CN104789860A - 一种电工钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电工钢及其生产方法,按重量百分比含有如下组分C≤0.0045%,Si:2.2~3.5%,Al:0.35~1.5%,S≤0.0030%,N≤0.0030%,Ti≤0.0025%,Mn:0.10~0.25,余量为铁及不可避免的杂质。生产方法,包括如下步骤:(1)钢水转炉冶炼;(2)RH真空处理;(3)薄板坯连铸连轧;(4)均热;(5)常化处理;(6)酸洗;(7)冷轧;(8)退火,获得电工钢成品。生产的高牌号冷轧无取向电工钢:1)铁损低;2)磁感应强度、磁导率高;3)热轧的钢卷容易酸洗;4)横向厚度的周期变化小、叠状系数高。

Description

一种电工钢及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属材料加工领域,具体涉及一种电工钢的制造方法。
背景技术
[0002] 冷轧无取向电工钢带的生产是通过转炉、RH冶炼钢水、连铸为板坯、热轧为热轧钢 卷,热轧钢卷再常化、酸洗、冷轧和高温退火、涂层。由于生产工序多、流程长,产品性能只有 在涂层后才能进行测评,出现质量问题,造成的损失非常大。
[0003] 要生产低铁损冷轧无取向电工钢带,通常的方法首先是提高钢的硅、铝含量。而 硅、铝含量提高到一定程度,将在冷轧退火涂层后发现横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞 状缺陷),造成叠装系数的大幅度降低,造成产品降级或报废。
[0004] 已经公认横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞状缺陷)的产生是在钢水连铸过程中 冷却凝固形成的柱状晶和等轴晶的"杂乱"(柱状晶的长度延宽度方向周期变化),由于在 热轧过程均在铁素体状态下完成再结晶困难,铸态组织柱状晶和等轴晶的"杂乱",造成热 轧钢带厚度方向的变形抗力的差异,从而热轧钢卷横向厚度和/或组织发生周期变化,在 冷轧过程中必然遗传热轧横向厚度的周期变化,连退必然出现瓦楞状缺陷。
[0005] 现行技术是在连铸结晶器的下端设置电磁搅拌(形成旋转磁场)装置,钢水在结 晶器中形成表面凝固,中部为液态钢水,液态钢水在旋转磁场的作用下,使连铸坯的凝固组 织为外层为等长的柱状晶和中部的等轴晶,一般来说等轴晶> 50%才可以预防瓦楞状缺 陷。这种方式降低了横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞状缺陷)的幅度,基本上能够满足使 用要求。缺点是,由于等轴的存在和量的增加,使对电工钢磁感贡献大的柱状晶的量减少, 结果是生产产品的磁感下降。
[0006] 现行技术也有通过化学成分的调整,添加硼,改善钢的高温强度(降低高温时的 变形抗力),从而改善产品横向厚度的周期性变化。但是,添加硼的含量控制困难。因为硼 首先与钢中的氮形成氮化硼,超量的固溶硼才有效。钢中氮含量无法准确控制,硼含量过低 起不到改善作用,过高的硼含量则容易产生严重的热轧边裂。
[0007] 现有专利:"无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方 法-201010298965. 5"(宝钢)是减小加热炉内的温差;"无瓦楞状缺陷的无取向电工钢 板及其制造方法-03116890. 6"(宝钢)是控制Si/C为180~260,采用粗糙表面的轧 辊热轧和> 710°C的卷取温度;"一种表面状态良好的中牌号无取向电工钢及其制造方 法-200710038531.X"(宝钢)是在粗轧后停留40~70秒在进行精轧;"薄板坯连铸连 轧流程生产低牌号无取向硅钢及其制备方法-201310201110.X"(钢铁研宄总院中达连铸 技术国家工程研宄中心有限责任公司)只是针对50W470牌号的生产;"一种高磁感低铁 损无取向电工钢板及其制造方法-201310261807. 6"(宝钢);"采用薄板连铸连轧生产的 无取向电工钢及其方法-201010230317. 6"(武钢)是提高碳含量,再脱碳的方法;"表面 良好的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法-201310106517. 4"(宝钢)是控制 磷含量、热轧精轧温度和冷轧轧辊粗糙度;"对钢液施加电场能量改善硅钢铸坯质量的方 法-200510047210.7"(鞍钢)是电场凝固改善柱状晶比例,从而无瓦楞状缺陷。以上专利 生产的电工钢的硅含量小于2. 2%,产品铁损较高,且产生瓦楞状缺陷的潜在几率较低。
