CN115198169B

CN115198169B - 一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN115198169B
Application number: CN202110381621.9A
Authority: CN
Inventors: 张峰; 李国保; 王波; 沈侃毅; 刘宝军
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2041-04-09
Also published as: CN115198169A

Abstract

本发明公开了一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板，其各化学元素质量百分含量为：0＜C≤0.0035％、Si：1.2～2.8％、Mn：0.2～1.0％、P：0.04～0.15％、Sn+Sb：0.02～0.2％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。此外，本发明还公开了上述高磁感低铁损无取向电工钢板的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和连铸，其中在该步骤不采用电磁搅拌；(2)热轧，其包括：粗轧、精轧、卷取和均热；其中在粗轧步骤采用2～6道次进行轧制，且粗轧单道次压下率控制在20％～40％之间；(3)上述热轧步骤后不进行常化步骤而直接进行冷轧；(4)连续退火。本发明所述的无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板在保证较低生产成本的同时，还具有高磁感和低铁损的特性。

Description

一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种无取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

在现有工业生产过程中，无取向电工钢的用途很广，其可以用于制作中小型电机、压缩机、EI铁芯、大型发电机、新能源汽车驱动电机等设备。根据设备应用环境的不同，设备对于无取向电工钢的电磁性能要求也不相同，但通常均希望所采用的无取向电工钢的磁感越高越好、铁损越低越好。

通常情况下，无取向电工钢的牌号越低，意味着磁感就越高、铁损也越高；无取向电工钢的牌号越高，则意味着磁感越低、铁损也越低。对于部分中低牌号无取向电工钢板而言，通常钢板中的Si、Mn、Al含量相对较低，其目的是为了获得更高的磁感，和充分降低钢板的制造成本；其缺点是钢板的铁损普遍较高。这类产品大多用于制作，中小型电机、压缩机、EI铁芯等低附加值用电设备，一般不采用炼钢电磁搅拌，且热轧之后也无需进行常化退火处理。

在现有技术中，为了进一步提高产品的附加值，获得高效、高牌号无取向电工钢板，则需要通过向钢中加入高Si、高Mn、高Al方式，以提高钢板基材的电阻率，从而降低钢板的铁损，同时也会导致钢板磁感劣化。这种高效、高牌号无取向电工钢板在炼钢过程中通常需要采用电磁搅拌，以破碎连铸坯中粗大、发达的柱状晶，从而避免钢板表面出现瓦棱状缺陷；此外，该无取向电工钢板在经历热轧工艺之后，还需要进行常化退火处理，以改善再结晶显微组织，以提高钢板的磁感。这类高牌号无取向电工钢板产品的使用范围十分广泛，其能够用于制作高速电机、新能源汽车驱动电机等高附加值用电设备，但生产工艺复杂，制造流程较长，成本消耗也很高。

由此可见，现有技术中的这种制造方法虽然可以获得表面质量良好且具有极高磁感和极低铁损的无取向电工钢板，但是在制造过程中需要采用电磁搅拌和常化退火处理，其制造流程较长且生产成本较高。因此，为了解决现有技术中的这一技术问题，期望获得一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及制造方法，其无需电磁搅拌和热轧常化退火处理，即可获得表面质量良好且具有极高磁感和极低铁损的无取向电工钢板。

为了实现这一宏伟目标，目前，已有广大科技工作者尝试做了大量有益的工作：

例如：公开号为特開2007-154271，公开日2007年6月21日，名称为“无取向电工钢板的制造方法”的日本专利文献，公开了一种不采用热轧常化退火处理的、电磁性能优良的无取向电工钢板制造方法。该方法的权利要求项分别为：1)C：0.008％以下、Si：1.5％～3.5％、Al：0.2％～3.0％、Si+Al：1.9％以上、Mn：0.02％～1.0％、S：0.0015％以下、N：0.0020％以下、Ti：0.008％以下；2)热轧连铸坯加热温度为1050℃～1150℃，粗轧、精轧之间中间坯温度为1050～1150℃，精轧前端温度为1050℃～1150℃，精轧末端温度为1000℃；3)精轧之后的1～7s不投入除磷水，然后，再投入除磷水直至钢卷冷却至700℃以下进行卷取。该方法借助热轧粗轧、精轧之间，投入感应加热装置以解决温度控制问题，同时，对钢中的有害元素S、N、Ti等含量加以严格限制，从而，解决了在不采用热轧常化退火处理条件下的钢板电磁性能改善问题。

