CN109943766A - 一种变压器用无取向硅钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器用无取向硅钢及其制备方法，属于硅钢生产技术领域。以重量百分数计，该无取向硅钢的化学成分为C≤0.0040％，Si：2.80％～3.20％，Mn：0.10％～0.60％，P≤0.050％，Als：0.50％～0.90％，Sb：0.0030％～0.020％，S≤0.0020％，N≤0.0020％，Ti≤0.0020％，Cu≤0.050％，Nb≤0.0020％，V≤0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质；制备工艺包括铁水预处理→转炉冶炼→RH精炼→连铸→热轧→常化→酸洗→冷轧→连续退火→涂层→硅钢成品。采用本发明生产出的无取向硅钢，铁损P1.5/50≤2.20W/kg，磁感应强度B50≥1.66T，磁致伸缩系数λ100≤20×10‑6，且易于加工，成本低；制成的变压器样机空载电流≤2.5A，空载损耗≤1.3KW，噪音≤50db。
Description
技术领域
本发明涉及硅钢生产技术领域，具体是一种变压器用无取向硅钢及其制备方法。
背景技术
随着国家用电量的增加、国家电网的升级改造以及节能减排的进一步要求，降低变压器的损耗，提高供配电系统的效率已是大势所趋。变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，用来实现电压电流和阻抗的变换以及隔压稳压的功能，其内部构件主要有初级线圈、次级线圈和铁芯，其中铁芯材料的导磁性能对变压器的损耗、噪音、效率等有举足轻重的影响。
现有的变压器铁芯材料主要有软磁铁氧体、非晶纳米晶合金以及硅钢。软磁铁氧体的特点是饱和磁通密度低、磁导率低、居里温度低、中高频损耗低、成本低，前三个缺点限制了它的使用范围。非晶合金的饱和磁通密度介于铁氧体和硅钢之间，损耗低于硅钢，但是成本太高也限制了它的使用范围。硅钢的饱和磁通密度高、磁导率高，损耗也相对较高，成本介于铁氧体和非晶合金之间，被广泛应用制造变压器铁芯上，其中主要使用取向硅钢和部分无取向硅钢。
经检索，中国专利，申请公布号：CN104141092A，申请公布日：2014.11.12，公开了一种立体卷铁芯变压器用无取向电工钢及其生产方法，其化学成分为C：0.001％～0.0030％，Si：0.6％～1.50％，Al：0.3％～1.0％，Mn：0.2％～0.8％，P≤0.10％，S≤0.003％，N≤0.003％，Ti≤0.003％，Nb≤0.003％，V≤0.003％，其余为铁和不可避免的杂质，通过转炉冶炼、RH精炼、连铸、热轧、常化、酸连轧、连续退火、涂层和高温箱式炉退火等工艺获得，该发明虽然铁损和磁感能够满足变压器的设计要求，但由于铁损依然较高，变压器空载损耗相对较大，且噪音较大。
又有，中国专利，申请公布号：CN104299745A，申请公布日：2015.01.21，公开了一种用于变压器的硅钢片，各成分及其百分比为：C：0.07～0.1％、Si：3～3.4％、Mn：0.2～0.3％、Cr：0.05～0.07％、P：0.02～0.03％、S：0.1～0.2％、Al：5.8～6.0％、Ni：0.04～0.06％；中国专利，申请公布号：CN104299746A，申请公布日：2015.01.21，公开了一种变压器用的冷轧硅钢片，各成分及其百分比为：C：0.05～0.08％、Si：4～4.4％、Mn：0.2～0.3％、Cr：0.05～0.07％、P：0.02～0.03％、S：0.08～0.1％、Al：4.8～5.0％、Ni：0.04～0.06％；上述两篇发明专利所述的的硅钢片磁导率和电阻率高，磁化性能和电流一致性好，成本低，但由于合金元素含量较无取向硅钢高，成本仍然较高，且Si和Als含量高，冷轧生产难度大。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有的变压器用无取向硅钢难以同时满足低铁损、高磁感和易加工的不足，提供了一种变压器用无取向硅钢及其制备方法。采用本发明生产出的无取向硅钢，具有较低铁损，以及较高磁感和较低磁致伸缩系数，且易于加工。
技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种变压器用无取向硅钢，以重量百分数计，其化学成分为C≤0.0040％，Si：2.80％～3.20％，Mn：0.10％～0.60％，P≤0.050％，Als：0.50％～0.90％，Sb：0.0030％～0.020％，S≤0.0020％，N≤0.0020％，Ti≤0.0020％，Cu≤0.050％，Nb≤0.0020％，V≤0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明中各元素的作用主要基于以下原理：
其中C、S、N、Ti、Nb、V会导致成品硅钢的磁性能恶化，因此本发明中尽量降低这些成分的含量；
硅(Si)：硅元素是无取向硅钢中最主要的合金元素，经研究发现，其重量百分比含量控制在2.80％以上时，能够显著提高电阻率、降低铁损、减小磁各向异性，此外，还能降低对噪音产生主要影响的磁致伸缩系数λ100，进而减小噪音，特别是当硅含量≥2.80％，降噪效果尤为明显；但当硅含量≥3.2％以后，由于轧制难度大大增加，生产加工难度大；
