CN114015931B - 具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢及其生产方法，电工钢成分及质量含量为C≤0.0015%，Si:1.10‑1.40%，Mn：0.35‑0.55%，P≤0.018%，S≤0.003%，Al：0.20‑0.30%，Ti≤0.0015%，N≤0.0028%，O≤0.0015%，N＋O≤0.0040%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连铸、轧制、常化、冷轧、连退和涂层工序。本发明电工钢热轧成品微观晶粒尺寸70‑95μm，对铁损和磁性能有利的（100）组织织构控制在82‑92%，成品P15/50:3.5‑4.0w/kg，B50:1.70‑1.98T。

Description

具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及电工钢及其生产方法，特别是涉及一种具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢及其生产方法。
背景技术
随着近几年国内外强制推行高效节能以及地球环保运动，被要求用于制作电机、压缩机、小型变压器的电工钢在保证价格竞争优势的前提下，更要有优良的电磁性能，即通常所说的低铁损、高磁感，以满足这些产品的高效、节能、环保要求。通过以往的经验和事实，要解决低铁损和高磁导率这一互相矛盾的性能指标，仅靠提高钢水的纯净度、提高Si或Al的含量来实现是不可行的。
中国专利CN109852878 B中C控制在≤0.005％，在超低碳钢中属于偏高水平，并且对S含量没有做特别要求，对成品晶粒尺寸有影响，最终制约铁损和磁感指标；中国专利申请CN 112921164 A所提供的低铁损、高磁导率无取向电工钢及其生产方法，只给出了一种低C、低S的板坯，而未对该板坯的生产方法和生产过程进行说明，而这些环节是整个电工钢生产的关键难点；中国专利申请CN106756522 A所提供的一种低铁损、高磁感电工钢，同样设计了严格的低C低S成分，但不能给出是如何制得此严格成分下的铸坯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢，其热轧成品微观晶粒尺寸70-95μm，对铁损和磁性能有利的(100)组织织构控制在82-92％，本发明还提供一种具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢，所述电工钢钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：≤0.0015％，Si:1.10-1.40％，Mn：0.35-0.55％，P≤0.018％，S≤0.003％，Al：0.20-0.30％，Ti：≤0.0015％，N：≤0.0028％，O：≤0.0015％，N+O≤0.0040％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢，所述电工钢钢带厚度区间为0.2-1.0mm，热轧成品组织为单相铁素体，微观晶粒尺寸介于70-95μm之间。
具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连铸、轧制、常化、冷轧、连退和涂层工序，所述连铸工序，连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：≤0.0015％，Si:1.10-1.40％，Mn：0.35-0.55％，P≤0.018％，S≤0.003％，Al：0.20-0.30％，Ti：≤0.0015％，N：≤0.0028％，O：≤0.0015％，N+O≤0.0040％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，转炉吹氧量控制在50-60Nm3/吨钢，吹氧流量设定800-850Nm3/min，终点氧控制在0.040-0.075％，吹炼过程石灰加入量48-52kg/吨钢，终点温度1620-1650℃，终点C：0.030-0.055％，终点P≤0.015％，出站S控制在≤0.005％。
上述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，所述RH精炼工序，为保证最终成品C含量均控制在0.0015％以内，采用预抽真空模式，根据不同进站温度和终点氧含量，进行以下三种情况的温度补偿和吹氧脱碳的工艺优化：
当氧质量分数介于0.040-0.050％时，采用第一种工艺：①先进行吹氧；②吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
当0.050％＜氧质量分数≤0.065％时，采用第二种工艺：①吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢；②吹完氧后补足剩余需要加铝量，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
当0.065％＜氧质量分数≤0.075％时，采用第三种工艺：①钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，②循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25kg/吨钢，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
上述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，RH脱碳后进行二次脱硫操作，采用真空室投入脱硫剂法，脱氧合金化后分2批将脱硫剂加入真空室，环流气量调整在2500-2800NL/min，脱硫剂为小粒石灰，加入量为1.8-2.2kg/吨钢，调整钢包氩气流量至800-1000NL/min，保持纯脱气时间8-12min，出站过程将两侧透气砖气量调整为钢液面微动，净吹时间控制在8-12min，有效促进夹杂物的上浮，调整出站温度在1570-1590℃。
