CN117230289A - 无取向硅钢及其生产方法 - Google Patents

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黄杰
钱红伟
岳重祥
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Jiangsu Shagang Group Co Ltd
Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
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Jiangsu Shagang Group Co Ltd
Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明揭示了一种无取向硅钢及其生产方法，冶炼时，合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中，冶炼最终所得钢水中：C≤0.003％，Si1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；热轧时的加热温度为1050～1150℃，加热时间为150～300min，开轧温度≤1150℃，终轧温度≥840℃，卷取温度≤700℃；常化后的卷板中晶粒尺寸>110um；退火时的炉内露点≤‑20℃，退火温度为880～980℃，退火保温时间为30～80s。

Description

无取向硅钢及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及一种无取向硅钢的生产方法，还涉及一种采用所述生产方法制备得到的无取向硅钢。
背景技术
无取向硅钢是在旋转磁场中工作的电动机和发电机转子的铁芯材料，要求具有良好的磁性能，包括低的铁损和高的磁感应强度。
为了实现制造业的节能节材，小型电机定子铁心卷绕叠合加工技术越来越受到人们的重视。与传统的冲压叠片加工技术不同，定子铁芯卷绕叠合技术的定子铁芯是采用无取向硅钢带卷叠而成的，即通过将冲制的齿形钢带经螺旋卷绕叠合之后压装成卷绕铁芯，从而可以将原材料利用率提高两倍以上。
但是，在卷绕成型过程中硅钢材料需要经过弯曲卷叠而不脆断、不开裂，因此，不仅要求硅钢具有良好的电磁性能，而且还要有更高的韧性和延伸性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无取向硅钢的生产方法，以解决现有技术中无取向硅钢的电磁性能和延伸性无法同时满足定子卷绕铁芯的应用要求的技术问题；并且本发明的目的还在于提供一种采用所述生产方法制备得到的无取向硅钢。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括依序进行的如下工序，
冶炼：合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中，冶炼最终所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；
连铸：将所得钢水连铸成连铸坯；
热轧：对连铸坯加热后依次经过粗轧、精轧、层流冷却、卷取，得到热轧卷板；加热温度为1050～1150℃，加热时间为150～300min；热轧的开轧温度≤1150℃，终轧温度≥840℃，总压下率≥90％，卷取温度≤700℃，并控制终轧温度和卷取温度的波动范围在±20℃以内；
常化：常化温度为850～950℃，常化保温时间为180～200s，常化后的卷板中晶粒尺寸>110um；
酸洗：对常化后的卷板酸洗以去除其表面的氧化皮；
冷轧：将卷板冷却后进行多道次冷轧轧制成无取向硅钢带，冷轧的总压下率≥80％；
退火：将无取向硅钢带送入退火炉中进行退火处理，炉内露点≤-20℃，退火温度为880～980℃，退火保温时间为30～80s。
优选地，所述冶炼工序中，冶炼最终所得钢水中，Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。
优选地，所述退火工序中，退火炉中的保护气氛为N2与H2的混合气体，其中H2的体积分数为25～45％。
优选地，所述冶炼工序中，冶炼所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
优选地，所述退火工序中，退火炉中的保护气氛为100％的N2。
优选地，所述炼钢工序包括依序进行的铁水脱硫、炉内初炼和RH真空精炼步骤；所述金属Al为铝粒，所述含Si合金为硅铁合金；
所述合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中具体包括：
在所述RH真空精炼步骤的合金化过程中，依序向钢水中加入铝粒、金属锰和硅铁合金。
优选地，所述热轧工序中，将连铸坯送入加热炉中进行加热；
