CN114561597A - 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法 - Google Patents

一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114561597A
CN114561597A CN202210050753.8A CN202210050753A CN114561597A CN 114561597 A CN114561597 A CN 114561597A CN 202210050753 A CN202210050753 A CN 202210050753A CN 114561597 A CN114561597 A CN 114561597A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon steel
oriented silicon
magnetic
iron
thin strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210050753.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114561597B (zh
Inventor
程朝阳
刘静
钟柏林
贾涓
宋新莉
倪正轩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN202210050753.8A priority Critical patent/CN114561597B/zh
Publication of CN114561597A publication Critical patent/CN114561597A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114561597B publication Critical patent/CN114561597B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明涉及一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法，低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比为：C：0.003‑0.008；Si：3.0～4.0；Al：0.5～1.0；Mn：0.06～0.12；Cu：0.2～0.4；N：0.01‑0.02；S：0.004～0.02；Nb：0.001～0.01；其余为Fe和不可避免的杂质；其制备工艺为：冶炼，将冶炼的钢水铸轧成薄带，然后将薄带热轧成热轧板；再将热轧板进行常化处理，再将常化处理后的热轧板冷轧成取向硅钢薄带；最后将取向硅钢薄带进行再结晶退火和高温退火，即得低铁损高磁感取向硅钢薄带，低铁损高磁感取向硅钢薄带为上述工艺制造的薄带，该工艺简单和流程短；得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带不仅规格薄，且铁损低和磁感高，解决了现有低铁损高磁感取向硅钢薄带的制备工艺复杂、低铁损与高磁感难以兼顾的问题。

Description

一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法
技术领域
本发明涉及低铁损高磁感取向硅钢技术领域。具体涉及一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法。
背景技术
特高压交直流输电是满足我国超大容量、超远距离输电，实施西电东送战略的重大技术，能有效解决清洁能源并网，减少大气污染的重要举措。节能、环保、低噪声变压器是未来主要发展趋势。取向电工钢作为电力装备的关键基础材料，在电力生产、电力传输及电力消费各环节起着至关重要的作用。取向电工钢生产工艺流程长，能源消耗大。采用短流程工艺制备超低铁损、高磁感的取向电工钢，不仅可以缩短制备流程，减少能源消耗，同时由于取向电工钢产品性能提升，提高了变压器能效等级，对于降低我国输配电损耗，实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。
其中，申请号为201510776553.0的中国发明专利提出了一种高磁感取向硅钢极薄带的减量化制备方法，其包括将钢水通过中间包浇入双辊薄带连铸装置进行连铸，获得厚度1.2～3.0mm的铸带；(3)二次冷却与常化处理；(4)轧制变形；(5)再结晶退火后经涂覆MgO，然后高温退火，其工艺简单，成材率高。
然而薄带铸轧得到的取向硅钢，由于铸带厚度薄，导致取向硅钢热轧过程中总的压下率小，使得常化后，取向硅钢中的Goss织构组分明显不足。同时，为了提高铸带的可加工性，一般薄带铸轧取向硅钢中碳添加量较少，这样导致在钢的制备过程中没有形成奥氏体，从而使得常化过程中抑制剂不能充分的固溶与析出，使得抑制剂析出数量不足。在后续再结晶过程中，不能有效抑制其他晶粒长大，从而不能实现Goss晶粒的异常长大。得到的取向硅钢产品铁损高、磁感低。
因此，虽然薄带铸轧法制备取向硅钢工艺流程短，有利于节能减耗，但是由于抑制剂不足和Goss晶核数量不够，使得Goss晶粒无法异常长大，得到的产品铁损高、磁感低，综合磁性能较差。
发明内容
基于上述表述，本发明提供了一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法，以解决现有技术中薄带铸轧法制备取向硅钢工艺制得的产品铁损高、磁感低，综合磁性能较差的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种低铁损高磁感取向硅钢薄带的制备工艺，所述低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比为：C：0.003-0.008；Si：3.0～4.0；Al：0.5～1.0；Mn：0.06～0.12；Cu：0.2～0.4；N：0.01-0.02；S：0.004～0.02；Nb：0.001～0.01,其余为Fe和不可避免的杂质；