上述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热温度设定为1120-1160℃，加热时间150-200min，经热轧粗轧3+3道次、精轧7机架轧制，层流冷却采用前段1/2冷却模式，终轧温度900±20℃，冷却速度控制在15-25℃/s，卷取温度680±20℃。
本发明技术原理分析：
本发明尤其是针对炼钢工序生产优质电工钢板坯的生产方法；关于电工钢的公开文献中，对炼钢优质电工钢板坯的生产方法并未给出详细的说明，其原因是批量稳定生产一种C≤0.0015％、S≤0.003％的低C的低S板坯在工艺设计上有较大难度。常规RH工艺处理将C含量多数控制在≤0.0030％，较好水平可以控制在≤0.0020％，如何通过固化和调整工艺，使C稳定控制在≤0.0015％以内，将对成品电工钢的综合性能提升产生重要作用。RH的脱C效果一方面受热力学影响，一氧化碳分压越低、氧质量分数越高，则C质量分数越低，但是在实际生产中很难达到平衡，这是因为脱C反应的过程不仅受热力学的影响，还受动力学条件的限制。曾有研究指出，脱碳过程分为3个阶段，转折点分别在W[C]≈0.018％、0.0018％-0.0038％处，采用预抽真空模式可以消除第一阶段对脱C速率的影响，采用较低的真空度和一定的氧含量范围，可以稳定快速的将C控制在0.0015％以下。传统的脱碳工艺是RH进站吹氧加铝一步到位，顶枪吹氧可以减弱进站钢水氧质量分数对脱碳的影响，但吹氧具有延后性，脱碳前中期加铝把氧脱的过低会影响脱碳效果，而将不同进站钢水条件进行分类，可以减轻加铝对脱碳的影响，将成品碳控制在较低的水平。本发明采用钢水真空处理前的预抽真空模式，同时通过正交实验根据不同的终点氧含量和钢水温度确定吹氧和加铝工艺，使得生产的无取向电工钢铸坯C含量稳定控制在0.0015％以下。在经过铁水预处理工序后的钢水S含量能达到≤0.002％，但是随着转炉工序脱碳、脱磷，加入了大量的石灰、铁矿石，带入钢水中一定的S，导致转炉出站S多数在0.008-0.010％范围内，常规RH工序不能进行脱S，如增加LF工序脱S，则需要进行加Al脱氧后再进行脱S，后面RH再脱C需要吹大量的氧气、产生大量夹杂，工艺上只是理论上的可行，实践中无法进行，RH脱硫的难度限制了优质无取向电工钢铸坯的生产。本发明根据脱硫的动力学和热力学理论，在脱C、脱氧合金化后分批次加入石灰辅助脱硫，降低RH工序在控S方面的短板。
成分设计依据：
通常作为降低无取向电工钢板的铁损手段，一般从增加电阻来降低涡流损失出发，采取提高Si或Al的含量来实现，但磁导率的降低也成为了不可回避的问题。此外，提高电工钢的优异性能，不单单是提高Si和Al的含量，还要降低C、S、N、O、Ti的含量，因此，在成分设计时主要根据以下影响确定各元素含量：
C：碳是廉价而有效的间隙固溶强化元素，在普通钢中，为了保证钢板高的强度、硬度和淬透性需要相当的碳含量做保证。但在电工钢中，过高的C容易与Nb、V、Ti等结合形成细小的析出物，强烈的阻碍成品带钢晶粒的长大，产生磁时效，导致硅钢使用过程中铁损恶化、磁性能降低；特别是当C含量超过0.003％时，影响较大，因此本发明在成分设计时要求C≤0.0015％。
Si：在无取向电工钢板中，Si可以提高材料的电阻率，能有效降低钢的铁损，特别是当Si质量分数高于1.0％时，其会显著降低钢的铁损，当Si质量分数高于3％时，使钢的脆性增加，严重影响冷轧和加工性能，当Si含量低于常规添加量0.2％时，降低铁损的效果又大大减弱，因此本发明设计时要求Si：1.10-1.40％。
Mn：锰是固溶强化元素，同时其与S相结合形成MnS，可以减少对磁性能的危害，低于0.2％时，固硫效果差，高于0.6％时，会抑制电工钢的再结晶效果，因此本发明设计时要求Mn：0.35-0.55％。
S：对于本发明无取向电工钢而言，S的质量百分比若超过0.003％，则使MnS、Cu2S等有害夹杂物大大增加，破坏钢的(100)有利组织织构，并且阻碍晶粒的长大。基于此，无取向电工钢S的百分比控制在0-0.003％。
Al：在无取向电工钢中，当Al含量达到0.10％以上时，能够提高材料的电阻率，有效降低钢的铁损。但过高的Al在连续浇铸时容易粘结中包水口，减少连浇炉数，影响浇铸的顺畅性。因此，综合考虑，Al含量的设定不宜过高，本发明中Al含量控制在0.20％～0.30％。
N：在本发明所述的无取向电工钢中，当N的质量百分比超过0.003％时，将使N的Nb、V、Ti、Al等析出物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性能。因此，本发明中N含量控制在≤0.0028％。
O：在本发明所述的无取向电工钢中，当O的质量百分比超过0.003％时，会使氧化物夹杂大大增加，晶粒细化，恶化钢的磁性。基于此，本发明中将O的质量百分比控制在≤0.0015％。
考虑到当钢质纯净度越高，成品带钢的晶粒度越容易长大，无取向电工钢有利的面织构(100)比例越高，因此控制化学元素的百分比要求满足N+O≤0.0040％。
炼钢工艺制定：
1、铁水预脱硫，减少铁水中的S含量，减轻RH对S的控制压力，脱硫按照3-3.3kg脱硫剂/吨钢，脱硫剂的成分为Mg粉+白灰，配比为Mg粉/白灰＝1：3，脱硫后进行扒渣，为充分保证扒渣效果，扒渣铁损控制在0.15-0.20％，使脱硫后铁水硫质量百分比控制在≤0.0020％。
2、转炉吹氧量控制在50-60Nm3/吨钢，吹氧流量设定800-850Nm3/min，终点氧控制在0.040-0.075ppm，吹炼过程石灰加入量48-52kg/吨钢，终点C:0.030-0.055％,P≤0.015％，终点温度1620-1650℃，转炉出站S控制在≤0.005％。