若连铸坯送入加热炉的入炉温度≥350℃，则控制加热时间为150～250min；
若连铸坯以常温状态送入加热炉中，则控制升温速率≤20℃/min，加热时间为200～300min。
优选地，所述连铸工序中，所得连铸坯的厚度为200～250mm；
所述热轧工序中，连铸坯加热后送入四辊单机架经过多道次粗轧得到厚度为35～40mm的中间坯，之后送入七机架连轧机精轧，再经冷却和卷取，得到厚度为2～2.5mm的热轧卷板；
所述冷轧工序中，将卷板轧制成厚度为0.35mm的无取向硅钢板，并且除最后一道次外的其余道次的压下率均≥30％。
为实现上述发明目的，本发明一实施方式还提供了一种无取向硅钢，其采用如上所述的生产方法制备而成。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述无取向硅钢的铁损P1.5/50≤3.0W/kg，磁感应强度B50为1.65～1.67T，延伸率A50≥25％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)基于化学成分设计方案，一方面，通过Si、Al、Mn元素含量的控制可以提高无取向硅钢的电阻率，降低涡流损耗，提高磁性能；另一方面，Mn可以与S形成MnS，防止沿晶界形成低熔点的FeS，进而避免引起热轧钢板的热脆现象，使所述无取向硅钢具有优异的热加工性；进一步结合对有害元素S、N、P含量上限的控制，可以抑制退火时钢板中的晶粒长大而导致磁性能变差以及脆化；此外，通过对Nb、V、Ti含量上限的控制，可以避免Nb、V、Ti与C、N形成较小的碳化物和氮化物而阻碍晶粒长大，还可以减少不利织构的形成。整体来讲，通过上述化学成分设计方案，不仅可以提高无取向硅钢的电阻率，降低涡流损耗，提高磁性能，而且可以使所述无取向硅钢具有优异的热加工性和冷加工性，实现稳定轧制和可卷绕加工。
(2)采用上述生产方法制备的无取向硅钢，其铁损P1.5/50≤3.0W/kg，磁感应强度B50为1.65～1.67T，延伸率A50≥25％，磁感应性能优异，延伸率可以满足卷绕铁芯在卷绕加工过程中的塑性变形要求，卷绕无开裂，且表面质量优异，无表面缺陷，应用于电机等产品时电磁性能合格，能够满足电机等产品的应用能效的需求。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施方式提供了一种无取向硅钢的生产方法，以及一种采用所述生产方法制得的无取向硅钢。
在本实施方式中，所述无取向硅钢的化学成分设计方案如下，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
基于上述化学成分设计方案，一方面，通过Si、Al、Mn元素含量的控制可以提高无取向硅钢的电阻率，降低涡流损耗，提高磁性能；另一方面，Mn可以与S形成MnS，防止沿晶界形成低熔点的FeS，进而避免引起热轧钢板的热脆现象，使所述无取向硅钢具有优异的热加工性；进一步结合对有害元素S、N、P含量上限的控制，可以抑制退火时钢板中的晶粒长大而导致磁性能变差以及脆化；此外，通过对Nb、V、Ti含量上限的控制，可以避免Nb、V、Ti与C、N形成较小的碳化物和氮化物而阻碍晶粒长大，还可以减少不利织构的形成。
整体来讲，通过上述化学成分设计方案，不仅可以提高无取向硅钢的电阻率，降低涡流损耗，提高磁性能，而且可以使所述无取向硅钢具有优异的热加工性和冷加工性，实现稳定轧制和可卷绕加工。
下面对所述无取向硅钢的生产方法进行具体介绍，包括依序进行的冶炼、连铸、热轧、常化、酸洗、冷轧、退火、涂层和精整等工序。
(1)冶炼
合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中，冶炼最终所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
也就是说，冶炼工序按照上述无取向硅钢的化学成分设计方案进行钢水冶炼，从而使冶炼最终所得钢水的化学成分与最终制备的无取向硅钢的化学成分完全相同。
通过控制合金化过程中金属Al先于含Si合金添加入钢水中，有利于脱氧产物聚集上浮，从而有效地控制钢水中的O含量低于0.005％。
优选地，冶炼最终所得钢水中，Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。进一步通过限制Al、Si、Mn的含量关系，不仅可以控制钢水中的夹杂物含量，并且为最终制备的无取向硅钢的基体组织优化奠定了基础，使其具有优良的延伸性和塑性，以满足卷绕铁芯的生产要求。
优选地，冶炼所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。进一步通过在钢水中添加Sn和Sb并控制其含量范围，促进最终制备的无取向硅钢的基体的组织优化，使其获得优异的延伸率和电磁性能，满足卷绕铁芯的生产要求。
具体地，所述冶炼工序包括依序进行的如下步骤：
a.铁水脱硫
将铁水在KR脱硫装置中进行脱硫处理，控制扒渣率＞90％，出站时的铁水温度≥1300℃，铁水中S含量≤0.0015％。
b.炉内初炼
将脱硫后的铁水送入转炉中与废钢混合成钢液并进行脱磷脱碳，至钢水中的C≤0.003％，S≤0.003％，P≤0.03％，N≤0.0025％时出钢。其中，铁水重量占转炉总装入量的12～16％。
c.RH真空精炼
采用RH真空循环脱气设备对炉内初炼后的钢水进行真空脱碳、合金化和去除夹杂物处理。
所述合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中具体包括：
在所述RH真空精炼步骤的合金化过程中，依序向钢水中加入铝粒、金属锰和硅铁合金，以使冶炼最终所得钢水的化学成分与最终制备的无取向硅钢的化学成分完全相同。通过在RH真空精炼步骤进行合金化时控制金属Al与含Si合金的添加顺序，可以有效地控制钢水中的O含量低于0.005％。
(2)连铸
具体地，将冶炼所得钢水采用连铸设备制备成厚度为200～250mm的连铸坯，所得连铸坯的化学成分与最终制备的无取向硅钢的化学成分也完全相同。
该连铸工序的具体操作采用现有的可行连铸技术均可以实现，于此不再多加赘述。
(3)热轧
将连铸工序所得连铸坯加热后依次经过粗轧、精轧、层流冷却和卷取，制备得到热轧卷板。
其中，加热温度为1050～1150℃，加热时间为150～300min；连铸坯加热后送入四辊单机架经过多道次粗轧得到厚度为35～40mm的中间坯，之后送入七机架连轧机经过多道次精轧，再经冷却和卷取，得到厚度为2～2.5mm的热轧卷板。
其中，热轧的开轧温度≤1150℃，终轧温度≥840℃，总压下率≥90％，卷取温度≤700℃，并控制终轧温度和卷取温度的波动范围在±20℃以内。
这样，在前述化学成分的设计基础上，热轧工序采用低温轧制和低温卷取，结合对连铸坯加热温度和加热时长的控制，在保证生产效率的同时，降低析出细小的AlN、MnS的几率，防止钢中AlN、MnS等析出物在加热过程的固溶，有利于组织晶粒的长大，进而保证最终所得无取向硅钢成品的磁性能优异。
优选地，将连铸坯送入加热炉中进行加热。
若连铸坯送入加热炉的入炉温度≥350℃，则控制加热时间为150～250min，这样可以使连铸坯具有优异的热轧塑性，同时避免磁性能劣化，而且可以缩短加热时间，提高生产效率。
若连铸坯以常温状态送入加热炉中，则控制升温速率≤20℃/min，加热时间为200～300min，以延缓加热进程，延长连铸坯在炉时间，从而减少连铸坯内部热应力引起的组织开裂，并确保连铸坯的内外温度均匀。
(4)常化
对热轧卷板进行常化处理，常化温度为850～950℃，常化保温时间为180～200s，之后冷却。通过常化工序可以改善无取向硅钢热轧卷板的组织和产品磁性，改善头中尾磁性能不一致的情况，结合硅钢的化学成分设计方案对常化温度和常化保温时间进行控制，以控制常化后的晶粒大小，使常化后的卷板中晶粒尺寸>110um。
(5)酸洗
对热轧卷板进行连续式酸洗以去除其表面的氧化皮。
(6)冷轧
将卷板冷却后送至冷轧线进行多道次冷轧轧制成厚度为0.35mm的无取向硅钢带，冷轧的总压下率≥80％。
优选地，除最后一道次外的其余道次的压下率均≥30％。
(7)退火
对冷轧后的无取向硅钢带送入退火炉中进行退火处理，炉内露点≤-20℃，退火温度为880～980℃，退火保温时间为30～80s。
(8)涂层和精整
在无取向硅钢带上下表面均匀涂覆绝缘层，以提高其绝缘性能，之后精整。
涂层和精整的具体操作采用现有的可行涂层及精整技术均可以实现，于此不再赘述。
本发明一实施方式还提供了一种无取向硅钢，采用上述生产方法制备而成，该无取向硅钢的厚度为0.35mm，并且，如前所述，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
经检测，采用上述生产方法制备的无取向硅钢，其铁损P1.5/50≤3.0W/kg，磁感应强度B50为1.65～1.67T，延伸率A50≥25％，磁感应性能优异，延伸率可以满足卷绕铁芯在卷绕加工过程中的塑性变形要求，卷绕无开裂，且表面质量优异，无表面缺陷，应用于电机等产品时电磁性能合格，能够满足电机等产品的应用能效的需求。
下面提供本发明的2个优选的实施方式，来对本发明的技术方案进一步说明。
<第一实施方式>
本发明一实施方式提供了一种无取向硅钢的生产方法，以及一种采用所述生产方法制得的无取向硅钢。
在本实施方式中，所述无取向硅钢的化学成分设计方案如下，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，且满足：Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。