其制备工艺为：
按所述低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分进行冶炼，将冶炼的钢水铸轧成薄带，然后将所述薄带热轧成热轧板；再将所述热轧板进行常化处理，再将常化处理后的热轧板冷轧成取向硅钢薄带；最后将所述取向硅钢薄带进行再结晶退火和高温退火，即得低铁损高磁感取向硅钢薄带。
进一步的，所述常化处理是在磁场强度为1-12T，常化温度为900～1000℃条件下保温40～120s后随炉冷却至室温。
进一步的，所述再结晶退火是在磁场强度为1-12T，退火温度为800～900℃条件下保温3～10min后随炉冷却至室温。
进一步的，所述铸轧是采用双辊薄带连铸机将钢水用铸轧成薄带，所述热轧是将所述薄带在1100～1200℃条件下热轧至厚度为1.5～2.5mm的热轧板；再将所述热轧板进行常化处理。
进一步的，所述冷轧是在将常化处理后的热轧板在室温条件下冷轧至0.1～0.3mm的取向硅钢薄带。
进一步的，所述高温退火是将经过再结晶退火的取向硅钢薄带在1000～1200℃条件下保温6～18h，再空冷至室温。
本与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
本发明通过简单的铸轧、热轧、常化处理、冷轧、再结晶退火和高温退火，即得低铁损高磁感取向硅钢薄带，工艺简单和流程短；得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带不仅规格薄，且铁损低和磁感高，解决了现有低铁损高磁感取向硅钢薄带的制备工艺复杂、低铁损与高磁感难以兼顾的问题，并且由于成分简单、冶炼过程易控制和后续制备过程简单，故通过轧制法制备低铁损高磁感取向硅钢薄带具有工艺简单和成本低的特点。
另外，本发明利用强磁场调控低铁损高磁感取向硅钢薄带制备过程中抑制剂的析出及Goss织构的形核与长大，使得抑制剂尺寸细小、分布均匀，同时得到足够数量的Goss晶核，从而实现组织织构的精准控制，有利于降低铁损、提高磁感，实际制备的低铁损高磁感取向硅钢薄带的厚度≤0.2mm，磁性能经检测：P1.7/50为0.5～0.7W/kg，B8为1.88～1.92T。
申请还提供了一种低铁损高磁感取向硅钢薄带，该低铁损高磁感取向硅钢薄带根据上述的制备工艺所制备。
本发明工艺所制备的低铁损高磁感取向硅钢薄带通过合理的成分搭配，使简单的成分体系既能提高低铁损高磁感取向硅钢薄带强度又能提高磁性能，所制备的高取向硅钢的规格薄、铁损低和磁感高。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
实施例一
本实施例中要制备的低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比表示为如下表一，按照表一中化学配比进行冶炼，
C Si Al Mn Cu N S Nb
0.003 3.8 0.7 0.08 0.35 0.01 0.004 0.004
表一
将冶炼的钢水铸轧成薄带，然后将所述薄带在1160℃热轧成1.7mm的热轧板；再将所述热轧板进行常化处理，其中，在本实施例中，所述常化处理是在磁场强度为12T，常化温度为900℃条件下保温100s后随炉冷却至室温。
再将常化处理后的热轧板冷轧成厚度为0.2mm的取向硅钢薄带。
最后将所述取向硅钢薄带进行再结晶退火和高温退火，即得低铁损高磁感取向硅钢薄带。
其中，在本实施例中，再结晶退火是在磁场强度为9T，温度为870℃条件下保温3min后随炉冷却至室温；高温退火是在温度为1200℃条件下保温18h，再空冷至室温。
本实施例制备得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带实际检测铁损率P1.7/50为0.65，B8为1.88。
实施例二
本实施例的制备工艺步骤与实施例一基本相同，不同之处在于：
本实施例中，低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比如下表二所示：
C Si Al Mn Cu N S Nb
0.005 3.0 0.9 0.06 0.4 0.01 0.008 0.008
表二
本实施例中，热轧温度为1130℃，热轧板厚度为2.2mm，常化处理是在磁场强度为9T，常化温度为1000℃条件下保温70s后随炉冷却至室温；冷轧后的取向硅钢薄带厚度为0.2mm，再结晶退火是在磁场强度为1T，温度为840℃条件下保温10min后随炉冷却至室温；高温退火是在温度为1000℃条件下保温6h，再空冷至室温。
本实施例制备得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带实际检测铁损率P1.7/50为0.57，B8为1.89。
实施例三
本实施例的制备工艺步骤与实施例一基本相同，不同之处在于：
本实施例中，低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比如下表三所示：
C Si Al Mn Cu N S Nb
0.007 3.4 1.0 0.10 0.25 0.02 0.015 0.001
表三
本实施例中，热轧温度为1100℃，热轧板厚度为1.5mm，常化处理是在磁场强度为1T，常化温度为930℃条件下保温40s后随炉冷却至室温；冷轧后的取向硅钢薄带厚度为0.1mm，再结晶退火是在磁场强度为12T，温度为900℃条件下保温5min后随炉冷却至室温；高温退火是在温度为1140℃条件下保温10h，再空冷至室温。.