3、RH工序，对于无取向电工钢，C控制的越低，晶粒组织越粗大，对钢的低铁损、高磁性能越好。S的质量百分比越低，则使MnS、Cu2S等有害夹杂物大大减少，增加钢的(100)有利织构。因此，对RH工序进行工艺改进，使钢最大程度保证低碳、低S。在脱碳方面，真空RH炉的主要分为3个阶段，转折点分别为w[C]≈0.018％、0.0018％-0.0038％，第1阶段和第3阶段的脱碳速率常数低，第2阶段是脱碳的主要阶段，也是最关键阶段。采用预抽真空模式可以消除第1阶段转折点，而真空度和钢中氧质量分数决定了第2个转折点出现的早晚，真空度和氧质量分数越高，第2个转折点出现的越早，脱碳效果越好。RH采用预抽真空模式，同时根据钢水的不同进站条件，进行以下三种情况操作优化：1、当氧质量分数介于0.040-0.050％时，①先进行吹氧；②吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；2、当0.050％＜氧质量分数≤0.065％(氧质量分数合适)时，①吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢；②吹完氧后补够剩余需要加的铝，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；3、当0.065％＜氧质量分数≤0.075％时，①钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，②循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25kg/吨钢，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
脱碳脱氧后进行二次脱硫操作，加入1.8-2.2kg/吨钢石灰，调整氩气流量至800-1000NL/min，同时根据成分要求进行合金调整，保持纯脱气时间8-12min，净吹时间8-12min，出站过程将两侧透气砖气量调整为钢液面微动，有效促进夹杂物的上浮，调整出站温度在1570-1590℃。
4、根据液相线计算公式得出钢水的液相线温度为1528，为确保连铸过热度在10-25℃；连铸浇铸时保证中包温度在1543-1568℃，拉速控制在1.1-1.2m/min，提高钢液在中间包内的停留时间，促进非金属夹杂物上浮去除，采用超低碳专用保护渣保护浇铸，防止钢液吸气及二次氧化，同时连铸过程中采用电磁搅拌、轻压下等技术防止液相穴内富集溶质母液的流动，降低合金元素偏析，以保证良好的铸坯质量。铸坯采用指直接热装，避免温度过低时，细小硫化物夹杂的析出，并降低燃料消耗。
轧钢工艺制定：
1、炼钢产出的优质电工钢板坯不经过冷却，直接热装进加热炉。
2、加热工艺。铸坯加热工艺即要考虑奥氏体晶粒尺寸的大小又要考虑合金元素的溶解，为了保证无取向电工钢优异性能，铸坯加热温度为1120-1160℃，加热时间为150-200min。
3、控制轧制工序中为保证原始晶粒尺寸，粗轧工序将传统的3+5道次调整为3+3道次，减少轧制过程中的晶粒细化。终轧温度的设定在奥氏体开始转变点，设定为900±20℃，使得原始奥氏体有足够的时间长大。
4、控制冷却工序设定为层流冷却前段1/2冷却模式，增加铁素体生成比例和尺寸，冷速控制在15-25℃/s，卷取温度设定为680±20℃/s,再次避免产生贝氏体、马氏体等对电工钢综合性能不利的组织。
轧制后的钢卷，经常化、冷轧、连退、涂层等后工序，生产出具有优异铁损和磁性能无取向成品电工钢。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、采用RH脱硫工艺和脱碳优化工艺，实现单RH工序的超低C和低S双优指标生产；2采用直接热送工艺，节省时间和加热成本，促进高效节约模式生产；3、通过对转炉、RH工艺优化，本发明生产的电工钢铸坯内质纯净，热轧微观晶粒尺寸70-95μm，对铁损和磁性能有利的(100)组织织构控制82-92％，成品P15/50:3.5-4.0w/kg，B50:1.70-1.98T，具有优异的铁损和磁性能。
附图说明
图1为实施例1热轧工序金相组织图(100×)；
图2为实施例2热轧工序金相组织图(100×)；
图3为实施例3热轧工序金相组织图(100×)；
图4为实施例4热轧工序金相组织图(100×)；
图5为实施例5热轧工序金相组织图(100×)；
图6为实施例6热轧工序金相组织图(100×)；
图7为实施例7热轧工序金相组织图(100×)；
图8为实施例8热轧工序金相组织图(100×)；
图9为实施例9热轧工序金相组织图(100×)。
具体实施方式
下面结合具体实施例1-9对本发明做进一步详细的说明。
本发明具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢及其生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连铸、轧制、常化、冷轧、连退、涂层，以260吨转炉为例，关键过程按照本发明参数生产，未提及参数按照常规参数进行生产。
实施例1
生产0.2mm厚度电工钢，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.040％，终点温度1620℃，终点C:0.03％，转炉出站S：0.005％；RH采用预抽真空模式，同时按照以下工艺：①先进行吹氧；②吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.47吨，调整氩气流量至800NL/min，出站温度1580℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1120℃，加热时间150min，粗轧采用3+3道次，终轧温度880℃，平均冷速15℃/s，卷取温度700℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例1电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表1：
表1实施例1成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000091
图1显示，实施例1生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸70μm，铁损P15/50:3.6w/kg，磁性能B50:1.85T,由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在90％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例2
