CN117858972A - 无取向电工钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供无取向电工钢板及其制造方法。根据本发明的一实施例的无取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：2.5至4％、Mn：0.1至1.0％、S：0.001至0.005％、Cu：0.002至0.01％，和余量包含Fe和不可避免的杂质，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm。

Description

无取向电工钢板及其制造方法
技术领域
本发明的一个实施例涉及无取向电工钢板及其制造方法。更具体的，涉及通过使显微组织均匀化而具有优异的铁损的无取向电工钢板及其制造方法。
背景技术
近来，随着环境保护和节能法规的加强，对提高电动机或发电机(将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的能量转换装置)的效率的需求日益增加。由于无取向电工钢板用作电动机、发电机等旋转设备和小型变压器等固定设备的铁芯材料，对提高电动机或发电机的效率的需求导致对改善无取向电工钢板的特性的需求。
无取向电工钢板的代表性磁特性是铁损和磁通密度，无取向电工钢板的铁损越低，铁芯磁化过程中的铁损损失就越低，从而提高效率，磁通密度越高，相同能量下能感应出的磁力越大，并且由于可以施加较小的电流来获得相同的磁通密度，因此可以提高能源效率。所以，为了提高能源效率，开发具有低铁损、高磁通密度、具有优异磁性的无取向电工钢板的技术可以说是必要的。
更详细地观察无取向电工钢板的特性，降低无取向电工钢板铁损的有效方法为包括增加Si、Al、Mn这些高电阻率元素的添加量，或减薄钢板。然而，薄钢板由于生产率和加工性能较差，存在加工成本增加的缺点，增加Si、Al、Mn的添加量，可以提高钢的电阻率，降低无取向电工钢板铁损中的涡流损耗，从而降低铁损,然而，随着添加量的增加，铁损并非无条件地与添加量成比例地降低，相反，合金元素添加量的增加使磁通密度劣化,为了确保优异的铁损和磁通密度，必须适当控制适当的添加量和Si、Al、Mn的添加量之间的添加比例。必须更严格地控制不可避免含有的除Si、Al,Mn之外的杂质。大多数杂质与C、N、S等形成析出物，抑制晶粒生长或阻碍磁畴壁的移动，从而使磁性劣化，因此控制其含量非常重要。
为了提高无取向电工钢板的磁通密度同时降低铁损，采用REM等特殊添加元素改善织构以提高磁性或引入额外制造工序的技术也正在尝试，例如温轧、两次轧制和两次退火。然而，由于所有这些技术导致制造成本增加或者伴随着量产困难，因此可以说有必要开发一种具有优异的磁性并且易于商业化生产的技术。另外，正在开发通过尽可能地抑制杂质的添加量以及添加Ca等元素来抑制和控制夹杂物形成的技术，但这也导致制造成本的上升，并且不容易明确确保效果。
人们不断努力解决这些问题，并开发了许多技术。在无取向电工钢板的现有技术中，日本特开2016-199787号提示了一种通过将最终退火步骤中的加热速度控制在50℃/s以上来改善织构,以确保优异的磁性的方法。然而，除了通过快速加热改善织构的结果之外，没有考虑由于显微组织的不均匀性而导致磁性劣化的部分。
现有技术提示了通过尽可能地抑制成分中的S、As、Nb、Ti等杂质和控制热轧板退火条件以及通过夹杂物控制、织构改善等来提高磁性的技术,然而，由于最大限度地抑制杂质而导致制造成本的增加，且热轧板退火时间较长，因此可以看作是一项难以商业化应用的技术。
另外，现有技术提示了将钢中所含的特定杂质元素降低到很低的水平，并增加表皮光轧工艺，在去应力退火前获得高强度的钢板和退火期间晶粒易于生长而获得低铁损钢板的方法，但是存在由于杂质管理极低而导致成本增加的缺点发生。
另外，该技术提示了通过添加Ca、Mg、REM等稀土类元素，抑制了MnS的析出，消除应力前晶粒细小，但消除应力退火时晶粒生长，使得该技术可以具有优良的铁损。然而，这也伴随着用于添加和控制附加元素的制造成本的增加，并且如果不进行去应力退火，则难以确保效果。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的一实施例中，旨在通过优化控制钢的成分和优化制造方法来均匀控制显微组织，提供一种具有优异磁性的无取向电工钢板。
技术方案
根据本发明的一实施例的无取向电工钢板，以重量％计，所述钢板可以包含Si：2.5至4％，Mn：0.1至1.0％，S：0.001至0.005％，Cu：0.002至0.01％，和余量包含Fe和不可避免的杂质。