本实施例制备得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带实际检测铁损率P1.7/50为0.51，B8为1.92。
实施例四
本实施例的制备工艺步骤与实施例一基本相同，不同之处在于：
本实施例中，低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比如下表四所示：
C Si Al Mn Cu N S Nb
0.008 4.0 0.5 0.12 0.20 0.02 0.02 0.01
表四
本实施例中，热轧温度为1200℃，热轧板厚度为2.5mm，常化处理是在磁场强度为5T，常化温度为960℃条件下保温120s后随炉冷却至室温；冷轧后的取向硅钢薄带厚度为0.3mm，再结晶退火是在磁场强度为5T，温度为800℃条件下保温7min后随炉冷却至室温；高温退火是在温度为1060℃条件下保温14h，再空冷至室温。
本实施例制备得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带实际检测铁损率P1.7/50为0.69，B8为1.88。
根据上述实施例所述可知，本发明通过简单的铸轧、热轧、常化处理、冷轧、再结晶退火和高温退火，即得低铁损高磁感取向硅钢薄带，工艺简单和流程短；得到的低铁损高磁感取向硅钢薄带不仅规格薄，且铁损低和磁感高，解决了现有低铁损高磁感取向硅钢薄带的制备工艺复杂、低铁损与高磁感难以兼顾的问题，并且由于成分简单、冶炼过程易控制和后续制备过程简单，故通过轧制法制备低铁损高磁感取向硅钢薄带具有工艺简单和成本低的特点。
本发明工艺所制备的低铁损高磁感取向硅钢薄带通过合理的成分搭配，使简单的成分体系既能提高低铁损高磁感取向硅钢薄带强度又能提高磁性能，所制备的高取向硅钢的规格薄、铁损低和磁感高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低铁损高磁感取向硅钢薄带的制备工艺，其特征在于，所述低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比为：C：0.003-0.008；Si：3.0～4.0；Al：0.5～1.0；Mn：0.06～0.12；Cu：0.2～0.4；N：0.01-0.02；S：0.004～0.02；Nb：0.001～0.01，其余为Fe和不可避免的杂质；
其制备工艺为：
按所述低铁损高磁感取向硅钢薄带的化学成分进行冶炼，将冶炼的钢水铸轧成薄带，然后将所述薄带热轧成热轧板；再将所述热轧板进行常化处理，再将常化处理后的热轧板冷轧成取向硅钢薄带；最后将所述取向硅钢薄带进行再结晶退火和高温退火，即得低铁损高磁感取向硅钢薄带。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述常化处理是在磁场强度为1-12T，常化温度为900～1000℃条件下保温40～120s后随炉冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述再结晶退火是在磁场强度为1-12T，退火温度为800～900℃条件下保温3～10min后随炉冷却至室温。
4.根据权利要求1所述的薄带的制备工艺，其特征在于，所述铸轧是采用双辊薄带连铸机将钢水用铸轧成薄带，所述热轧是将所述薄带在1100～1200℃条件下热轧至厚度为1.5～2.5mm的热轧板；再将所述热轧板进行常化处理。
5.根据权利要求4所述的薄带的制备工艺，其特征在于，所述冷轧是在将常化处理后的热轧板在室温条件下冷轧至0.1～0.3mm的取向硅钢薄带。
6.根据权利要求1所述的薄带的制备工艺，其特征在于，所述高温退火是将经过再结晶退火的取向硅钢薄带在1000～1200℃条件下保温6～18h，再空冷至室温。
7.一种低铁损高磁感取向硅钢薄带，其特征在于，所述低铁损高磁感取向硅钢薄带根据权利要求1-6任一项所述的制备工艺所制备。
CN202210050753.8A 2022-01-17 2022-01-17 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法 Active CN114561597B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210050753.8A CN114561597B (zh) 2022-01-17 2022-01-17 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210050753.8A CN114561597B (zh) 2022-01-17 2022-01-17 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114561597A true CN114561597A (zh) 2022-05-31
CN114561597B CN114561597B (zh) 2023-03-10

Family

