CN102634729A - 一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，以质量百分比计：C≤0.005%，Si3.0~3.4%，Mn0.25~0.40%，S≤0.003％，N≤0.004％，Al0.5~0.8%，Sn0.05~0.09%，Ca0.001~0.003%，其余为Fe和不可避免的杂质，将按上述成分铸造得到的铸坯经热轧、常化、酸洗、一次冷轧至0.8mm厚度钢带、中间退火、二次冷轧至0.35mm厚度钢带、涂层后获得成品钢带。本发明方法制得的硅钢不仅铁损低、磁感高，而且制备过程中常化温度低、中间退火温度低，有效避免了高Si产品冷轧时的边裂和断带现象。
Description
技术领域
本发明涉及无取向电工钢生产技术领域，特别涉及一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法。
背景技术
高牌号无取向电工钢不仅应用于制造大、中型水力、火力发电机，随着近年来更高的节能技术要求及变频技术的普及，它还被广泛用于变频冰箱及空调压缩机的制造。变频对频率范围的扩大，对电工钢不仅有常规P10/50、B5000的要求，更提出了400Hz下的铁损性能即P10/400的要求，特别是空调及冰箱，这些指标成为决定其能效等级的重要因素。因此，低铁损高磁感的高牌号电工钢不仅是大中型电机的理想材料，也是变频家电用压缩机的最佳选材，用量正快速增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，通过合理控制成分，选择适当的工艺，充分发挥各成分的优势，来获得磁性能优良的无取向成品钢带。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，以质量百分比计：C≤0.005％，Si3.0-3.4％，Mn0.25-0.40％，S≤0.003％，N≤0.004％，Al0.5-0.8％，Sn0.05-0.09％，Ca0.001-0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，将按上述成分铸造得到的铸坯经如下工艺步骤和技术参数进行制备：
1)将铸坯加热到1080-1120℃，保温25-45min后热轧，热轧时终轧温度为800-850℃，得到厚度为2.15-2.35mm的钢带；
2)钢带在纯N2气氛下的连续退火炉里进行常化，常化温度为840-900℃，保温时间为4-6分钟；
3)钢带进行酸洗；
4)钢带进行一次冷轧，4道次轧制，得到厚度为0.8mm的钢带；
5)钢带在H2和N2混合气体气氛下的连续退火炉里进行中间退火，退火温度为840-900℃，保温时间1-4分钟，冷却速度不大于300℃/min；
6)钢带进行二次冷轧，轧前钢板预热，预热温度为100-120℃，4道次轧制，得到厚度为0.35mm的钢带；
7)在H2和N2混和气体气氛下的连续退火炉里进行最终退火，退火温度为900-1000℃，保温时间为0.5-4min，冷却速度不大于300℃/min；
8)钢带涂层后制得成品硅钢带。
优选地，步骤2)所述的常化温度为850-890℃，保温时间为4.5-5.5分钟。
优选地，步骤5)所述的中间退火温度为850-870℃，保温时间为60-150秒。
优选地，步骤7)所述的最终退火温度为950-990℃，保温时间为60-180秒。
进一步地，步骤5)所述的H2和N2混和气体中氢气所占的体积百分比不低于20％。
进一步地，步骤7)所述的H2和N2混和气体中H2所占的体积百分比为25-35％。
进一步地，所述制得成品钢带磁性能P15/50＝2.221-2.242W/Kg，P10/400＝16.59-16.93W/Kg，B5000＝1.708～1.712T，成品钢带平均晶粒尺寸125-145μm。
本发明提供的一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，制得的成品钢带板型平整，铁损低、磁感高，特别是铁损P10/400远低于变频压缩机用电工钢的20W/Kg的要求，并且制备过程中常化温度低、中间退火温度低、有效避免了高Si产品冷轧时的边裂和断带现象，该成品钢带不仅能广泛用于大、中型电机制造，也可广泛用于变频空调冰箱压缩机的制造。
附图说明
图1为本发明实施例2提供的硅钢成品金相图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，以质量百分比计：C≤0.005％，Si3.0-3.4％，Mn0.25-0.40％，S≤0.003％，N≤0.004％，Al0.5-0.8％，Sn0.05-0.09％，Ca0.001-0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，将按上述成分铸造得到的铸坯经如下工艺步骤和技术参数进行制备：
1)将铸坯加热到1080-1120℃，保温25-45min后热轧，热轧时终轧温度为800-850℃，得到厚度为2.15-2.35mm的钢带；
2)钢带在纯N2气氛下的连续退火炉里进行常化，常化温度为840-900℃，保温时间为4-6分钟；
3)钢带进行酸洗；
4)钢带进行一次冷轧，4道次轧制，得到厚度为0.8mm的钢带；
5)钢带在H2和N2混合气体气氛下的连续退火炉里进行中间退火，退火温度为840-900℃，保温时间1-4分钟，冷却速度不大于300℃/min；
