CN115404410A - 一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法 - Google Patents

一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法，成分：C≤0.0025％、0.55％≤Si≤1.20％、Mn：0.15～0.35％、0.10％≤Als≤0.55％，P：0.03～0.05％，0.0010％≤S≤0.0040％，N≤0.0025％、Ti≤0.0012％，O≤0.0020％其余为Fe及不可避免的杂质。本发明在不添加贵重金属的条件下，通过合理的工艺措施，获得低铁损、高导磁性能的无取向硅钢，且消除应力退火后，铁损P1.5/50≤3.6W/kg，磁感B50≥1.73T，产品磁导率μ1.5在3000Gs/Oe以上，表面硬度HV1控制在100～130之间，满足冲片加工要求。

Description

一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法
技术领域
本发明属于去取向硅钢领域，具体涉及一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法。
背景技术
Si含量在1.2％(重量百分数)以下的无取向硅钢，由于其价格低，广泛应用于小型电机和压缩机电机的定子铁芯。压缩机用户在硅钢材料冲裁后，按照需要叠压成各种形状的定子后，会进行消除应力退火。主要目的，一方面是通过消除冲裁时引起的应变而恢复铁损，另一方面希望在短时间的消除应力退火过程中让硅钢材料继续发挥其潜力，进一步降低铁损。
2021年12月7日公开的公开号为CN 113755750 A的专利公开了一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，其虽然消除应力退火后硅钢性能显著提升，但该专利添加了价格较高的Cu元素。
1995年12月6日公开的公开号为1082095C的专利公开了消除应力退火后铁损低、无取向的电工钢板及电动机或变电器用铁芯，通过采用添加稀土REM的方式，降低Zr、Ti，使阻碍在低温短时间的消除应力退火过程中的晶粒长大的极细小的析出物粗大化，无害化，能够得到低温短时间的消除应力退火后的铁损优良的无取向硅钢，但由于稀土收得率不稳定，容易导致产品性能波动，且增加生产成本，因此不适宜大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法，在不添加贵重金属的条件下，通过合理的工艺措施，获得一种Si含量在1.2％以下、Al含量在0.10～0.55％之间的低铁损、高导磁性能的无取向硅钢，且消除应力退火后，铁损P1.5/50≤3.6W/kg，磁感B50≥1.73T，产品磁导率μ1.5在3000Gs/Oe以上，且产品表面硬度HV1控制在100～130之间，可以较好的满足冲片加工要求。
本发明具体技术方案如下：
一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢，包括以下质量百分比成分：
C≤0.0025％、0.55％≤Si≤1.20％、Mn：0.15～0.35％、0.10％≤Als≤0.55％，P：0.03～0.05％，0.0010％≤S≤0.0040％，N≤0.0025％、Ti≤0.0012％，O≤0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢成分还满足：Mn/S≥62.5；
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢成分满足：N+Ti≤0.0020％；
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢中，其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下。即V+Nb+Mo＜0.006％。
本发明提供的一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢的制造方法，包括以下步骤：
1)进行铁水预处理；
2)在转炉进行冶炼，转炉冶炼过程中全程吹氩；
3)在RH精炼炉进行真空处理；
4)浇注成铸坯；
5)铸坯加热；
6)热轧；
7)酸洗冷轧；
8)退火。
步骤1)中所述铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
步骤2)冶炼过程中，废钢加入量不大于总装入量的15％，吹炼结束氧位控制在800ppm以下；转炉终点温度控制在1657-1672℃；转炉冶炼过程中全程吹氩；
步骤3)RH精炼炉进行真空处理中，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位目标≤500ppm，脱氧方式采用Al脱氧，净循环时间5～10min；
步骤4)中，在保护浇铸下浇铸成150～250mm铸坯；
步骤5)中，铸坯可以冷坯入炉加热，也可以通过热装的方式进行加热热轧；
步骤5)中，铸坯加热T控制在:1050℃≤T≤1120℃，加热时间t控制在:120min≤t≤230min；T的单位为℃；t的单位是min；铸坯加热温度控制在1120℃及以下，较低的加热温度有利于铁损的降低和析出物的回溶，但会增加热轧控制的难度，因此一般在1050℃及以上，加热时间一般控制在120min及以上，但为了控制细小夹杂物的析出，加热时间不宜过长，一般不大于230min；
优选的，考虑到不同元素的固溶度和沉淀析出相变过程，铸坯加热时间t和加热温度T满足t＝944.11-0.6828T；T的单位为℃；t的单位是min；
