CN115369407A - 一种高效无取向电工钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效无取向电工钢的制备方法,属于电工钢技术领域，具体步骤包括:开卷→焊接→清洗→连续退火脱碳→冷却→涂层→绝缘涂层干燥→绝缘涂层烧结→空冷→表面质量检查→分卷包装。本发明使产品的铁损为3.08w/kg，磁感为1.711T，达到了高效无取向电工钢的产品要求，并通过稳定生产，其铁损稳定在3.1w/kg，磁感稳定在1.71T，完全能达到产品需求。

Description

一种高效无取向电工钢的制备方法
技术领域
本发明属于电工钢技术领域，具体而言，涉及一种高效无取向电工钢的制备方法。
背景技术
无取向硅钢主要用于生产各种旋转电机铁心，是一种重要的节能金属功能材料。无取向硅钢根据合金元素含量分为高、中、低牌号，中、低牌号无取向硅钢主要用于制造家用中小电机或发电机的铁心，大型工业电机和发电机的铁心主要选择高牌号硅钢。但随着全球制造业高效节能、绿色生产的发展步伐，高效节能已成为电机行业发展的共识，特别是压缩机行业，高效电机因为工作效率更高、耗电量更低，从节能减排和电机的轻量化来看，对电机高效化、小型化和高性能要求越来越严格，长期来看，随着电机行业的发展，高端中小电机行业在选择无取向硅钢牌号时逐渐由中、低牌号切换为高牌号。
但是高牌号无取向硅钢铁损虽然低，磁感也低，对于高效高牌号硅钢来说，制造难点在于其对低铁损、高磁感的相互矛盾。对无取向硅钢而言，降低铁损和提高机械性能的手段往往会损害磁感，而高效压缩机对电机能效和体积的苛刻需求，又必须在保证铁损和机械性能的基础上提高磁感，甚至要求铁损、机械性能和磁感同时提高。因此解决高牌号无取向硅钢铁损和磁感的矛盾对于高效电机行业具有重要的意义。
如现有的50PW470原料，其原料中的化学成分：C≤0.0050，Si≥1.50，Mn≥0.20，P≤0.010，S≤0.004，Als0.20～0.35，N≤0.0030，≤0.0020，目前主要通过常化、喷丸、酸洗、可逆轧机冷轧后进行退火、涂层处理，但在常化退火后，由于应力释放，使板型质量较差，使后期酸洗时容易造成多次挂裂、跑偏，不仅为后续轧制带来困难，且使后期酸洗后出现红锈等缺陷，使产品质量难以达到要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效无取向电工钢的制备方法，以解决上述问题。
为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种高效无取向电工钢的制备方法，具体步骤包括:开卷→焊接→清洗→连续退火脱碳→冷却→涂层→绝缘涂层干燥→绝缘涂层烧结→空冷→表面质量检查→分卷包装。
进一步的，带钢在开卷时需剪去带头超厚及锈蚀损伤部分，并使带钢处于对中位置。
进一步的，带钢在焊接前剪去带尾超厚及锈蚀损伤部分。
进一步的，带钢在焊接过程中的焊接电流为6500-7000A，焊接速度为7m/min，焊接压力为0.23N/mm2，焊接过程的回火压力为0.23N/mm2，焊接过程中的碾压压力0.3N/mm2。
进一步的，带钢的清洗为碱喷淋→碱刷洗→电解→水刷洗→新水喷淋→烘干。
进一步的，带钢的碱刷洗频率为20～30次/分钟，且带钢的电解中的刷洗频率为40～50次/分钟，带钢的电解电流为1200A。
进一步的，带钢的连续退火脱碳中NOF1～4段将带钢加热到≤650℃，并使带钢进入到RTF段后将带钢加热到800-850℃以上。
进一步的，带钢的连续退火脱碳中退火炉1-7段将带钢加热到890℃，退火炉8-9段将带钢加热到920℃，退火炉13-15段使带钢自然冷却。
进一步的，带钢在连续退火脱碳后需进行RJC冷却和水淬冷却。
进一步的，通过RJC冷却使带钢冷却至550℃，带钢在冷却后通过水淬降温至<100℃。
本发明的有益效果是,
通过采用上述工艺生产，使产品的铁损为3.08w/kg，磁感为1.711T，达到了高效无取向电工钢的产品要求，并通过稳定生产，其铁损稳定在3.1w/kg，磁感稳定在1.71T，完全能达到产品需求。
附图说明
附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本发明提供的带钢在连续退火脱碳过程中退火炉的板温具体参数变化。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
本发明提供的一种高效无取向电工钢的制备方法，具体步骤包括:开卷→焊接→清洗→连续退火脱碳→冷却→涂层→绝缘涂层干燥→绝缘涂层烧结→空冷→表面质量检查→分卷包装。