通过上述化学成分设计方案，不仅可以提高无取向硅钢的电阻率，降低涡流损耗，提高磁性能，而且可以控制钢水中的夹杂物含量，并且为最终制备的无取向硅钢的基体组织优化奠定基础，使其具有优良的延伸性和塑性，从而具有优异的热加工性和冷加工性，实现稳定轧制和可卷绕加工，满足卷绕铁芯的生产要求。
所述无取向硅钢的生产方法包括：
(1)冶炼
合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中，冶炼最终所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，且满足：Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。
具体地，所述冶炼工序包括依序进行的如下步骤：
a.铁水脱硫
将铁水在KR脱硫装置中进行脱硫处理，控制扒渣率＞90％，出站时的铁水温度≥1300℃，铁水中S含量≤0.0015％。
b.炉内初炼
将脱硫后的铁水送入转炉中与废钢混合成钢液并进行脱磷脱碳，至钢水中的C≤0.003％，S≤0.003％，P≤0.03％，N≤0.0025％时出钢。其中，铁水重量占转炉总装入量的12～16％。
c.RH真空精炼
采用RH真空循环脱气设备对LF精炼后的钢水进行真空脱碳、合金化和去除夹杂物处理。
在合金化过程中，按照铝粒、金属锰和硅铁的顺序依次向钢水中添加合金。
(2)连铸
将冶炼所得钢水采用连铸设备制备成厚度为200～250mm的连铸坯，所得连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，且满足：Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。
(3)热轧
将连铸工序所得连铸坯加热后依次经过粗轧、精轧、层流冷却和卷取，制备得到热轧卷板。
其中，加热温度为1050～1150℃，加热时间为150～300min；连铸坯加热后送入四辊单机架经过多道次粗轧得到厚度为35～40mm的中间坯，之后送入七机架连轧机经过多道次精轧，再经冷却和卷取，得到厚度为2～2.5mm的热轧卷板。
其中，热轧的开轧温度≤1150℃，终轧温度≥840℃，总压下率≥90％，卷取温度≤700℃，并控制终轧温度和卷取温度的波动范围在±20℃以内。
优选地，将连铸坯送入加热炉中进行加热。
若连铸坯送入加热炉的入炉温度≥350℃，则控制加热时间为150～250min。
若连铸坯以常温状态送入加热炉中，则控制升温速率≤20℃/min，加热时间为200～300min。
(4)常化
对热轧卷板进行常化处理，常化温度为850～950℃，常化保温时间为180～200s，之后冷却，常化后的卷板中晶粒尺寸>115um。
(5)酸洗
对热轧卷板进行连续式酸洗以去除其表面的氧化皮。
(6)冷轧
将卷板冷却后送至冷轧线进行多道次冷轧轧制成厚度为0.35mm的无取向硅钢带，冷轧的总压下率≥80％。
优选地，除最后一道次外的其余道次的压下率均≥30％。
(7)退火
对冷轧后的无取向硅钢带送入退火炉中进行退火处理，炉内露点≤-20℃，退火温度为880～980℃，退火保温时间为30～80s。
优选地，退火炉中的保护气氛为N2与H2的混合气体，其中H2的体积分数为25～45％。通过该保护气氛，可以防止钢带形成内氧化层和内氮化层，提升表面质量，并且可以进一步降低铁损。
(8)涂层和精整
在无取向硅钢带上下表面均匀涂覆绝缘层，以提高其绝缘性能，之后精整。
本实施方式还提供了一种无取向硅钢，采用上述生产方法制备而成，该无取向硅钢的厚度为0.35mm，并且，如前所述，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，且满足：Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。
经检测，本实施方式的无取向硅钢，其铁损P1.5/50≤2.8W/kg，磁感应强度B50≥1.68T，延伸率A50≥29％，磁感应性能优异，延伸率可以满足卷绕铁芯在卷绕加工过程中的塑性变形要求，卷绕无开裂，且表面质量优异，无表面缺陷，应用于电机等产品时电磁性能合格，能够满足电机等产品的应用能效的需求。
也就是说，通过对化学成分设计方案中Al、Si、Mn含量关系的进一步限定，结合生产工艺的控制，使得最终制备的无取向硅钢的磁性能和延伸性的进一步提升，从而可以更好地满足卷绕铁芯的生产要求。
<第二实施方式>
本发明另一实施方式提供了一种无取向硅钢的生产方法，以及一种采用所述生产方法制得的无取向硅钢。
在本实施方式中，所述无取向硅钢的化学成分设计方案如下，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
基于上述化学成分设计方案，通过对Si、Al含量的进一步限定以及Sn、Sb的添加，并控制其含量范围，促进最终制备的无取向硅钢的基体的组织优化，使其获得更加优异的延伸率和电磁性能，满足卷绕铁芯的生产要求。
所述无取向硅钢的生产方法包括：
(1)冶炼
