CN114774780A - 无取向电工钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种无取向电工钢及其制造方法，以重量百分含量计，无取向电工钢具有以下所示的化学组成：C：0.005％以下；Si：0.8％～1.5％；Al：0.1％～0.7％；Mn：0.15％～0.5％；P：0.045％以下；S：0.006％以下；Sb：0.02％～0.06％；N：0.005％以下；Ti：0.006％以下；以及余量的Fe和杂质。本申请的技术方案中，通过合理控制无取向电工钢中各化学组成的含量，使其具有较低的硬度，进而提高加工性能。而且，无取向电工钢中各化学组成的含量合理控制，能够提升无取向电工钢的磁特性。

Description

无取向电工钢及其制造方法
技术领域
本申请涉及无取向电工钢技术领域，具体涉及一种无取向电工钢及其制造方法。
背景技术
无取向电工钢作为旋转机械中重要的铁芯材料，其对旋转机械的工作效率具有重大的影响，因此，要求无取向电工钢具有优异的磁特性，从而提高旋转机械的工作效率。
无取向电工钢的磁特性主要以铁损和磁感应强度进行评价。铁损是指在特定磁感应强度与频率下发生的能量损失，磁感应强度是指在特定磁场下获得的磁化的程度。铁损越低且磁感应强度越高，就能够制造在相同条件下工作效率越高的旋转机械，因而制造具有低铁损和磁感应强度的无取向电工钢极为重要。
目前，无取向电工钢均采用连续退火工艺制造，虽然所制造的无取向电工钢的性能较好，但制造成本高。而涌现的罩式退火工艺相对于连续退火涂层工艺而言，不仅具有比较明显的成本优势，而且无取向电工钢表面由氧化层做绝缘层，环保优势也很明显。
在相关的现有技术中，罩式退火工艺主要用于制造半工艺电工钢，该半工艺电工钢的加工性能较差，导致其对冲床的要求变高，甚至还会导致电工钢的磁特性下降。
发明内容
本申请提供了一种无取向电工钢及其制造方法，该无取向电工钢具有优异的加工性能和磁特性。
第一方面，本申请提供了一种无取向电工钢，以重量百分含量计，具有以下所示的化学组成：
碳：0.005％以下，优选0.0023％～0.0036％；
硅：0.8％～1.5％；
铝：0.1％～0.7％；
锰：0.15％～0.5％；
磷：0.045％以下，优选0.022％～0.036％；
硫：0.006％以下，优选0.0039％～0.0048％；
锑：0.02％～0.06％；
氮：0.005％以下，优选0.0029％～0.0036％；
钛：0.006％以下，优选0.0035％～0.0041％；以及
余量的铁和杂质；
其中，硅含量[％硅]和铝含量[％铝]满足以下关系：
1.1％≤[％硅]+[％铝]≤2.2％；
碳含量[％碳]、硫含量[％硫]、氮含量[％氮]和钛含量[％钛]满足以下关系：
[％碳]+[％硫]+[％氮]+[％钛]≤0.018％；
磷含量[％磷]满足以下关系：
0.085-2/35*[％硅]≤[％磷]≤0.15-2/25*[％硅]。
本申请的技术方案中，通过合理控制无取向电工钢中各化学组成的含量，使其具有较低的硬度，进而提高加工性能。而且，无取向电工钢中各化学组成的含量合理控制，能够提升无取向电工钢的磁特性。
在本申请的一些实施例中，所述无取向电工钢的维氏硬度值为120～135。
在本申请的一些实施例中，所述无取向电工钢的最大铁损为3.3W/kg～3.6W/kg。
在本申请的一些实施例中，所述无取向电工钢的最小磁感应强度为1.66T～1.68T。
第二方面，本申请还提供了一种无取向电工钢的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：
将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷；
将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧；
将酸洗冷轧后的钢卷进行第一次罩式退火，所述第一次罩式退火温度为730℃～750℃，所述第一次罩式退火的保温时间为6h～12h；
将第一次罩式退火后的钢卷进行平整；
将平整后的钢卷进行第二次罩式退火，所述第二次罩式退火温度为730℃～800℃，所述第二次罩式退火的保温时间为10h～18h；