锰(Mn)：锰元素控制在0.10％～0.60％范围内可以改善晶体结构，使晶体组织中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面减少，显著改善磁性；
磷(P)：磷元素具有晶界偏聚特性，当P≤0.050％时，随磷含量增加，在弱和中磁场下的磁感应强度提高；而在强磁场下，由于磷使晶粒粗化而磁感应强度略有减少，但相对于普通硅钢，磁感应强度仍然较高；
酸溶铝(Als)：铝元素在无取向硅钢中对磁性能的作用与硅相似，另外，铝还可以使{100}组分增加，减少{111}组分，提高磁导率；但铝含量增加后钢水粘度增大不利于浇铸，且成品退火时表面易发生氧化，研究发现，本发明中控制酸溶铝含量为0.50％～0.90％时，生产的成品无取向硅钢的综合性能最佳；
锑(Sb)：由于锑元素是表面活性元素，可使最终退火织构中面活性组分减少，其含量在0.0030％～0.020％时，成品硅钢具有铁损低，磁导率和磁感应强度高等优点；
铜(Cu)：硅钢中加入铜元素还可以成倍提高成品硅钢的防锈能力，延长硅钢使用寿命，当Cu≤0.050％时，还能起到细化晶粒，优化机械性能的作用。
一种上述所述变压器用无取向硅钢的制备方法，制备工艺步骤包括：
S01、铁水预处理：对含Ti≤0.050％原料铁水进行预处理，控制原料中Ti的含量，降低后续处理难度，处理后铁水含S≤0.0020％，铁水温度≥1350℃，较高的铁水温度可以保证后面炼钢过程中不用或少用吹氧升温；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉中，并加入硅钢和低硫废钢调整温度，调节硅含量，同时避免较多硫随废钢混入，转炉终点成分控制为C：0.020％～0.060％，S≤0.0050％，P≤0.025％，以满足后续精炼要求；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，保证1～2bar的真空度进行深处理脱碳，将碳的百分比含量较低至0.0040％以下，然后依次调节锑、硅、锰和铝的含量，形成的精炼钢水中含Si：2.80％～3.20％，Mn：0.10％～0.60％，Als：0.50％～0.90％，Sb：0.0030％～0.020％。
S04、连铸：将精炼钢水注入连铸机中进行连铸，形成厚度为200～250mm的铸坯，连铸机中连铸二冷水比水量控制在1.8～2.5L/kg，保证铸坯中等轴晶的比例≥65％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热到1060～1120℃，均热时间≥60min，经过7道次精轧加工，中间坯厚度为28～35mm，终轧厚度为1.8～2.5mm，终轧温度800～900℃，卷取温度580～680℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，然后对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，形成厚度为0.25～0.35mm的冷轧带钢；可以理解的，硅钢片越薄性能越好；
S08、连续退火：将冷轧带钢用浓度为2.0％～3.5％、温度为60～80℃的NaOH溶液清洗干净后再连续通过退火炉进行微张力退火处理；
S09、涂层：在带钢表面涂覆镁系铬酸盐涂层，并对涂层进行烘烤，形成成品带钢。
进一步地，所述转炉冶炼步骤中加入的低硫废钢含S≤0.0050％。
进一步地，所述RH精炼步骤中，保证钢水中有500～700ppm的活度氧，用于烧损钢水中的有害元素，提高钢水纯净度；活度氧含量通过控制转炉终点钢水中的氧含量控制。
进一步地，所述RH精炼步骤中，使用锑铁合金调锑，使用低碳低钛硅铁调硅，使用电解锰调锰，使用铝粒调铝。
进一步地，连铸中间包中钢水含O≤0.0010％，以减少连铸过程中形成氧化物夹杂。
进一步地，所述常化、酸洗步骤中，常化温度为920～980℃，常化工艺段时间≥90s，使得热轧板的纤维组织充分均匀球团化。
进一步地，所述常化、酸洗步骤中，使用的清洗液为盐酸。
进一步地，所述连续退火步骤中，控制退火炉内张力不高于1.0KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛。
进一步地，所述涂层步骤中，烘烤后带钢表面温度要求达到300～340℃，使涂层中的Cr6+快速被还原成Cr3+，保证达到环保要求，同时增强涂层附着力。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢，铁损P1.5/50≤2.20W/kg，磁感应强度B50≥1.66T，磁致伸缩系数λ100≤20×10-6；
(2)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢，制成的变压器样机空载电流≤2.5A，空载损耗≤1.3KW，噪音≤50db；
(3)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢，其中加入了质量百分比含量在0.0030％～0.020％范围内的锑元素，可使最终退火织构中面活性组分减少，且使成品硅钢具有铁损低，磁导率和磁感应强度高等优点；