无取向电工钢板可以是FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm。
无取向电工钢板，以重量％计，还可以包含C：0.005％以下、Al：0.5至1.5％、N：0.005％以下、P：0.2％以下、Sn：0.2％以下，和Ti：0.005％以下中的至少一种以上。
无取向电工钢板，以重量％计，还可以包含Sb：0.2％以下、Ni：0.05％以下、Cr：0.05％以下、Zr：0.01％以下、Mo：0.01％以下，和V：0.01％以下中的至少一种以上。
无取向电工钢板可以具有FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15。
无取向电工钢板可以具有FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005。
无取向电工钢板的组成可满足下式1。
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在所述式1中，[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))根据本发明的一实施例的无取向电工钢板的制造方法，其包含：
对板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：2.5至4％，Mn：0.1至1.0％，S：0.001至0.005％，Cu：0.002至0.01％，余量包含Fe和不可避免的杂质；对所述热轧板进行冷轧来制造冷轧板的步骤；以及对所述冷轧板进行冷轧板退火的步骤；在对所述冷轧板进行退火的步骤中；在600℃与均热温度之间的平均加热速度为15至50℃/s，在均热温度至600℃之间的平均冷却速度为10至40℃/s。
加热速度和冷却速度满足下式2。
200≤([加热速度]×[冷却速度])≤500
(在这里，[加热速度]和[冷却速度]各自表示为冷轧板退火时的，600℃至均热温度之间的平均加热速度和平均冷却速度，单位为℃/s)。
以重量％计，所述板坯进一步包含，C：0.005％以下、Al：0.5至1.5％、N：0.005％以下、P：0.1％以下、Sn：0.1％以下、Ti：0.005％以下中的至少一种以上。
板坯的组成可满足下式1。
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在所述式1中[Mn]、[Cu]、[S]各自表示板坯中Mn、Cu、S的添加量(重量％))
在冷轧板退火的步骤中，均热温度可以为900至1100℃。
所述无取向电工钢板的制造方法还可以包括在冷轧板退火时的冷轧板上涂覆绝缘膜的步骤。
有益效果
根据本发明的一实施例，可以提供一种优化控制成分的无取向电工钢板。
另外，根据本发明的一实施例，可以优化无取向电工钢板的制造条件。
另外，根据本发明的一实施例，可以提供一种在冷轧板退火后具有更均匀控制的显微组织的无取向电工钢板。
另外，根据本发明的一实施例，可以提供一种铁损优异的无取向电工钢板。
具体实施方式
在本说明书中，第一、第二、第三等词汇用于描述各部分、成分、区域、层和/或段，但这些部分、成分、区域、层和/或段不应该被这些词汇限制。这些词汇仅用于区分某一部分、成分、区域、层和/或段与另一部分、成分、区域、层和/或段。因此，在不脱离本发明的范围内，下面描述的第一部分、成分、区域、层和/或段也可以被描述为第二部分、成分、区域、层和/或段。
在本说明书中，当某一部分被描述为“包含”某一构成要素时，除非有特别相反的记载，否则表示还可以包含其它构成要素，并不排除其它构成要素。
在本说明书中，所使用的术语只是出于描述特定实施例，并不意在限制本发明。除非上下文中另给出明显相反的含义，否则本文所使用的单数形式也意在包含复数形式。在说明书中使用的“包含”可以具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。
在本说明书中，马库什形式的表述中所包含的“它们的组合”是指选自由马库什形式的表述所记载的构成要素所组成的群中的一种以上的混合或组合，意味着包含选自由上述构成要素所组成的群中的一种以上。
在本说明书中，如果某一部分被描述为在另一个部分之上，则可以直接在另一个部分上面或者其间存在其他部分。当某一部分被描述为直接在另一个部分上面时，其间不存在其他部分。
虽然没有另作定义，但是本文中使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同。对于辞典中定义的术语，应该被解释为具有与相关技术文献和本文中公开的内容一致的意思，而不应该以理想化或过于正式的含义来解释它们的意思。
另外，在没有特别提及的情况下，％表示重量％，1ppm是0.0001重量％。
