CN113186451A - 一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢及制造方法 - Google Patents

一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢及制造方法，属于无取向电工钢领域。针对现有无取向钢在较宽频率范围内电磁性较差的问题，本发明提供一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.80％～3.50％；Als：0.20％～0.60％；Mn：0.20％～0.60％；P：0.01％～0.20％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.009％。通过控制合金元素的含量达到电工钢电阻率增加、磁滞伸缩减小，涡流和磁滞损耗均降低的目的。通过本发明提供的制造方法在正火过程中选用低温工艺，改善随着合金元素量的增加金属强度增加、塑性降低、冷加工性能降低的问题，使其最终在较宽频率范围内电磁性能优异。

Description

一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢及制造方法
技术领域
本发明属于无取向硅钢生产技术领域，更具体地说，涉及一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢及制造方法。
背景技术
变频电机是指通过改变供电频率实现调速的电动机，受工作环境影响电机需要在不同速度和较宽频率范围内运行，为保证变频电机高效化运行，要求制作变频电机铁芯的无取向硅钢片不仅在工频(50Hz)条件下具有较低的铁损，同时要求在中高频运行条件下具有较低的铁损性能。电工钢铁损主要由磁滞损耗、涡流损耗和反常损耗三部分组成，当电机在工频下工作时，电工钢片损耗主要由磁滞损耗组成；随着电机工作频率增加，磁滞损耗所占比例降低，涡流损耗在铁损中的比例逐渐增加。电工钢生产时对磁滞损耗和涡流损耗的影响因素相互矛盾，因此要实现变频电机用无取向电工钢在较宽的频率范围内同时具有优异的电磁性能十分困难。
针对上述问题也进行了相应的修改，如中国专利申请号CN201610562806.9，公开日为2018年1月26日，该专利公开了一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，包括：1)在第一段均热炉中渗氮温度为750～1000℃；在原有气氛状态下，通入5％～50％纯净氨气，渗氮时间控制在5～200s；2)根据成品厚度规格，以炉内氮含量检测数据为指导，控制高牌号电工钢表面氮含量为30～1000ppm；3)转入第二段均热炉进行后续生产。该专利的不足之处在于：该专利虽然通过调整电工钢板表层和心部组织分布对降低不同频率下铁损性能具有一定意义，但对只要求工频铁损的低频电机用电工钢无法共线进行高效化柔性生产。
又如中国专利申请号CN201310407203.8，公开日为2013年12月11日，该专利公开了一种变频压缩机用无取向电工钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.001～0.015％，Si：2.0～2.5％，Al：0.15～0.55％，Mn：0.15～0.55％，Cr：0.01～0.039％，Sn≤0.12％，P≤0.08％，S≤0.015％，N≤0.008％；生产工艺：采用洁净钢工艺冶炼并连铸成坯；将连铸成坯加热；粗轧；精轧；卷取；常化；酸洗；冷轧；脱碳；均热；按常规进行冷却、涂层及精整。该专利的不足之处在于：工艺步骤繁琐复杂，成本偏高。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术中无取向电工钢在较宽频率范围内电磁性较差的问题，本发明提供一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢及制造方法。本发明提供的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢通过控制合金元素的含量达到电工钢电阻率增加、磁滞伸缩减小，涡流和磁滞损耗均降低的目的。通过本发明提供的制造方法在正火过程中选用低温工艺，改善随着合金元素量的增加金属强度增加、塑性降低、冷加工性能降低的问题，使其最终在较宽频率范围内电磁性能优异。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.80％～3.50％；Als：0.20％～0.60％；Mn：0.20％～0.60％；P：0.01％～0.20％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.009％。
更进一步的，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.90％～3.40％；Als：0.30％～0.50％；Mn：0.30％～0.50％；P：0.02％～0.10％；C：≤0.003％；S：≤0.01％；N：≤0.01％；Ti：≤0.003％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.008％。
一种如上述任一项所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，板坯经冷却后加热保温，热轧卷取，正火，酸洗，冷轧，保护气体氛围下连续退火，涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，正火过程中正火温度850～950℃，正火时间2～5min；冷轧过程中控制总压下率为83～88％。
更进一步的，钢水浇铸形成的板坯厚度为200～280mm；板坯经冷却后的温度不低于450℃。
更进一步的，采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1050～1150℃，加热保温的时间不超过4h。
更进一步的，热轧过程中终轧温度在800～880℃，卷取温度在600～680℃；且热轧形成的热轧板厚度为1.8～2.5mm。
更进一步的，连续退火温度控制在890～990℃，退火时间控制在180～350s。
更进一步的，固化条件为温度350～600℃，时间35～70s，且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明中的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢产品，相对于现有成分和工艺的变频电机用无取向电工钢产品而言，合理的控制合金元素的含量，较好的平衡了铁损和冷加工性能之间的关系；采用厚度减薄方式降低涡流损耗，保证了较低的中高频铁损；较强的还原性气氛避免钢板表面氧化和表面N化物析出，有效降低磁滞损耗，同时获得了较低的工频铁损；实现了宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢批量化稳定生产，在保证工频低铁损的条件下实现中高频铁损同步降低
(2)本发明通过控制无取向电工钢中合金元素Si、Mn和Als的量，达到电工钢电阻率增加、磁滞伸缩减小，涡流和磁滞损耗均降低的目的，但是随着合金元素量的增加金属强度增加、塑性降低、冷加工性能降低，因此本发明通过在后期制造过程中采用低温工艺进行正火，降低钢板平均晶粒尺寸，塑性韧性提升，可以有效改善合金元素含量较高的钢卷冷加工性能，同时对冷轧的总压下率进行控制有效改善硅钢织构分布，{100}等有利织构组分增加，电磁性能提升；
(3)本发明在钢水连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌，以获得较高比例的等轴晶粒；同时在热轧过程中优先采用低温加热，避免板坯中大尺寸液析夹杂物固溶；经酸洗后的钢卷一次冷轧至0.3mm，以保证钢片具有较低的涡流损耗，将冷轧的厚度减薄可以使得硅钢在低频和高频的条件下损耗均降低；再对连续退火温度和时间进行控制，防止钢卷表面形成外氧化层和内氮化层提高成品电工钢板磁滞损耗，保证硅钢在低频率条件下铁损降低；
