CN202111434872.5一种预应力生产中低牌号无取向电工钢方法

权利要求

1.一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)铁水预处理：将铁水倒入铁水包内，通过铁水预处理进行吹镁脱硫；

(2)转炉冶炼：所述预处理后的铁水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，转炉采用全程底吹氩工艺，向转炉内加入占所述铁水总重量10～15％的废钢，在吹炼过程中向转炉炉内加入石灰石和萤石，随后定氧出钢；

(3)吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，在转炉出钢过程中全程吹氩并根据钢水中氧含量向钢水中喂铝线；

(4)精炼：吹氩后的钢水送入精炼炉中在氩气气氛下精炼，加入铝块脱氧，随后加入合金进行成份初调，在真空度≤130Pa下循环2～4min，测温，取样，定氧；

(5)连铸连轧：精炼后的钢水通过薄板坯连铸机铸成连铸胚，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1000～1200℃，连铸胚出炉温度为980～1120℃，精轧出口温度为860～920℃，卷取温度为600～640℃，随后CSP热连轧过程中进行7道次轧制，获得热轧板；

(6)酸洗冷轧：所述热轧板温度低于60℃后采用盐酸酸洗，酸洗温度为70～90℃，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，然后进行冷轧；

(7)预应力拉伸：冷轧后的钢板以≥50MPa的张力进行预应力拉伸；

(8)退火：拉伸后的钢板在850～950℃下连续退火3～5min，连续退火后冷却；

(9)涂层：冷却后的钢板进行涂层，随后进入烧结炉在300～350℃下进行烧结，烧结时间为2～5min；

(10)卷取：采用70～100Mpa的卷取张力对烧结后的钢板进行卷取。

2.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，当钢水成份[C]≤0.04％，[P]≤0.015％，[S]≤0.015％，钢水终点温度为1650-1680℃时，定氧出钢。

3.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，合金化后钢水成份中[C]≤0.005％，0.40％≤[Si]≤1.0％，0.20％≤[Mn]≤0.5％，[P]≤0.04％，[S]≤0.005％，其他成份为Fe及不可避免的杂质，精炼完毕后的出钢温度为1550～1580℃。

4.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述连铸胚的厚度为55～70mm，所述薄板坯连铸机的拉速为3.5～4.5m/min。

5.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，在CSP热连轧过程中，其中第1道轧制压下率≥50％，第1道至第4道轧制累积压下率≥90％，第7道轧制压下率≤14％，轧制为厚度2.0～3.0mm的热轧板。

6.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述盐酸的浓度为50～140g/L，酸洗运行速率为100～180m/min。

7.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，共进行5道次冷轧，总压下率≥72％，其中第1道冷轧压下率≥32％，最后1道冷轧压下率≤8％，冷轧后钢板的厚度为0.35～0.50mm。

8.根据权利要求1所述的一种预应力生产中低牌号无取向电工钢的方法，其特征在于，所述步骤(7)中，采用50～70MPa的张力进行预应力拉伸，钢板延伸率为≤0.5％。

说明书

一种预应力生产中低牌号无取向电工钢方法

技术领域

本发明涉及电工钢的生产方法，更具体地说，一种预应力生产中低牌号 无取向电工钢的方法。

背景技术

电工钢是一个国家经济建设和人民生活不可缺少的一种重要原材料产品， 其产品用于制作各种变压器和电机铁芯，对国家节能降耗，低碳环保起着十 分重要的作用。我国是世界电力消费大国，用途广泛的电机是电力消费的大 户，消耗的电力占一个国家发电量的60％～70％，而中小型电机系统的用电 量占工业系统总用电量的70％左右，世界各国政府和国际组织已公认中小型 电机系统具有巨大的节能潜力，因此对电机产品的性能和品种提出了许多新 的要求。由于各类电机制造技术的不断提高，对电工钢的性能要求也越来越 高。

