CN110004280A

CN110004280A - 无取向电工钢板的制备方法

Info

Publication number: CN110004280A
Application number: CN201811596183.2A
Authority: CN
Inventors: 李世日; 郑济淑; 孔钟判
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-07-12
Also published as: KR20190077891A; KR102080167B1

Abstract

本发明一实施例的无取向电工钢板的制备方法包括：由钢水制备板坯的步骤；将板坯连续热轧而制备热轧板的步骤；及冷轧热轧板而制备冷轧板的步骤。制备热轧板的步骤包括粗轧步骤及精轧步骤，在所述精轧中，在首台轧机前测量的张力可为0.2～1.5kgf/mm²。

Description

无取向电工钢板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种无取向电工钢板的制备方法。具体涉及一种如下的方法：该方法使用直接连接连铸工序和热轧工序的设备，制备形状和磁性同时优异的无取向电工钢板。

背景技术

无取向电工钢板通常由厚度小的钢板制成并进行层压而使用。通过层压无取向电工钢板而制备的电动机用于家用电器或设备领域，或者用作汽车的辅助驱动装置。为此，必须精确控制板厚。为了提高能量效率，人们要求开发用于减少电动机中发生的损耗的技术，并且开发了用于改善磁通密度以实现电动机小型化的技术。

在无取向电工钢板中，可以通过铁损和磁通密度来评估磁性，这两个特性均受到钢凝固后在高温工序中形成的析出物和夹杂物的极大影响。其中，就铁损而言，由于微小的析出物而干扰磁畴移动，并且由此引起的损失表现为铁损增加。就磁通密度而言，在高温工序中形成的析出物和夹杂物干扰晶粒移动，由此影响织构形成，最终退火后钢板的磁通密度发生变化。因此，有效利用钢中的夹杂物或析出物可谓确保无取向电工钢板磁性的最重要技术之一。

在制备过程中的每个单独的工序步骤都会影响最终产品的磁特性。由于这种原因，钢中的微观组织状态由于例如道次顺序和在每个轧制道次中施加到热轧卷的荷载或轧辊的状态、摩擦力、压下率等而变化，并且析出物的生长也受到影响。另外，这种影响不仅发生在单位工序中，还影响最终产品的特征。

其中，冷轧后的粗糙度或板的形状受到施加到热轧卷的荷载或轧辊的状态、摩擦力、压下率等的很大影响。粗糙度和板的形状是在层压板时决定层压后芯材中的磁特性的重要因素。因此，需要一种控制该因素的技术。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种无取向电工钢板及其制备方法。具体提供一种如下的方法：该方法使用直接连接连铸工序和热轧工序的设备，制备形状和磁性同时优异的无取向电工钢板。

技术方案

本发明一实施例的无取向电工钢板的制备方法包括：由钢水制备板坯的步骤；将板坯连续热轧而制备热轧板的步骤；及对热轧板进行热轧而制备冷轧板的步骤。制备热轧板的步骤可包括粗轧步骤及精轧步骤，在所述精轧中可在0.2～1.5kgf/mm²的张力下执行首次轧制。

在制备板坯的步骤中，所述板坯的厚度可为50mm～100mm。

在制备板坯的步骤中，板坯可按重量％包含N：0.005％以下、C：0.05％以下、Si：6.5％以下、Al：3.5％以下及Mn：0.02％～3.0％，余量包含Fe及不可避免的杂质。

板坯可进一步包含Ni：0.005％～5.0％、Cr：0.005％～5.0％、P：0.003％～0.1％、Sn：0.1％以下、Ca：0.0005％～0.005％、As：0.05％以下、Be：0.003％以下、Se：0.003％以下、S：0.003％以下及Mg：0.005％以下中的一种以上。

板坯可进一步以单独的含量或总量为1.0重量％以下的方式包含选自Cu、Sb、Zr、V、Ti、Co、Pb、Nb及B中的一种以上的成分。

在制备板坯的步骤之后，可进一步包括加热板坯的步骤。

在制备热轧板的步骤中，可在90体积％以上的板坯凝固之后5分钟以内开始热轧。

在粗轧步骤后，可进一步包括对粗轧后的棒材(bar)进行加热的步骤。

在制备热轧板的步骤中，可在90体积％以上的所述板坯凝固且经过1～15分钟后结束精轧步骤。

在精轧步骤中的压下率可以比粗轧步骤中的压下率高5～20％。

在精轧步骤中的压下率可为85～95％。

精轧步骤可包括由摩擦系数为0.3以下的轧机执行的道次。

在90体积％以上的板坯凝固之后，板表面温度为1100℃以上的时间可为5分钟以下。

在90体积％以上的板坯凝固之后，板表面温度为800℃以上的时间可为30分钟以下。

在精轧步骤中，可对1m²的钢板表面积喷射0.01～50L/min的润滑油。

在制备热轧板的步骤之后，在除热轧板的宽度方向边缘中30mm之外，热轧板的最厚部分与最薄部分的厚度之差可以为40μm以下。

在制备热轧板的步骤之后进行所述热轧板的织构分析时，{100}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度(intensity)可为{111}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度的0.5～50倍。