再例如：公开号为CN105452514A，公开日为2016年3月30日，名称为“无取向性电磁钢板及其热轧钢板”的中国专利文献，公开了一种无取向电磁钢板的制造方法。该方法的权利要求项是：1)含有C：0.005％以下、Si：1.5％～5.0％、Mn：0.1％以下、Als：0.005％以下、P：0.04％～0.2％、S：0.005％以下、N：0.004％以下、Ca：0.001％～0.01％，余量由Fe及不可避免的杂质构成；2)钢板中存在的氧化物类夹杂物中，以下述定义CaO/(CaO+SiO₂+Al₂O₃)的CaO的组成比率为0.4以上，和/或以下述定义Al₂O₃/(CaO+SiO₂+Al₂O₃)的Al₂O₃组成比率为0.3以上。该方法提供了一种无取向电磁钢板及作为其原材料的热轧钢板，所述无取向电磁钢板具有高磁通密度且不仅在商用频率而且在高频区域的铁损也较低。

又例如：公开号为特開2006-291346，公开日为2006年10月26日，名称为“磁感应强度高的无取向性电工钢板制造方法”的日本专利文献，公开了一种高磁感无取向电工钢板的制造方法。该方法的权利要求项是：1)C：0.004％以下、Si：1.5％～3.5％、Al：0.2％～3.0％、Si+Al：1.9％以上、Mn：0.02％～1.0％、S：0.0030％以下、N：0.0030％以下，Sn+Sb：0.02％～0.4％，Ca+Mg+REM：0.0005％～0.020％；2)热轧之后常化退火，钢板平均晶粒尺寸在300μm以上；3)冷轧时，采用温轧模式，钢板温度限制在180℃～350℃之间，并且轧制时，M值在0.1～5之间，冷轧压下率为85％～93％。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板，该高磁感低铁损无取向电工钢板通过优化钢的化学成分，采用新的化学成分设计，并配合改进制造工艺，可以实现在降低生产成本的同时，改善钢板的质量，该高磁感低铁损无取向电工钢板具有高磁感和低铁损的特性，其铁损P_10/50≤3.2W/kg，且磁感B₅₀≥1.72T，具有十分良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板，其各化学元素质量百分含量为：

0＜C≤0.0035％、Si：1.2～2.8％、Mn：0.2～1.0％、P：0.04～0.15％、Sn+Sb：0.02～0.2％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

在本发明所述的无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板中，各化学元素的设计原理如下所述：

C：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，当钢中C元素含量高于0.0035％时，容易与Nb、V、Ti等有害元素结合从而形成大量有害的细小的夹杂物，从而引起成品钢板磁时效大幅增加。基于此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制C元素的质量百分含量为0＜C≤0.0035％。

Si：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，Si元素可以有效起到降低铁损的效果。为了保证Si元素能有效起到作用，钢中需要添加1.2％以上的Si。当然，钢中Si元素含量同样也不宜过高，当钢中Si元素含量高于2.8％时，不仅会显著劣化成品钢板的磁感，还会降低冷轧轧制可轧性。基于此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制Si元素的质量百分含量在1.2～2.8％之间。

Mn：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，Mn元素可以有效控制钢中硫化物形态和数量。为了保证Mn元素能够起到作用，钢中需要添加0.2％以上的Mn。当然，钢中Mn元素含量同样也不宜过高，当钢中Mn元素含量高于1.0％时，会大幅劣化成品钢板的磁感，增加钢的制造成本。基于此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制Mn元素的质量百分含量在0.2～1.0％之间。