生产0.2mm厚的电工钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.065％，终点温度1640℃，终点C:0.04％，转炉出站S：0.004％，RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢；②吹完氧后补够剩余需要加的铝，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.52吨，调整氩气流量至900NL/min，出站温度1585℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1145℃，加热时间170min，粗轧采用3+3道次，终轧温度900℃，平均冷速20℃/s，卷取温度680℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例2电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表2：
表2实施例2成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000101
图2显示，实施例2生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸77μm，铁损P15/50:3.80w/kg，磁性能B50:1.76T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在85％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例3
生产0.2mm厚度电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.075％，终点温度1650℃，终点C:0.055％，转炉出站S：0.0045％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，②循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25kg/吨钢，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.57吨，调整氩气流量至1000NL/min，出站温度1590℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1160℃，加热时间200min，粗轧采用3+3道次，终轧温度920℃，平均冷速25℃/s，卷取温度660℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例3电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表3：
表3实施例3成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000111
图3显示，实施例3生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸81μm，铁损P15/50:4.00w/kg，磁性能B50:1.70T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在82％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例4
生产0.5mm后的电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.050％，终点温度1620℃，终点C:0.03％，转炉出站S：0.005％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①先进行吹氧；②吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.47吨，调整氩气流量至1000NL/min，出站温度1570℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1120℃，加热时间150min，粗轧采用3+3道次，终轧温度900℃，平均冷速20℃/s，卷取温度680℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例4电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表4：
表4实施例4成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000112
图4显示，实施例4生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸78μm，铁损P15/50:3.50w/kg，磁性能B50:1.95T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在91％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例5
生产0.5mm厚的电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.060％，终点温度1650℃，终点C:0.055％，转炉出站S：0.004％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢；②吹完氧后补够剩余需要加的铝，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.52吨，调整氩气流量至900NL/min，出站温度1580℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1130℃，加热时间190min，粗轧采用3+3道次，终轧温度880℃，平均冷速15℃/s，卷取温度660℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例5电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表5：
表5实施例5成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000121