在制备热轧板的步骤之后，可进一步包括酸洗热轧板的步骤。

在制备热轧板的步骤之后，可进一步包括退火热轧板的步骤。

在制备冷轧板的步骤中的压下率可为50～92％。

在制备冷轧板的步骤之后，在除冷轧板的宽度方向边缘中30mm之外，冷轧板的最厚部分与最薄部分的厚度之差可以为3μm以下。

在制备冷轧板的步骤之后，冷轧板的顶面及底面的表面粗糙度(Ra)可分别为0.05～0.5μm。

在制备冷轧板的步骤之后，冷轧板的顶面及底面的表面粗糙度(Ra)之和可以为0.5μm以下。

在制备冷轧板的步骤之后，可进一步包括最终退火冷轧板的步骤。

在最终退火冷轧板的步骤中获得的钢板可以满足下列公式(1)及公式(2)，

公式(1)B₂₅≥0.79×(2.156-0.0413×[Si]-0.0604×[Al]),

公式(2)W_15/50/(t+0.01×t^1.5+0.001×t²)≤10

其中，B₂₅表示在2500A/m下测量的磁通密度值(T)，[Si]及[Al]表示板坯内的Si含量(重量％)，W_15/50表示当钢板被磁化为在50Hz驻波下具有1.5T的磁通密度时测量的铁损值(W/kg)，t表示冷轧板的厚度(mm)。

在制备冷轧板的步骤之后分析冷轧板的织构时，{100}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度(intensity)可以比{111}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度大1.5倍以上。

本发明一实施例的无取向电工钢板可由前述制备方法制备。

有益效果

根据本发明的一实施例，具体能够使用直接连接连铸工序和热轧工序的工序来制备形状和磁性同时优异的无取向电工钢板。

具体地，能够制备凸度及表面粗糙度小、铁损低以及磁通密度高的无取向电工钢板。

附图说明

图1为示意地表示在本发明一实施例的制备方法中随时间变化的板表面温度的图表。

图2为示意地表示本发明另一实施例的制备方法中随时间变化的板表面温度的图表。

图3为示意地表示本发明另一实施例的制备方法中随时间变化的板表面温度的图表。

图4为执行本发明一实施例的制备方法的装置布局(lay-out)的示意图。

具体实施方式

第一、第二和第三等术语用于描述各种部分、成分、区域、层和/或截面(section)，但并不限于此。这些术语仅用于将某一部分、成分、区域、层或截面与另一部分、成分、区域、层或截面区别。因此，在不脱离本发明范围的情况下，下面描述的第一部分、组分、区域、层或截面可以被称为第二部分、成分、区域、层或截面。

这里使用的专业术语仅用于描述特定实施例，并不意图限制本发明。除非表示明显相反的含义，这里使用的单数形式也包括复数形式。在说明书中使用的“包括”的含义用于具体化特定特性、区域、整数、步骤、操作、元素和/或成分，并不排除其他特性、区域、整数、步骤、操作、元素和/或成分的存在或附加。

当提到某一部分在另一部分的“上面”或“上方”时，该部分可以直接在另一部分的上面或上方，或者可以在两者之间具有其他部分。相反，当提到某一部分直接在另一部分的“上方”时，两者之间没有其他部分。

虽然未做不同的定义，在本文中使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。在通常使用的词典中定义的术语进一步解释为具有与相关技术文献和当前公开的内容一致的含义，并且除非另行定义，不应解释为理想或非常正式的含义。

除非另有说明，％表示重量％，1ppm表示0.0001重量％。

在本发明的一实施例中，进一步包含额外元素意味着该额外元素代替剩余部分的铁(Fe)，而且该元素的添加量相当于铁(Fe)的减少量。

下面，详细描述本发明的实施例，以使本领域技术人员可以容易实施本发明。然而，本发明可以以多种不同的形式实现，而且并不局限于这里说明的实施例。

本发明一实施例的无取向电工钢板的制备方法包括：由钢水制备板坯的步骤；将板坯连续热轧而制备热轧板的步骤；及对热轧板进行冷轧而制备冷轧板的步骤。

下面，对每个步骤进行具体说明。

首先由钢水制备板坯。制备板坯的方法可通过对钢水进行连铸而制备板坯，或者通过带钢铸造方式来制备板坯。

板坯的厚度可为50mm～100mm。当板坯的厚度超过100mm时，不仅难以进行高速铸造，而且在粗轧时可能会增加轧制负荷。当板坯厚度小于50mm时，铸片温度可能会急剧下降，或者难以形成均匀的组织。