合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中，冶炼最终所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
具体地，所述冶炼工序包括依序进行的如下步骤：
a.铁水脱硫
将铁水在KR脱硫装置中进行脱硫处理，控制扒渣率＞90％，出站时的铁水温度≥1300℃，铁水中S含量≤0.0015％。
b.炉内初炼
将脱硫后的铁水送入转炉中与废钢混合成钢液并进行脱磷脱碳，至钢水中的C≤0.003％，S≤0.003％，P≤0.03％，N≤0.0025％时出钢。其中，铁水重量占转炉总装入量的12～16％。
c.RH真空精炼
采用RH真空循环脱气设备对LF精炼后的钢水进行真空脱碳、合金化和去除夹杂物处理。
在合金化过程中，按照铝粒、金属锰和硅铁的顺序依次向钢水中添加合金。
(2)连铸
将冶炼所得钢水采用连铸设备制备成厚度为200～250mm的连铸坯，所得连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
(3)热轧
将连铸工序所得连铸坯加热后依次经过粗轧、精轧、层流冷却和卷取，制备得到热轧卷板。
其中，加热温度为1050～1150℃，加热时间为150～300min；连铸坯加热后送入四辊单机架经过多道次粗轧得到厚度为35～40mm的中间坯，之后送入七机架连轧机经过多道次精轧，再经冷却和卷取，得到厚度为2～2.5mm的热轧卷板。
其中，热轧的开轧温度≤1150℃，终轧温度≥840℃，总压下率≥90％，卷取温度≤700℃，并控制终轧温度和卷取温度的波动范围在±20℃以内。
优选地，将连铸坯送入加热炉中进行加热。
若连铸坯送入加热炉的入炉温度≥350℃，则控制加热时间为150～250min。
若连铸坯以常温状态送入加热炉中，则控制升温速率≤20℃/min，加热时间为200～300min。
(4)常化
对热轧卷板进行常化处理，常化温度为850～950℃，常化保温时间为180～200s，之后冷却，常化后的卷板中晶粒尺寸>110um。
(5)酸洗
对热轧卷板进行连续式酸洗以去除其表面的氧化皮。
(6)冷轧
将卷板冷却后送至冷轧线进行多道次冷轧轧制成厚度为0.35mm的无取向硅钢带，冷轧的总压下率≥80％。
优选地，除最后一道次外的其余道次的压下率均≥30％。
(7)退火
对冷轧后的无取向硅钢带送入退火炉中进行退火处理，炉内露点≤-20℃，退火温度为880～980℃，退火保温时间为30～80s。
优选地，退火炉中通入100％的氮气进行保护，也即退火炉中的保护气氛为100％的N2。也就是说，在化学成分中添加Sn、Sb的情况下，可以实现无氢退火，在对炉内气氛不做严格要求的情况下，使最终制备的无取向硅钢获得优异的表面质量以及获得更高的磁感。
(8)涂层和精整
在无取向硅钢带上下表面均匀涂覆绝缘层，以提高其绝缘性能，之后精整。
本实施方式还提供了一种无取向硅钢，采用上述生产方法制备而成，该无取向硅钢的厚度为0.35mm，并且，如前所述，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
经检测，本实施方式的无取向硅钢，其铁损P1.5/50≤2.6W/kg，磁感应强度B50≥1.70T，延伸率A50≥30％，磁感应性能更加优异，延伸率也可以满足卷绕铁芯在卷绕加工过程中的塑性变形要求，卷绕无开裂，且表面质量优异，无表面缺陷，应用于电机等产品时电磁性能合格，能够满足电机等产品的应用能效的需求。
也就是说，通过对化学成分设计方案中Si、Al含量的进一步限定以及Sn、Sb的添加并控制其含量范围，结合生产工艺的控制，不仅可以实现无氢退火，而且最终制备的无取向硅钢的磁性能和延伸性更加优异，从而可以更好地满足卷绕铁芯的生产要求。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
下面通过8个实施例来进一步说明本发明的有益效果，当然，这3个实施例仅为本发明所含众多变化实施例中的一部分，而非全部。
其中，实施例1～4采用<第一实施方式>，实施例5～8采用<第二实施方式>，这8个实施例分别提供了一种无取向硅钢，每个实施例冶炼所得钢水、连铸坯以及最终制备的无取向硅钢的化学成分均相同，8个实施例的化学成分具体参表1。另，除表1所示的化学元素外，8个实施例的化学成分中，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
表1
8个实施例中，热轧工序的加热温度、终轧温度、卷取温度，以及常化工序的常化温度、退火工序的退火温度分别如表2所示。
表2
对8个实施例的无取向硅钢成品进行检测，得到其铁损P1.5/50和磁感应强度B50，延伸率A50的数据如表3所示。
表3
实施例 P1.5/50(W/kg) B5000(T) A50(％)
1 2.61 1.71 31.8