图5显示，实施例5生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸84μm，铁损P15/50:3.58w/kg，磁性能B50:1.98T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在88％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例6
生产0.5mm厚的电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.070％，终点温度1630℃，终点C:0.045％，转炉出站S：0.004％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，②循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25kg/吨钢，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后二次脱硫操作，石灰加入量0.57吨，调整氩气流量至800NL/min，出站温度1590℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1160℃，加热时间200min，粗轧采用3+3道次，终轧温度920℃，平均冷速25℃/s，卷取温度700℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例6电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表6：
表6实施例6成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000131
图6显示，实施例6生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸83μm，铁损P15/50:3.62w/kg，磁性能B50:1.92T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在84％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例7
生产厚度1mm的电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.045％，终点温度1620℃，终点C:0.03％，转炉出站S：0.005％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①先进行吹氧；②吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.47吨，调整氩气流量至800NL/min，出站温度1580℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1120℃，加热时间150min，粗轧采用3+3道次，终轧温度880℃，平均冷速15℃/s，卷取温度700℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例7电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表7：
表7实施例7成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000141
图7显示，实施例7生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸90μm，铁损P15/50:3.66w/kg，磁性能B50:1.90T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在92％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例8
生产厚度1mm的电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.055％，终点温度1635℃，终点C:0.040％，转炉出站S：0.0045％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢；②吹完氧后补够剩余需要加的铝，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.52吨，调整氩气流量至900NL/min，出站温度1585℃；经连铸后直接装入热轧加热炉，加热温度1150℃，加热时间180min，粗轧采用3+3道次，终轧温度900℃，平均冷速21℃/s，卷取温度685℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例8电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表8：
表8实施例8成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000142
Figure BDA0003299685740000151
图8显示，实施例8生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸95μm，铁损P15/50:3.82w/kg，磁性能B50:1.77T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在85％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
实施例9
生产厚度1mm的电工钢钢带，根据设计的成分进行冶炼，炼钢工序转炉终点氧含量0.068％，终点温度1650℃，终点C:0.055％，转炉出站S：0.0040％；RH采用预抽真空模式，同时参照以下工艺：①钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，②循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25kg/吨钢，进行真空循环脱C；③脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；合金化后进行二次脱硫操作，石灰加入量0.57吨，调整氩气流量至1000NL/min，同时根据成分要求进行合金调整，出站温度1590℃，经连铸后直接装入热轧加热炉；加热温度1160℃，加热时间200min，粗轧采用3+3道次，终轧温度920℃，平均冷速25℃/s，卷取温度660℃；轧制后性能合格的钢卷经常化、冷轧、连退、涂层等工序后发货。实施例9电工钢成分、关键工艺及铁损、磁性能情况如表9：