板坯按重量％可包含N：0.005％以下、C：0.05％以下、Si：6.5％以下、Al：3.5％以下及Mn：0.02～3.0％，余量可包含Fe及不可避免的杂质。

下面，对板坯的合金组成进行说明。

N：0.005重量％以下

氮(N)是在钢中形成氮化物并对磁性特别对铁损产生不利影响的元素。因此，板坯中N的含量可为0.005重量％以下。更具体地，N可以以0.0005～0.005重量％的量包含在板坯中。

C：0.05重量％以下

碳(C)是在钢中形成碳化物并对磁性特别对铁损产生不利影响的元素。它还在冷轧或热轧过程中起到形成有利于磁性的织构的作用。C可以以0.05重量％以下的量包含在板坯中。在制备电工钢板的过程中可包括脱碳过程，在此情况下，电工钢板中的碳含量可为0.005重量％以下。更具体地，C可以以0.001～0.01重量％的量包含在板坯中。在本发明的一实施例中，当合金成分的下限不受限制时，可以解释为排除0重量％。

Si：6.5重量％以下

硅(Si)是能够大幅提高钢中的电阻率以降低铁损的元素。此外，当作为铁氧体稳定元素添加时，即使提高退火温度也能保持铁素体相。因此，硅是一种能够使为了减少铁损而生长晶粒的高温退火成为可能的元素。当添加过量的Si时，由于钢中的规则相排列，在常温下可能无法进行轧制。因此，Si可以以6.5重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，Si可以以0.3～6.0重量％的量包含在板坯中。

Al：3.5重量％以下

铝(Al)是能够大幅提高钢中的电阻率以降低铁损的元素。此外，当作为铁素体稳定元素添加时，即使提高退火温度也能保持铁素体相。因此，它是能够使为了减少铁损而生长晶粒的高温退火成为可能的元素。当添加过量的铝时，它在连续铸造过程中与连铸助熔剂等反应，使凝固浴表面不规则，从而可能无法进行稳定的铸造。因此，Al可以以3.5重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，Al可以以0.0005～3.0重量％的量包含在板坯中。

Mn：0.02～3.0重量％

锰(Mn)是能够提高钢中的电阻率以降低铁损的元素，并且通过与钢中的S等结合而形成粗大的MnS析出物，从而稳定干扰磁畴移动的微小析出物的影响。当添加量过少时，可能无法充分发挥前述作用。而且，当过量添加Mn作为奥氏体稳定元素时，在退火温度范围内形成奥氏体相，有可能增加铁损。因此，Mn可以以0.02～3.0重量％的量包含在板坯中。更具体地，Mn可以以0.05～2.5重量％的包含在板坯中。

Ni：0.005～5.0重量％

镍(Ni)是能够提高钢中的电阻率以降低铁损的元素，它还是当作为磁性材料添加时能够提高磁通密度的元素。当Ni的含量过少时，可能无法充分发挥前述作用。此外，当过量添加Ni作为奥氏体稳定元素时，在退火温度范围内形成奥氏体相，有可能增加铁损。因此，Ni可以以0.005～5.0重量％的量包含在板坯中。更具体地，Ni可以以0.01～2.5重量％的量包含在板坯中。

Cr：0.005～5.0重量％

铬(Cr)是能够提高钢中的电阻率以降低铁损的元素，它还是有助于提高钢的强度而获得高强度特性的元素。另外，它是能够在表面上形成致密的氧化膜以降低二次绝缘涂覆的必要性并大幅提高耐腐蚀性的元素。当Cr的含量过少时，可能无法充分发挥前述作用。当添加过量的Cr时，钢中的氧化物增加，会干扰磁畴移动，从而增加铁损并降低饱和磁通密度。因此，Cr可以以0.005～5.0重量％的量包含在板坯中。更具体地，Cr可以以0.01～2.5重量％的量包含在板坯中。

P：0.003％～0.1重量％

磷(P)是能够提高钢的电阻率以降低铁损的元素，它还是当作为磁性材料添加时能够提高磁通密度的元素。当P的含量过少时，可能无法充分发挥前述作用。当添加过量的P时，P会偏析在钢中的晶界中，从而大幅减弱晶界之间的结合力。因此，P可以以0.003～0.1重量％的量包含在板坯中。更具体地，P可以以0.005～0.05重量％的量包含在板坯中。

