CN105238996A - 一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢，其组分及wt%为：C≤0.0030%，Si:3.0%～3.50%，Mn:0.15%～0.30%，P≤0.008%，S≤0.0020%，N≤0.0025%，Als:0.80%～1.5%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%。生产步骤：炼钢并铸坯；对铸坯加热；热轧；卷取；常化；经常规酸洗后冷轧；退火；冷却、涂层及精整。本发明成分中各元素含量在大生产中通用性更强，且生产工艺为连续性工艺，可行性好，生产效率高，同时也能保证成品钢带的铁损P1.0/400≤12W/kg，B5000≥1.66T。

Description

一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢及生产方法

技术领域

本发明涉及一种无取向硅及其生产方法，具体地属于一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢及生产方法。

背景技术

无取向硅钢是制造各种电机不可缺少的磁性材料，是用量最大的一类软磁合金，在电力、电子、机械工业中发挥着不可替代的作用。随着能源日益紧张，节能和环保要求电机降低损耗。国内外广泛使用由变频器控制的高效电机，此类电机工作频率由50Hz或60Hz变为1～10kHz甚至更高的频率，耗电量低而且效率高。在频率升高的过程中，铁损中涡流损耗所占比例迅速提高，导致总铁损增加。根据铁损经典公式，提高电阻率和减薄钢板厚度成为降低铁损有效手段。提高电阻率可以从钢种成分设计考虑，添加适当的合金元素以达到降低铁损的目的。

冷轧薄带无取向硅钢是指成品厚度≤0.30mm的产品，主要包括0.30mm、0.27mm、0.20mm、0.15mm以及极薄带。随着钢带厚度的减薄，在成品退火过程中则会产生断带、表面质量变差及成材率和生产效率低等问题，生产工艺上带来困难。

经检索国内外公开发表文献中，有关于生产冷轧薄带无取向电工钢化学成分、工艺及性能的相关报道。如CN103882211A《冷轧无取向电工钢薄带的退火方法》，其要求的原料成分为：C≤0.0030%，Si:1.0%～4.0%，Al:0.05%～2.0%，Mn:0.10%～0.30%，P≤0.008%，S≤0.0015%，N≤0.0020%，其余为Fe和其它不可避免的残余元素；工艺路线是常化→冷轧至0.15～0.20mm→罩式炉退火→拉伸退火，其中冷轧后钢板表面喷涂MgO水溶液；罩式炉采用成卷退火，保护气氛为H2+N2，在400～500℃下保温2～10h，之后再在800～1000℃保温8～20h的再结晶退火；最后拉伸退火，退火前洗去MgO涂层，进行500～900℃的消除应力退火。该专利文献中，由于其冷轧后采用罩式炉退火，该工艺为保证晶粒均匀，其退火时间要长达10～30h，时间长，生产节奏慢，会致成本较高；且采用罩式炉工艺，钢卷边部板型不能保证，在其后的工序中必须切掉一定宽度，使得成材率降低。

中国专利CN103882299A《一种高铝薄规格电工钢及其生产方法》，其要求的化学成分为：C≤0.0030%，Si:1.5%～2.0%，，Mn:0.10%～0.30%，P≤0.008%，S≤0.0020%，N≤0.0025%，Als:1.5%～2.0%，Ti:≤0.001%，Nb、V分别≤0.0020%，其余为Fe和其它不可避免的残余元素；工艺为冶炼→热轧→常化→两次冷轧至0.2～0.30mm→成品退火。其中，连铸浇注温度为1560～1590℃，拉速0.80～1.3m/min；热轧加热温度最终控制在1050～1150℃，加热时间控制在180～240min，开轧温度≥1000℃，终轧温度860～900℃，卷取温度≥680℃；常化温度为880～1000℃，然后进行两次冷轧，冷轧采用35～120℃温轧，轧至0.2～0.30mm厚，成品退火在连续机组，温度为850～950℃。本专利文献缺点是成分中所用到的Als高达1.5%～2.0%，含量很高，在工业化大生产过程中铸坯表面也易结疤，极易导致钢带成品表面缺陷多等缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种厚度为0.2mm，成品钢带的铁损P_1.0/400≤12W/kg，B₅₀₀₀≥1.66T冷轧薄带无取向硅钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.0030%，Si:3.0%～3.50%，，Mn:0.15%～0.30%，P≤0.008%，S≤0.0020%，N≤0.0025%，Als:0.80%～1.5%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%，其余为Fe及其它不可避免的残余元素，且同时满足（Si+2Als）/Mn≥26，Si+Als在3.9%～4.5%。