[0008] "薄带连铸冷轧无取向电工钢的制造方法-200910197639. 2"(宝钢)提出采用 1~5_薄带连铸的方法避免瓦楞状缺陷,难以实现工业化生产,且产量偏低;"薄板坯连铸 连轧生产高牌号无取向硅钢及制造方法-201210308403. 3"(武钢)则是采用增加热轧板平 整工序的方法来避免瓦楞状缺陷,导致工序增加,成本提高,不能体现薄板坯连铸连轧成本 优势。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于提供一种高硅、铝冷轧无取向电工钢,这种冷轧无取向电工钢 的铁损低、磁感高,横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞状缺陷)非常轻微,同时热轧表面氧 化物容易去除。具体技术方案如下:
[0010] 一种电工钢,按重量百分比含有如下组分0.0045%,Si:2. 2~3.5%,A1 : 0• 35 ~1. 5%,S彡 0• 0030%,N彡 0• 0030%,Ti彡 0• 0025%,Mn:0• 10 ~0• 25,余量为铁 及不可避免的杂质。
[0011] 进一步地,其为高牌号硅钢,钢水成分Mn/S彡40。
[0012] 上述电工钢的生产方法,包括如下步骤:
[0013] (1)钢水转炉冶炼;
[0014] (2)RH真空处理;
[0015] (3)薄板坯连铸连轧;
[0016] (4)均热;
[0017] (5)常化处理;
[0018] (6)酸洗;
[0019] (7)冷轧;
[0020] (8)退火,获得电工钢成品。
[0021] 进一步地,步骤(3)中采用薄板坯连铸连轧CSP:对电工钢通过铸坯厚度、连铸速 度、冷却强度、液芯压下控制,获得全柱状晶连铸坯,铸坯厚度50~100mm。
[0022] 进一步地,步骤(4)中,铸坯在不低于850°C进入隧道炉均热,加热温度1050~ 1150°C,在炉时间不低于40min。
[0023] 进一步地,步骤(4)和(5)之间还包括步骤:采用热连轧轧制到适宜冷轧的厚度。
[0024] 进一步地,步骤(5)中,热轧带钢进行840~950°C温度常化处理,时间不大于 150s〇
[0025] 进一步地,步骤(6)中,抛丸处理后进行酸洗,去除带钢表面氧化铁皮。
[0026] 进一步地,步骤(7)中冷轧采用多道次冷轧至最终产品厚度。
[0027] 进一步地,步骤(8)中,冷轧带钢经连续退火机组退火涂层后获得电工钢成品,成 品连续退火过程中要求彡2. 5MPa的低张力,d.p彡-0°C的干气氛、4含量大于30%,确保 带钢表面无氧化。
[0028] 与目前现有技术相比,本发明采用CSP(薄板坯连铸连轧)生产高硅、铝冷轧无取 向电工钢,这种电工钢的连铸坯为完全的柱状晶,柱状晶的尺寸均匀,生产的高牌号冷轧无 取向电工钢:1)铁损低;2)磁感应强度、磁导率高;3)热轧的钢卷容易酸洗;4)横向厚度的 周期变化小、叠状系数高。
附图说明
[0029] 图1为实施例(序号3)的铸态组织图;
[0030] 图2为实施例(序号5)的铸态组织图;
[0031] 图3为比较例(序号6)的铸态组织图。
具体实施方式
[0032] 下面根据附图对本发明进行详细描述,其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。
[0033] 通过对厚度为50~100mm的连铸钢坯在连铸、凝固过程中通过调整、控制冷却和 连铸速度,使连铸坯的组织为完全的柱状晶,柱状晶的尺寸均匀、长度相等,然后通过热轧、 常化、酸洗、冷轧及退火涂层,获得铁损低、磁感高,横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞状缺 陷)非常轻微的电工钢成品。
[0034]涉及的高牌号硅钢C彡0• 0045 %,Si :2. 2~3. 5 %,A1 :0• 35~1. 5%, S彡0• 0030%,N彡0• 0030%,Ti彡0• 0025%,Mn :0• 10~0• 25,余量为铁及不可避免的杂 质;钢水成分需满足Mn/S彡40。
[0035] 上述成分的钢水经转炉冶炼和RH真空处理,采用CSP(薄板坯连铸连轧)生产的 特点,对高牌号电工钢通过铸坯厚度、连铸速度、冷却强度、液芯压下控制,获得全柱状晶连 铸坯,铸坯厚度50~100mm。
[0036] 铸坯在不低于850°C进入隧道炉均热,加热温度1050~1150°C,在炉时间不低于 40min,采用热连轧轧制到适宜冷轧的厚度。
[0037] 热轧带钢经过840~950°C温度常化处理,常化工艺段时间不大于150s,抛丸(抛 砂)处理后进行常规酸洗,去除带钢表面氧化铁皮,冷轧采用多道次冷轧至最终产品厚度。