将第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，以获得所述无取向电工钢，所述无取向电工钢按重量百分含量计具有以下所示的化学组成：碳：0.005％以下，优选0.0023％～0.0036％；硅：0.8％～1.5％；铝：0.1％～0.7％；锰：0.15％～0.5％；磷：0.045％以下，优选0.022％～0.036％；硫：0.006％以下，优选0.0039％～0.0048％；锑：0.02％～0.06％；氮：0.005％以下，优选0.0029％～0.0036％；钛：0.006％以下，优选0.0035％～0.0041％；以及余量的铁和杂质；其中，硅含量[％硅]和铝含量[％铝]满足以下关系：1.1％≤[％硅]+[％铝]≤2.2％；碳含量[％碳]、硫含量[％硫]、氮含量[％氮]和钛含量[％钛]满足以下关系：[％碳]+[％硫]+[％氮]+[％钛]≤0.018％；磷含量[％磷]满足以下关系：0.085-2/35*[％硅]≤[％磷]≤0.15-2/25*[％硅]。
在本申请的一些实施例中，所述将第一次罩式退火后的钢卷进行平整，包括：
所述平整的平整延伸率为3％～8％。
在本申请的一些实施例中，所述第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，包括：
所述重卷的拉矫延伸率为0.2％～0.6％。
在本申请的一些实施例中，所述将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷，包括：
所述板坯进行热轧的工艺参数包括：所述板坯的加热温度为1125℃±30℃，出炉温度为1050℃～1100℃，终轧温度为900℃±30℃，卷取温度为700℃±20℃。
在本申请的一些实施例中，所述将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧，包括：
所述酸洗冷轧的相对压下率为75％～85％。
在本申请的一些实施例中，所述将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷之前，所述制造方法还包括冶炼工艺，所述冶炼工艺包括高炉铁水冶炼步骤、脱硫站处理步骤、转炉钢水冶炼步骤、钢水精炼处理步骤、板坯连铸步骤，其中，所述脱硫站处理步骤中，出站硫的质量百分比小于或等于0.002％，出站温度大于或等于1310℃；所述转炉钢水冶炼步骤中，出钢碳的质量百分比为0.02％～0.06％，氩站碳的质量百分比为0.02％～0.07％，氩站温度为1600℃～1700℃；所述板坯连铸步骤中，连浇中包温度为1545℃～1565℃，中包使用保温覆盖剂以及电工钢保护渣，所述板坯的拉速大于或等于1.2m/min。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请一些实施例提供的无取向电工钢的制造方法的流程示意图；
图2是本申请一些实施例提供的无取向电工钢冶炼工艺的部分流程示意图；
图3是图1所示的制造方法中热轧工艺的部分部分流程示意图；
图4是图1所示的制造方法中酸洗冷轧工艺的部分流程示意图；
图5是图1所示的制造方法中罩式退火工艺的部分流程示意图；
图6A-C示出了本申请一些实施例提供的无取向电工钢所制成的制品的示意图。
附图数字标记说明：
11-精轧机立辊；
12-精轧机；
13-超快冷装置；
14-卷取机。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方案结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本申请提供了一种无取向电工钢，以重量百分含量计，具有以下所示的化学组成：
C：0.005％以下，优选0.0023％～0.0036％；
Si：0.8％～1.5％；
Al：0.1％～0.7％；
Mn：0.15％～0.5％；
P：0.045％以下，优选0.022％～0.036％；
S：0.006％以下，优选0.0039％～0.0048％；
Sb：0.02％～0.06％；
N：0.005％以下，优选0.0029％～0.0036％；
Ti：0.006％以下，优选0.0035％～0.0041％；以及
余量的Fe和杂质；
其中，Si含量[％Si]和Al含量[％Al]满足以下关系：
1.1％≤[％Si]+[％Al]≤2.2％；
C含量[％C]、S含量[％S]、N含量[％N]和Ti含量[％Ti]满足以下关系：
[％C]+[％S]+[％N]+[％Ti]≤0.018％；
P含量[％P]满足以下关系：
0.085-2/35*[％Si]≤[％P]≤0.15-2/25*[％Si]。
本申请的技术方案中，通过合理控制无取向电工钢中各化学组成的含量，使其具有较低的硬度，进而提高加工性能。而且，无取向电工钢中各化学组成的含量合理控制，能够提升无取向电工钢的磁特性。
以下对本申请技术方案中的化学组成及含量进行详细的说明。
(C：0.005％以下)
C会产生磁时效，磁时效是指磁性材料的磁特性随时间而发生改变，在无取向电工钢中，可以理解为，无取向电工钢的铁损增加，磁感应强度下降。因此，在本申请的技术方案中，C的重量百分含量设置在0.005％以下。
在本申请的一些实施例中，C的重量百分含量还可以设置在0.0023％～0.0036％范围内。
(Si：0.8％～1.5％)
Si能够起到提高无取向电工钢的比电阻来降低铁损的作用。当Si添加量低于0.8％时，对铁损降低的改善效果不足，当Si添加量超过1.5％时，无取向电工钢的硬度会上升，从而导致加工性能变差。因此，在本申请的技术方案中，Si的重量百分含量设置在0.8％～1.5％范围内。
在本申请的一些实施例中，Si的重量百分含量还可以设置在1.3％～1.5％的范围内。
(Al：0.1％～0.7％)
Al与Si的作用相同，即提高无取向电工钢的比电阻来降低铁损。当Al添加量低于0.1％时，对铁损降低的改善效果不足，而且Al和N会形成粗大的AlN，从而导致无取向电工钢的磁感应强度下降。当Al添加量高于0.7％时，则会形成大量的AlN，使无取向电工钢的磁感应强度变差，而且还会在冶炼和连续铸造等工序上出现问题，导致生产率大大降低。因此，在本申请的技术方案中，Al的重量百分含量设置在0.1％～0.7％范围内。
在本申请的一些实施例中，Al的重量百分含量还可以设置在0.3％～0.5％范围内。
(Mn：0.15％～0.5％)
Mn也能起到提高无取向电工钢的比电阻来降低铁损的作用，并且Mn与S会形成MnS，该MnS具有较好的高温塑性，有利于提高无取向电工钢的加工性能。当Mn添加量低于0.15％时，MnS会析出，导致无取向电工钢的磁性下降。当Mn添加量高于0.5％时，则助长对磁性不利的{111}集合组织的形成，从而导致无取向电工钢的磁感应强度下降。因此，在本申请的技术方案中，Mn的重量百分含量设置在0.15％～0.5％范围内。
在本申请的一些实施例中，Mn的重量百分含量还可以设置在0.3％～0.5％范围内。
(P：0.045％以下)
P不仅能够起到降低铁损的作用，而且在晶界偏析，改善集合组织，起到提高磁感应强度的作用。此外，P还可以改善冲片性能。P添加量高于0.045％时，则导致形成不利于磁性的集合组织，若没有集合组织的改善效果，在晶界过度偏析时，使得轧制困难，导致生产率大大降低。因此，在本申请的技术方案中，P的重量百分含量设置在0.045％以下。
在本申请的一些实施例中，P的重量百分含量还可以设置0.022％～0.036％范围内。
(S：0.006％以下)
S能够形成硫化物来降低晶粒的成长性，对铁损有害。另外S也是产生热脆的主要元素。因此，在本申请的技术方案中，S的重量百分含量设置在0.006％以下。
在本申请的一些实施例中，S的重量百分含量还可以设置在0.0039％～0.0048％范围内。
(Sb：0.02％～0.06％)
Sb不仅能够起到改善无取向电工钢材料的集合组织，并抑制表面氧化的作用，而且还能够提高无取向电工钢的磁感应强度。当Sb添加量低于0.02％时，则其所起到的作用不能满足要求，当Sb添加量高于0.06％时，则晶界偏析加剧，表面品质变差，硬度上升，导致加工性能下降。因此，在本申请的技术方案中，Sb的重量百分含量设置在0.02％～0.06％范围内。
在本申请的一些实施例中，Sb的重量百分含量还可以设置在0.04％～0.06％范围内。
(N：0.005％以下)
N能够形成氮化物来降低晶粒的成长性，以提高无取向电工钢的加工性能。因此，在本申请的技术方案中，N的重量百分含量设置在0.005％以下。
在本申请的一些实施例中，N的重量百分含量还可以设置在0.0029％～0.0036％范围内。
(Ti：0.006％以下)
Ti所形成细微的碳化物和氮化物，会抑制晶粒生长，当Ti添加量高于0.006％时，会形成大量的碳化物和氮化物，从而导致无取向电工钢的磁感应强度变差。因此，在本申请的技术方案中，Ti的重量百分含量设置在0.006％以下。
在本申请的一些实施例中，Ti的重量百分含量还可以设置在0.0035％～0.0041％范围内。
在本申请的一些实施例中，无取向电工钢的维氏硬度值为120～135。无取向电工钢在上述范围，有利于提高其的加工性能。
示例性的，无取向电工钢的维氏硬度值(Hv)可以但不限于为120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135。
在本申请的一些实施例中，无取向电工钢的最大铁损为3.3W/kg～3.6W/kg。在本文中，最大铁损是指材料在50Hz频率下磁化到1.5T时的铁芯最大损耗值，无取向电工钢的最大铁损在上述范围，能够有利于提高无取向电工钢的磁特性。
示例性的，无取向电工钢的最大铁损可以但不限于为3.31W/kg、3.32W/kg、3.33W/kg、3.34W/kg、3.35W/kg、3.36W/kg、3.37W/kg、3.38W/kg、3.39W/kg、3.40W/kg、3.41W/kg、3.42W/kg、3.43W/kg、3.44W/kg、3.45W/kg、3.46W/kg、3.47W/kg、3.48W/kg、3.49W/kg、3.50W/kg、3.51W/kg、3.52W/kg、3.53W/kg、3.54W/kg、3.55W/kg、3.56W/kg、3.57W/kg、3.58W/kg、3.59W/kg、3.60W/kg。
在本申请的一些实施例中，无取向电工钢的最小磁感应强度为1.66T～1.68T。在本文中，最小磁感应强度是指材料在5000A/m磁场下磁化的最小磁感应强度，无取向电工钢的最小磁感应强度在上述范围，能够有利于提高无取向电工钢的磁特性。
示例性的，无取向电工钢的最小磁感应强度可以但不限于为1.661T、1.662T、1.663T、1.664T、1.665T、1.667T、1.668T、1.669T、1.670T、1.671T、1.672T、1.673T、1.674T、1.675T、1.676T、1.677T、1.678T、1.679T、1.680T。
本申请还提供了一种无取向电工钢的制造方法，如图1所示，该制造方法包括如下步骤：
S10：将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷；
S20：将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧；
S30：将酸洗冷轧后的钢卷进行第一次罩式退火，第一次罩式退火温度为730℃～750℃，第一次罩式退火的保温时间为6h～12h；
S40：将第一次罩式退火后的钢卷进行平整；
S50：将平整后的钢卷进行第二次罩式退火，第二次罩式退火温度为730℃～800℃，第二次罩式退火的保温时间为10h～18h；
S60：将第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，以获得所述无取向电工钢，所述无取向电工钢按重量百分含量计具有以下所示的化学组成：碳：0.005％以下，优选0.0023％～0.0036％；硅：0.8％～1.5％；铝：0.1％～0.7％；锰：0.15％～0.5％；磷：0.045％以下，优选0.022％～0.036％；硫：0.006％以下，优选0.0039％～0.0048％；锑：0.02％～0.06％；氮：0.005％以下，优选0.0029％～0.0036％；钛：0.006％以下，优选0.0035％～0.0041％；以及余量的铁和杂质；其中，硅含量[％硅]和铝含量[％铝]满足以下关系：1.1％≤[％硅]+[％铝]≤2.2％；碳含量[％碳]、硫含量[％硫]、氮含量[％氮]和钛含量[％钛]满足以下关系：[％碳]+[％硫]+[％氮]+[％钛]≤0.018％；磷含量[％磷]满足以下关系：0.085-2/35*[％硅]≤[％磷]≤0.15-2/25*[％硅]。
图2是本申请实施例提供的一种无取向电工钢冶炼工艺的部分流程示意图。请参阅图2，步骤S10之前，即板坯在热轧之前，制造方法还包括冶炼工艺，冶炼工艺包括：
S01：高炉铁水冶炼步骤；
S02：脱硫站处理步骤；
S03：转炉钢水冶炼步骤；
S04：钢水精炼处理步骤；
S05：板坯连铸步骤。
在本申请的实施例中，步骤S01为本领域技术的常规技术手段，在此不再赘述。
在本申请的一些实施例中，步骤S02中中出站硫的质量百分比小于或等于0.002％，出站温度大于或等于1310℃。具体地，将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头浸入铁水包熔池一定深度，借其旋转产生的漩涡，经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被旋涡卷入铁水中使氧化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的。
采用成本较低的脱硫剂如CaO，脱硫效果比较稳定，效率高(脱硫到≤0.005％)，脱硫剂消耗少，适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。
在本申请的一些实施例中，步骤S03中出钢碳的质量百分比为0.02％～0.06％，氩站碳的质量百分比为0.02％～0.07％，氩站温度为1600℃～1700℃。具体可通过下述的氧气顶吹转炉炼钢法实现：