P：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，P元素可以起到改善成品钢板机械强度的作用。为了保证P元素能够起到作用，钢中需要添加0.04％以上的P。当然，钢中O元素的含量同样不宜过高，当钢中P元素含量高于0.15％时，会降低冷轧轧制过程稳定性，不利于生产。基于此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制P元素的质量百分含量在0.04～0.15％之间。

Sn、Sb：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，钢中还可以添加一定量的Sn元素和(或)Sb元素。Sb元素、Sn元素同为晶界偏聚元素，能够在合适的温度条件下，通过晶界偏聚促进有利织构的形成，进而可以改善成品钢板的磁感。这里，为了减少连续退火过程，钢板表面的渗氮、渗氧问题，从晶界偏聚效果来看，有必要向钢中添加0.02％或以上的Sb和(或)Sn，控制Sn元素与Sb元素质量百分含量之和：Sn+Sb≥0.02％。当然，钢中Sn元素与Sb元素质量百分含量之和同样不宜过高，当Sn元素与Sb元素含量之和Sn+Sb高于0.2％时，会造成晶粒细化，劣化成品钢板的电磁性能。基于此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制Sn元素与Sb元素含量之和Sn+Sb在0.02～0.2％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更优的实施效果，钢中Sb和Sn元素二者总含量可以进一步优选地控制在0.04～0.12％之间。

进一步地，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，在其他不可避免的杂质中，S≤0.003％、N≤0.003％、Al≤0.003％。

在上述技术方案中，S、N和Al均是本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中不可避免的杂质元素，在技术条件允许情况下，为了获得性能更好且质量更优的钢材，应尽可能降低钢中杂质元素的含量。

S：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，S是杂质元素，钢中S元素含量不宜过高，当钢中S元素含量高于0.003％时，会导致钢中的硫化物数量快速增多、尺寸细小，恶化成品钢板的电磁性能。因此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，有必要严格控制S元素的质量百分含量为S≤0.003％。

N：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，钢中N元素含量同样不宜过高，当钢中N元素含量高于0.003％时，会细化Nb、V、Ti、Al元素的含N夹杂物，导致夹杂物数量大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化成品钢板的电磁性能。因此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制N元素的质量百分含量为N≤0.003％。

Al：在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，钢中的Al元素能够与N元素结合，生成数量众多、尺寸细小的AlN夹杂物，这些夹杂物在热轧过程中会阻碍再结晶的形成，抑制有利织构的生成，进而降低成品钢板的磁感。钢中Al元素含量不宜过高，当钢中Al元素含量高于0.003％时，不仅会显著降低成品钢板的磁感，生成大量尺寸细小的氮化物，劣化成品钢板的铁损，还会导致钢板的制造成本大大增加。因此，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，控制Al元素的质量百分含量为Al≤0.003％。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更优的实施效果，钢中Al元素的质量百分含量可以进一步控制为Al≤0.001％。

进一步地，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，Sn+Sb：0.04～0.12％。

进一步地，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，Al≤0.001％。

进一步地，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，其铁损P_15/50≤3.2W/kg，磁感B₅₀≥1.72T。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种高磁感低铁损无取向电工钢板的制造方法，该制造方法的生产工艺简便且生产成本较低，采用该制造方法制得的高磁感低铁损无取向电工钢板具有高磁感和低铁损的特性，其铁损P_15/50≤3.2W/kg，磁感B₅₀≥1.72T。

为了实现上述目的，本发明提出了上述的高磁感低铁损无取向电工钢板的制造方法，包括步骤：

(1)冶炼和连铸，其中在该步骤不采用电磁搅拌；

(2)热轧，其包括：粗轧、精轧、卷取和均热；其中在粗轧步骤采用2～6道次进行轧制，且粗轧单道次压下率控制在20％～40％之间；

(3)上述热轧步骤后不进行常化步骤而直接进行冷轧；

(4)连续退火。

在本发明上述的制造方法中，在步骤(1)中，冶炼和连铸的具体工艺流程可以包括：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→RH精炼→连续浇铸。在上述步骤中，高炉铁水经过铁水预处理“三脱”之后，可以与适量废钢按照比例进行搭配入炉，然后经顶底复吹转炉冶炼之后，依次在RH精炼过程中进行深脱碳，脱氧、合金化以调整钢液化学成分。最后，RH精炼之后的钢液转运至连续浇铸，安排吊运至连续浇铸，并可以优选地控制钢液过热度≤45℃，以在未经电磁搅拌或电磁制动的条件下，得到厚度为170～250mm、宽度为800～1400mm的连铸坯。

在本发明所述的步骤(1)中，转炉冶炼结束之后的钢液，碳含量一般会在0.02～0.09％之间，基于本发明的控制要求和电磁性能的改善需求，需要在RH精炼进行钢液深脱碳，之后再进行脱氧、合金化，以达到本发明设计要求的化学成分设计体系。

相应地，获得满足发明化学成分设计体系的钢液后，可以在连续浇铸过程中，进一步地限定连铸过程中的钢水过热度≤45℃，以确保连铸坯中的等轴晶率在30％或以上。这是因为：钢水过热度越高，则连铸坯中的柱状晶就越发达，柱状晶率也就越高，越容易导致成品钢板表面产生瓦棱状缺陷。

需要注意的是，在本发明所述制造方法的步骤(1)中，在连续浇铸时，连铸坯中不可避免地会形成粗大、发达的柱状晶，但是本发明并不需要采用结晶器、二冷区等电磁搅拌或者电磁制动。此时，粗大、发达的柱状晶会遗传至后续步骤(2)的热轧工序，因此如何在热轧过程中对其进行改善就显得尤为重要。

在本发明中，本发明所述制造方法步骤(2)的热轧工序充分利用了热轧粗轧大压下方式，通过减少热轧粗轧道次，可以实现在一定的中间坯厚度条件下，提高粗轧单道次压下率，从而实现对连铸坯中粗大、发达的柱状晶进行破碎。这里，综合考虑到热轧轧制设备能力、热轧过程钢板温度控制要求，粗轧轧制道次必须在2～6道次之间，轧制道次越少，对热轧轧制设备能力要求越高，轧制道次越多，热轧粗轧道次压下率越小，热轧过程温降大，导致热轧卷取之后，钢卷温度难以达到发明设计要求。

此外，在本发明所述的步骤(2)中，还需要将粗轧单道次压下率控制在20％～40％之间。研究表明，20％～40％的粗轧道次压下率是合适的，当粗轧道次压下率低于20％时，不足以破碎连铸坯中粗大、发达的柱状晶，并且在其后的热轧轧制过程中，破碎不完全的柱状晶还可以继续长大，加重成品钢板瓦棱状缺陷的形成；当粗轧道次压下率高于40％以上时，虽然可以充分、有效破碎连铸坯中粗大、发达的柱状晶，但是容易导致热轧钢板出现浪形、边裂等板型质量问题，加之，与较少的热轧粗轧道次相匹配，热轧中间坯温度一般会高于1000℃或以上，部分破碎不完全、或者细小的柱状晶还能继续结合、长大，不利于成品钢板瓦棱状缺陷的控制。由此可见，在本发明所述制造方法的步骤(2)中，控制粗轧步骤采用2～6道次进行轧制，且粗轧单道次压下率控制在20％～40％之间能够为后续的热轧精轧、卷取创造良好条件。

需要说明的是，在本发明上述步骤(2)的热轧工艺中，卷取之后，可以借助在线或者离线的罩、箱、坑、房、链等设备，充分利用钢卷自身的温度余热，或者采用明火加热、感应加热等任何形式，对热轧钢卷进行均热处理，以改善热轧再结晶显微组织，提高其再结晶率和促进晶粒尺寸长大。基于此，则不需要在热轧之后进行常化退火处理。

此外，在本发明上述步骤(2)的热轧工艺中，在某些优选的实施方案中，为了保证钢材的质量，可以进一步地均热时的钢卷温度在480℃～750℃之间。上述钢卷温度高，则均热时间短，其具体可以取决于钢中Sn、Sb元素含量之和。热轧钢卷经过均热处理之后，沿平行于轧制方向上的平均晶粒尺寸为60～120μm，沿平行于轧制方向上的再结晶发生率为40％～100％，其具有良好的再结晶发生率和粗大的平均晶粒尺寸，促进了有利织构的形成，进而，大幅改善了成品钢板的磁感。

另外，还需要补充说明的是，在本发明所述制造方法中，步骤(3)中所采用的冷轧工艺可以包括步骤：酸洗→冷轧→卷取；步骤(4)中所采用的连续退火工艺可以包括步骤：前清洗→连续退火→后清洗→绝缘涂层→精整出厂。上述步骤(3)的冷轧和步骤(4)中连续退火的具体工艺在现有技术中已知，此处不再赘述。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，进行均热时的钢卷温度为480℃～750℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(1)中，连铸过程中的钢水过热度≤45℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，热轧步骤完成后，钢板沿平行于轧制方向上的平均晶粒尺寸为60～120μm。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，热轧步骤完成后，钢板沿平行于轧制方向上的再结晶发生率为40％～100％。

本发明所述的无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：

本发明旨在通过提供一种全新的化学成分设计体系，及其相应的有害元素含量控制要求，通过调整热轧粗轧道次数量及其压下率，并在热轧卷取之后，对热轧钢卷进行均热处理，以获得一种无瓦棱状缺陷的高磁感、低铁损无取向电工钢板及其制造方法。

本发明所述的无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板的制造方法能够进一步减轻炼钢工序对杂质元素和有害夹杂物的控制难度，其可以在不采用炼钢电磁搅拌和热轧常化退火条件下，避免粗大、发达的柱状晶生成，并获得良好、均匀的热轧再结晶显微组织，从而明显降低炼钢、热轧制造成本，减少生产工序流程。借助该制造方法生产的成品钢板，在没有电磁搅拌和免常化退火的条件下，具有极高的磁感、极低的铁损，其钢板表面没有瓦棱状缺陷。

本发明所述的无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板的生产成本较低且表面质量良好，其具有高磁感和低铁损的特性，该无取向电工钢板的铁损P_15/50≤3.2W/kg，磁感B₅₀≥1.72T，具有十分良好的推广前景和应用价值。

附图说明

图1示意性地显示了本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中的Al含量与铁损P_15/50之间的关系。

图2示意性地显示了本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中的粗轧单道次压下率与缺陷、板型之间的关系。

图3示意性地显示了本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中均热时的钢卷温度T与磁感B₅₀之间的关系。

图4为实施例3的高磁感低铁损无取向电工钢板的显微组织图。

图5为对比例1的对比钢板的显微组织图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例和说明书附图对本发明所述的无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-8和对比例1-4

表1列出了实施例1-8的高磁感低铁损无取向电工钢板和对比例1-4的对比钢中各化学元素质量百分含量。

表1.(wt％，余量为Fe和除S、N、Al以外其他不可避免的杂质)

本发明所述的实施例1-8的高磁感低铁损无取向电工钢板和对比例1-4的对比钢均采用以下步骤流程制得：

(1)按照表1所列举的各化学成分配比冶炼炼钢并连铸：高炉铁水经过铁水预处理“三脱”之后，与适量废钢按照比例进行搭配入炉，然后经顶底复吹转炉冶炼之后，依次在RH精炼过程中进行深脱碳，脱氧、合金化以调整钢液化学成分：添加适量的微量元素Sb和(或)Sn，调整钢中的Al含量满足发明设计要求，严格限制钢液C、S、N等元素含量满足要求。钢液经过RH精炼之后，安排吊运至连续浇铸，控制钢液过热度≤45℃，在未经电磁搅拌或电磁制动的条件下，得到厚度为170～250mm、宽度为800～1400mm的连铸坯。

(2)热轧，其包括：粗轧、精轧、卷取和均热；其中在粗轧步骤采用2～6道次进行轧制，且控制粗轧单道次压下率在20％～40％之间，以限制粗轧道次及道次间的压下率。然后，在进行精轧、卷取之后，对热轧钢卷进行均热处理，并控制均热时的钢卷温度在480℃～750℃之间。

(3)上述热轧步骤后不进行常化步骤而直接进行冷轧，冷轧之前需要进行酸洗。

(4)连续退火。

需要注意的是，在本发明中，实施例1-8的高磁感低铁损无取向电工钢板的化学成分及其相关工艺参数均满足本发明设计规范控制要求。

相应地，对比例1-4的对比钢的化学成分均存在未能满足本发明设计的要求的参数，其工艺流程步骤虽然采用上述步骤(1)-(4)，但是对比例1-4在上述步骤(2)的热轧工艺过程中，均不进行均热处理，其具体的工艺操作或工艺参数均存在不满足本发明设计规范要求的内容。

表2列出了实施例1-8的高磁感低铁损无取向电工钢板和对比例1-4的对比钢的制造方法的具体工艺参数。

表2.

注：上表中，“电磁搅拌”列中的“√”表示制造过程中采用了电磁搅拌工艺，“×”表示制造过程中未采用电磁搅拌工艺；“均热温度”列中的“×”表示制造过程中未采用均热处理；“常化退火处理”列中的“√”表示制造过程中采用了常化退火处理工艺，“×”表示制造过程中未采用常化退火处理工艺。

需要注意的是，在进行上述工艺操作过程中，本发明针对最终步骤(4)的连续退火后所得的各实施例和对比例的成品钢板同样也进行了检测和分析，以得到热轧步骤完成后，各实施例和对比例的钢板沿平行于轧制方向上的平均晶粒尺寸和再结晶发生率，相关检测和分析结果列于下述表3之中。

表3.

相应地，对最终得到的实施例1-8的高磁感低铁损无取向电工钢板和对比例1-4的对比钢进行取样，并针对各实施例和对比例钢板的样品进行观察，并进行相关各项性能进行测试，将观察及相关性能测试得到的结果列于表4中，相关性能具体测试手段如下所述：

铁损性能测试：基于国家标准GB/T 3658-1990，采用爱波斯坦方圈法进行铁损性能测试，测试温度为20℃恒温测试，试样尺寸为30mm×300mm，目标质量为0.5kg，测试参数为P_15/50。

磁感性能测试：基于国家标准GB/T 3658-1990，采用爱波斯坦方圈法进行铁损性能测试，测试温度为20℃恒温测试，试样尺寸为30mm×300mm，目标质量为0.5kg，测试参数为B₅₀。

表4列出了实施例1-8的高磁感低铁损无取向电工钢板和对比例1-4的对比钢的观察及相关性能测试结果。

表4.

结合表1、表2、表3和表4可以看出，在符合本发明设计要求和各权利项要求的实施例1～实施例8中，各实施例的化学成分体系设计中的微量元素Sb、Sn的添加，Al、C、S、N等有害元素控制，均满足本发明设计控制要求。并且，实施例1-10的钢液在合适的过热度条件下连续浇铸，热轧粗轧采用合理道次大压下轧制，并在热轧卷取之后对热轧钢卷进行均热处理，最终，在不采用电磁搅拌和热轧常化中间退火的条件下，经过连续退火之后可以获得表面质量良好的成品钢板。经检验，实施例1-10最终所得的成品钢板表面没有瓦棱状缺陷，成品钢板铁损P_15/50≤3.2W/kg，且磁感B₅₀≥1.72T。