电动机及电器产品的能效高低很大程度上取决于电工钢电磁性能的优劣， 而随着节能减排要求的日益提高，国家对变压器、电机、家用电器的能效升 级提出了严格的要求，因此未来下游制造业对于能效标准的提升也将增加高 效无取向电工钢的需求量，而低端产品市场将逐步被蚕食。目前我国中低牌 号无取向电工钢主要还是传统的生产工艺为主，虽然其电磁性能和板形都能 够满足一般工业生产要求，但是生产成本较高，产品稳定性较差。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种预应力生产中低牌号无 取向电工钢的方法。本发明采用大张力预应力拉伸，使钢板延伸率≤0.5％， 改善无取向电工钢退火前钢板内部应力的分布，为连续退火形成均匀的晶粒 组织提供了良好的条件，改善了产品的电磁性能、力学性能及板形性能，制 备的无取向电工钢具有优异的产品性能，电磁性能P
_15/50≤5.4W/kg，磁感应 强度≥1.72T，板形同板差≤8um。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种预应力生 产中低牌号无取向电工钢的方法，包括以下步骤：

(1)铁水预处理：将铁水倒入铁水包内，通过铁水预处理进行吹镁脱硫；

(2)转炉冶炼：所述预处理后的铁水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，转炉 采用全程底吹氩工艺，向转炉内加入占所述铁水总重量10-15％的废钢，在 吹炼过程中向转炉炉内加入石灰石和萤石，随后定氧出钢；

(3)吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，在转炉出钢过程中全程吹氩 并根据钢水中氧含量向钢水中喂铝线；

(4)精炼：吹氩后的钢水送入精炼炉中在氩气气氛下精炼，加入铝块脱 氧，随后加入低碳锰铁、低碳磷铁合金进行成份初调，在真空度≤130Pa下 循环2～4min，测温，取样，定氧。

(5)连铸连轧：精炼后的钢水通过薄板坯连铸机铸成连铸胚，连铸胚热 装热送入炉，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1000～1200℃，连 铸胚出炉温度为980～1120℃，精轧出口温度为860～920℃，卷取温度为 600～640℃，随后CSP热连轧过程中进行7道次轧制，获得热轧板；

(6)酸洗冷轧：所述热轧板温度低于60℃后采用盐酸酸洗，酸洗温度 为70～90℃，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，然后进行冷轧；

(7)预应力拉伸：冷轧后的钢板以≥50MPa的张力进行预应力拉伸；

(8)退火：拉伸后的钢板在850～950℃下连续退火3～5min，连续退火 后冷却；

(9)涂层：冷却后的钢板进行涂层，随后进入烧结炉在300～350℃下进 行烧结，烧结时间为2～5min；

(10)卷取：采用70～100Mpa的卷取张力对烧结后的钢板进行卷取。

本发明首先对铁水进行预处理，脱去铁水中大量的硫元素，随后进行转 炉冶炼和吹氩，再将钢水送入精炼炉中在氩气气氛下精炼，使精炼出炉的钢 水成份中[C]≤0.005％，0.40％≤[Si]≤1.0％，0.20％≤[Mn]≤0.5％，[P]≤0.04％， [S]≤0.005％，其他成份为Fe及不可避免的杂质。精炼后的钢水采用薄板坯 连铸机通过CSP热连铸工艺铸成连铸胚，连铸胚送入CSP加热炉中，通过 控制连铸坯入炉温度、加热温度、出炉温度、卷取温度等，使制备获得的钢 板成品具有一定的粗化晶粒，随后通过CSP热连轧进行7道次轧制，其中第 1道轧制压下率≥50％，第1道至第4道轧制累积压下率≥90％，第7道轧 制压下率≤14％，轧制为厚度为2.0～3.0mm的热轧板。冷却后的热轧板产品 表面具有细小致密的氧化铁，且容易产生条纹缺陷，通过酸洗可确保钢板表 面质量，酸洗后的钢板切边，剪切端面光滑、无毛刺、无缺口。酸洗后再进 行5道次冷轧，总压下率≥72％，其中第1道冷轧压下率≥32％，最后1道 冷轧压下率≤8％，冷轧完毕后的钢板厚度为0.35～0.50mm。冷轧后的钢板采 用50～70MPa的大张力进行预应力拉伸，钢板延伸率≤0.5％，改善无取向电 工钢的退火前钢板内部应力的分布，为连续退火形成均匀的晶粒组织提供了 良好的条件，改善了产品的电磁性能、力学性能及板形性能，随后在连续退 火炉中进行再结晶退火、涂层涂覆烧结，卷取后获得无取向电工钢。