Sn：0.1重量％以下

锡(Sn)是偏析元素，它是在退火过程中改善织构以提高磁性但不形成析出物的元素。当添加过量的Sn时，在常温下轧制时在铁素体中可能会诱发轧制板的破裂，并且在轧制过程可能会引发表面上的滑移。因此，Sn可以以0.1重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，Sn的含量可为0.001～0.1重量％。

Ca：0.0005～0.005重量％

钙(Ca)是与钢中的S结合而形成硫化物的元素。当添加过量的Ca时，会形成钢中氧化物，可能对铁损产生不利影响。因此，Ca可以以0.0005～0.005重量％的量包含在板坯中。更具体地，Ca的含量可为0.0005～0.003重量％。

As：0.05重量％以下

砷(As)是添加到钢中时形成有利于磁性的织构的元素，但过量添加时会增加铁损。因此，As可以以0.05重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，As的含量可为0.0005～0.03重量％。

Be：0.003重量％以下

铍(Be)是形成复合析出物的元素。当过量添加时，可能会形成固溶在钢中而干扰磁畴移动的析出物。因此，Be可以以0.003重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，Be可以以0.0001～0.003重量％的量包含在板坯中。

Se：0.003重量％以下

硒(Se)是形成复合析出物的元素。当过量添加时，可能会固溶在钢中而形成干扰磁畴移动的析出物。因此，Se可以以0.003重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，Se可以以0.0001～0.003重量％的量包括在板中。

S：0.003重量％以下

硫(S)是形成复合析出物的元素。当过量添加时，可能会固溶在钢中而形成干扰磁畴移动的析出物。因此，S可以以0.003重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，S可以以0.0005～0.003重量％的量包含在板坯中。

Mg：0.005重量％以下

镁(Mg)是与钢中的S结合而形成硫化物并且与氧结合而形成氧化物的元素。当过量添加时，可能会固溶在钢中而形成干扰磁畴移动的析出物。因此，Mg可以以0.005重量％以下的量包含在板坯中。更具体地，Mg可以以0.0001～0.003重量％的量包含在板坯中。

选自Cu、Sb、Zr、V、Ti、Co、Pb、Nb及B中的一种以上元素：1.0重量％以下

上述元素可以以1.0重量％以下的含量单独添加，或者可以以1.0重量％以下的总量添加。其中，Cu能够实现钢的高强度化并且提高耐腐蚀性，而且增加电阻率来减少铁损，但是当与钢中的S等结合而形成干扰磁畴移动的析出物时可能会损害铁损。至于除此之外的元素，其为当少量添加时对磁性没有很大效果的元素，或者为虽然表现出更好效果的元素但在过量添加时会在高温下液化而损害连续铸造性能或者形成析出物而损害磁性。因此，优选将这些元素单独的含量或总量控制为1.0重量％以下。

在仅包含一种前述元素的情况下，其各自的含量可为1.0重量％以下，在包含两种以上上述元素的情况下，其总量可为1.0重量％以下。

在如此制备板坯的步骤之后，可进一步包括冷却板坯的第一冷却步骤。具体地，在第一冷却步骤中可以将从1200℃至950℃的冷却进行20～100秒。如果冷却步骤进行时间过长，则可能形成大量的氮化物、硫化物及氧化物等；如果冷却步骤过于仓促地进行，则可能因急剧的温度下降而导致板坯边缘的破裂。

在制备板坯的步骤之后，可进一步包括加热板坯的步骤。板坯加热温度可为1100℃以上。通过进一步包括加热板坯的步骤，在后述的粗轧步骤中能够顺利进行粗轧。

制备板坯的步骤意味着截至90体积％以上的板坯凝固的状态。更具体地，意味着板坯总体积的90体积％以上为固体的状态。当90体积％以上的板坯凝固后轧制时，才能在轧制时形成发达的织构，从而能够制备磁性优异的电工钢板，同时能够稳定地进行热轧操作。

接下来，将板坯连续热轧而制备热轧板。此时，“连续”的含义指用于板坯制备的铸造装置和用于热轧的热轧机直接连接(IN-LINE)。即，“连续”的含义与将板坯切割后对其进行分批热轧的方式不同，其不对板坯进行切割，而是直接进行热轧。

在90体积％以上的板坯凝固之后，可以在5分钟内开始热轧。通过在如此短的时间内开始热轧，能够防止因在凝固时形成的过量夹杂物引起的磁性劣化，并且在热轧时能够顺利形成有利于磁性的织构。

制备热轧板的步骤包括粗轧步骤及精轧步骤。

首先，粗轧步骤具体是对板坯进行粗轧而生产25mm以下厚度的棒材(bar)的步骤。更具体地，粗轧后棒材的厚度可以是10～25mm。当棒材的厚度小于10mm，从而过薄时，粗轧机的压下量增加，这可能由于粗轧机上的负荷增加而导致通板性不稳定。当棒材的厚度过厚时，精轧机上的轧制负荷反而增加，这可能降低通板性。