[0038] 冷轧带钢经连续退火机组退火涂层后获得电工钢成品,成品连续退火过程中要求 彡2. 5MPa的低张力,d.p彡-0°C的干气氛、112含量大于30%,确保带钢表面无氧化。从而 获得铁损低、磁感高,横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞状缺陷)非常轻微的电工钢产品。
[0039] 对实施例和比较例的电工钢成品分别制取30X320mm方圈试样(纵横向各半,测 量产品)的铁损Pum、磁感B5(l,测试结果见附表1。
[0040] 附表1电磁性能测量结果
[0041]
Figure CN104789860AD00061
[0042] 优选实施例:
[0043] 1)实施例采用CSP(薄板坯连铸连轧)流程生产,钢水经转炉冶炼、RH处理后,通 过铸坯厚度、连铸速度、冷却强度、液芯压下控制生产,铸坯厚度、拉速见附表1,液芯压下率 均控制在15~25 %之间,经热轧成2. 0~2. 2_厚度热卷,经常化、酸洗、冷轧、退火涂层后 获得成品;
[0044] 2)比较例均采用传统厚板坯流程,钢水经转炉冶炼、RH处理处理,连铸成230mm后 铸坯,连铸采用电磁搅拌,确保等轴晶大于50 %,然后热连轧成2. 0~2. 2_厚度热卷,经常 化、酸洗、冷轧、退火涂层后获得成品;
[0045] 3)图1为实施例(序号3)的铸态组织,图2为实施例的铸态组织(序号5),图3 为比较例铸态组织(序号6)。采用不同的连铸拉速均获得细小的柱状晶组织,拉速越慢,柱 状晶尺寸减小,铁损低、磁感尚,整体电磁性能越好;
[0046] 4)实施例和比较例均具有良好的表面质量,序号1~8、10没有横向厚度的周期性 变化(瓦楞状缺陷),序号9横向厚度的周期性变化(俗称瓦楞状缺陷)非常轻微,叠装系 数仍大于98%,满足产品质量要求。
[0047] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述,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改进,或未经改进直接应用 于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种电工钢,其特征在于,按重量百分比含有如下组分CS0.0045%,Si:2. 2~ 3. 5%,A1 :0• 35 ~I. 5%,S彡 0• 0030%,N彡 0• 0030%,Ti彡 0• 0025%,Mn:0• 10 ~0• 25, 余量为铁及不可避免的杂质。
2. 如权利要求1所述的电工钢,其特征在于,其为高牌号硅钢,钢水成分Mn/S多40。
3. 如权利要求1或2所述电工钢的生产方法,其特征在于,包括如下步骤: (1) 钢水转炉冶炼; (2) RH真空处理; (3) 薄板坯连铸连轧; (4) 均热; (5) 常化处理; (6)酸洗; (7) 冷轧; (8) 退火,获得电工钢成品。
4. 如权利要求3所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(3)中采用薄板坯连铸连轧 CSP:对电工钢通过铸坯厚度、连铸速度、冷却强度、液芯压下控制,获得全柱状晶连铸坯,铸 还厚度50~100mm。
5. 如权利要求3或4所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(4)中,铸坯在不低于 850°C进入隧道炉均热,加热温度1050~1150°C,在炉时间不低于40min。
6. 如权利要求3-5中任一项所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(4)和(5)之间 还包括步骤:采用热连轧轧制到适宜冷轧的厚度。
7. 如权利要求3-6中任一项所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(5)中,热轧带 钢进行840~950°C温度常化处理,时间不大于150s。
8. 如权利要求3-7中任一项所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(6)中,抛丸处 理后进行酸洗,去除带钢表面氧化铁皮。
9. 如权利要求3-8中任一项所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(7)中冷轧采用 多道次冷轧至最终产品厚度。
10. 如权利要求3-9中任一项所述电工钢的生产方法,其特征在于,步骤(8)中,冷轧带 钢经连续退火机组退火涂层后获得电工钢成品,成品连续退火过程中要求< 2. 5MPa的低 张力,d.p< -0°C的干气氛、112含量大于30%,确保带钢表面无氧化。
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