表9实施例9成分、关键工艺及铁损、磁性能情况
Figure BDA0003299685740000152
图9显示，实施例9生产的电工钢微观金相组织为单相铁素体组织，平均晶粒尺寸91μm，铁损P15/50:3.77w/kg，磁性能B50:1.82T，由光镜下的组织状态可以看出，对铁损和磁性能有利的(100)织构比例在85％，使得成品电工钢具有优异的铁损和磁性能。
各实施例电工钢的铁损和磁性能指标控制都在设计要求范围内，其中实施例4、5、6、7的C、Ti、N、O、S等指标控制更为良好，其最终的成品的铁损和磁性能指标也更为优异。这也验证了本发明所采取的技术措施和工艺发明方向的合理的正确的。

Claims (4)

1.具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢，其特征在于：所述电工钢钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：≤0.0015%，Si:1.10-1.40%，Mn：0.35-0.55%，P≤0.018%，S≤0.003%，Al：0.20-0.30%，Ti：≤0.0015%，N：≤0.0028%，O：≤0.0015%，N＋O≤0.0040%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述电工钢钢带厚度区间为0.2-1.0mm，热轧成品组织为单相铁素体，微观晶粒尺寸介于70-95μm之间；所述无取向电工钢由下述方法生产：
包括铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连铸、轧制、常化、冷轧、连退和涂层工序；所述转炉冶炼工序，终点氧控制在0.040-0.075%；所述RH精炼工序，采用预抽真空模式，根据不同进站温度和终点氧含量，进行以下三种情况的温度补偿和吹氧脱碳的工艺优化：
当氧质量分数介于0.040-0.050%时，先进行吹氧，吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C，脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
当0.050%＜氧质量分数≤0.065%时，吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢，吹完氧后补足剩余需要加铝量，进行真空循环脱C，脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
当0.065%＜氧质量分数≤0.075%时，钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25 kg/吨钢，进行真空循环脱C，脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
RH脱碳后进行二次脱硫操作，采用真空室投入脱硫剂法，脱氧合金化后分2批将脱硫剂加入真空室，环流气量调整在2500-2800NL/min，脱硫剂为小粒石灰，加入量为1.8-2.2kg/吨钢，调整钢包氩气流量至800-1000NL/min，保持纯脱气时间8-12min，出站过程将两侧透气砖气量调整为钢液面微动，净吹时间控制在8-12min，有效促进夹杂物的上浮，调整出站温度在1570-1590℃。
2.一种如权利要求1所述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连铸、轧制、常化、冷轧、连退和涂层工序，其特征在于：
所述转炉冶炼工序，终点氧控制在0.040-0.075%；所述RH精炼工序，采用预抽真空模式，根据不同进站温度和终点氧含量，进行以下三种情况的温度补偿和吹氧脱碳的工艺优化：
当氧质量分数介于0.040-0.050%时，先进行吹氧，吹氧结束后再进行加铝并真空循环脱C，脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
当0.050%＜氧质量分数≤0.065%时，吹氧与加铝同时进行，但第1批铝不超过0.25kg/吨钢，吹完氧后补足剩余需要加铝量，进行真空循环脱C，脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
当0.065%＜氧质量分数≤0.075%时，钢水进站先加铝，加铝量不超过0.25kg/吨钢，循环2min后，再继续吹氧加铝，控制第2批铝的加入量≤0.25 kg/吨钢，进行真空循环脱C，脱C结束后根据钢水氧含量加铝脱氧合金化；
RH脱碳后进行二次脱硫操作，采用真空室投入脱硫剂法，脱氧合金化后分2批将脱硫剂加入真空室，环流气量调整在2500-2800NL/min，脱硫剂为小粒石灰，加入量为1.8-2.2kg/吨钢，调整钢包氩气流量至800-1000NL/min，保持纯脱气时间8-12min，出站过程将两侧透气砖气量调整为钢液面微动，净吹时间控制在8-12min，有效促进夹杂物的上浮，调整出站温度在1570-1590℃。
3.如权利要求2所述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，其特征在于：吹炼过程石灰加入量48-52kg/吨钢，终点温度1620-1650℃，终点C：0.030-0.055%，终点P≤0.015%，出站S控制在≤0.005%。
4.如权利要求2或3所述的具有优异铁损和磁性能的无取向电工钢的生产方法，其特征在于：连铸板坯不经冷却直接进入加热炉，加热温度设定为1120-1160℃，加热时间150-200min，经热轧粗轧3＋3道次、精轧7机架轧制，层流冷却采用前段1/2冷却模式，终轧温度900±20℃，冷却速度控制在15-25℃/s，卷取温度680±20℃。
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