(4)本发明所制备的变频电机无取向电工钢磁性能中铁损P1.5/50≤2.30W/kg，P1.0/400≤16.0W/kg；同时该电工钢的结构为单相铁素体组织，晶粒度评级为4.4级，平均晶粒尺寸达到70μm，实现变频电机用无取向电工钢在较宽的频率范围内同时具有优异的电磁性能。
附图说明
图1为实施例1中的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的组织图；
图2为对比例1中的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的组织图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.80％～3.50％；Als：0.20％～0.60％；Mn：0.20％～0.60％；P：0.01％～0.20％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.009％。其中各个组分的作用如下：
Si、Mn和Als：三者均属于无取向电工钢中的合金元素，Si元素随着含量的增加，基体晶粒中置换出Fe原子的比例增加，电阻率提高、磁滞伸缩减小，涡流和磁滞损耗均降低，但较高的Si含量使得钢板延塑性降低、冷加工困难，轧制断带风险增加。Mn的加入可使组织中的{100}、{110}面织构比例增加，{111}面织构比例减少，磁性得到改善。Als的加入可以改善硅钢的磁性，但较高的铝元素在冶炼过程中易使得钢渣中的钛被还原出来，对硅钢磁性具有一定危害。因此三种元素应按比例控制在合理范围之内；但随着合金元素增加金属强度增加、塑性降低、冷加工性能降低。
P：P元素可以有效缩小电工钢γ相区，促进晶粒长大，若含量超过0.1％，使得材料脆化作用增强，影响冷轧及后续冲裁性能，降低弯曲次数，因此P含量应控制在0.02％～0.10％；
C、S、N和Ti：在电工钢中四种元素均属于有害元素，C含量超过0.005％时铁损升高显著，磁时效明显；S和N在电工钢中易形成MnS、Cu2S和AlN等第二相夹杂，强烈阻碍晶粒长大，铁损升高；Ti元素对无取向电工钢电磁性能的影响尤为强烈，析出的TiC和TiN夹杂，严重阻碍晶粒长大，铁损大幅升高，原则上C、Ti含量越低越好。
更进一步的，为降低无取向电工钢产品在不同频率下铁损性能差异性，对本发明中宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的组分进行进一步限定，其包括如下重量百分比的各组分：Si：2.90％～3.40％；Als：0.30％～0.50％；Mn：0.30％～0.50％；P：0.02％～0.10％；C：≤0.003％；S：≤0.01％；N：≤0.01％；Ti：≤0.003％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.008％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯；具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为200～280mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌，以获得较高比例的等轴晶粒，为后续制备的产品性能打下良好的基础。
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1050～1150℃，加热保温的时间不超过4h；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，轧制成厚度为1.8～2.5mm的热轧板后进行卷取；同时控制轧制过程中终轧温度在800～880℃，卷取温度在600～680℃。在热轧过程中优先选用低温加热的方式，避免钢坯中大尺寸液析夹杂物固溶。
S4：正火；具体的，控制正火过程中正火温度850～950℃，正火时间2～5min；提高正火温度可以有效改善热轧原料晶粒均匀程度，使晶粒尺寸增加晶界减少，可以在晶界处形核的{111}不利面织构比例减少，有效减低铁损提高磁感；同时较大的晶粒尺寸使得钢板塑性韧性降低，冷轧过程中易出现边裂、断带等问题；在正火过程中在保证成品电磁性能基础上优先选用低温工艺从而降低钢板平均晶粒尺寸，塑性韧性提升，以缓解组分较高合金元素量的增加所带来的塑性降低和冷加工性能降低的问题。
S5：在紊流式酸槽内进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷冷轧至目标厚度0.3mm，以保证硅钢片具有较低的涡流损耗。同时控制冷轧过程中总压下率为83～88％。厚度减薄可以使硅钢在低频和高频条件损耗均降低，较高的压下率可有效改善硅钢织构分布，使得{100}等有利织构组分增加，电磁性能提升。
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在890～990℃，退火时间控制在180～350s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体，防止钢卷表面形成外氧化层和内氮化层提高成品电工钢板磁滞损耗，保证硅钢在低频率条件下铁损降低。
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm，确保铁芯叠片后具有良好的叠装系数，进一步降低铁芯涡流损耗。随后进行固化，固化条件为温度350～600℃，时间35～70s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm2。
采用本发明的组分以及制造方法进行宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制备，最终宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢铁损磁性能如下：P1.5/50≤2.30W/kg，P1.0/400≤16.0W/kg；其中铁损P1.5/50为频率50Hz交变磁场，磁极化强度在1.5T下测得的比总损耗；铁损P1.0/400为频率400Hz交变磁场，磁极化强度在1.0T下测得的比总损耗。同时相对较高的Si、Al、Mn合金成分组合可以提高平均晶粒尺寸，配合适当的连续退火温度和时间确保宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢为单相铁素体组织，晶粒度评级为4.4级，平均晶粒尺寸达到70μm。本发明通过合理的成分设计以及制造工艺，实现具有宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢批量化稳定生产，在保证工频低铁损的条件下实现中高频铁损同步降低，使其最终在较宽频率范围内电磁性能优异。
实施例1
如图1所示，一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：3.15％；Als：0.48％；Mn：0.43％；P：0.07％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.007％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1090℃，加热保温的时间210min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.1mm的热轧板，终轧温度为860℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为590℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度870℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为85.7％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在960℃，退火时间控制在320s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气体为40％H2+60％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度540℃，时间40s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.13W/kg，P1.0/400≤15.22W/kg。