先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料(如生石灰等)。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气(纯度大于99％的高压氧气流)，使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。
上述氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及投资少等优点。
在本申请的一些实施例中，步骤S04包括：在真空室的下部设有两根与其相通的环流管，脱气处理时将环流管插入钢液，靠真空室被抽成真空后建立的压差使钢液由环流管进入真空脱气室，同时从两根环流管之一(上升管)吹入驱动气体，利用气泡泵原理抽引钢液流过脱气室和下降管产生循环运动，并在真空室内脱除气体。
可选地，在步骤S04中，钢水在RH炉真空脱气和成份调整，钢包提升后，迅速抽真空，根据转炉出站钢水中碳、氧及温度情况，确定耗氧量进行强制吹氧脱碳，当钢水中碳含量达到要求后，加硅脱氧并合金化，极限真空循环大于或等于4min后，加入铝等其他合金，进行合金化并净循环4min～10min。
在本申请的一些实施例中，步骤S05中投入钢包下渣检测系统，连浇中包的温度为1545℃～1565℃，中包使用高硅质的保温覆盖剂以及电工钢保护渣，板坯的拉速大于或等于1.2m/min。
图2是图1所示的制造方法中热轧工艺的部分流程示意图。请参阅图3，在步骤S10中，板坯进行热轧的工艺参数包括：板坯的加热温度为1125℃±30℃，出炉温度为1050℃～1100℃，热连轧机轧制，终轧温度为900℃±30℃，卷取温度为700℃±20℃。
在本申请的实施例中，热轧是采用在再结晶温度以上进行的轧制，该热轧可使板坯的析出物充分析出和长大，故采用上述加热温度，可有助于板坯的析出物充分析出和长大。采用的上述卷取温度可保证卷取后的析出物进一步长大，以降低铁损并且提高磁感应强度。
可选地，采用精轧机立辊11、精轧机12进行轧制，轧制后采用超快冷装置13进行冷却，并采用地下卷取机14进行卷曲，热轧以后进行入库。
图3是图1所示的制造方法中酸洗冷轧工艺的部分流程示意图。请参阅图3，步骤S12中钢卷酸洗冷轧的相对压下率为75％～85％。
可选地，酸洗的工序依次为：S121：开卷→入口剪切→S122：焊接→S123：破磷→拉矫机→活套→S124：酸洗→3级酸洗槽→挤干→漂洗槽→吹扫→烘干→出口夹送→出口剪切→卷曲。
冷轧的工序依次为：酸洗卷上卷→开卷→矫头→切头→焊接→活套入口夹送→充套→活套出口夹送→S125：连轧(三机架或五机架)→测厚→卷取→分卷剪切→打包→卸卷→吊运。
在本申请的实施例中，上述酸洗冷轧能够去除钢卷表面氧化铁皮的同时，使较厚的热轧板轧制成较薄的冷轧板。将压下率设置为75％～85％有利于降低成品铁损。
在本申请的一些实施例中，步骤S123通过多辊拉矫机对带钢进行拉矫改善板形，同时由于氧化物和带钢基体延伸能力不同，拉矫可使氧化层出现裂纹，并对氧化物进行多次正反向折弯，进一步破碎氧化物，方便酸液快速渗透，提升酸洗效率。
在本申请的一些实施例中，步骤S124中的钢卷进入酸洗槽进行酸洗，酸洗槽共分4段，槽体为碳钢结构，内衬丁基橡胶及耐酸瓷砖与花岗岩石条。这种结构可避免维护更换花岗岩内衬时而不破坏内衬橡胶层。各段槽之间设有酸液挤干胶辊和酸液隔离室，槽底衬花岗岩与挤干胶辊下辊面在同一平面，在钢卷运行平面上部设有玻璃钢槽盖，并通过水封实现酸洗槽的密封。挤干辊变频传动，并可通过电机电流的变化检测穿带过程带头位置情况，避免钢卷在酸槽内重叠堆积。每段酸槽各设置一套酸液循环加热系统，酸液加热采用立式石墨换热器加热，同时酸液在槽体结构的帮助下，以紊流形式快速流动，从而极大地提高了酸洗速度。
在本申请的一些实施例中，步骤30中的第一次罩式退火的步骤包括：将钢卷成垛地置于退火炉中部，同垛的各钢卷之间隔以对流板。每垛一般放四个钢卷，用耐热的内罩罩上。罩式炉加热采用热循环加热模式。
具体的，在一座圆形炉台上放2垛～4垛钢卷，每垛分别扣上单独的内罩，每个炉台上的用一个外罩。在内罩下部装有循环风扇，用以加强控制气氛与促进带卷对流加热。退火时采用紧卷脱火的方式。
上述退火能够消除酸洗冷轧工序产生的加工硬化，使钢板充分再结晶，获得理想的铁损及磁感应强度。
在本申请的实施例中，对上述钢卷进行两次罩式退火，相对于一次罩式退火工序来说，所获得的无取向电工钢不仅结构强度没有影响，而且能够进一步降低铁损，提高无取向电工钢的磁感应强度，并且降低硬度，进而降低了无取向电工钢加工对机床磨具的要求。
并且，上述钢卷的退火温度过高和时间过长，会导致无取向电工钢的磁感应强度不能满足要求，而退火温度过低和时间过短，会导致无取向电工钢的铁损偏高。因此，将第一次罩式退火温度设置为730℃～750℃，保温时间设置为6h～12h，第二次罩式退火温度设置为730～800℃，保温时间设置为10h～18h，可进一步降低无取向电工钢的铁损和提高其磁感应强度。