在粗轧步骤之后，可进一步包括对热轧板进行冷轧的第二冷却步骤。具体地，第二冷却步骤可以将从1000℃至750℃的冷却进行5～20秒。在制备热轧板的过程中，根据温度变化，所形成的夹杂物或析出物发生很大变化。此时进行第二冷却步骤，对减少微小析出物和总析出物的数量非常有利。

在粗轧步骤后，可进一步包括对粗轧后的棒材(bar)进行加热的步骤。棒材的加热温度可为1000℃以上。通过进一步包括加热棒材的步骤，在后述的精轧步骤中能够顺利进行精轧。

接下来，精轧步骤具体是对棒材进行精轧而制备0.8～3.0mm厚度热轧板的步骤。

在本发明一实施例的精轧中，在首台轧机前面测量的张力可为0.2～1.5kgf/mm²。根据精轧时的张力大小，钢的塑性变形时的应力状态发生变化，并且变形组织的形状及其织构也发生变化。另外，由于在轧制时的钢的微观组织也发生变化，因此通过控制为适当的张力范围来抑制对不利于磁性的变形组织的形成，最终能够获得有利于磁性且表面形状及质量优异的电工钢板。具体地，精轧的第一道次可以在0.2～1.5kgf/mm²的张力下进行。具体由图4中的a来表示在首台轧机前面测量的张力。当仅用一台轧机进行精轧时，轧机是指该台轧机；当用多台轧机进行精轧时，轧机是指在多台轧机中钢板首次通过的轧机。此时的张力是施加于板的前后的力，当用通常表示的每单位面积的力来表示张力时，由于板的剖面积根据板的宽度和厚度而变化，因此在板厚产生多种变化的钢铁工艺中不适合采用每单位面积的力来表示张力。在本发明中将与实质上用于设备控制的板宽无关的、施加到板的整个宽度的力表示为张力。此时，在钢板的最小宽度为900mm、最大宽度为1200mm的情况下由本发明的张力来标记，在钢板宽度为1200mm～1500mm的情况下，可以考虑在本发明的张力数值上增加20％后的值。更具体地，精轧的第一道次可在0.25～1.4kgf/mm²的张力下执行。

在90体积％以上的板坯凝固且过1～15分钟以后可以结束精轧步骤。通过如此在短时间内结束板坯的粗轧和精轧，能够防止由过量夹杂物引起的磁性劣化，且在热轧时能够顺利形成有利于磁性的织构。

在精轧步骤中的压下率可以比粗轧步骤中的压下率高5～20％。通过如此将精轧步骤中的压下率设定得高，能够更顺利地形成有利于磁性的织构。更具体地，精轧步骤中的压下率可为85～95％。通过将压下率控制在前述范围内，能够防止由在凝固时形成的过量夹杂物引起的磁性劣化。此外，能够顺利形成有利于磁性的织构。此时，压下率由(1-[轧制后的厚度])/[轧制前的厚度]来计算。

精轧步骤可包括由摩擦系数为0.3以下的轧机来执行的道次。当由单道次执行精轧步骤时，可由摩擦系数为0.3以下的轧机来执行该单道次；当由多道次执行精轧步骤时，多道次中的至少一个道次可由摩擦系数为0.3以下的轧机来执行。具体地，轧机的摩擦系数是指轧机和钢板接触的轧辊的摩擦系数。当摩擦系数过高时，由于表面被挤压而形成变形组织。这种变形组织会对表面形状和磁性带来不良影响。

在精轧步骤之后，可进一步包括卷曲热轧板的步骤。

在90体积％以上的板坯凝固后，板表面温度为1100℃以上的时间可为5分钟以下。如果前述时间延长，则非常不利于磁性，并且有可能在表面上出现结疤缺陷等。

此外，在90体积％以上的板坯凝固后，板表面温度为800℃以上的时间可为30分钟以下。在800℃以上的温度下会形成碳化物和复合析出物，通过缩短该时间，能够抑制碳化物和复合析出物的生成，从而制备磁性优异的电工钢板。

图1至图3示意地表示本发明一实施例的制备方法中随时间变化的板表面温度。图1至图3表示板表面温度为1100℃的时间t1及板表面温度为800℃以上的时间t2。

在精轧步骤中，可对1m²的钢板表面积喷射0.01～50L/min的润滑油。通过如此喷射适量的润滑油，能够大量生成有利于磁性的织构。另外，能够制备粗糙度和板形状优异的电工钢板。