实施例2
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：3.09％；Als：0.39％；Mn：0.38％；P：0.03％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0081％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1110℃，加热保温的时间230min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.15mm的热轧板，终轧温度为855℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为600℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度880℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为86％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在970℃，退火时间控制在300s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为35％H2+65％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度510℃，时间37s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.17W/kg，P1.0/400≤15.57W/kg。
实施例3
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：3.48％；Als：0.42％；Mn：0.45％；P：0.04％；C：≤0.003％；S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0082％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1115℃，加热保温的时间210min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.1mm的热轧板，终轧温度为850℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为630℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度880℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为85.7％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在970℃，退火时间控制在320s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为39％H2+61％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度490℃，时间40s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.17W/kg，P1.0/400≤15.30W/kg。
实施例4
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.80％；Als：0.6％；Mn：0.6％；P：0.01％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0081％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1110℃，加热保温的时间230min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.15mm的热轧板，终轧温度为855℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为600℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度880℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为86％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在970℃，退火时间控制在300s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为35％H2+65％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度510℃，时间37s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.27W/kg，P1.0/400≤15.81W/kg。
实施例5
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：3.5％；Als：0.2％；Mn：0.2％；P：0.2％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0081％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1110℃，加热保温的时间230min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.15mm的热轧板，终轧温度为855℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为600℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度880℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为86％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在970℃，退火时间控制在300s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为35％H2+65％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度510℃，时间37s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.12W/kg，P1.0/400≤15.24W/kg。
实施例6
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.9％；Als：0.5％；Mn：0.5％；P：0.01％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0081％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1110℃，加热保温的时间230min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.15mm的热轧板，终轧温度为855℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为600℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度880℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为86％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在970℃，退火时间控制在300s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为35％H2+65％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度510℃，时间37s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.18W/kg，P1.0/400≤15.51W/kg。