(4)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，采用含Ti≤0.050％原料铁水进行预处理，控制原料中Ti的含量，降低后续处理难度；处理后铁水温度≥1350℃，较高的铁水温度可以保证后面炼钢过程中不用或少用吹氧升温；
(5)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，转炉冶炼步骤中采用含S≤0.0050％的低硫废钢调整温度，可以避免较多硫随废钢混入；
(6)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，RH精炼步骤中，保证1～2bar的真空度进行深处理脱碳，将碳的百分比含量较低至0.0040％以下，优化成品硅钢的磁性能；
(7)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，RH精炼步骤中，保证钢水中有500～700ppm的活度氧，用于烧损钢水中的有害元素，提高钢水纯净度；
(8)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，连铸步骤中，连铸机中连铸二冷水比水量控制在1.8～2.5L/kg，保证铸坯中等轴晶的比例≥65％，以减少存在各向异性、尺寸粗大、对组织、织构及性能产生不利影响的柱状晶比例；
(9)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，连铸中间包中钢水含O≤0.0010％，以减少连铸过程中形成氧化物夹杂；
(10)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，常化、酸洗步骤中，常化温度为920～980℃，常化工艺段时间≥90s，使得热轧板的纤维组织充分均匀球团化，有利于冷轧顺行降低产生边裂和断带的风险；
(11)本发明提供的一种变压器用无取向硅钢的制备方法，涂层步骤中，烘烤后带钢表面温度要求达到300～340℃，使涂层中的Cr6+快速被还原成Cr3+，保证达到环保要求，同时增强涂层附着力。
附图说明
图1、本发明的无取向硅钢的制备工艺流程图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
实施例1
一种变压器用无取向硅钢，如表1所示，其化学成分按重量百分数计为C：0.0040％，Si：2.80％，Mn：0.10％，P：0.050％，Als：0.50％，Sb：0.0030％，S：0.0020％，N：0.0020％，Ti：0.0020％，Cu：0.050％，Nb：0.0020％，V：0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
如图1所示，该变压器用无取向硅钢的制备工艺步骤如下：
S01、铁水预处理：采用Ti含量为0.050％的原料铁水，进行处理后铁水S含量为0.0020％，铁水温度为1350℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉进行冶炼，加入硅钢和含S＝0.0050％的自循环低硫废钢调整温度，转炉终点成分中C：0.060％，S：0.0050％，P：0.025％，[O]：500ppm；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，在1bar的真空度进行深处理脱碳，然后先使用锑铁合金调锑，再使用低碳低钛硅铁调硅，再使用电解锰调锰，最后采用铝粒调铝，形成精炼钢水；
S04、连铸：在连铸中间包检测各元素含量，连铸采用电磁搅拌，连铸机中连铸二冷水比水量控制在1.8L/kg，得到250mm×10m规格铸坯，经检测等轴晶比例65％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热至1120℃，均热时间为60min，中间坯厚度设定为28mm，精轧7道次轧制2.5mm，终轧温度设定为900℃，卷取温度设定为580℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，常化温度为920℃，常化工艺段时间90s；然后用盐酸对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，经过5道次冷轧成0.35mm厚度带钢，然后在浓度2.0％，温度为60℃的NaOH碱洗槽内清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢送入连续退火炉进行微张力退火，炉内张力1.0KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛；
S09、涂层：完成退火后的带钢经过涂层机组涂覆一层镁系铬酸盐涂层并烘干固化，烘烤时的带钢表面温度为300℃，形成成品带钢。
如表2所示，采用上述成分和工艺制备的无取向硅钢产品，使用爱泼斯坦方圈测是方法测试所得磁性能，铁损P1.5/50＝2.20W/Kg，磁感B50＝1.67T，磁致伸缩系数λ100＝20×10-6；制成的变压器样机经测试，空载电流＝2.5A，空载损耗＝1.3KW，噪音＝50db；各项性能指标满足变压器的设计要求。