根据精轧中润滑油的使用时间点，喷射到钢板表面上的润滑油的量有可能产生变化。当进行包括多道次的精轧时，在精轧的前端部中板厚度较厚，因此对每1m²的钢板表面积可以使用1～50L/min的润滑油。在精轧的后端部中钢板厚度较薄，因此对每1m²钢板表面积可以使用0.01～1L/min的润滑油。如果道次为偶数，则除以2来区分前端和后端。当道次为奇数时，除以2后向上取整而作为前端，并且向下取整而作为后端。例如，在五个道次的情况下，前端为前三个道次，后端为后面的第四道次和第五道次。所喷射的润滑油量是指喷射在钢板的顶面和底面上的润滑油的总和。

无论在精轧中的哪一个时间点上喷射润滑油，均表现出同样的效果，并且在钢板连续通过精轧机的过程中需要喷射至少一秒的润滑油。更优选地，最好在精轧的整个区域中喷射润滑油。

润滑油是指从中除去普通杂质的水和油的混合物。通常可以使用将200体积份的水和0.1～10体积份的油混合后的润滑油。

如此制备的热轧板的形状优异。具体地，热轧板的凸度非常小。在本发明的一实施例中，凸度是指除宽度方向边缘中30mm之外最厚部分与最薄部分的厚度之差。具体地，在除热轧板的宽度方向边缘中30mm之外，热轧板的最厚部分与最薄部分的厚度之差可以为40μm以下。

此外，对制备后的热轧板进行织构分析时，{100}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度(intensity)为{111}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度的0.5～50倍。由此，最终能够制备形成有多个有利于磁性的织构且磁性优异的电工钢板。

在精轧步骤之后，可进一步包括第三冷却步骤。具体地，第三冷却步骤可将从800℃至650℃的冷却进行2～20秒。在对热轧板进行退火的过程中，根据温度变化，所形成的夹杂物和析出物发生很大的变动。此时执行第三冷却步骤，对减少微小析出物和总析出物的数量非常有利。

在制备热轧板的步骤之后，可进一步包括酸洗热轧板的步骤。通过酸洗热轧板，能够去除形成在热轧板表面上的氧化层。

在制备热轧板的步骤之后，可进一步包括对热轧板进行退火的步骤。可将热轧板退火温度调节为850℃以上来增加有利于磁性的晶体取向。

接下来，对热轧板进行冷轧而制备冷轧板。具体地，对热轧板进行冷轧而制备0.095～1.0mm厚度的冷轧板。在制备冷轧板的步骤中的压下率可以为50～92％。冷轧板可通过中间设有一次或多次中间退火的两次以上的轧制而获得。

如前所述，热轧板的凸度变得非常小，由此冷轧板的凸度也变得非常小。具体地，在除冷轧板的宽度方向边缘中30mm之外，冷轧板的最厚部分与最薄部分的厚度之差可以为3μm以下。

此外，冷轧板的表面粗糙度也非常优异。具体地，冷轧板的顶面及底面的表面粗糙度(Ra)可以为0.05～0.5μm。此外，冷轧板的顶面及底面的表面粗糙度(Ra)之和可以为0.5μm以下。凸度及表面粗糙度为在层压钢板时决定层压后芯材的磁特性的重要因素。

在制备冷轧板的步骤之后，可进一步包括最终退火冷轧板的步骤。最终退火温度可为600～850℃。退火时间可为6小时以下。最终退火冷轧板的步骤可包括脱碳过程。可在气氛气体的温度调节为露点10℃～30℃的情况下执行脱碳。50体积％以上的气氛气体可包括氮。

当露点过低时，可能无法顺利进行脱碳。当露点过高时，在钢的表面上形成氧化层，不能顺利进行脱碳，并且也有可能不利于磁性。当退火温度过低时，不能顺利进行脱碳，当退火温度过高时，有可能导致形状不良。

在最终退火冷轧板的步骤中获得的钢板具有优异的铁损和磁通密度。具体地，可以满足以下公式(1)和(2)。

公式(1)B₂₅≥0.79×(2.156-0.0413×[Si]-0.0604×[Al]),

公式(2)W_15/50/(t+0.01×t^1.5+0.001×t²)≤10

公式(1)表示由本发明一实施例制备的钢板的磁通密度优于由Si、Al的含量计算的磁通密度，并且表示本发明一实施例的制备方法与Si、Al的含量无关地优异。

公式(2)表示当排除钢板厚度因素时由本发明一实施例制备的钢板的铁损优异，并且表示本发明一实施例的制备方法优异。

在制备冷轧板的步骤之后分析所述冷轧板的织构时，{100}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度(intensity)可以比{111}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度高1.5倍以上。由此，最终能够制备形成有多个有利于磁性的织构且磁性优异的电工钢板。