2 2.46 1.69 30.3
3 2.53 1.69 29.9
4 2.38 1.69 29.2
5 2.55 1.71 35.6
6 2.43 1.71 33.3
7 2.50 1.71 31.9
8 2.33 1.70 31.2
此外，实施例1～8的无取向硅钢的表面质量均合格，无表面发黑等缺陷，在制备卷绕铁芯的过程中均无开裂，应用于电机时电机的电磁性能也全部合格。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无取向硅钢的生产方法，其特征在于，包括依序进行的如下工序，
冶炼：合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中，冶炼最终所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.2～2.65％，Al 0.3～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；
连铸：将所得钢水连铸成连铸坯；
热轧：对连铸坯加热后依次经过粗轧、精轧、层流冷却、卷取，得到热轧卷板；加热温度为1050～1150℃，加热时间为150～300min；热轧的开轧温度≤1150℃，终轧温度≥840℃，总压下率≥90％，卷取温度≤700℃，并控制终轧温度和卷取温度的波动范围在±20℃以内；
常化：常化温度为850～950℃，常化保温时间为180～200s，常化后的卷板中晶粒尺寸>110um；
酸洗：对常化后的卷板酸洗以去除其表面的氧化皮；
冷轧：将卷板冷却后进行多道次冷轧轧制成无取向硅钢带，冷轧的总压下率≥80％；
退火：将无取向硅钢带送入退火炉中进行退火处理，炉内露点≤-20℃，退火温度为880～980℃，退火保温时间为30～80s。
2.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序中，冶炼最终所得钢水中，Al/(Si+Mn)＝0.28～1.2。
3.根据权利要求2所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述退火工序中，退火炉中的保护气氛为N2与H2的混合气体，其中H2的体积分数为25～45％。
4.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序中，冶炼所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003％，Si 1.6～2.6％，Al 0.8～1.8％，Mn 0.05～0.3％，S≤0.0025％，N≤0.0025％，P≤0.03％，Sn+Sb满足：0.02～0.1％，Nb+Ti+V≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
5.根据权利要求4所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述退火工序中，退火炉中的保护气氛为100％的N2。
6.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序包括依序进行的铁水脱硫、炉内初炼和RH真空精炼步骤；所述金属Al为铝粒，所述含Si合金为硅铁合金；
所述合金化过程中控制金属Al先于含Si合金添加入钢水中具体包括：
在所述RH真空精炼步骤的合金化过程中，依序向钢水中加入铝粒、金属锰和硅铁合金。
7.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述热轧工序中，将连铸坯送入加热炉中进行加热；
若连铸坯送入加热炉的入炉温度≥350℃，则控制加热时间为150～250min；
若连铸坯以常温状态送入加热炉中，则控制升温速率≤20℃/min，加热时间为200～300min。
8.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，
所述连铸工序中，所得连铸坯的厚度为200～250mm；
所述热轧工序中，连铸坯加热后送入四辊单机架经过多道次粗轧得到厚度为35～40mm的中间坯，之后送入七机架连轧机精轧，再经冷却和卷取，得到厚度为2～2.5mm的热轧卷板；
所述冷轧工序中，将卷板轧制成厚度为0.35mm的无取向硅钢板，并且除最后一道次外的其余道次的压下率均≥30％。
9.一种无取向硅钢，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的生产方法制备而成。
10.根据权利要求9所述的无取向硅钢，其特征在于，其铁损P1.5/50≤3.0W/kg，磁感应强度B50为1.65～1.67T，延伸率A50≥25％。
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