实施例7
一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：3.4％；Als：0.30％；Mn：0.30％；P：0.20％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0081％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1110℃，加热保温的时间230min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.15mm的热轧板，终轧温度为855℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为600℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度880℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为86％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在970℃，退火时间控制在300s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为35％H2+65％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度510℃，时间37s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.21W/kg，P1.0/400≤15.58W/kg。
对比例1
如图2所示，一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.72％；Als：0.15％；Mn：0.38％；P：0.05％；C：≤0.003％；S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：0.0043％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0085％。
一种如上述所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：
S1：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，具体的，将按照上述各组分制成的钢水连续浇铸形成厚度为230mm的板坯，同时板坯在连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌；
S2：板坯经冷却后加热保温；具体的，板坯经冷却后的温度不低于450℃，冷却后采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1100℃，加热保温的时间230min；
S3：热轧卷取；加热保温后的板坯进行热轧，经5道次粗轧和7道次精轧，轧制成厚度为2.15mm的热轧板，终轧温度为860℃，热轧板经水冷和空冷后在温度为590℃下进行卷取；
S4：正火；具体的，钢卷正火温度820℃，正火时间150s；
S5：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸进行酸洗；
S6：冷轧；具体的，酸洗后的钢卷经6道次冷轧至目标厚度0.3mm，同时控制冷轧过程中总压下率为86％；
S7：保护气体氛围下连续退火；具体的，在退火炉内进行连续退火，连续退火温度控制在975℃，退火时间控制在300s，期间炉内充以氢气和氮气混合保护气体；保护气氛为5％H2+95％N2；
S8：涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢；具体的，对钢卷表面涂敷绝缘材料形成绝缘层，并且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。随后进行固化，固化条件为温度500℃，时间35s。
经上述工艺制造的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢表面质量优良，成品的工频铁损P1.5/50为2.39W/kg，P1.0/400≤16.24W/kg。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，其特征在于：包括如下重量百分比的各组分：Si：2.80％～3.50％；Als：0.20％～0.60％；Mn：0.20％～0.60％；P：0.01％～0.20％；C：≤0.005％；S：≤0.02％；N：≤0.02％；Ti：≤0.005％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.009％。
2.根据权利要求1所述的一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，其特征在于：包括如下重量百分比的各组分：Si：2.90％～3.40％；Als：0.30％～0.50％；Mn：0.30％～0.50％；P：0.02％～0.10％；C：≤0.003％；S：≤0.01％；N：≤0.01％；Ti：≤0.003％；其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.008％。
3.一种根据权利要求1-2任一项权利要求所述的宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，包括依次进行如下步骤：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，板坯经冷却后加热保温，热轧卷取，正火，酸洗，冷轧，保护气体氛围下连续退火，涂绝缘层并固化，最终制成宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢，其特征在于：正火过程中正火温度850～950℃，正火时间2～5min；冷轧过程中控制总压下率为83～88％。
4.根据权利要求3所述的一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：钢水浇铸形成的板坯厚度为200～280mm；板坯经冷却后的温度不低于450℃。
5.根据权利要求4所述的一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉的温度为1050～1150℃，加热保温的时间不超过4h。
6.根据权利要求3所述的一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：热轧过程中终轧温度在800～880℃，卷取温度在600～680℃；且热轧形成的热轧板厚度为1.8～2.5mm。
7.根据权利要求3所述的一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：连续退火温度控制在890～990℃，退火时间控制在180～350s。
8.根据权利要求3所述的一种宽频率低铁损变频电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：固化条件为温度350～600℃，时间35～70s，且绝缘层的厚度控制在0.3～1.0μm。
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