实施例2
一种变压器用无取向硅钢，如表1所示，其化学成分按重量百分数计为C：0.0022％，Si：2.80％，Mn：0.10％，P：0.050％，Als：0.70％，Sb：0.0044％，S：0.0017％，N：0.0013％，Ti：0.0017％，Cu：0.040％，Nb：0.0015％，V：0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
如图1所示，该变压器用无取向硅钢的制备工艺步骤如下：
S01、铁水预处理：采用Ti含量为0.046％的原料铁水，进行处理后铁水S含量为0.0015％，铁水温度为1354℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉进行冶炼，加入硅钢和含S＝0.0050％的自循环低硫废钢调整温度，转炉终点成分中C：0.055％，S：0.0046％，P：0.025％，[O]：650ppm；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，在1.5bar的真空度进行深处理脱碳，然后先使用锑铁合金调锑，再使用低碳低钛硅铁调硅，再使用电解锰调锰，最后采用铝粒调铝，形成精炼钢水；
S04、连铸：在连铸中间包检测各元素含量，连铸采用电磁搅拌，连铸机中连铸二冷水比水量控制在1.8L/kg，得到200mm×10m规格铸坯，经检测等轴晶比例69％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热至1060℃，均热时间为72min，中间坯厚度设定为30mm，精轧7道次轧制2.5mm，终轧温度设定为800℃，卷取温度设定为580℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，常化温度为940℃，常化工艺段时间90s；然后用盐酸对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，经过5道次冷轧成0.35mm厚度带钢，然后在浓度2.0％，温度为80℃的NaOH碱洗槽内清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢送入连续退火炉进行微张力退火，炉内张力1.0KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛；
S09、涂层：完成退火后的带钢经过涂层机组涂覆一层镁系铬酸盐涂层并烘干固化，烘烤时的带钢表面温度为300℃，形成成品带钢。
如表2所示，采用上述成分和工艺制备的无取向硅钢产品，使用爱泼斯坦方圈测是方法测试所得磁性能，铁损P1.5/50＝2.17W/Kg，磁感B50＝1.67T，磁致伸缩系数λ100＝18.8×10-6；制成的变压器样机经测试，空载电流＝2.35A，空载损耗＝1.23KW，噪音＝47.3db；各项性能指标满足变压器的设计要求。
实施例3
一种变压器用无取向硅钢，如表1所示，其化学成分按重量百分数计为C：0.0022％，Si：2.80％，Mn：0.34％，P：0.022％，Als：0.90％，Sb：0.0113％，S：0.0014％，N：0.0017％，Ti：0.0012％，Cu：0.030％，Nb：0.0017％，V：0.0009％，其余为Fe及不可避免的杂质。
如图1所示，该变压器用无取向硅钢的制备工艺步骤如下：
S01、铁水预处理：采用Ti含量为0.045％的原料铁水，进行处理后铁水S含量为0.0015％，铁水温度为1355℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉进行冶炼，加入硅钢和含S＝0.0043％的自循环低硫废钢调整温度，转炉终点成分中C：0.04％，S：0.0027％，P：0.023％，Mn：0.09％，[O]：630ppm；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，在1.5bar的真空度进行深处理脱碳，然后先使用锑铁合金调锑，再使用低碳低钛硅铁调硅，再使用电解锰调锰，最后采用铝粒调铝，形成精炼钢水；
S04、连铸：在连铸中间包检测各元素含量，连铸采用电磁搅拌，连铸机中连铸二冷水比水量控制在1.8L/kg，得到230mm×10m规格铸坯，经检测等轴晶比例66％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热至1060℃，均热时间为60min，中间坯厚度设定为35mm，精轧7道次轧制2.0mm，终轧温度设定为800℃，卷取温度设定为620℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，常化温度为920℃，常化工艺段时间90s；然后用盐酸对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，经过5道次冷轧成0.35mm厚度带钢，然后在浓度2.5％，温度为70℃的NaOH碱洗槽内清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢送入连续退火炉进行微张力退火，炉内张力1.0KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛；