步骤6)具体为：加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.0～3.0mm。由于该成分体系存在相变，为确保轧制稳定，获得较均匀的再结晶组织，控制终轧温度≥860℃，卷取温度≥690℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率≤4℃/s。
步骤7)中：获得的2.0～3.0mm厚的热轧板不需要进行常化处理，直接酸洗冷轧至需要的厚度，一般为0.30～0.65mm；
步骤8)中：将冷轧后的带钢在700～850℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加一定的张力，3.0～5.5N/mm2为佳。
步骤8)，退火后，然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经500℃以下的温度进行烘干固化，获得优良的绝缘性能。
以上制造方法获得的产品，退火后铁损P1.5/50≤5.0W/kg以下，B50≥1.735T，产品磁导率μ1.5＞2000Gs/Oe；平均晶粒尺寸≤28μm；屈服强度≥250MPa；同时产品表面硬度HV1控制在100～130之间；可以较好的满足冲片加工要求。消除应力退火后，铁损P1.5/50＜3.6W/kg，磁感B50＞1.73T，产品磁导率μ1.5＞3000Gs/Oe，且产品表面硬度HV1控制在100～130之间，可以较好的满足冲片加工要求。
将步骤8)生产的钢卷在225℃±15℃条件下进行24h进行时效处理，无惰性气氛保护下进行(空气状态下)，铁损恶化率≤3％；
将步骤8)生产的钢卷在750℃～800℃条件下进行2h消除应力退火，在全N2保护下，获得消除应力退火性能。
消除应力退火后，铁损P1.5/50≤3.6W/kg，磁感B50≥1.73T，产品磁导率μ1.5在3000Gs/Oe以上，平均晶粒尺寸50-60μm；且产品表面硬度HV1控制在100～130之间，可以较好的满足冲片加工要求。
本发明设计原理如下：
Si：Si是增加电阻元素，是电工钢最重要的合金元素，为获得低的铁损，需要提高Si含量，但Si含量增加，会导致热加工过程中钢中不存在本发明所需要一定含量的奥氏体相。此外也会导致磁极化强度J5000降低，因此本发明中控制Si含量上限为1.2％；
Al：铝与硅的作用相似，提高ρ值、缩小γ区和促使晶粒长大，降低铁损同时也会增加钢的强度。
C：C是产生磁时效的主要元素，因此控制在较低水平较好，若C＞0.0025％在后续退火过程中需要加湿脱碳，在高温气氛下，易产生内氧化层，阻碍消除应力退火过程的晶粒长大，从而恶化消除应力退火性能；因此C≤0.0025％；
N：N也是产生磁时效的主要元素，易形成细小AlN质点抑制晶粒长大，N＞0.0025％时，铁损明显增高；因此，N≤0.0025％；
O:氧加速氮在铁中的扩散速度，可间接地加速时效，硅和铝降低碳和氮在α-Fe中的扩散速度，阻碍磁时效，但氧与硅和铝形成氧化物，所以也促进磁时效。因此氧含量尽量低，O≤0.0020％为佳。
Mn；通过适当的工艺措施，获得需要的MnS和AlN第二相析出，从而确保获得在需要的二次再结晶发生前，能有效的抑制晶粒尺寸，实现在消除应力退火过程中，晶粒进一步长大，从而获得低的铁损。因此，Mn：0.15～0.35％。
P：与一部分固溶的锰配合提高低碳电工钢硬度、改善冲片性。因此，P不宜控制过低，本发明控制P：0.03～0.05％；以配合本申请Mn提高低碳电工钢硬度、改善冲片性。
S：除了与Mn结合形成MnS，S还会与少量Cu形成细小CuxS析出相，阻碍消除应力退火过程的晶粒长大。因此S含量控制在一定范围，0.0010％≤S≤0.0040％为佳，同时要满足Mn/S≥62.5，确保磁感。
因为Ti会与C、N形成细小尺寸的Ti(CN)，阻碍消除应力退火过程的晶粒长大；所述控制N+Ti≤0.0020％。
其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，一般要求总含量控制在0.006％以下。
本发明不需要增加贵重金属的添加，通过合理的工艺措施，获得一种Si含量在1.2％以下、Al含量在0.10～0.55％之间的消除应力退火后低铁损、高导磁性能的无取向硅钢，本发明的成分和工艺设计，可以有效抑制细小析出物析出，细小析出物会在消除应力退火时，钉扎晶界，阻碍晶粒长大，导致性能不能进一步提升。成品铁损P1.5/50≤5.0W/kg以下，产品磁导率μ1.5＞2000Gs/Oe，同时产品表面硬度HV1控制在100～130之间，可以较好的满足冲片加工要求。消除应力退火后，铁损P1.5/50＜3.6W/kg，磁感B50＞1.73T，产品磁导率μ1.5＞3000Gs/Oe，且产品表面硬度HV1控制在100～130之间，可以较好的满足冲片加工要求。
与现有技术相比，本发明提供的是一种Si含量在1.2％(重量百分数)以下的无取向硅钢及其制造方法，特别是用户在冲裁加工后，通过合理的消除应力退火工艺处理，材料的铁损大幅降低，导磁能力显著提升。
附图说明
图1为实施例1成品退火横向组织；
图2为对比例1成品退火横向组织；
图3为实施例1消除应力退火后横向组织；
图4为对比例1消除应力退火后横向组织。
具体实施方式
本发明提供的一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢，包括以下质量百分比成分：
C≤0.0025％、Si≤1.20％、Mn：0.15～0.35％、0.10％≤Als≤0.55％，P：0.03～0.05％，0.0010％≤S≤0.0040％，N≤0.0025％、Ti≤0.0012％，O≤0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢成分还满足：Mn/S≥62.5；
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢成分满足：N+Ti≤0.0020％；
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢中，其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下。即V+Nb+Mo＜0.006％。
所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢的制造方法，包括以下步骤:
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)将上述铁水在转炉进行冶炼，转炉冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量不大于总装入量的15％，吹炼结束氧位控制在800ppm以下；转炉终点温度控制在1657-1672℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位目标≤500ppm，脱氧方式采用Al脱氧，净循环时间5～10min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成150～250mm铸坯；
5)铸坯可以冷坯入炉加热，也可以通过热装的方式进行加热热轧，铸坯加热温度控制在1120℃及以下，较低的加热温度有利于铁损的降低和析出物的回溶，但会增加热轧控制的难度，因此一般在1050℃及以上，加热时间一般控制在120min及以上，但为了控制细小夹杂物的析出，加热时间不宜过长，一般不大于230min；考虑到不同元素的固溶度和沉淀析出相变过程，建议加热时间(t/min)和加热温度(T/℃)满足t＝944.11-0.6828T为佳；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.0～3.0mm。由于该成分体系存在相变，为确保轧制稳定，获得较均匀的再结晶组织，终轧温度≥860℃，卷取温度≥690℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率≤4℃/S。
7)获得的2.0～3.0mm厚的热轧板不需要进行常化处理，直接酸洗冷轧至需要的厚度，一般为0.30～0.65mm；
8)将冷轧后的带钢在700～850℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0～5.5N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经500℃以下的温度进行烘干固化，获得优良的绝缘性能。
9)上述8)中的钢卷在225℃±15℃条件下进行24h进行时效处理，无惰性气氛保护下进行(空气状态下)，铁损恶化率≤3％；
10)上述8)中的将钢卷在750℃～800℃条件下进行2h消除应力退火，在全N2保护下，获得消除应力退火性能。
下面进一步结合几个具体实施例和对比例说明本发明：
实施例1
一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢的制造方法，钢种化学成分质量百分比如表1中实施例1所示，表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下，即V+Nb+Mo＜0.006％。
实施例1消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢具体制造方法包括以下步骤：
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)经铁水预处理后的试验钢进行转炉冶炼：冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量12％，吹炼结束氧位450ppm；转炉终点温度控制在1665℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下；RH脱碳结束氧位230ppm，采用Al脱氧，加铝脱氧后加入硅铁，依次加入硅铁、电解锰，净循环时间8min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成230mm铸坯；
5)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热均热温度1120℃，加热时间179min；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.5mm。由于该成分体系存在相变，为确保轧制稳定，获得较均匀的再结晶组织，终轧温度870℃，卷取温度690℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率3℃/s。
7)获得2.5mm厚的热轧板直接酸洗冷轧至0.50mm；
8)将冷轧后的带钢在810℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经450℃的温度进行烘干固化，获得产品的性能如表2实施例1所示。
将步骤8)生产的钢卷分别在225℃×24h，无惰性气氛保护下，进行时效处理；
将步骤8)生产的钢卷在750℃×2h，在全N2保护下，进行消除应力退火，获得性能如表2实施例1所示。
实施例2