在本发明的一个实施例中，进一步包含附加元素是指余量的铁(Fe)中一部分被附加元素替代，替代量相当于附加元素的添加量。
在下文中，将详细描述本发明的实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员容易实施本发明。然而，本发明能够以各种不同方式实施，并不限于本文所述的实施例。
降低无取向电工钢板铁损的最有效方法是通过添加硅(Si)、铝(Al)和锰(Mn)来提高钢的电阻率。然而，若在Fe中添加Si、Al、Mn等，则铁损降低，但不可避免饱和磁通密度的降低，在添加大量Si、Al和Mn的高合金系统中，由于材料脆性增加而导致冷轧性能劣化，因此难以确保生产率。因此，为了确保生产率，同时具有低铁损和高磁通密度的特性，需要适当组合Si、Al和Mn的添加量和添加比例。
铜(Cu)和硫(S)是根据目的需要微量添加或极低量管理的元素。在无取向电工钢板中，析出物和夹杂物抑制晶粒的生长并阻碍磁畴壁的移动，从而使磁性劣化。因此，在Cu和S的情况下，由于它们与Mn一起形成硫化物，使得晶粒分布不均匀，并且微细硫化物本身可能使磁性劣化，因此应适当控制它们的添加量。
根据本发明的一实施例的无取向电工钢板，以重量％计，可以包含Si:2.5至4％,Mn:0.1至1.0％,S:0.001至0.005％,Cu:0.002至0.01％,余量包含Fe和不可避免的杂质。
根据本发明的一实施例的无取向电工钢板，以重量％计，可以包含C：0.005％以下、Al：0.5至1.5％、N：0.005％以下、P：0.2％以下、Sn：0.2％以下、和Ti：0.005％以下中的至少一种以上。
根据本发明的一实施例的无取向电工钢板，以重量％计，可以包含Sb：0.2％以下、Ni：0.05％以下、Cr：0.05％以下、Zr：0.01％以下、Mo：0.01％以下、和V：0.01％以下中的至少一种以上。
首先描述限制无取向电工钢板的成分的理由。
Si：2.5至4.0重量％
硅(Si)用于通过增加材料的电阻率来降低铁损，如果添加过少，则可能不足铁损改善效果。因此，添加2.5重量％以上的Si有利于低铁损无取向电工钢板的开发。相反，如果硅(Si)添加过多，材料的脆性增加，导致卷取和冷轧时板材断裂，从而导致轧制生产率迅速下降。因此，Si可以在前述范围内添加。更具体地，Si可以包含2.6至3.7重量％。
Mn：0.10至1.00重量％
锰(Mn)增加材料的电阻率，改善铁损并形成硫化物，如果添加过少，硫化物会微细析出，导致磁性劣化。相反，如果添加过多，则可能会促进{111}织构的形成而降低磁通密度。因此，Mn可以在前述范围内添加。更具体地，Mn可以包含0.20至0.60的重量％。
Al：0.5至1.5重量％
铝(Al)通过增加材料的电阻率来降低铁损，改善轧制性或改善冷轧期间的加工性，并减少磁各向异性以减少轧制方向和垂直于轧制方向之间的磁偏差。但是，如果添加过少，则对降低高频铁损没有效果，并且AlN的析出温度降低，从而形成微细的氮化物，导致磁性劣化。相反，如果添加过多，则氮化物形成过多，使磁性劣化，并导致炼钢、连铸等所有步骤出现问题，大大降低生产率。因此，Al可以在前述范围内添加。更具体地，Al可以包含0.7至1.0重量％。
C：0.0050重量％以下
碳(C)抑制退火期间铁素体晶粒的生长，增加加工期间磁性劣化的程度，并且可以通过与Ti、Nb等结合形成碳化物来劣化磁性,而且在将最终产品加工为电气产品来使用时，因磁时效而增加铁损，从而降低电气设备的效率其可以为0.0040重量％以下。
S：0.0010至0.0050重量％
硫(S)在母材内部形成对磁特性有害的MnS、CuS、(Cu、Mn)S等微细硫化物来抑制晶粒生长，削弱铁损，因此优选少量添加。但是，如果添加低于0.0010重量％，则对织构的形成相当不利，并且促进微细硫化物的形成，使磁性降低，因此优选含有0.001％以上。另一方面，如果硫(S)的含量超过0.0050重量％时，由于硫化物的生成增加，晶粒生长可能受到抑制，或者可能增加加工后的磁性劣化程度，因此S可以在前述范围内添加。更具体地，S可以包含0.0013至0.0040重量％
N：0.0040重量％以下
氮(N)与Al、Ti、Nb等强力结合，在母材内部形成氮化物，抑制晶粒生长，使铁损劣化，因此优选少量添加。在本发明中，将其限制在0.0040重量％以下。更具体地，N可以包含0.0005至0.0035重量％。
Ti：0.0050重量％以下
钛(Ti)是钢中形成析出物倾向非常强的元素，它与C、N结合，在母材内部形成微细的碳化物或氮化物，抑制晶粒生长，如果添加越多，形成的碳化物和氮化物越多，这使织构劣化和铁损恶化等，使磁性劣化。在本发明中，将其限制在0.0050重量％以下。更具体地，Ti可以包含0.0010至0.0040重量％。
Cu:0.0020至0.0100％
铜(Cu)能与Mn、S结合形成细小的硫化物。但是，如果添加量低于0.002％，则促进微细硫化物的形成，使磁特性劣化，因此可以包含0.002％以上。另一方面，如果添加量超过0.01％，则硫化物增加，因此Cu可以包含0.0020至0.0100重量％。更具体地，可以包含0.0050至0.0080重量％。
除了所述元素之外，还可以添加通常被称为改善织构的元素的P、Sn和Sb，以进一步改善磁性。
然而，如果添加量过多，存在抑制晶粒生长和降低生产率的问题，则添加量各自可以限制为0.2％以下。Ni和Cr是炼钢过程中不可避免添加的元素，它们与杂质元素反应形成细小的硫化物、碳化物和氮化物，对磁性产生不利影响，因此这些含量各自可以限制为0.05重量％以下。另外，由于Zr、Mo、V等也是强碳氮化物形成元素，因此优选尽可能不添加它们，并且各自可限制在0.01重量％以下。
除了所述元素之外，还可以包含Fe和其他不可避免的杂质。除了前述元素之外，可以在不损害本发明的技术精神的范围内添加额外的元素。在这种情况下，余量的Fe被替换并添加。并且附加元素的添加也可能受到限制。作为添加元素的一例，可以举出包含Sb：0.2％以下、Ni：0.05％以下、Cr：0.05％以下、Zr：0.01％以下、Mo：0.01％以下、和V：0.01％以下中的至少一种以上。
即，根据本发明的一实施例的无取向电工钢板，以重量％计，可以包含Si：2.5至4％、Mn：0.1至1.0％、S：0.001至0.005％、Cu：0.002至0.01％，和余量包含Fe和不可避免的杂质。
另外，根据本发明的一实施例的无取向电工钢板的Mn、Cu和S可满足下式1。
[式1]
0.40≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在所述式1中[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))。
在本发明中，控制Mn、Cu和S满足所述[式1]的原因如下。通常，在无取向电工钢板中，Mn是与Si、Al一起添加的用于提高电阻率的元素，硫化物主要被称为MnS。然而，Cu也是形成硫化物的元素，并且可以CuS单独或与MnS组合形成硫化物。这些硫化物微细地析出，抑制晶粒生长，从而使显微组织变得不均匀，并阻碍磁化时磁畴壁的移动，从而使磁性劣化。细小的硫化物比粗的硫化物对磁性劣化的影响更大。另外，一般情况下，Cu的添加量比Mn少，但添加量越少，析出温度越低，析出微细，因此，除了现有的Mn、S添加量的控制外，Cu的添加量也必须严格控制，控制Mn、Cu和S的含量可以满足所述[式1]的无取向电工钢板可以具有均匀的显微组织。更具体地，式1的值可以是0.70至1.50。
无取向电工钢板可以具有FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm。具体地，FGS可以为15至30μm，更具体地20至25μm。
更具体地，FGS是指当在待测钢板的区域中包含的所有晶粒中，以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径。例如，假设待测量的晶粒的数量为100，则其意味着由最小至第10小的晶粒组成的晶粒组(即，第1至第10晶粒组)的平均粒径。这里，平均粒径是指数均粒径。FGS越大，产生的铁损中的磁滞损耗越低，从而改善铁损。待测量的晶粒可以具有5μm以上的粒径。
测定晶粒尺寸的标准没有特别限制，它可以是与轧制平面(ND平面)平行的平面。虽然晶粒尺寸在板厚方向上几乎没有偏差，可在1/5t至1/2t之间的厚度之上测量。晶粒尺寸通过假定具有与晶粒相同面积的假想表面的圆的直径来测量。
由于在小区域测量时偏差可能很大，因此可以从面积至少为5mm×5mm的样本之上测量FGS。
更具体地，FGS可以直接拍摄微结构并利用图像分析仪，或者可以使用EBSD程序来测量。
所述无取向电工钢板可以具有FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15。具体地，FGS/GS可以为0.15至0.25，更具体地0.15至0.2。
所述无取向电工钢板可以具有FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005。具体地，FGA/TGA可以为0.005至0.02，更具体地0.005至0.0015。
另外，在所述无取向电工钢板中，当以50Hz的频率感应出1.5T的磁通密度时，轧制方向和垂直于轧制方向上的平均损耗W15/50可以为2.0W/kg以下。具体地，W15/50可以为1.5至2.0W/kg，更具体地1.8至2.0W/kg。
在所述无取向电工钢板，当以400Hz的频率下感应出1.0T的磁通密度时，轧制方向和垂直于轧制方向上的平均损耗W10/400可以为16.5W/kg以下。具体地，W10/400可以为10.0至16.5W/kg，更具体地15.0至16.5W/kg。
根据本发明的一实施例的无取向电工钢板的制造方法为,热轧板坯的步骤；冷轧热轧板的步骤；以及冷轧板退火的步骤。必要时可增加热轧板退火，另外，可以包括包含中间退火的多次冷轧以用于额外的磁性增强。以下制造方法的示例仅是示例并且不一定与其相对应。
例如，根据本发明的无取向电工钢板的制造方法，解热板坯的步骤，以重量％计，所述板坯包含C:0.005％以下，Si:2.0至4.0％，Mn:0.1至1.0％，S:0.001至0.005％,Al:0.5至1.5％,N:0.005％以下,Ti:0.005％以下,Cu:0.002至0.01％，余量包含Fe和不可避免的杂质，对板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤，对所述热轧板进行冷轧来制造冷轧板的步骤；以及对所述冷轧板进行冷轧板退火的步骤。
在板坯的成分中，Mn、Cu和S可满足下式1。
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在所述式1中[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))
此后，由于在无取向电工钢板的制造过程中钢成分没有发生实质性变化，因此板坯的成分与前述的无取向电工钢板的成分基本相同。关于板坯的成分，省略重复的说明。
在制造热轧板的步骤之前还可以包括加热板坯的步骤。加热板坯；可以在1200℃以下加热。具体地，可以在950℃至1200℃、更具体地可以在1000℃至1200℃下加热的步骤。当板坯再加热温度超过1200℃时，板坯中存在的氮化物、碳化物、硫化物等析出物重新溶解，然后在热轧和退火时析出细小析出物，抑制晶粒生长，降低磁性，因此加热板坯的温度可控制在1200℃以下。
将板坯热轧形成热轧板的步骤中成形的热轧板的厚度可以为2.0至3.0mm。具体地，热轧板的厚度可以为2.3至2.5mm。
所述成形后的热轧板可以在700℃以下卷取并在空气中冷却。
所述卷取的热轧板，可以省略热轧板退火的步骤，也可以进行热轧板退火的步骤。所述热轧板退火步骤可以在950℃至1150℃下进行。具体地，所述热轧板退火的步骤可以在975℃至1025℃下进行。在所述热轧板退火的步骤中，如果温度低于950℃时，由于晶粒生长不充分，冷轧后退火时难以获得有利于磁性的织构，如果温度超过1150℃时，晶粒可能过度生长并且板的表面缺陷可能变得过多。
所述无取向电工钢板的制造方法，对所述热轧板进行退火的步骤之后，还可以包括对退火后的热轧板进行酸洗的步骤。对所述退火后的热轧板进行酸洗的步骤；可以采用常规的酸洗方法。
对所述热轧板进行冷轧的步骤可以是1次或包括中间退火的2次以上的冷轧的步骤。成形的冷轧板的厚度可以为0.10至0.50mm，具体地可以为0.30至0.40mm。
在冷轧的步骤中，压下率可以为50至95％。
对所述冷轧板的冷轧板退火的步骤中，退火温度没有太大限制，只要是常规无取向电工钢板冷轧板退火时所采用的温度即可。然而由于冷轧板退火的步骤是极大影响无取向电工钢板显微组织和织构以此影响磁性的重要因素，因此应更加严密地控制其条件。
无取向电工钢板的铁损与晶粒大小密切相关。无取向电工钢板的铁损可分为磁滞损耗和涡流损耗,磁滞损耗随着晶粒尺寸的增大而减小，相反涡流损耗随着晶粒尺寸的增大而增大，因此存在一个合适的晶粒尺寸，使磁滞损耗和涡流损耗之和最小。因此，从宏观角度看，导出并应用能够保证最佳晶粒尺寸的冷轧板退火温度非常重要，冷轧板退火时的均热温度以900℃至1100℃为宜。如果冷轧板退火时均热温度低于900℃时，由于晶粒过细，磁滞损耗增大，如果温度超过1100℃时，由于晶粒过于粗大，涡流损耗随着增大，铁损劣化，因此可控制在900℃至1100℃。
但是，从微观角度看，即使晶粒尺寸相同，显微组织的均匀性越高，铁损就越能降低。即使平均晶粒尺寸相似，随着极细晶粒和极粗晶粒的数量比平均晶粒尺寸相比越多，铁损变得劣化，因此越能确保显微组织的均匀性，越能提高磁性。
在对所述冷轧板进行冷轧板退火的步骤中；从600℃到冷轧板退火时的均热退火温度的平均升温速度为15至50℃/s，冷轧板退火时从均热温度到600℃的平均冷却速度可以为10至40℃/s。具体地，所述升温速度可以为20至40℃/s，冷却速度可以为10至30℃/s。如果加热速度低于15℃/s，则对磁性不利的织构比例增加，可能会出现磁性劣化的问题。如果超过50℃/s，则可能会出现晶粒变得不均匀、使得磁性劣化的问题。如果冷却速度低于10℃/s，可能会出现不利于磁性的织构比例增加的问题，如果超过40℃/s，可能会出现退火后板材中存在的残余应力增大，导致磁性劣化的问题。