S09、涂层：完成退火后的带钢经过涂层机组涂覆一层镁系铬酸盐涂层并烘干固化，烘烤时的带钢表面温度为300℃，形成成品带钢。
如表2所示，采用上述成分和工艺制备的无取向硅钢产品，使用爱泼斯坦方圈测是方法测试所得磁性能，铁损P1.5/50＝2.05W/Kg，磁感B50＝1.67T，磁致伸缩系数λ100＝17.8×10-6；制成的变压器样机经测试，空载电流＝2.12A，空载损耗＝0.557KW，噪音＝49.5db；各项性能指标满足变压器的设计要求。
实施例4
一种变压器用无取向硅钢，如表1所示，其化学成分按重量百分数计为C：0.0018％，Si：3.03％，Mn：0.31％，P：0.021％，Als：0.73％，Sb：0.012％，S：0.0012％，N：0.0012％，Ti：0.0015％，Cu：0.028％，Nb：0.0015％，V：0.0011％，其余为Fe及不可避免的杂质。
如图1所示，该变压器用无取向硅钢的制备工艺步骤如下：
S01、铁水预处理：采用Ti含量为0.045％的原料铁水，进行处理后铁水S含量为0.0010％，铁水温度为1355℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉进行冶炼，加入硅钢和含S＝0.0033％的自循环低硫废钢调整温度，转炉终点成分中C：0.045％，S：0.0029％，P：0.024％，Mn：0.10％，[O]：580ppm；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，在1.5bar的真空度进行深处理脱碳，然后先使用锑铁合金调锑，再使用低碳低钛硅铁调硅，再使用电解锰调锰，最后采用铝粒调铝，形成精炼钢水；
S04、连铸：在连铸中间包检测各元素含量，连铸采用电磁搅拌，连铸机中连铸二冷水比水量控制在2.0L/kg，得到230mm×10m规格铸坯，经检测等轴晶比例68％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热至1060℃，均热时间为60min，中间坯厚度设定为35mm，精轧7道次轧制2.5mm，终轧温度设定为850℃，卷取温度设定为580℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，常化温度为980℃，常化工艺段时间110s；然后用盐酸对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，经过6道次冷轧成0.30mm厚度带钢，然后在浓度2.0％，温度为80℃的NaOH碱洗槽内清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢送入连续退火炉进行微张力退火，炉内张力0.9KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛；
S09、涂层：完成退火后的带钢经过涂层机组涂覆一层镁系铬酸盐涂层并烘干固化，烘烤时的带钢表面温度为340℃，形成成品带钢。
如表2所示，采用上述成分和工艺制备的无取向硅钢产品，使用爱泼斯坦方圈测是方法测试所得磁性能，铁损P1.5/50＝2.20W/Kg，磁感B50＝1.67T，磁致伸缩系数λ100＝18.3×10-6；制成的变压器样机经测试，空载电流＝2.1A，空载损耗＝0.524KW，噪音＝48.3db；各项性能指标满足变压器的设计要求。
实施例5
一种变压器用无取向硅钢，如表1所示，其化学成分按重量百分数计为C：0.0018％，Si：3.11％，Mn：0.31％，P：0.021％，Als：0.50％，Sb：0.020％，S：0.0012％，N：0.0012％，Ti：0.0015％，Cu：0.028％，Nb：0.0015％，V：0.0011％，其余为Fe及不可避免的杂质。
如图1所示，该变压器用无取向硅钢的制备工艺步骤如下：
S01、铁水预处理：采用Ti含量为0.045％的原料铁水，进行处理后铁水S含量为0.0015％，铁水温度为1355℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉进行冶炼，加入硅钢和含S＝0.0025％的自循环低硫废钢调整温度，转炉终点成分中C：0.04％，S：0.0017％，P：0.023％，Mn：0.09％，[O]：530ppm；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，在1.5bar的真空度进行深处理脱碳，然后先使用锑铁合金调锑，再使用低碳低钛硅铁调硅，再使用电解锰调锰，最后采用铝粒调铝，形成精炼钢水；