生产一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成板坯；

2）将铸坯加热至1050～1150℃，保温时间为60～120min；

3）进行热轧，控制精轧终轧温度在800～900℃；

4）进行卷取，控制卷取温度不低于600℃，卷取后的钢卷即进入保温坑缓冷至室温；

5）进行常化，常化温度为830～950℃，常化时间为50～150s；

6）经常规酸洗后进行冷轧，将钢带轧至成品厚度0.20mm；

7）进行连续退火，控制其退火温度在890～960℃，保温时间为20～180s；并在氢气与氮气的干式混合气氛中进行，其中氢气占体积百分比为20%～50%；

8）常规进行冷却、涂层及精整，并待用。

本发明中各元素及主要工艺的作用及机理

C，在本发明中为有害元素，其会扩大γ相区从而使相变温度降低，含量超过0.0030%时也会产生磁时效导致最终成品铁损恶化，因此必须控制在≤0.0030%。

Si，是降低铁损的有效元素，它能增加电阻率，降低铁损；Si含量将会导致钢带变脆进而会给冷加工带来很大困难，特别是当钢带成品厚度较薄时；但Si含量过低，铁损降低程序减弱，因此，控制Si含量在3.0%～3.50%。

Als，与Si作用相似，提高电阻率，降低铁损，同时也可使{100}组分增高和{111}组分降低，改善磁性值；但Als含量过高时不仅易堵塞中包，且铸坯表面也易结疤，进而导致本发明钢带表面缺陷增多，因此控制Als含量在0.80%～1.5%。

Mn，可以促使成品中（100）和（110）组分加强，（111）组分减弱，改善磁性能；但Mn会扩大γ相区，降低成品退火温度不利于晶粒长大，进而影响铁损。因此，Mn含量应控制0.15%～0.30%。

P，在本发明中为有害元素，其含量过高，特别是在C含量很低情况下，产品脆性变大，不利于冷轧加工性，因此控制P含量控制在≤0.02%。

S，在本发明中为有害元素，与Mn形成细小MnS，可强烈阻止成品退火时晶粒长大，因此控制在≤0.0020%。

N，在本发明中为有害元素，易与Al形成幼小的AlN质点，抑制晶粒长大，因此控制在≤0.0025%。

Ti、V、Nb，易与C、N形成Ti（N，C）、V（N，C）及Nb（N，C），强烈阻止晶粒长大，对铁损恶化严重，因此同时还要控制Ti、Nb、V分别≤0.0020%。

其中，Si+Als的值在3.9%～4.5%为最佳，此两元素均能提高电阻率，降低铁损，为保证成品铁损较低，其值应在3.9%以上，但Si+Als＞4.5%则会给加工性带来不利影响，同时也会增加钢带成品表面缺陷。

为进一步保证成品磁性能，以及改善钢带加工性，要（Si+2Als）/Mn比值控制在不低于26。大量试验证明，当（Si+2Als）/Mn＜26时，成品铁损偏高，磁感偏低。此时Si或Als含量降低，电阻率提高程度降低，进而导致成品铁损升高，恶化磁性。

本发明与现有技术相比，成分中各元素含量在大生产中通用性更强，且生产工艺为连续性工艺，可行性好，生产效率高，同时也能保证成品钢带的铁损P_1.0/400≤12W/kg，B₅₀₀₀≥1.66T。

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成分取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表及对应磁性能。

本发明各实施按照以下步骤生产：

1）冶炼并连铸成板坯；

2）将铸坯加热至1050～1150℃，保温时间为60～120min；

3）进行热轧，控制精轧终轧温度在800～900℃；

4）进行卷取，控制卷取温度不低于600℃，卷取后的钢卷即进入保温坑缓冷至室温；

5）进行常化，常化温度为830～950℃，常化时间为50～150s；

6）经常规酸洗后进行冷轧，将钢带轧至成品厚度0.20mm；

7）进行连续退火，控制其退火温度在890～960℃，保温时间为20～180s；并在氢气与氮气的干式混合气氛中进行，其中氢气占体积百分比为20%～50%；

8）常规进行冷却、涂层及精整，并待用。

说明：以下表1及表2中的数据并非一一对应关系。

表1本发明各实施例及对比例的组分取值列表（wt%）

续表1

表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表及磁性能列表

由表2可以看出，在满足本发明技术条件条件时，可以获得铁损P_1.0/400≤12W/kg，且磁感B₅₀₀₀≥1.66T的冷轧薄带无取向硅钢。而当未同时满足本发明条件时，不能获得铁损P_1.0/400≤12W/kg，且磁感B₅₀₀₀≥1.66T的冷轧薄带无取向硅钢。

本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (2)

1.一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.0030%，Si:3.0%～3.50%，，Mn:0.15%～0.30%，P≤0.008%，S≤0.0020%，N≤0.0025%，Als:0.80%～1.5%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%，其余为Fe及其它不可避免的残余元素，且同时满足（Si+2Als）/Mn≥26，Si+Als在3.9%～4.5%。

2.生产权利要求1所述的一种厚度为0.2mm的冷轧薄带无取向硅钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成板坯；

2）将铸坯加热至1050～1150℃，保温时间为60～120min；

3）进行热轧，控制精轧终轧温度在800～900℃；

4）进行卷取，控制卷取温度不低于600℃，卷取后的钢卷即进入保温坑缓冷至室温；

5）进行常化，常化温度为830～950℃，常化时间为50～150s；

6）经常规酸洗后进行冷轧，将钢带轧至成品厚度0.20mm；

7）进行连续退火，控制其退火温度在890～960℃，保温时间为20～180s；并在氢气与氮气的干式混合气氛中进行，其中氢气占体积百分比为20%～50%；

8）常规进行冷却、涂层及精整，并待用。