带钢在开卷时需剪去带头超厚及锈蚀损伤部分，并使带钢处于对中位置，防止带钢在进料时则产生跑偏，使带钢保持正中，避免带钢的两侧产生挂裂，使带钢的进料质量得到保证。
带钢在焊接前剪去带尾超厚及锈蚀损伤部分，使带钢在焊接后的质量得到保证，避免焊接后的带钢具有锈蚀等损伤，同时，使焊接后的带钢厚度更加均匀，最终使产品的质量得到保证。
如表1所示，带钢在焊接过程中的焊接电流为6500-7000A，焊接速度为7m/min，焊接压力为0.23N/mm2，焊接过程的回火压力为0.23N/mm2，焊接过程中的碾压压力0.3N/mm2；同时，带钢在焊接过程中，带钢传动侧的搭接量为2.0mm，而带钢操作侧的搭接量为2.5mm，不仅保证带钢的焊接，且使带钢在焊接后接口更加平整，防止产品最终质量受到影响。
表1带钢的焊接参数
Figure BDA0003073207340000041
带钢的清洗为碱喷淋→碱刷洗→电解→水刷洗→新水喷淋→烘干，其中，在碱喷淋过程中，带钢处于碱刷洗阶段时，带钢的刷洗频率为20～30次/分钟，当带钢处于电解阶段时，带钢的刷洗频率为40～50次/分钟，且带钢在电解过程中，带钢的电解电流为1200A，而带钢在具体清洗过程中，带钢在电解时的电流可适当降低，在保证带钢清洗质量的同时能有效节约能源。
为了保证带钢表面的质量，防止带钢表面产生氧化，在带钢的连续退火脱碳中，退火炉的NOF1～4段中将带钢加热到≤650℃(实际空燃比不大于8.7)，并使带钢进入到退火炉的RTF段后将带钢加热到800-850℃以上。
在带钢的连续退火脱碳中，带钢的连续退火脱碳中退火炉1-7段将带钢加热到890℃，退火炉8-9段将带钢加热到920℃，退火炉10-13段对钢带进行940℃的保温，并使钢带在退火炉13-15段使带钢自然冷却。
带钢在连续退火脱碳后需进行RJC冷却和水淬冷却，带钢在完成连续退火脱碳后，通过RJC冷却使带钢缓慢冷却至550℃，并在带钢冷却至550℃后，将带钢送入到水淬冷却中进行冷却，使带钢快速冷却至降温至<100℃，并在带钢水淬后冷却至常温。
如表2所示，本发明中的带钢在连续退火脱碳过程中，退火炉NOF4段的板温≤650℃，退火炉RTF2段的板温为800-850℃，退火炉ESF15段的板温为900-920℃，退火炉RJC12的板温为550℃，而退火炉具体的板温如图1所示。
表2带钢连续退火脱碳过程中退火炉的板温参数
Figure BDA0003073207340000051
如表3所示，本发明中的带钢在连续退火脱碳过程中，退火炉ESF1-7段的炉温为850-940℃，退火炉ESF8-9段的炉温为950℃，退火炉ESF10-12段的炉温为960-980℃，而退火炉ESF13-15则通过自然冷却。
表3带钢连续退火脱碳过程中退火炉的炉温参数
Figure BDA0003073207340000052
如表4所示，本发明中的带钢在连续退火脱碳过程中，带钢在退火炉的加热段中，在25-650℃的环境下保持22.71s，在710-820℃的环境下保持24.69s，在820-890℃的环境下保持55.20s，而带钢在退火炉的均热锻中，在920℃的环境下保持15.77s，在940℃的环境下保持23.66s，带钢在退火炉的缓冷段中，在940-900℃的环境下保持23.66s，在900-550℃的环境下保持24.00s，带钢在退火炉的缓冷段中，在550-100℃的环境下保持27.43s。
表4带钢连续退火脱碳过程中退火炉的退火参数
Figure BDA0003073207340000061
本发明在对带钢加工过程中，带钢先以60m/min的速度加工，随着逐渐的加工，可根据带钢的性能情况适当加减10m/min，在保证产品品质的情况下以最快的速度进行时恒产，有效降低能耗，降低能耗成本。
当对硅含量为2.1％的0.5mm厚度的原料带钢进行实际生产时，其带钢在连续退火脱碳过程中的实际炉温和板温情况如表5、表6所示：
表5退火炉炉温参数
Figure BDA0003073207340000062
表6退火炉板温参数
Figure BDA0003073207340000063
根据上述参数最终生产出的产品的铁损3.08w/kg，磁感1.711T，并经过多次试验，生产出的产品铁损稳定在3.1w/kg，磁感稳定在1.71T。
当对硅含量为1.97％的0.35mm厚度的原料带钢进行实际生产时，其带钢在连续退火脱碳过程中的实际炉温和板温情况如表7、表8所示：：
表7退火炉炉温参数
Figure BDA0003073207340000064
表8退火炉板温参数
Figure BDA0003073207340000071
根据上述参数最终生产出的产品的铁损2.83w/kg，磁感1.701T，并经过多次试验，生产出的产品铁损稳定在2.8w/kg，磁感稳定在1.70T。
以下对厚度为0.5mm的原料钢带加工出的产品(50PW470)与厚度为0.35mm的原料钢带加工出的产品(35PRW470)进行对比，其性能对比表9所示：
表9为0.5mm的原料钢带加工产品与0.35mm的原料钢带加工产品性能对比
Figure BDA0003073207340000072
经过对比可以看出，厚度为0.5mm的原料钢带加工出的产品铁损稳定在3.1w/kg，磁感稳定在1.71T；而厚度为0.35mm的原料钢带加工出的产品铁损稳定在2.8w/kg，磁感稳定在1.70T。
以下对厚度为0.5mm的原料钢带加工出的产品(50PW470)与厚度为0.35mm的原料钢带加工出的产品(35PRW470)进行对比，其能耗对比如表10所示：
表10为0.5mm的原料钢带加工产品与0.35mm的原料钢带加工产品生产耗能对比
Figure BDA0003073207340000073
经过对比可以看出，厚度为0.35mm的原料钢带在生产时，将退火炉NOF段关闭，并使加工速度按60m/min进行980℃干气氛高温退火，电消耗增加3.43度/吨；为防止带钢氧化，而在生产过程中，由于退火炉NOF段板温降低或关闭，天然气消耗降低了3.23方/吨。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/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例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/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一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，具体步骤包括:开卷→焊接→清洗→连续退火脱碳→冷却→涂层→绝缘涂层干燥→绝缘涂层烧结→空冷→表面质量检查→分卷包装。
2.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢在开卷时需剪去带头超厚及锈蚀损伤部分，并使带钢处于对中位置。
3.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢在焊接前剪去带尾超厚及锈蚀损伤部分。
4.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢在焊接过程中的焊接电流为6500-7000A，焊接速度为7m/min，焊接压力为0.23N/mm2，焊接过程的回火压力为0.23N/mm2，焊接过程中的碾压压力0.3N/mm2。
5.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢的清洗为碱喷淋→碱刷洗→电解→水刷洗→新水喷淋→烘干。
6.根据权利要求5所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢的碱刷洗频率为20～30次/分钟，且带钢的电解中的刷洗频率为40～50次/分钟，带钢的电解电流为1200A。
7.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢的连续退火脱碳中NOF1～4段将带钢加热到≤650℃，并使带钢进入到RTF段后将带钢加热到800-850℃以上。
8.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢的连续退火脱碳中退火炉1-7段将带钢加热到890℃，退火炉8-9段将带钢加热到920℃，退火炉13-15段使带钢自然冷却。
9.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，带钢在连续退火脱碳后需进行RJC冷却和水淬冷却。
10.根据权利要求1所述的高效无取向电工钢的制备方法，其特征在于，通过RJC冷却使带钢冷却至550℃，带钢在冷却后通过水淬降温至<100℃。
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