另外，对所述冷轧板进行退火的步骤中，加热速度和冷却速度可满足下式2。
[式2]
200≤([加热速度]×[冷却速度])≤500
(在这里，[加热速度]和[冷却速度]各自表示为冷轧板退火时的，600℃至均热温度之间的平均加热速度和平均冷却速度，单位为℃/s)
所述无取向电工钢板的制造方法还可以包括冷轧板退火的冷轧板上涂覆绝缘膜。
所述绝缘膜可以是有机膜、无机膜、以及有机-无机复合膜，也可以是具有其他绝缘能力的涂层剂。
通过所述无取向电工钢板的制造方法制造的无取向电工钢板可以具有FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥可以为0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥可以为0.005。
另外，通过所述无取向电工钢板的制造方法制造的无取向电工钢板可以具有铁损W15/50为2.0W/kg以下，铁损W10/400为16.5W/kg以下。
下面通过实施例对本发明进行更详细的说明。然而，这些实施例仅用于说明本发明，本发明并不限于此。
实施例1-根据Mn、Cu、S含量的比较
通过真空熔炼，制备如下表1所示成分的钢锭，通过改变Mn，S，Cu的含量来研究Mn、S和Cu的添加量以及下式1对显微组织均匀性(细晶粒的尺寸、分数和面积)的影响，并研究了对磁性的影响。
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在所述式1中，[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))
将各钢锭在1160℃下加热，热轧至2.4毫米厚度，然后卷取。在空气中卷取并冷却的热轧钢板在1000℃下进行热轧板退火和酸洗，然后冷轧至0.35mm的厚度，最后进行冷轧板退火。此时冷轧板退火均热温度在950至1100℃之间进行，退火时升温速度为23℃/s，冷却速度为13℃/s，以控制满足下式2。
[式2]
200≤([加热速度]×[冷却速度])≤500
(在所述式2中，[加热速度]和[冷却速度]各自表示为冷轧板退火时的，600℃至均热温度之间的平均加热速度和平均冷却速度，单位为℃/s)
对于每个样品，观察微观结构并分析晶粒尺寸,
通过爱泼斯坦样品加工，测量以50Hz的频率感应出1.5T的磁通密度时，轧制方向和垂直于轧制方向上的平均损耗的铁损W15/50和测量以400Hz的频率感应出1.0T的磁通密度时，轧制方向和垂直于轧制方向上的平均损耗的铁损W10/400，其结果如下表2。
【表1】
【表2】
所述表2中，FGS是以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径，GS是所有晶粒的平均粒径，FGA是以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积，TGA是所有晶粒的平均面积。
如所述表2所示，全部满足本发明的Si,Al,Mn,S,Cu各成分添加量范围和[式1]的A2、A5、A7、A8、A9是也全部满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm,FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15，FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的所有关系式，其结果，铁损W15/50和W10/400显得非常好。
相反，在A1中，S和Cu没有满足各控制含量范围，并且没有满足[式1]，因此也没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm,FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，其结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
A3和A10没有满足Mn控制含量范围，并且没有满足[式1]，因此也没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm,FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，其结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
A4满足[式1]，但没有满足S和Cu的控制含量范围，因此没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm,FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，其结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
另一方面，在A6和A11中，Mn、S和Cu满足各自的控制含量范围，但没有满足[式1],因此没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm,FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，其结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
实施例2-控制冷轧板退火加热和冷却速度
通过真空熔炼，制备如下表3所示成分的钢锭，通过改变Mn、S、Cu的量，想看看Mn、S、Cu的添加量和下述[式1]以及冷轧板退火时的加热速度、冷却速度条件对显微组织的均匀性(细晶粒的尺寸和比例、面积)和磁性的影响。
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在所述式1中[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))
将各钢锭在1190℃下加热，热轧至2.3毫米厚度，然后卷取。在空气中卷取并冷却的热轧钢板在1050℃下进行热轧板退火和酸洗，然后冷轧至0.35mm的厚度，最后进行冷轧板退火。此时，冷轧板退火目标温度在950℃至1100℃之间进行，并且在退火期间不同地改变加热速度和冷却速度，以根据下式2确认其影响。
[式2]200≤([加热速度]×[冷却速度])≤500
(在所述式2中，[加热速度]和[冷却速度]各自表示为冷轧板退火时的，600℃至最高温度之间的平均加热速度和冷却速度，单位为℃/s)
对于各样品，通过观察微观结构来分析晶粒尺寸，并通过爱泼斯坦样品处理来测量铁损W15/50和W10/400，其结果如下表4。
【表3】
【表4】
所述加热速度和冷却速度各自表示冷轧板退火时600℃至最高温度之间的平均加热速度和冷却速度。所述FGS、GS、FGA、TGA和铁损W15/50，W10/400的说明与所述实施例1相同。
如所述表4所示，全部满足本发明的Si,Al,Mn,S,Cu各成分添加量范围和[式1]以及冷轧板退火时的加热速度、冷却速度和[式2]的关系式的B2,B3,B6,B7,B9,B12是也全部满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm,FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的所有关系式，其结果，铁损W15/50和W10/400显得非常好。
相反，B1中，Si、Al、Mn、S、Cu全部满足各成分的添加量的范围和[式1]、以及冷轧退火时的加热速度和冷却速度的范围。但没有满足[式2]，其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15，FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
B4中，Si、Al、Mn、S、Cu全部满足各成分的添加量的范围和[式1]，但冷轧板退火时，加热速度没有满足管理范围，也没有满足[式2]，其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
B5没有满足Mn成分添加量的范围和[式1]，并且没有满足在冷轧板退火时的[式2]，其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
B8中，Si、Al、Mn、S、Cu全部满足各成分添加量的范围和[式1]，但没有满足冷轧板退火时的冷却速度和[式2],其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
B10中，Si、Al、Mn、S、Cu全部满足各成分添加量的范围和[式1]，并且满足冷轧板退火时的[式2]，但是，加热速度和冷却速度没有满足各管理范围，其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