S04、连铸：在连铸中间包检测各元素含量，连铸采用电磁搅拌，连铸机中连铸二冷水比水量控制在2.5L/kg，得到230mm×10m规格铸坯，经检测等轴晶比例77％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热至1120℃，均热时间为80min，中间坯厚度设定为35mm，精轧7道次轧制1.8mm，终轧温度设定为800℃，卷取温度设定为620℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，常化温度为920℃，常化工艺段时间90s；然后用盐酸对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，经过6道次冷轧成0.30mm厚度带钢，然后在浓度2.5％，温度为70℃的NaOH碱洗槽内清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢送入连续退火炉进行微张力退火，炉内张力1.0KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛；
S09、涂层：完成退火后的带钢经过涂层机组涂覆一层镁系铬酸盐涂层并烘干固化，烘烤时的带钢表面温度为340℃，形成成品带钢。
如表2所示，采用上述成分和工艺制备的无取向硅钢产品，使用爱泼斯坦方圈测是方法测试所得磁性能，铁损P1.5/50＝2.09W/Kg，磁感B50＝1.66T，磁致伸缩系数λ100＝15.6×10-6；制成的变压器样机经测试，空载电流＝1.97A，空载损耗＝0.493KW，噪音＝42.1db；各项性能指标满足变压器的设计要求。
实施例6
一种变压器用无取向硅钢，如表1所示，其化学成分按重量百分数计为C：0.0011％，Si：3.20％，Mn：0.60％，P：0.014％，Als：0.90％，Sb：0.020％，S：0.0009％，N：0.0010％，Ti：0.0009％，Cu：0.041％，Nb：0.0010％，V：0.0012％，其余为Fe及不可避免的杂质。
如图1所示，该变压器用无取向硅钢的制备工艺步骤如下：
S01、铁水预处理：采用Ti含量为0.035％的原料铁水，进行处理后铁水S含量为0.0010％，铁水温度为1357℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉进行冶炼，加入硅钢和含S＝0.0035％的自循环低硫废钢调整温度，转炉终点成分中C：0.020％，S：0.0030％，P：0.021％，[O]：700ppm；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，在2bar的真空度进行深处理脱碳，然后先使用锑铁合金调锑，再使用低碳低钛硅铁调硅，再使用电解锰调锰，最后采用铝粒调铝，形成精炼钢水；
S04、连铸：在连铸中间包检测各元素含量，连铸采用电磁搅拌，连铸机中连铸二冷水比水量控制在2.5L/kg，得到200mm×10m规格铸坯，经检测等轴晶比例78％；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热至1120℃，均热时间为89min，中间坯厚度设定为28mm，精轧7道次轧制1.8mm，终轧温度设定为800℃，卷取温度设定为680℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，常化温度为980℃，常化工艺段时间97s；然后用盐酸对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，经过6道次冷轧成0.30mm厚度带钢，然后在浓度3.5％，温度为80℃的NaOH碱洗槽内清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢送入连续退火炉进行微张力退火，炉内张力0.76KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛；
S09、涂层：完成退火后的带钢经过涂层机组涂覆一层镁系铬酸盐涂层并烘干固化，烘烤时的带钢表面温度为340℃，形成成品带钢。
如表2所示，采用上述成分和工艺制备的无取向硅钢产品，使用爱泼斯坦方圈测是方法测试所得磁性能，铁损P1.5/50＝2.01W/Kg，磁感B50＝1.67T，磁致伸缩系数λ100＝14.3×10-6；制成的变压器样机经测试，空载电流＝1.88A，空载损耗＝0.477KW，噪音＝40.2db；各项性能指标满足变压器的设计要求。
表1各实施例中的变压器用无取向硅钢的成分及含量
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| C(wt％) | 0.0040 | 0.0022 | 0.0022 | 0.0018 | 0.0018 | 0.0011 |
| Si(wt％) | 2.80 | 2.80 | 2.80 | 3.03 | 3.11 | 3.20 |
| Mn(wt％) | 0.10 | 0.10 | 0.34 | 0.31 | 0.31 | 0.60 |
| P(wt％) | 0.050 | 0.050 | 0.022 | 0.021 | 0.021 | 0.014 |
| Als(wt％) | 0.50 | 0.70 | 0.90 | 0.73 | 0.50 | 0.90 |
| Sb(wt％) | 0.0030 | 0.0044 | 0.0113 | 0.012 | 0.020 | 0.020 |
| S(wt％) | 0.0020 | 0.0017 | 0.0014 | 0.0012 | 0.0012 | 0.0009 |
| N(wt％) | 0.0020 | 0.0013 | 0.0017 | 0.0012 | 0.0012 | 0.0010 |
| Ti(wt％) | 0.0020 | 0.0017 | 0.0012 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0009 |
| Cu(wt％) | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.028 | 0.028 | 0.041 |
| Nb(wt％) | 0.0020 | 0.0015 | 0.0017 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0010 |
| V(wt％) | 0.0020 | 0.0020 | 0.0009 | 0.0011 | 0.0011 | 0.0012 |
| Fe及其它 | Fe及其它 | Fe及其它 | Fe及其它 | Fe及其它 | Fe及其它 | Fe及其它 |
表2各实施例中的变压器用无取向硅钢的性能参数
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种变压器用无取向硅钢，其特征在于：以重量百分数计，其化学成分为C≤0.0040％，Si：2.80％～3.20％，Mn：0.10％～0.60％，P≤0.050％，Als：0.50％～0.90％，Sb：0.0030％～0.020％，S≤0.0020％，N≤0.0020％，Ti≤0.0020％，Cu≤0.050％，Nb≤0.0020％，V≤0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.一种权利要求1中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于，制备工艺步骤包括：
S01、铁水预处理：对含Ti≤0.050％原料铁水进行预处理，处理后铁水含S≤0.0020％，铁水温度≥1350℃；
S02、转炉冶炼：将预处理后的铁水注入转炉中，并加入硅钢和低硫废钢调整温度，转炉终点成分控制为C：0.020％～0.060％，S≤0.0050％，P≤0.025％；
S03、RH精炼：将转炉冶炼取得的钢水注入RH精炼炉中精炼，保证1～2bar的真空度进行深处理脱碳，然后依次调节锑、硅、锰和铝的含量，形成精炼钢水。
S04、连铸：将精炼钢水注入连铸机中进行连铸，形成厚度为200～250mm的铸坯，连铸机中连铸二冷水比水量控制在1.8～2.5L/kg；
S05、热轧：将铸坯置于热轧线上进行热轧，铸坯加热到1060～1120℃，均热时间≥60min，经过7道次精轧加工，中间坯厚度为28～35mm，终轧厚度为1.8～2.5mm，终轧温度800～900℃，卷取温度580～680℃；
S06、常化、酸洗：将热轧后的料坯置于常化炉内常化处理，然后对料坯进行酸洗，酸洗后表面无肉眼可见的氧化皮或污渍即可；
S07、冷轧：将酸洗后的料坯置于冷轧设备中轧制，形成厚度为0.25～0.35mm的冷轧带钢，然后用浓度为2.5％，温度为70℃的NaOH溶液清洗干净；
S08、连续退火：将冷轧带钢连续通过退火炉退火处理，退火炉内碱洗段碱液浓度为2.0％～3.5％，碱液温度为60～80℃，清洗至冷轧带钢表面干净；
S09、涂层：在带钢表面涂覆镁系铬酸盐涂层，并对涂层进行烘烤，形成成品带钢。
3.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述转炉冶炼步骤中加入的低硫废钢含S≤0.0050％。
4.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述RH精炼步骤中，保证钢水中有500～700ppm的活度氧。
5.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述RH精炼步骤中，使用锑铁合金调锑，使用低碳低钛硅铁调硅，使用电解锰调锰，使用铝粒调铝。
6.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：连铸中间包中钢水含O≤0.0010％。
7.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述常化、酸洗步骤中，常化温度为920～980℃，常化工艺段时间≥90s。
8.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述常化、酸洗步骤中，使用的清洗液为盐酸。
9.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述连续退火步骤中，控制退火炉内张力不高于1.0KN，且退火炉内保持H2+N2混合的还原性气氛。
10.根据权利要求2中所述变压器用无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述涂层步骤中，烘烤后带钢表面温度要求达到300～340℃。
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