ID=81711460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210050753.8A Active CN114561597B (zh) 2022-01-17 2022-01-17 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114561597B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1514375A (en) * 1975-06-21 1978-06-14 Kawasaki Steel Co Method for producing non-oriented silicon steel sheets having a low iron loss and a high magnetic induction
CN105385937A (zh) * 2015-11-14 2016-03-09 东北大学 一种高磁感取向硅钢极薄带的减量化制备方法
CN107630133A (zh) * 2016-07-18 2018-01-26 鞍钢股份有限公司 一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法
CN112391512A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 宝山钢铁股份有限公司 一种高磁感取向硅钢及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1514375A (en) * 1975-06-21 1978-06-14 Kawasaki Steel Co Method for producing non-oriented silicon steel sheets having a low iron loss and a high magnetic induction
CN105385937A (zh) * 2015-11-14 2016-03-09 东北大学 一种高磁感取向硅钢极薄带的减量化制备方法
CN107630133A (zh) * 2016-07-18 2018-01-26 鞍钢股份有限公司 一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法
CN112391512A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 宝山钢铁股份有限公司 一种高磁感取向硅钢及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114561597B (zh) 2023-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9038429B2 (en) Method for manufacturing grain-oriented silicon steel with single cold rolling
CN100381598C (zh) 一种取向硅钢及其生产方法和装置
CN101545072B (zh) 一种高电磁性能取向硅钢的生产方法
CN100478458C (zh) 一种无取向冷轧硅钢片的生产方法
CN102151695B (zh) 一种冷轧无取向高硅钢薄带的制造方法
WO2015096430A1 (zh) 一种取向高硅电工钢的制备方法
CN102560235B (zh) 一种高磁感取向硅钢的制造方法
CN103074476B (zh) 一种分三段常化生产高磁感取向硅钢带的方法
CN100999050A (zh) 低铁损高磁感冷轧无取向电工钢板的生产方法
CN105177444B (zh) 一种生产低温高磁感取向硅钢的常化控制方法
CN101069943A (zh) 无取向冷轧电工钢板制造方法
CN102126110A (zh) 一种高硅钢薄带的制造方法
CN108456767A (zh) 一种取向高硅钢极薄带材的制备方法
CN105132808B (zh) 一种复合元素处理的高效电机用无取向硅钢的制备方法
CN103834908B (zh) 一种提高取向硅钢电磁性能的生产方法
CN114561597B (zh) 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法
WO2021125864A1 (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
CN103031420A (zh) 一种磁性能优良的取向硅钢生产方法
CN102560236B (zh) 一种普通取向硅钢的制备方法
CN102534364B (zh) 一种提高普通取向硅钢磁性能的生产方法
CN111139407A (zh) 一种优化的低铁损高磁感取向电工钢生产方法
CN113186381B (zh) 一种中频用取向硅钢极薄带及其钢基板的制备方法
CN109457099B (zh) 一种提高普通取向硅钢电磁性能的工艺方法
CN100430492C (zh) 一种普通取向硅钢的生产方法
CN108823372B (zh) 一种取向高硅钢薄带及其高效退火模式的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant