CN1258610C - 无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法，其组分(重量百分比)为：C：.006%～0.01%、0＜Si≤2.0%、0＜Al≤0.4%、Mn≤1.0%，其余为Fe和不可避免的夹杂；Si/C的比例为180～260。制造方法包括以下步骤：a、板坯连铸；b、铸坯加热、粗轧，粗轧道次≤4道次，粗轧累计压下率≥80%，其中至少有一个道次的压下率≥40%，粗轧终轧温度≥980℃；c、精轧，精轧连轧机组前面几个机架中，至少有一个机架采用辊面较为粗糙的轧辊，辊面粗糙度至少≥5μm；d、卷取，热轧板≥710℃高温卷取。本发明经过组分及工艺优化，成品板可以完全消除瓦楞状缺陷，并省略了热轧板常化工序，降低生产成本；且物理性能得到提高。

Description

无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及无取向电工钢板制造技术，特别涉及无取向电工钢板克服瓦楞状缺陷的制造技术。

背景技术

无取向电工钢板主要用于生产电机的铁芯材料。无取向电工钢的组分为(重量百分比)：C＜0.01％、Si+Al＞1.50％、Mn＜1.0％、其余为铁和不可避免的杂质。采用连铸法生产无取向电工钢，由于加热和热轧过程中，基本不发生αγ相变，铸造组织的巨大(100)柱状晶在热轧过程中由于动态回复和再结晶缓慢而不能彻底破碎，在热轧板板厚的中心附近形成十分粗大的沿轧向延伸的变形晶粒，其宽度约在0.2mm～0.5mm之间，主要是形变储存能极低的(100)<011>纤维织构，在以后冷轧和退火过程中难以发生再结晶，在成品板表面引起沿轧向凹凸不平的瓦楞状缺陷，使电工钢板的叠片系数降低约2％，磁性变坏、绝缘膜层间电阻下降及产生磁性不均匀。

为降低无取向电工钢板瓦楞状缺陷，现在大多在连铸过程中采用电磁搅拌法(如日本专利公报公开的特公昭53-114609号)，防止瓦楞状缺陷，实施该方法要进行重大设备改造，并且电磁搅拌设备不易操作和维护。

也有采用低温浇铸法(如日本专利公报公开的特公昭49-39526号公报)，以防止出现瓦楞状缺陷。但采用低温浇铸法时，连铸过程不易控制，结晶器中夹杂物不易上浮，连铸坯内夹杂物数量增多，影响最终产品质量。

还有采用控制粗轧终轧的方法(如日本专利公报公开的特公昭53-2332号公报)，将粗轧终轧温度控制为＞900℃，粗轧最后一道次压下率＞50％，使成品板瓦楞状缺陷消失；这样不但要求粗轧机组能力高，而且粗轧最后一道次压下率过大，造成粗轧板坯的板型难以控制，影响精轧操作。

或，采用控制精轧终轧温度的方法(如日本专利公报公开的特公昭62-54023号公报)，控制精轧终轧温度＞1000℃、热轧后1～7秒内不喷水冷却，并在＜700℃卷取，以防止瓦楞状缺陷；该方法要求连铸坯加热温度提高至1250℃以上，这样易造成连铸坯塌腰，影响辊道输送及在连铸坯内部产生内裂纹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法，既可以消除上述方法的缺点，又无需进行大规模的设备改造，并可以省掉热轧板常化工序，而且可以完全消除瓦楞状缺陷(高度＞3μm的瓦楞状缺陷发生率小于5％)，减少生产工序、降低生产成本。

为达到上述目的，本发明的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板，其组分为：

C：0.006％～0.01％，

0＜Si≤2.0％

0＜Al≤0.4％

Mn≤1.0％

其余为Fe和不可避免的夹杂；

以上均以重量百分比表示；

其中，所述的Si/C的比例：180～260。

进一步，所述的C的优选范围是0.007％～0.009％，按重量百分比计。

本发明的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，包括以下步骤：

a、板坯铸造；

b、铸坯加热、粗轧，粗轧道次≤4道次，粗轧累计压下率≥80％，其中至少有一个道次的压下率≥40％，粗轧终轧温度≥980℃；

c、精轧，精轧连轧机组前面几个机架中，至少有一个机架采用辊面较为粗糙的轧辊，辊面粗糙度≥5μm；

d、卷取。

其中，所述的步骤a中板坯铸造优选为连铸工艺。

进一步，所述的步骤b中粗轧过程中优选有2个以上道次的压下率≥40％。

所述的步骤b粗轧过程中优选粗轧终轧温度≥1000℃。

所述的步骤c精轧过程中优选轧辊辊面粗糙度≥7μm。

所述的步骤d中热轧板≥710℃高温卷取。

本发明首先从优化中牌号无取向电工钢成分入手，即适当地增加钢中的C含量至0.006％～0.01％，优选为0.007％～0.009％，同时保持Si/C比在180～260之间，如此在连铸坯加热、热轧过程中发生部分αγ循环相变，破坏热轧板中心部位粗大的低形变储存能的(100)<011>变形晶粒，防止瓦楞状缺陷，而且在后续的(冷轧钢带)连续退火过程中，能够快速容易脱碳(钢中C含量≤0.010％)，保持机组运行速率，提高生产率；

其次，优化热轧工艺，尤其优化粗轧工艺，要求粗轧≤4道次，粗轧累计压下率≥80％，其中至少有一个道次的压下率≥40％，最好有2个以上道次的压下率≥40％，即所谓高轧制形状因素(m＝2(H_i-1-H_i)^1/2/(H_i-1+H_i)，其中H_i-1为i道次轧制前钢板进轧机的厚度、H_i为i道次轧制后钢板出轧机的厚度)的粗轧轧制技术，目的是破坏铸态组织的(100)柱状晶，提高再结晶等轴化率。

众所周知，在粗轧过程中，采用道次大压下，可以减少粗轧道次，缩短粗轧时间，减少钢板与轧辊之间的接触次数和时间，因而减少粗轧过程的温降，确保粗轧板坯温度在再结晶临界温度(T_Cr)以上是获得高的再结晶率、高等轴化率组织的首要条件。其次bcc结构的铁基合金的层错能较高，当单位时间的形变功较低时，不但合金内部形变储存能低，而且形变亚结构如位错很容易发生攀移和热激活交滑移等回复过程，使位错密度迅速降低，形变储存能很快释放，再结晶驱动力迅速降低，阻碍再结晶发生；而且形变亚结构密度迅速降低，再结晶晶核在形变亚结构形核几率大大降低，而主要在晶界和亚晶界上形核，并迅速长大，造成组织再结晶不完全及发生再结晶的组织不均匀。采用道次大压下轧制(即高轧制形状因素轧制)，由于形变速度增大(形变速度正比于ε∝Δh/H，其中Δh为i道次是绝对压下量，H为i道次前钢板厚度)，单位时间的形变功增大，钢板中的单位时间钢板形变储存能增大，是破坏柱状晶，获得高的再结晶率、高等轴化率组织的一个重要条件，同时也是破坏原有(100)柱状晶位向的重要条件。从形变方式上看：道次压下率大，有利于增大轧辊和钢板表面的摩擦力，引起钢板剪切形变量增大，剪切形变沿钢板厚度方向穿透深度增加，轧制由平面应变状态转变为复杂的应变状态，晶格转动弯曲程度大，形变储存能高，破坏柱状晶组织作用增大，促进柱状晶组织发生再结晶。此外，道次压下率大，形变加热作用也较大，部分地补偿轧制过程中的热损失，提高钢板形变过程中的温度，促进形变组织的再结晶。控制粗轧终轧温度≥980℃、优选终轧温度≥1000℃，目的是促进粗轧板坯再结晶；

再次，在精轧过程中，连轧机组前面几个机架中，至少有一个机架采用辊面较为粗糙的轧辊，辊面粗糙度至少≥5μm，优选≥7μm，目的是增加钢板与轧辊之间的摩擦力，增强钢板的剪切形变，增加剪切形变沿板厚方向的穿透深度，减少钢板中心部位的平面应变区，增大钢板中心的形变储存能，促进热轧板的再结晶，破坏原始铸态粗大的(100)柱状晶组织。

最后，精轧后的热轧板在≥710℃下高温卷取，实现热轧板自退火过程，由于710℃高于再结晶的临界温度，热轧板在710℃发生静态再结晶，消除(100)<011>形变组织，实现热轧板组织的等轴化，并促进热轧板晶粒长大，提高成品磁性。

本发明的有益效果，经过上述组分及工艺优化，可以完全消除瓦楞状缺陷，并可以省略现有制造工艺中的热轧板常化工序，降低了生产成本；且，制造的无取向电工钢板物理性能得到提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

表1、表2分别列出了本发明的实施例和比较例的配比和物理性能。

                               表1

	组分(重量百分比wt％)
							C	Si	Al	Mn	其余为铁和不可避免的杂质
实施例1	0.008	1.65	0.30	0.25
					实施例2	0.007	1.56	0.33	0.15	同上
实施例3	0.009	1.67	0.28	0.25							同上
					实施例4	0.0065	1.625	0.28	0.19	同上
比较例1	0.003	1.66	0.27	0.27							同上
					比较例2	0.003	1.58	0.29	0.21	同上
比较例3	0.004	1.59	0.27	0.23							同上
					比较例4	0.002	1.59	0.32	0.30	同上