6)钢带进行二次冷轧，轧前钢板预热，预热温度为100-120℃，4道次轧制，得到厚度为0.35mm的钢带；
7)在H2和N2混和气体气氛下的连续退火炉里进行最终退火，退火温度为900-1000℃，保温时间为0.5-4min，冷却速度不大于300℃/min；
8)钢带涂层后制得成品硅钢带，成品钢带磁性能P15/50＝2.221-2.242W/Kg，P10/400＝16.59-16.93W/Kg，B5000＝1.708～1.712T，成品钢带平均晶粒尺寸125-145μm。
其中，步骤2)常化优选温度为850-890℃，优选保温时间为4.5-5.5分钟。
其中，步骤5)中间退火优选温度为850-870℃，优选保温时间为60-150秒。
其中，步骤7)中最终退火优选温度为950-990℃，优选保温时间为60-180秒。
其中，步骤5)中H2和N2混和气体中氢气所占的体积百分比不低于20％。
其中，步骤7)中H2和N2混和气体中H2所占的体积百分比为25％-35％。
下列以比较例和实施例进一步说明本发明。
实施例1
实验室铸坯化学成分(质量百分比％)为C：0.0042％，Si：3.15％，Mn：0.32％，S：0.0022％，N：0.0031％，Al：0.69％，Sn：0.078％，Ca：0.0019％，其余为Fe和不可避免的杂质(见表1中的实施例1)；将满足该成分的铸坯加热至1100℃，保温35min后热轧，热轧时终轧温度控制为820℃，得到厚度2.2mm的热轧钢带；钢带在纯N2气氛下的连续退火炉里进行常化，常化温度为880℃，保温时间为5分钟，冷却方式为空冷；常化后的钢带经酸洗后进行一次冷轧至0.8mm，一次冷轧为4道次轧制；钢带在H2体积百分比30％的H2和N2混合气氛的连续退火炉里进行中间退火，退火温度为860℃，保温时间90秒，冷却速度为250℃/min；二次冷轧负偏差控制，轧制前将钢板预热，预热温度110℃，4道次轧制，二次冷轧后钢带厚度为0.35mm；钢带在H2体积百分比30％的H2和N2混合气氛的连续退火炉里进行最终退火，最终退火温度为980℃，保温时间90秒，冷却速度为250℃/min；涂层后获得成品钢带，测得成品钢带的磁性能：P15/50＝2.242W/Kg，P10/400＝16.93W/Kg，B5000＝1.712T，平均晶粒尺寸为132μm(见表2中的实施例1)。
比较例1
将表1中的比较例1的化学成分铸坯经过与实施例1相同的工艺步骤制得成品钢带，测得成品钢带磁性能及平均晶粒尺寸见表2。
表1 实验钢铸坯的化学成分(％)
| C | Si | Mn | S | N | Al | Sn | Ca | |
| 实施例1 | 0.0042 | 3.15 | 0.32 | 0.0022 | 0.0031 | 0.69 | 0.078 | 0.0019 |
| 比较例1 | 0.0030 | 3.09 | 0.29 | 0.0029 | 0.0025 | 0.97 | / | / |
表2 成品磁性能表
实施例2
实验室铸坯化学成分(质量百分比％)为C：0.0031％，Si：3.22％，Mn：0.28％，S：0.0019％，N：0.0033％，Al：0.73％，Sn：0.073％，Ca：0.0018％，其余为Fe和不可避免的杂质(见表3中的实施例2)；将满足该成分的铸坯加热至1100℃，保温30min后热轧，热轧时终轧温度控制为810℃，得到厚度2.3mm的热轧钢带；钢带在纯N2气氛下的连续退火炉里进行常化，常化温度为880℃，保温时间为5分钟，冷却方式为空冷；常化后的钢带经酸洗后进行一次冷轧至0.8mm，一次冷轧为4道次轧制；钢带在H2体积百分比30％的H2和N2混合气氛的连续退火炉里进行中间退火，退火温度为860℃，保温时间120秒，冷却速度为250℃/min；二次冷轧负偏差控制，轧制前将钢板预热，预热温度110℃，4道次轧制，二次冷轧后钢带厚度为0.35mm；钢带在H2体积百分比30％的H2和N2混合气氛的连续退火炉里进行最终退火，最终退火温度为980℃，保温时间90秒，冷却速度为250℃/min；涂层后获得成品钢带，测得成品钢带的磁性能：P15/50＝2.221W/Kg，P10/400＝16.59W/Kg，B5000＝1.708T，平均晶粒尺寸为137μm(见表4中的实施例2)。成品硅钢晶粒的金相图如图1所示。
比较例2
将表3中的比较例2的化学成分铸坯经过与实施例2相同的工艺步骤制得成品钢带，测得成品钢带磁性能及平均晶粒尺寸见表4。
表3 实验钢铸坯的化学成分(％)
| 编号 | C | Si | Mn | S | N | Al | Sn | Ca |
| 实施例2 | 0.0031 | 3.22 | 0.28 | 0.0019 | 0.0033 | 0.73 | 0.073 | 0.0018 |
| 比较例2 | 0.0031 | 3.08 | 0.27 | 0.0021 | 0.0018 | 0.79 | / | / |
表4 成品磁性能表
实施例3
实验室铸坯化学成分(质量百分比％)为C：0.003％，Si：3.23％，Mn：0.31％，S：0.0024％，N：0.0027％，Al：0.55％，Sn：0.083％，Ca：0.0015％，其余为Fe和不可避免的杂质(见表5中的实施例3)；将满足该成分的铸坯加热至1100℃，保温30min后热轧，热轧时终轧温度控制为830℃，得到厚度2.3mm的热轧钢带；钢带在纯N2气氛下的连续退火炉里进行常化，常化温度为860℃，保温时间为5分钟，冷却方式为空冷；常化后的钢带经酸洗后进行一次冷轧至0.8mm，一次冷轧为4道次轧制；钢带在H2体积百分比30％的H2和N2混合气氛的连续退火炉里进行中间退火，退火温度为870℃，保温时间110秒，冷却速度为250℃/min；二次冷轧负偏差控制，轧制前将钢板预热，预热温度110℃，4道次轧制，二次冷轧后钢带厚度为0.35mm；钢带在H2体积百分比30％的H2和N2混合气氛的连续退火炉里进行最终退火，最终退火温度为960℃，保温时间120秒，冷却速度为250℃/min；涂层后获得成品钢带，测得成品钢带的磁性能：P15/50＝2.235W/Kg，P10/400＝16.87W/Kg，B5000＝1.710T，平均晶粒尺寸为128μm(见表6中的实施例3)。
实施例4
将表5中的实施例4的化学成分铸坯经过与实施例3相同的工艺步骤制得成品钢带，测得成品钢带磁性能及平均晶粒尺寸见表6。
比较例3
将表5中的比较例3的化学成分铸坯经过与实施例4和实施例5相同的工艺步骤制得成品钢带，测得成品钢带磁性能及平均晶粒尺寸见表6。
表5 实验钢铸坯的化学成分(％)
| 编号 | C | Si | Mn | S | N | Al | Sn | Ca |
| 实施例3 | 0.003 | 3.23 | 0.31 | 0.0024 | 0.0027 | 0.55 | 0.083 | 0.0015 |
| 实施例4 | 0.0028 | 3.31 | 0.35 | 0.0021 | 0.0026 | 0.60 | 0.063 | 0.0022 |
| 比较例3 | 0.0034 | 3.30 | 0.35 | 0.0026 | 0.0029 | 0.62 | / | / |
表6 成品磁性能表
从表2、表4和表6可以看出，本发明提供的一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，制得的硅钢成品磁性能优异：P15/50＝2.221-2.242W/Kg，P10/400＝16.59-16.93W/Kg，B5000＝1.708～1.712T，平均晶粒尺寸125-145μm。该产品不仅铁损低、磁感高，而且制备过程中常化温度低、中间退火温度低、有效避免了高Si产品冷轧时的边裂和断带现象。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于，以质量百分比计：C≤0.005％，Si3.0-3.4％，Mn0.25-0.40％，S≤0.003％，N≤0.004％，Al0.5-0.8％，Sn0.05-0.09％，Ca0.001-0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，将按上述成分铸造得到的铸坯经如下工艺步骤和技术参数进行制备：
1)将铸坯加热到1080-1120℃，保温25-45min后热轧，热轧时终轧温度为800-850℃，得到厚度为2.15-2.35mm的钢带；
2)钢带在纯N2气氛下的连续退火炉里进行常化，常化温度为840-900℃，保温时间为4-6分钟；
3)钢带进行酸洗；
4)钢带进行一次冷轧，4道次轧制，得到厚度为0.8mm的钢带；
5)钢带在H2和N2混合气体气氛下的连续退火炉里进行中间退火，退火温度为840-900℃，保温时间1-4分钟，冷却速度不大于300℃/min；
6)钢带进行二次冷轧，轧前钢板预热，预热温度为100-120℃，4道次轧制，得到厚度为0.35mm的钢带；
7)在H2和N2混和气体气氛下的连续退火炉里进行最终退火，退火温度为900-1000℃，保温时间为0.5-4min，冷却速度不大于300℃/min；
8)钢带涂层后制得成品硅钢带。
2.根据权利要求1所述的低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的常化温度为850-890℃，保温时间为4.5-5.5分钟。
3.根据权利要求1所述的低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于：步骤5)所述的中间退火温度为850-870℃，保温时间为60-150秒。
4.根据权利要求1所述的低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于：步骤7)所述的最终退火温度为950-990℃，保温时间为60-180秒。
5.根据权利要求1所述的低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于：步骤5)所述的H2和N2混和气体中氢气所占的体积百分比不低于20％。
6.根据权利要求1所述的一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于：步骤7)所述的H2和N2混和气体中H2所占的体积百分比为25-35％。
7.根据权利要求1所述的一种低铁损高磁感高牌号无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述制得成品钢带磁性能P15/50＝2.221-2.242W/Kg，P10/400＝16.59-16.93W/Kg，B5000＝1.708～1.712T，成品钢带平均晶粒尺寸125-145μm。
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