一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢的制造方法，钢种化学成分质量百分比如表1中实施例1所示，表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下。即V+Nb+Mo＜0.006％。
具体制造方法包括以下步骤：
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)经铁水预处理后的试验钢进行转炉冶炼：冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量10％，吹炼结束氧位580ppm；转炉终点温度控制在1670℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位330ppm，采用Al脱氧，加铝脱氧后加入硅铁，依次加入硅铁、电解锰，净循环时间7min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成230mm铸坯；
5)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热均热温度1115℃，加热时间183min；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.5mm。由于该成分体系存在相变，为确保轧制稳定，获得较均匀的再结晶组织，终轧温度880℃，卷取温度700℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率3℃/s。
7)获得2.5mm厚的热轧板直接酸洗冷轧至0.50mm；
8)将冷轧后的带钢在800℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经450℃的温度进行烘干固化，获得产品的性能如表2实施例2所示。
将步骤8)生产的钢卷分别在225℃×24h，无惰性气氛保护下，进行时效处理；
将步骤8)生产的钢卷在750℃×2h，在全N2保护下，进行消除应力退火，获得性能如表2实施例1所示。
实施例3
一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢的制造方法，钢种化学成分质量百分比如表1中实施例1所示，表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下。即V+Nb+Mo＜0.006％。
具体制造方法包括以下步骤：
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)经铁水预处理后的试验钢进行转炉冶炼：冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量10％，吹炼结束氧位550ppm；转炉终点温度控制在1670℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位300ppm，采用Al脱氧，加铝脱氧后加入硅铁，净循环时间8min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成230mm铸坯；
5)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热均热温度1110℃，加热时间186min；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.5mm。由于该成分体系存在相变，为确保轧制稳定，获得较均匀的再结晶组织，终轧温度890℃，卷取温度690℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率4℃/s。
7)获得2.5mm厚的热轧板直接酸洗冷轧至0.50mm；
8)将冷轧后的带钢在830℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经450℃的温度进行烘干固化，获得产品的性能如表2实施例3所示。
将步骤8)生产的钢卷分别在225℃×24h，无惰性气氛保护下，进行时效处理；
将步骤8)生产的钢卷在750℃×2h，在全N2保护下，进行消除应力退火，获得性能如表2实施例1所示。
对比例1
一种无取向硅钢的制造方法，钢种化学成分质量百分比如表1中对比例1所示，表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下。即V+Nb+Mo＜0.006％。
具体制造方法包括以下步骤：
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)经铁水预处理后的试验钢进行转炉冶炼：冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量18％，吹炼结束氧位900ppm；转炉终点温度控制在1670℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位570ppm，采用Al脱氧，依次加入硅铁、电解锰，净循环时间5min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成230mm铸坯；
5)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热均热温度1140℃，加热时间220min；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.5mm，终轧温度860℃，卷取温度670℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率5℃/s。
7)获得2.5mm厚的热轧板直接酸洗冷轧至0.50mm；
8)将冷轧后的带钢在830℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经450℃的温度进行烘干固化，获得产品的性能如表2实对比例1所示。
将步骤8)生产的钢卷分别在225℃×24h，无惰性气氛保护下，进行时效处理；
将步骤8)生产的钢卷在750℃×2h，在全N2保护下，进行消除应力退火，获得性能如表2实施例1所示。
对比例2
一种无取向硅钢的制造方法，钢种化学成分质量百分比如表1中对比例2所示，表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下。即V+Nb+Mo＜0.006％。
具体制造方法包括以下步骤：
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)经铁水预处理后的试验钢进行转炉冶炼：冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量22％，吹炼结束氧位800ppm；转炉终点温度控制在1675℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位550ppm，采用Al脱氧，加铝脱氧后加入硅铁，依次加入硅铁、电解锰，净循环时间6min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成230mm铸坯；
5)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热均热温度1145℃，加热时间230min；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.5mm，终轧温度840℃，卷取温度620℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率6℃/s。
7)获得2.5mm厚的热轧板直接酸洗冷轧至0.50mm；
8)将冷轧后的带钢在810℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经450℃的温度进行烘干固化，获得产品的性能如表2实对比例1所示。
将步骤8)生产的钢卷分别在225℃×24h，无惰性气氛保护下，进行时效处理；
将步骤8)生产的钢卷在750℃×2h，在全N2保护下，进行消除应力退火，获得性能如表2实施例1所示。
对比例3
一种无取向硅钢的制造方法，钢种化学成分质量百分比如表1中实施例3所示，表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。其他杂质元素V、Nb、Mo应控制在较低水平，总含量控制在0.006％以下，即V+Nb+Mo＜0.006％。
具体制造方法包括以下步骤：
1)将上述化学成分的钢先进行铁水预处理，铁水预处理后[S]含量≤0.0010％，确保转炉回硫量控制在15ppm以内；
2)经铁水预处理后的试验钢进行转炉冶炼：冶炼过程中全程吹氩，废钢加入量22％，吹炼结束氧位800ppm；转炉终点温度控制在1675℃；
3)将上述钢水在RH精炼炉进行真空处理，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位550ppm，采用Al脱氧，加铝脱氧后加入硅铁，依次加入硅铁、电解锰，净循环时间6min；
4)将上述成分的钢水在保护浇铸下浇铸成230mm铸坯；
5)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热均热温度1155℃，加热时间250min；
6)加热后的板坯经5道次粗轧后，经7机架精轧至2.5mm，终轧温度880℃，卷取温度690℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率3℃/s。
7)获得2.5mm厚的热轧板直接酸洗冷轧至0.50mm；
8)将冷轧后的带钢在810℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，获得需要的再结晶组织，退火过程中施加3.0N/mm2的张力。然后在带钢表面涂覆绝缘涂层，经450℃的温度进行烘干固化，获得产品的性能如表2实对比例1所示。
将步骤8)生产的钢卷分别在225℃×24h，无惰性气氛保护下，进行时效处理；
将步骤8)生产的钢卷在750℃×2h，在全N2保护下，进行消除应力退火，获得性能如表2实施例1所示。
表1 各实施例和对比例无取向硅钢的化学成分
序号 C Si Mn S P Als N Ti O Mn/S N+Ti
实施例1 0.0020 0.80 0.25 0.0020 0.05 0.35 0.0010 0.0005 0.0010 125.00 0.0015
实施例2 0.0018 0.90 0.22 0.0010 0.04 0.30 0.0012 0.0007 0.0009 220.00 0.0019
实施例3 0.0022 1.20 0.25 0.0040 0.035 0.30 0.0009 0.0010 0.0015 62.50 0.0019
对比例1 <u>0.0033</u> 0.95 0.28 <u>0.0045</u> <u>0.011</u> 0.30 0.0021 0.0010 0.0011 <u>62.22</u> <u>0.0031</u>
对比例2 0.0025 0.95 0.25 0.0025 <u>0.010</u> 0.25 <u>0.0028</u> <u>0.0020</u> <u>0.0030</u> 100.00 <u>0.0048</u>
对比例3 0.0022 0.95 0.25 0.0035 0.035 0.25 0.0008 0.0010 0.0019 71.43 0.0018
表2 各实施例和对比例无取向硅钢的产品性能
Figure BDA0003860928460000151
Figure BDA0003860928460000161
以上数据下画下划线的，为不满足本发明要求的数据。
对比例1无取向硅钢的C和S含量偏高，P含量偏低，Mn/S不满足本发明要求，且生产中工艺不满足本发明要求，加热时间也没有按照本发明要求控制，导致产品时效处理后恶化率较高，消除应力退火后铁损较高。
对比例2无取向硅钢的P含量偏低，N、Ti、O含量偏高，且生产中工艺不满足本发明要求，加热时间也没有按照本发明要求控制，导致产品时效处理后恶化率较高，消除应力退火后铁损较高。
对比例3无取向硅钢的成分虽然都满足本发明，但在加热炉的温度高且时间过于长，不满足本发明的要求，导致产品时效处理后恶化率较高，消除应力退火后铁损较高。
通过图1-图4对比，可以看出，采用本发明，实施例2成品退火平均晶粒尺寸在23微米，但消除应力退火后晶粒尺寸可以长大至51微米，而对比例1中成品退火平均晶粒尺寸在25微米，但消除应力退火后晶粒尺寸却不能够明显长大，仅33微米。无取向硅钢的铁损P1.5/50与晶粒具有直接的关系，而消除应力退火的目的，就是使晶粒尺寸进一步长大。本发明所有措施都是围绕影响晶粒长大的主要因素进行改进，从而促进晶粒能够有效长大。达到时效处理后恶化率降低，消除应力退火后铁损较低，消除应力退火后磁性能优良。

Claims (12)

1.一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢，其特征在于，所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢包括以下质量百分比成分：
C≤0.0025％、0.55％≤Si≤1.20％、Mn：0.15～0.35％、0.10％≤Als≤0.55％，P：0.03～0.05％，0.0010％≤S≤0.0040％，N≤0.0025％、Ti≤0.0012％，O≤0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢，其特征在于，所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢成分还满足：Mn/S≥62.5。
3.根据权利要求1所述的消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢，其特征在于，所述消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢成分满足：N+Ti≤0.0020％。
4.一种权利要求1-3任一项所述的消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
1)进行铁水预处理；
2)在转炉进行冶炼，转炉冶炼过程中全程吹氩；
3)在RH精炼炉进行真空处理；
4)浇注成铸坯；
5)铸坯加热；
6)热轧；
7)酸洗冷轧；
8)退火。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤2)冶炼过程中，废钢加入量不大于总装入量的15％，吹炼结束氧位控制在800ppm以下；转炉终点温度控制在1657-1672℃。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤3)RH精炼炉进行真空处理中，脱碳期最低真空度控制在2.6mbr以下，RH脱碳结束氧位目标≤500ppm，脱氧方式采用Al脱氧，净循环时间5～10min。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤5)中，铸坯加热时间t和加热温度T满足t＝944.11-0.6828T；T的单位为℃；t的单位是min。
8.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤6)具体为：控制终轧温度≥860℃，卷取温度≥690℃，卷取之前采用后段层流冷却，冷却速率≤4℃/s。
9.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤8)中：将冷轧后的带钢在700～850℃的氮氢混合气氛中进行退火，露点在-10℃以下，退火过程中施加3.0～5.5N/mm2张力。
10.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，退火后铁损P1.5/50≤5.0W/kg以下，B50≥1.735T，产品磁导率μ1.5＞2000Gs/Oe，平均晶粒尺寸≤28μm；屈服强度≥250MPa；表面硬度HV1控制在100～130之间。
11.根据权利要求4-10任一项所述的制造方法，其特征在于，所制造的去取向硅钢进行时效处理，铁损恶化率≤3％。
12.根据权利要求4-11任一项所述的制造方法，其特征在于，所制造的去取向硅钢进行消除应力退火处理后，铁损P1.5/50≤3.6W/kg，磁感B50≥1.73T，产品磁导率μ1.5在3000Gs/Oe以上，平均晶粒尺寸50-60μm。
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