                           表2

实施例1

按表1中的组分冶炼，并通过连铸得到连铸板坯；然后连铸坯加热、粗轧，粗轧4道次，25％→25％→40％→45％压下率/道次，粗轧终轧温度为988℃；再进行精轧，精轧第2道次采用粗糙度为7μm轧辊进行精轧，精轧后的热轧板在710℃温度下卷取。成品板中没有出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷，磁性为：B50＝1.725T、P15/50＝3.565W/kg。

实施例2

按表1中的组分冶炼，并通过连铸得到连铸板坯；然后连铸坯加热、粗轧，粗轧4道次，25％→30％→40％→40％压下率/道次，粗轧终轧温度为992℃，精轧第2道次采用粗糙度为7μm轧辊进行精轧，710℃卷取，成品板中没有出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷，磁性为：B50＝1.727T、P15/50＝3.635W/kg。

实施例3

按表1中的组分冶炼，并通过连铸得到连铸板坯；然后连铸坯加热、粗轧，粗轧4道次，25％→30％→40％→40％压下率/道次，粗轧终轧温度为1002℃，采用粗糙度为7μm轧辊进行第2道次精轧，710℃卷取，成品板中没有出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷，磁性为：B50＝1.716T、P15/50＝3.448W/kg。

实施例4

按表1中的组分冶炼，并通过连铸得到连铸板坯；然后连铸坯加热、粗轧，粗轧4道次，经25％→30％→35％→45％压下率/道次，粗轧终轧温度为996℃，采用粗糙度为7μm轧辊进行第2道次精轧，710℃卷取，成品板中没有出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷，磁性为：B50＝1.720T、P15/50＝3.627W/kg。

比较例1，粗轧6道次，11％→18％→19％→26％→31％→34％压下率/道次，粗轧终轧温度为951℃，精轧采用光面轧辊进行精轧，精轧后的热轧板在550℃卷取。成品板中出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷率25％，磁性为：B50＝1.694T、P15/50＝4.015W/kg。

比较例2，粗轧6道次，经11％→18％→19％→26％→31％→34％压下率/道次，粗轧终轧温度为955℃，采用光面轧辊进行精轧，550℃卷取，成品板中出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷率17％，磁性为：B50＝1.697T、P15/50＝4.108W/kg。

比较例3，粗轧6道次，经11％→18％→19％→26％→31％→34％压下率/道次，粗轧终轧温度为948℃，精轧采用光面轧辊进行精轧，550℃卷取，成品板中出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷率12％，磁性为：B50＝1.687T、P15/50＝4.126W/kg。

比较例4，粗轧6道次，经11％→18％→19％→26％→31％→34％压下率/道次，粗轧终轧温度为947℃，采用光面轧辊进行精轧，550℃卷取，成品板中出现≥3μm高度的瓦楞状缺陷率20％，磁性为：B50＝1.689T、P15/50＝4.135W/kg。

本发明经优化组分及工艺后，可以完全消除瓦楞状缺陷，并可以省略热轧板常化工序，降低生产成本；制造的无取向电工钢板物理性能得到提高。

Claims (10)

1.无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板，其组分为：

C：0.006％～0.01％，

0＜Si≤2.0％

0＜Al≤0.4％

Mn≤1.0％

其余为Fe和不可避免的夹杂；

以上均以重量百分比表示；

其中，Si/C的比例为：180～260。

2.如权利要求1所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板，其特征在于，所述的C的范围是0.007％～0.009％，按重量百分比计。

3.一种如权利要求1所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，包括以下步骤：

a、板坯铸造；

b、铸坯加热、粗轧，粗轧道次≤4道次，粗轧累计压下率≥80％，其中至少有一个道次的压下率≥40％，粗轧终轧温度≥980℃；

c、精轧，精轧连轧机组前面几个机架中，至少有一个机架采用辊面较为粗糙的轧辊，辊面粗糙度≥5μm；

d、卷取。

5.如权利要求3所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤a中板坯铸造为连铸工艺。

6.如权利要求3所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤b中粗轧过程中有2个以上道次的压下率≥40％。

7.如权利要求3所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤b粗轧过程中粗轧终轧温度≥1000℃。

8.如权利要求3所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤c精轧过程中轧辊辊面粗糙度≥7μm。

9.如权利要求3所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤d中热轧板≥710℃高温卷取。

10.如权利要求4或9所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤c精轧过程中优选轧辊辊面粗糙度≥7μm。

11.如权利要求4所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤d中热轧板≥710℃高温卷取。