B11没有满足Cu的管理范围和[式1]，也没有满足冷轧板退火时的加热速度和[式2]，其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。
B13没有满足S的管理范围和[式1]，也均没有满足冷轧板退火时的加热速度、冷却速度和[式2]，其结果没有满足FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm，FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均粒径)≥0.15,FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005的关系式，结果，铁损W15/50和W10/400显得劣化。

Claims (11)

1.一种无取向电工钢板，其中，
以重量％计，所述无取向电工钢板包含，Si：2.5至4％、Mn：0.1至1.0％、S：0.001至0.005％、Cu：0.002至0.01％，余量包含Fe和不可避免的杂质，
FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)≥15μm。
2.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
以重量％计，所述无取向电工钢板进一步包含，C：0.005％以下、Al：0.5至1.5％、N：0.005％以下、P：0.2％以下、Sn：0.2％以下和Ti:0.005％以下中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
以重量％计，所述无取向电工钢板进一步包含，Sb：0.2％以下、Ni：0.05％以下、Cr：0.05％以下、Zr：0.01％以下、Mo：0.01％以下和V:0.01％以下中的至少一种以上。
4.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
FGS(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均粒径)/GS(所有晶粒的平均晶粒尺寸)≥0.15。
5.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
FGA(以粒径为准占总晶粒尺寸的10％以下的晶粒的平均面积)/TGA(所有晶粒的平均面积)≥0.005。
6.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
满足下式1，
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在这里，[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))。
7.一种无取向电工钢板的制造方法，其包含：
对板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：2.5至4％，Mn：0.1至1.0％，S：0.001至0.005％，Cu：0.002至0.01％，余量包含Fe和不可避免的杂质；
对所述热轧板进行冷轧来制造冷轧板的步骤；以及
对所述冷轧板进行冷轧板退火的步骤；
在对所述冷轧板进行退火的步骤中；在600℃与均热温度之间的平均加热速度为15至50℃/s，在均热温度至600℃之间的平均冷却速度为10至40℃/s，
满足下式2，
200≤([加热速度]×[冷却速度])≤500
(在这里，[加热速度]和[冷却速度]各自表示为冷轧板退火时的，600℃至均热温度之间的平均加热速度和平均冷却速度，单位为℃/s)。
8.根据权利要求7所述的无取向电工钢板的制造方法，其中，
以重量％计，所述板坯进一步包含，C：0.005％以下、Al：0.5至1.5％、N：0.005％以下、P：0.2％以下、Sn：0.2％以下和Ti:0.005％以下中的一种以上。
9.根据权利要求7所述的无取向电工钢板的制造方法，其中，
所述板坯满足下式1，
[式1]
0.4≤([Mn]+10×[Cu])×1000×[S]≤1.5
(在这里，[Mn]、[Cu]、[S]各自表示Mn、Cu、S的添加量(重量％))。
10.根据权利要求7所述的无取向电工钢板的制造方法，其中，
在对所述冷轧板进行冷轧板退火的步骤中；均热温度为900至1100℃。
11.根据权利要求7所述的无取向电工钢板的制造方法，其中，
冷轧板退火之后包含，
在对退火后的冷轧板上涂覆绝缘膜的步骤。
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