图4表示执行本发明一实施例的制备方法的装置布局(lay-out)。

如图4所示，通过浇铸机10将钢水注入中间包20中，在通过连铸机30而生产的板坯a经过粗轧机40轧制成棒状。通过精轧机50将如此轧制的棒材轧制成热轧钢板。之后，所生产的热轧钢板经过冷轧工序和冷轧钢板退火工序而制成无取向电工钢板。

本发明一实施例的无取向电工钢板可由前述制备方法制备。

下面示出本发明的优选实施例及比较例。然而，以下实施例仅为本发明的一个优选实施例，本发明并不受以下实施例的限定。

实施例1

使用如下的钢水进行实验。该钢水按重量％包括Si：3％、Al：0.3％、Mn：0.5％、P：0.01％、Sn：0.01％、S：0.001％、C：0.003％、N：0.003％、Ni：0.01％、Cr：0.01％、Ca：0.001％、As：0.003％、Mg：0.0005％、Se：0.0003％、Be：0.0003％、总计低于1％的Fe外元素的成分及余量的Fe。施行条件如下：在制备板坯后从1200℃至950℃的冷却时间为30秒，在粗轧后从1000℃至750℃的冷却时间为10秒，在精轧后从800℃至650℃的冷却时间为10秒。在下表1中详细示出上述条件之外的条件。

张力是指精轧时的张力，且表示棒材(bar)在第一个成形区间a中的张力大小。摩擦系数是指在通过多级轧机来进行精轧的过程中在各轧机中测量的摩擦系数中最低摩擦系数。{100}热轧板及{111}热轧板项目是指采用X射线衍射(XRD)或电子背散射衍射(EBSD)测量在1cm²以上面积中沿深度方向1/4处的表面部或者轧制方向及厚度方向之间剖面后计算的反极图(InversePoleFigure，IPF)中热轧板的与板面平行的{100}面及{111}面的随机(random)对比强度。热轧板凸度是指在除热轧板的边缘中30mm之外的板的最厚部分与最薄部分的厚度之差。

{100}退火板、{111}退火板、冷轧板凸度项目通过与前述热轧板同样的方式测量，此时测量对象为经冷轧及退火后的板。

顶面粗糙度是指在经冷轧及退火后的板的顶面部上测量的平均粗糙度，底面粗糙度是指在底面部上测量的平均粗糙度。

【表1】

【表2】

【表3】

从表1至表3可知，在适当张力下执行精轧并且适当控制精轧机的摩擦系数及润滑油喷射量的情况下，所制备的电工钢板的凸度、表面粗糙度及磁性都比较优异。

另外可知，在适当张力下执行精轧但未能适当控制凝固后至800℃以上的时间、精轧机的摩擦系数或润滑油的喷射量的情况下，所制备的电工钢板虽然表面粗糙度特性优异但凸度及磁特性较差。

另外可知，在未在适当张力下执行精轧的情况下，所制备的电工钢板的凸度、表面粗糙度及磁性都比较差。

实施例2

使用如下的钢水进行铸造。该钢水包含下表4中示出的合金成分，并且按重量％包含P：0.02％、Sn：0.05％、S：0.001％、Ni：0.02％、Cr：0.02％、Ca：0.001％、As：0.005％、Mg：0.002％、Se：0.0002％、Be：0.0001％及总计低于1％的Fe外元素的成分及余量的Fe。将原材料制成厚度90mm的板坯。粗轧成18mm厚度的棒材，精轧的首次成形道次在1.01kgf/mm²的张力下进行。在轧制到连续的最终道次的过程中，将全部道次中的轧辊的变形系数设为0.15。在最终轧制线上轧成1.5mm厚度的热轧板。将板坯凝固后到结束热轧为止的时间控制为6分钟、将凝固后至1100℃以上的时间控制为4分钟，将凝固后至800℃以上的时间控制为5.5分钟。之后实施酸洗，并且进行冷轧后进行退火，以制备无取向电工钢板。

【表4】

试样(重量％)	N	C	Si	Al	Mn
						B-1	0.002	0.002	3.4	0.3	0.5
B-2	0.002	0.002	0.5	0.001	0.5
						B-3	0.002	0.002	1.5	0.2	0.5
B-4	0.002	0.002	2.5	0.001	0.5
						B-5	0.002	0.002	3.5	0.1	0.5
B-6	0.002	0.002	3.4	0.3	0.5

【表5】

【表6】

从表4至表6可知，即使在不同的合金组成下实施，所制备的电工钢板的凸度、表面粗糙度及磁性都比较优异。

本发明并不局限于上述实施例，可由多种不同的形式进行制备，本发明所属技术领域的技术人员应能理解在不改变本发明技术思想或必要特征的情况下可由其他具体形式实施。因此应当理解上面所描述的实施例在所有方面上是示意性的，而不是限定性的。