相比之下，在对比例1中，对比例1的对比钢材在化学成分设计过程中的Si、S、Al、Sn+Sb含量均没有满足本发明设计要求。其中，钢中Si元素含量明显低于本发明控制要求下限，且其余几个元素含量明显高于本发明控制要求的上限。对比例1的钢材在连续浇铸过程中，钢液过热度满足控制要求，并且没有采用电磁搅拌，其在粗轧过程中采用2道次轧制，控制粗轧单道次压下率为40％，热轧之后没有经过均热处理，也没有采用常化退火处理，热轧钢板的再结晶率为100％，但平均晶粒尺寸偏小，只有40μm，低于本发明设计要求下限60μm，相应地，对比例1成品钢板的铁损P_15/50为4.8W/kg、磁感B₅₀为1.75T，其钢板的综合性能明显劣于实施例1-10的钢材。

相应地，在对比例2、对比例3和对比例4中，同样存在化学成分设计体系不满足本发明设计要求，或者其它涉及本发明设计控制要求的关键参数不满足控制要求，最终导致了成品钢板的电磁性能不符，或者表面存在瓦棱状缺陷。

如图1所示，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，随着Al含量的增加，材料的铁损P_15/50也会随之增加。

如图2所示，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，粗轧道次压下率不能低于20％，否则，无法有效破碎粗大、发达的柱状晶粒，钢板表面会因此产生瓦楞状缺陷。随着粗轧道次压下率的增加，钢板表面状态能够保持优良，而在高于40％之后，因为受到大压下率的影响，钢板板型难以控制，钢板不平整，且因为受到较大储能的影响，再结晶发生率降低，会劣化钢板的电磁性能。

如图3所示，在本发明所述的高磁感低铁损无取向电工钢板中，随着均热时钢卷温度T的升高，钢板的磁感B₅₀逐渐升高，而在温度T高于480℃时，钢板的磁感B₅₀快速升高，并且可以达到控制目标1.72T或以上，而在均热温度高于750℃或以上时，随着温度T的继续升高，钢板磁感B₅₀改善不再明显。

如图4所示，本发明所述的实施例3的无取向电工钢板，其显微组织已经完全实现了再结晶，再结晶晶粒均为等轴晶，且晶粒尺寸粗大、均匀。

图5为对比例1的对比钢板的显微组织图。

如图5所示，就对比例1的对比钢材而言，其显微组织尚未完全实现再结晶，中间存在较多的纤维状未完全再结晶组织，而已经实现再结晶的晶粒等轴晶比例低，且晶粒尺寸比较分散。

需要注意的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：

0＜C≤0.0035％、Si：1.8～2.8％、Mn：0.2～0.5％、P：0.04～0.15％、Sn+Sb：0.02～0.2％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；在其他不可避免的杂质中，S≤0.003％、N≤0.003％、Al≤0.003％；

所述高磁感低铁损无取向电工钢板采用下述步骤制得：

冶炼和连铸，其中在该步骤不采用电磁搅拌；

热轧，其包括：粗轧、精轧、卷取和均热；其中在粗轧步骤采用2～6道次进行轧制，且粗轧单道次压下率控制在20％～40％之间；

上述热轧步骤后不进行常化步骤而直接进行冷轧；

连续退火。

2.如权利要求1所述的高磁感低铁损无取向电工钢板，其特征在于，

Sn+Sb：0.04～0.12％。

3.如权利要求2所述的高磁感低铁损无取向电工钢板，其特征在于，Al≤0.001％。

4.如权利要求1所述的高磁感低铁损无取向电工钢板，其特征在于，其铁损

P_15/50≤3.2W/kg，磁感B₅₀≥1.72T。

5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的高磁感低铁损无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，包括步骤：

(1)冶炼和连铸，其中在该步骤不采用电磁搅拌；

(3)上述热轧步骤后不进行常化步骤而直接进行冷轧；

(4)连续退火。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，进行均热时的钢卷温度为480℃～750℃。

7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，连铸过程中的钢水过热度≤45℃。

8.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，热轧步骤完成后，钢板沿平行于轧制方向上的平均晶粒尺寸为60～120μm。

9.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，热轧步骤完成后，钢板沿平行于轧制方向上的再结晶发生率为40％～100％。