.0W/kg的水平。

中国专利公开号为CN101914726，CN103510004A和CN103614615A的文献，也都采用不常化的薄板坯连铸连轧工艺生产无取向电工钢，但其综合磁性远低于磁感B₅₀≥1.78T，铁损P_1.5/50≤5.0W/kg的水平。

日本专利特开2010-47785公布了一种采用不常化工艺的薄板坯连铸连轧工艺生产无取向电工钢的技术，其综合磁性有实施例可达B₅₀≥1.78T， P_1.5/50≤5.0W/kg的要求。但该方法要求铸轧坯开轧温度≤850℃（实施例中对Si≤1.0%的钢其开轧温度均≤800℃），终轧温度≤800℃（实施例中对Si≤1.0%的钢其开轧温度均≤760℃），如此低的开轧温度和终轧温度导致钢的变形抗力急剧升高，对一般的连铸连轧设备是难以承受的，而且钢带板型急剧恶化。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种通过Sn及Sb的复合加入，铸坯加热温度的降低，钢卷卷取温度的优选选择，及钢卷冷却速度严格控制在≤20℃/h以下的技术措施，使产品厚度为0.50mm及以下的无取向硅钢的B₅₀≥1.78T， P_1.5/50≤5.0W/kg的无需常化的高磁感无取向硅钢及用薄板坯生产方法。

实现上述目的的措施：

一种无需常化的高磁感无取向硅钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.0030%，Si：0.1~1.0%，Mn：0.1~0.5%，S≤0.0050%，P：0.01~0.15%，Al≤0.030%，N≤0.0050%， Sn+Sb：0.01~0.15%，其余为铁和不可避免的杂质。

用薄板坯生产一种无需常化的高磁感无取向硅钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热，加热温度控制在850-1050℃；

3） 经常规轧制后进行卷取，卷取温度控制在680-880℃，并控制钢卷的冷却速度不超过20℃/h；

4）经常规酸洗后进行冷轧，控制总压下率在75~90%；冷轧后的厚度在0.5mm及以下；

5）进行连续退火，控制其退火温度在820-920℃；

6）进行常规涂绝缘涂层。

本发明中各元素及主要工艺参数控制的原理：

C，≤0.0030%。炼钢中将C降低至≤0.0030%，可免去后工序脱碳，同时成品不发生磁时效；

Si，0.1-1.0%。Si是增加电阻但又会降低饱和磁感（Bs）的元素。Si<0.1%，则铁损会增高，但Si>1.0%，则磁感（B₅₀）降低，为兼顾铁损和磁感，Si应控制在0.1-1.0%范围内；

Mn，0.1-0.5%。Mn可以控制S的有害作用，增加有利于取得粗大的MnS。但Mn>0.5%，该作用已饱和，且增加成本，因此，Mn控制在0.1-0.5%；

P，0.01-0.15%。P可提高电阻及硬度，因而在低Si（<1.0%）钢中，有利于降低铁损及提高冲片形，因此，P应>0.01%，但P>0.15%会导致退火过程中的脆性。所以，控制在0.01-0.15%；

Al，≤0.03%。Al能够增加电阻及促进晶粒长大，一般的加入量为0.25-0.50%但会形成对磁性不利的AlN及内氧化层，经研究，Al≤0.03%时，会显著减少形成AlN和内氧化层量从而提高磁性亦有利于降低成本。所以，Al≤0.03%；

Sn、Sb，(Sn+Sb)含量0.01-0.15%。Sn、Sb均为易在原晶界偏聚元素，有利于抑制在晶界形成对磁性不利的（111）面织构，低于0.01%作用不明显，但大于0.15%则易于引起工艺脆性，同时对涂层附着性也产生不良影响。因而，控制在0.01-0.15%范围；

S、N，≤0.005%。S、N均为对磁性不利的元素，应尽量减少，因而，控制0.005%以下。

在本发明中，之所以将铸坯加热温度控制在850-1050℃，是因为经试验，在该温度范围不会产生AlN和MnS的固溶，而更有利取得粗化的AlN和MnS，同时降低隧道炉的能耗。

之所以控制卷取温度在680-880℃，是因为当经试验当此<680℃，热轧卷会残留未再结晶组织，即使长期保温其晶粒组织也很细小，对成品磁性不利；但>880℃，则因氧化严重使得酸洗困难。

之所以将钢卷冷却速度≤20℃/h，是为了保证无取向钢板在较高温度有充分的时间，以获得优良的磁性。

本发明与现有技术相比，其通过成分的及工艺的优选设计，即通过Sn及Sb的复合加入，铸坯加热温度的降低，钢卷卷取温度的优选选择，及钢卷冷却速度严格控制在≤20℃/h，不仅使产品厚度为0.50mm的无取向硅钢的B₅₀≥1.78T， P_1.5/50≤5.0W/kg，也有利于降低成本。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的组分取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数及磁性能检验结果列表。

本发明各实施例用CSP线按照以下步骤生产：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热，加热温度控制在850-1050℃；

3） 经常规轧制后进行卷取，卷取温度控制在680-880℃，并控制钢卷的冷却速度不超过20℃/h；

4）经常规酸洗后进行冷轧，控制总压下率在75~90%；冷轧后的厚度在0.5mm及以下；

5）进行连续退火，控制其退火温度在820-920℃；

6）进行常规涂绝缘涂层。

表1 本发明各实施例及对比例的组分取值列表（wt%）

表2 本发明各实施例及对比例的主要工艺参数及磁性能检验结果列表

由上表的具体实施例可得出：成分上1#不加Sn和Sb，且Als＞0.03%及5#Si大于1.0%，Mn大于0.5%磁性均没有达到铁损P_1.5/50<5.0 W/kg，磁感B₅₀>1.78T的水平；其它的对比例中则因为生产工没达到本专利的工艺要求，导致磁性较差，而成分和工艺均在本发明控制范围内的产品，磁性很好，铁损P_1.5/50<5.0 W/kg，磁感B₅₀>1.78T的水平。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.用薄板坯生产一种无需常化的高磁感无取向硅钢的方法，其特征在于：

高磁感无取向硅钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.0030%，Si：0.1~1.0%，Mn：0.1~0.5%，S≤0.0050%，P：0.01~0.15%，Al≤0.030%，N≤0.0050%， Sn+Sb：0.01~0.15%，其余为铁和不可避免的杂质；其步骤：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热，加热温度控制在850-980℃；

3） 经常规轧制后进行卷取，卷取温度控制在810-880℃，并控制钢卷的冷却速度不超过20℃/h；

4）经常规酸洗后进行冷轧，控制总压下率在75~90%；冷轧后的厚度在0.5mm及以下；

5）进行连续退火，控制其退火温度在820-920℃；

6）进行常规涂绝缘涂层。