在本申请的一些实施例中，步骤S40的平整延伸率为3％～8％。平整延伸率在上述范围内，钢板可产生临界变形，使其储存足够的能量，在消除应力退火时促进晶粒长大，从而降低铁损，而且还可以改善钢板板形。
在本申请的一些实施例中，步骤S60进行重卷后的拉矫延伸率为0.2％～0.6％。上述拉矫可对提高无取向电工钢板形和平直度具有改善作用，因此，拉矫延伸率控制在0.2％～0.6％范围内，能够得到理想中的板形和平直度。
本申请还提供了一种制品，该制品采用上述任一项实施例中的无取向电工钢制成。因此，该制品具有较好的工作效率。
示例性的，上述制品可以为电动机的定子，其能够产生旋转磁场。如图6A-C所示，该定子包括定子铁芯、定子绕组和机座，其中，定子铁芯采用上述任一项实施例中的无取向电工钢制成。
以下通过具体实施例来对本申请的无取向电工钢的制造方法及磁特性进行详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种无取向电工钢的制造方法，该电工钢以重量百分数计包括如下化学组成：C：0.0023％；Si：1.345％；Mn：0.4163％；P：0.0352％；S：0.0044％；Al：0.375％；N：0.0035％；Ti：0.0041％；Sb：0.0448％；其余为铁和杂质；该制造方法包括如下步骤：
S01：高炉铁水冶炼；
S02：将钢水送进脱硫站脱硫处理；
S03：转炉钢水冶炼；具体的，钢水进行吹氩处理后，在钢水出氩站时，钢水中碳元素的质量百分比为0.037％，此时钢水温度为1628℃，钢水中氧含量为610ppm，并向钢水中加入128kgAl40；
S04：钢水精炼处理，钢水进入RH炉的温度为1602℃，进站时钢水中氧含量为578ppm，脱碳终点氧含量为365ppm；依次加入单质硅、铝的时间间隔为4min，合金化后钢水净循环时间为9min，钢水处理周期为30min，即钢水在RH炉中的处理时间为30min；
S05：板坯连铸，钢水注入中包的温度即连浇中包温度为1556℃，过热度为30℃，拉矫机的拉速为1.5m/min；
S10：将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷；热轧过程中，板坯的加热温度为1125℃，终轧温度为895℃，卷曲温度为710℃；
S20：将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧，酸洗冷轧的压下率为79.2％；
S30：将酸洗冷轧后的钢卷进行第一次罩式退火，第一次罩式退火的温度为730℃，保温时间为8h；
S40：将第一次罩式退火后的钢卷进行平整，平整延伸率为5.06％；
S50：将平整后的钢卷进行第二次罩式退火，第二次罩式退火温度为780℃，保温时间为12h；
S60：将第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，以获得电工钢，其中，重卷的拉矫延伸率为0.5％。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
S10：终轧温度为897℃，卷曲温度为708℃；
S40：平整延伸率为5.08％。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
S10：终轧温度为898℃，卷曲温度为706℃；
S40：平整延伸率为5.07％。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
S10：卷曲温度为705℃；
S40：平整延伸率为5.10％。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
S10：终轧温度为905℃，卷曲温度为712℃；
S40：平整延伸率为5.12％。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：
S10：终轧温度为902℃，卷曲温度为707℃；
S40：平整延伸率为5.05％。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：
S10：终轧温度为899℃，卷曲温度为708℃；
S40：平整延伸率为5.01％。
实施例8
本实施例提供了一种无取向电工钢的制造方法，该电工钢以重量百分数计包括如下化学组成：C：0.0029％；Si：1.453％；Mn：0.4225％；P：0.022％；S：0.0048％；Al：0.425％；N：0.0032％；Ti：0.0038％；Sb：0.0527％；其余为铁和杂质；该制造方法包括如下步骤：
S01：高炉铁水冶炼；
S02：将钢水送进脱硫站脱硫处理；
S03：转炉钢水冶炼；具体的，钢水进行吹氩处理后，在钢水出氩站时，钢水中碳元素的质量百分比为0.037％，此时钢水温度为1628℃，钢水中氧含量为610ppm，并向钢水中加入128kgAl40；
S04：钢水精炼处理，钢水进入RH炉的温度为1602℃，进站时钢水中氧含量为578ppm，脱碳终点氧含量为365ppm；依次加入单质硅、铝的时间间隔为4min，合金化后钢水净循环时间为9min，钢水处理周期为30min，即钢水在RH炉中的处理时间为30min；
S05：板坯连铸，钢水注入中包的温度即连浇中包温度为1556℃，过热度为30℃，拉矫机的拉速为1.5m/min；
S10：将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷；热轧过程中，板坯的加热温度为1135℃，终轧温度为902℃，卷曲温度为708℃；
S20：将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧，酸洗冷轧的压下率为79.5％；
S30：将酸洗冷轧后的钢卷进行第一次罩式退火，第一次罩式退火的温度为730℃，保温时间为8h；
S40：将第一次罩式退火后的钢卷进行平整，平整延伸率为5.10％；
S50：将平整后的钢卷进行第二次罩式退火，第二次罩式退火温度为780℃，保温时间为12h；
S60：将第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，以获得电工钢，其中，重卷的拉矫延伸率为0.5％。
实施例9
本实施例与实施例8的区别在于：
S10：终轧温度为899℃，卷曲温度为706℃；
S40：平整延伸率为5.02％。
实施例10
本实施例与实施例8的区别在于：
S10：终轧温度为895℃，卷曲温度为705℃；
S40：平整延伸率为5.07％。
实施例11
本实施例与实施例8的区别在于：
S10：终轧温度为896℃，卷曲温度为707℃；
S40：平整延伸率为5.01％。
实施例12
本实施例与实施例8的区别在于：
S10：终轧温度为896℃；
S40：平整延伸率为5.08％。
实施例13
本实施例与实施例8的区别在于：
S10：终轧温度为898℃，卷曲温度为705℃；
S40：平整延伸率为5.05％。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于：无取向电工钢的化学组成含量，具体如下：
C：0.0032％；Si：1.465％；Mn：0.3982％；P：0.025％；S：0.0043％；Al：0.4025％；N：0.0036％；Ti：0.0035％；Sb：0.0536％；其余为铁和杂质。
实施例15
本实施例与实施例1的区别在于：无取向电工钢的化学组成含量，具体如下：
C：0.0035％；Si：1.386％；Mn：0.4125％；P：0.023％；S：0.0039％；Al：0.4126％；N：0.0031％；Ti：0.0040％；Sb：0.4893％；其余为铁和杂质。
实施例16
本实施例与实施例1的区别在于：无取向电工钢的化学组成含量，具体如下：
C：0.0036％；Si：1.428％；Mn：0.4512％；P：0.029％；S：0.0045％；Al：0.4307％；N：0.0029％；Ti：0.0036％；Sb：0.4982％；其余为铁和杂质。
对实施例1～13所制造的无取向电工钢的磁特性及维氏硬度进行测试，测试结果如表1所示，测试如下：
1)最大铁损和最小磁感应强度测试方法：截取厚度0.5mm*宽30mm×长300mm×片数16片(横向8片、纵向8片)的样片，利用爱泼斯坦方圈，测量样片的最大铁损和最小磁感应强度。此时，最大铁损是在50Hz频率激发1.5T磁通密度时的最大铁损，最小磁感应强度是指在5000A/m磁场中感应的最小磁感应强度。
2)维氏硬度测试方法：采用维氏硬度计测量，测量方法为本领域的常规方法。
表1
Figure BDA0003571050110000181
Figure BDA0003571050110000191
由表1可知，本申请的无取向电工钢具有优异的加工性能和磁特性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无取向电工钢，其特征在于，以重量百分含量计，具有以下所示的化学组成：
碳：0.005％以下，优选0.0023％～0.0036％；
硅：0.8％～1.5％；
铝：0.1％～0.7％；
锰：0.15％～0.5％；
磷：0.045％以下，优选0.022％～0.036％；
硫：0.006％以下，优选0.0039％～0.0048％；
锑：0.02％～0.06％；
氮：0.005％以下，优选0.0029％～0.0036％；
钛：0.006％以下，优选0.0035％～0.0041％；以及
余量的铁和杂质；
其中，硅含量[％硅]和铝含量[％铝]满足以下关系：
1.1％≤[％硅]+[％铝]≤2.2％；
碳含量[％碳]、硫含量[％硫]、氮含量[％氮]和钛含量[％钛]满足以下关系：
[％碳]+[％硫]+[％氮]+[％钛]≤0.018％；
磷含量[％磷]满足以下关系：
0.085-2/35*[％硅]≤[％磷]≤0.15-2/25*[％硅]。
2.根据权利要求1所述的无取向电工钢，其特征在于，所述无取向电工钢的维氏硬度值为120～135。
3.根据权利要求1所述的无取向电工钢，其特征在于，所述无取向电工钢的最大铁损为3.3W/kg～3.6W/kg。
4.根据权利要求1所述的无取向电工钢，其特征在于，所述无取向电工钢的最小磁感应强度为1.66T～1.68T。
5.一种无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷；
将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧；
将酸洗冷轧后的钢卷进行第一次罩式退火，所述第一次罩式退火温度为730℃～750℃，所述第一次罩式退火的保温时间为6h～12h；
将第一次罩式退火后的钢卷进行平整；
将平整后的钢卷进行第二次罩式退火，所述第二次罩式退火温度为730℃～800℃，所述第二次罩式退火的保温时间为10h～18h；
将第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，以获得所述无取向电工钢，所述无取向电工钢按重量百分含量计具有以下所示的化学组成：碳：0.005％以下，优选0.0023％～0.0036％；硅：0.8％～1.5％；铝：0.1％～0.7％；锰：0.15％～0.5％；磷：0.045％以下，优选0.022％～0.036％；硫：0.006％以下，优选0.0039％～0.0048％；锑：0.02％～0.06％；氮：0.005％以下，优选0.0029％～0.0036％；钛：0.006％以下，优选0.0035％～0.0041％；以及余量的铁和杂质；其中，硅含量[％硅]和铝含量[％铝]满足以下关系：1.1％≤[％硅]+[％铝]≤2.2％；碳含量[％碳]、硫含量[％硫]、氮含量[％氮]和钛含量[％钛]满足以下关系：[％碳]+[％硫]+[％氮]+[％钛]≤0.018％；磷含量[％磷]满足以下关系：0.085-2/35*[％硅]≤[％磷]≤0.15-2/25*[％硅]。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述将第一次罩式退火后的钢卷进行平整，包括：
所述平整的平整延伸率为3％～8％。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述第二次罩式退火后的钢卷进行重卷，包括：
所述重卷的拉矫延伸率为0.2％～0.6％。
8.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷，包括：
所述板坯进行热轧的工艺参数包括：所述板坯的加热温度为1125℃±30℃，出炉温度为1050℃～1100℃，终轧温度为900℃±30℃，卷取温度为700℃±20℃。
9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述将热轧后的钢卷进行酸洗冷轧，包括：
所述酸洗冷轧的相对压下率为75％～85％。
10.根据权利要求5～9任一项所述的制造方法，其特征在于，所述将无取向电工钢的板坯进行热轧获得钢卷之前，所述制造方法还包括冶炼工艺，所述冶炼工艺包括：
炉铁水冶炼步骤、脱硫站处理步骤、转炉钢水冶炼步骤、钢水精炼处理步骤、板坯连铸步骤，其中，所述脱硫站处理步骤中，出站硫的质量百分比小于或等于0.002％，出站温度大于或等于1310℃；所述转炉钢水冶炼步骤中，出钢碳的质量百分比为0.02％～0.06％，氩站碳的质量百分比为0.02％～0.07％，氩站温度为1600℃～1700℃；所述板坯连铸步骤中，连浇中包温度为1545℃～1565℃，中包使用保温覆盖剂以及电工钢保护渣，所述板坯的拉速大于或等于1.2m/min。
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