附图标记说明

100 无取向电工钢板制备装置 10 浇铸机

20 中间包 30 连铸机

40 粗轧机 50 精轧机

A 张力测量位置 t1 1100℃以上的时间

t2 800℃以上的时间

Claims

1.一种无取向电工钢板的制备方法，包括：

由钢水制备板坯的步骤；

连续热轧所述板坯而制备热轧板的步骤；及

冷轧所述热轧板而制备冷轧板的步骤，

所述制备热轧板的步骤包括粗轧步骤及精轧步骤，在所述精轧中，在首台轧机前测量的张力为0.2～1.5kgf/mm²。

2.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备板坯的步骤中，所述板坯的厚度为50mm～100mm。

3.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备板坯的步骤中，所述板坯按重量％包含N：0.005％以下、C：0.05％以下、Si：6.5％以下、Al：3.5％以下及Mn：0.02～3.0％，余量包含Fe及不可避免的杂质。

4.根据权利要求3所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

所述板坯进一步包含Ni：0.005％～5.0％、Cr：0.005％～5.0％、P：0.003％～0.1％、Sn：0.1％以下、Ca：0.0005％～0.005％、As：0.05％以下、Be：0.003％以下、Se：0.003％以下、S：0.003％以下及Mg：0.005％以下中的一种以上。

5.根据权利要求4所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

所述板坯进一步以单独的含量或总量为1.0重量％以下的方式包含选自Cu、Sb、Zr、V、Ti、Co、Pb、Nb及B中的一种以上的成分。

6.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备板坯的步骤后，进一步包括加热所述板坯的步骤。

7.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备热轧板的步骤中，在90体积％以上的所述板坯凝固之后5分钟以内开始热轧。

8.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述粗轧步骤后，进一步包括对粗轧后的棒材进行加热的步骤。

9.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备热轧板的步骤中，在90体积％以上的所述板坯凝固且经过1～15分钟后结束所述精轧步骤。

10.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述精轧步骤中的压下率比所述粗轧步骤中的压下率高5～20％。

11.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述精轧步骤中的压下率为85～95％。

12.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

所述精轧步骤包括由摩擦系数为0.3以下的轧机执行的道次。

13.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在90体积％以上的所述板坯凝固之后，板表面温度为1100℃以上的时间为5分钟以下。

14.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在90体积％以上的所述板坯凝固之后，板表面温度为800℃以上的时间为30分钟以下。

15.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述精轧步骤中，对1m²的钢板表面积喷射0.01～50L/min的润滑油。

16.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备热轧板的步骤之后，在除所述热轧板的宽度方向边缘中30mm之外，热轧板的最厚部分与最薄部分的厚度之差为40μm以下。

17.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备热轧板的步骤之后进行所述热轧板的织构分析时，{100}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度为{111}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度的0.5～50倍。

18.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备热轧板的步骤之后，进一步包括酸洗所述热轧板的步骤。

19.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备热轧板的步骤之后，进一步包括退火所述热轧板的步骤。

20.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备冷轧板的步骤中的压下率为50～92％。

21.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备冷轧板的步骤之后，在除所述冷轧板的宽度方向边缘中30mm之外，冷轧板的最厚部分与最薄部分的厚度之差为3μm以下。

22.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备冷轧板的步骤之后，所述冷轧板的顶面及底面的表面粗糙度Ra分别为0.05～0.5μm。

23.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备冷轧板的步骤之后，所述冷轧板的顶面及底面的表面粗糙度Ra之和为0.5μm以下。

24.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备冷轧板的步骤之后，进一步包括最终退火所述冷轧板的步骤。

25.根据权利要求24所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在最终退火所述冷轧板的步骤中获得的钢板满足下列公式1及公式2，

公式1：B₂₅≥0.79×(2.156-0.0413×[Si]-0.0604×[Al])，

公式2：W_15/50/(t+0.01×t^1.5+0.001×t²)≤10，

其中，B₂₅表示在2500A/m下测量的磁通密度值，该磁通密度值的单位为T，[Si]及[Al]表示板坯内的Si含量，该含量的单位为重量％，W_15/50表示当钢板被磁化为在50Hz驻波下具有1.5T的磁通密度时测量的铁损值，该铁损值的单位为W/kg，t表示冷轧板的厚度，该厚度的单位为mm。

26.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的制备方法，其中，

在所述制备冷轧板的步骤之后分析所述冷轧板的织构时，{100}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度比{111}面与轧制面构成的角度为15°以下的织构的强度大1.5倍以上。

27.一种无取向电工钢板，其由权利要求1至26中任一项所述的无取向电工钢板的制备方法来制备。