本发明所述步骤(2)中，当钢水成份[C]≤0.04％，[P]≤0.015％，[S]≤ 0.015％，钢水终点温度为1650-1680℃时，定氧出钢。

本发明所述步骤(4)中，合金化后钢水成份中[C]≤0.005％，0.40％≤[Si] ≤1.0％，0.20％≤[Mn]≤0.5％，[P]≤0.04％，[S]≤0.005％，其他成份为Fe 及不可避免的杂质，精炼完毕后的出钢温度为1550～1580℃。

本发明所述步骤(5)中，所述步骤(5)中，所述连铸胚的厚度为55～70mm， 所述薄板坯连铸机的拉速为3.5～4.5m/min。

本发明所述步骤(5)中，在CSP热连轧过程中，其中第1道轧制压下 率≥50％，第1道至第4道轧制累积压下率≥90％，第7道轧制压下率≤14％， 轧制为厚度2.0～3.0mm的热轧板。

本发明所述步骤(6)中，所述盐酸的浓度为50～140g/L，酸洗运行速率 为100～180m/min。

本发明所述步骤(6)中，共进行5道次冷轧，总压下率≥72％，其中第 1道冷轧压下率≥32％，最后1道冷轧压下率≤8％，冷轧完毕后的钢板厚度 为0.35～0.50mm。

本发明所述步骤(7)中，采用50～70MPa的张力进行预应力拉伸，钢板 延伸率为≤0.5％。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明对冷轧后的钢板进行大张力预应力拉伸，改善了无取向电工 钢退火前钢板内部应力的分布，为连续退火形成均匀的晶粒组织提供了良好 的条件，改善了产品的电磁性能、力学性能及板形性能，所制备的无取向电 工钢具有优异的产品性能，电磁性能P
_15/50≤5.4W/kg，磁感应强度≥1.72T， 板形同板差≤8um。

(2)本发明采用精炼炉对钢水进行精炼，通过加入低碳合金调整钢水中 Mn+Si成份含量增加了钢板的强度并改善电磁性能，提高了钢板整体的电磁 效果。

(3)本发明通过改善薄板胚连铸连轧生产工艺，有效地降低了投资成本， 本申请工艺的投资成本比采用传统工艺的投资成本低20～30％。

具体实施方式

实施例1

(1)铁水预处理：采用KR(Kambara Reactor)法脱硫，从混铁炉或高炉 罐中将铁水倒罐至铁水包，根据铁水初始[S]含量、目标[S]含量确定喷镁量， 控制好喷吹过程，确保预处理后控制铁水中的硫含量≤0.001％；脱硫后铁水 渣必须扒净，铁水裸露面积为＞92％。

(2)转炉冶炼：预处理后的铁水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，同时向转 炉内加入占总重量15％的废钢，在吹炼过程中向转炉炉内加入石灰石和萤石， 转炉采用全程底吹氩工艺，当钢水成份[C]＝0.03％，[P]＝0.010％，[S]＝0.001％， 钢水终点温度为1670℃时，定氧出钢。

(3)吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，在转炉出钢过程中全程吹氩， 吹氩后测量钢水温度、定氧、取样，根据钢水中氧含量向钢水中喂铝线。

(4)精炼：将吹氩后的钢水送入精炼炉冶炼，根据钢水温度、氧含量及 脱碳终点钢样成份进行初步合金化，提升氩气流量控制在140～170m
³/h，先 加入铝块脱氧，再将Als调至目标值，然后加入低碳锰铁、低碳磷铁合金进 行成份初调，合金加入后在真空度为≤130Pa下循环2-4分钟，测温、取样、 定氧，若初调成份没有达到钢种要求，则进行成份微调，合金化后钢水成份 中[C]＝0.003％，[Si]＝0.5％，[Mn]＝0.4％，[P]＝0.01％，[S]＝0.002％，出钢温度 为1580℃。

(5)连铸连轧：精炼后的钢水通过薄板坯连铸机铸成70mm连铸坯， 薄板坯连铸机的拉速为4.2m/min，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温 度为1120℃，连铸坯出炉温度为1080℃，精轧出口温度为920℃，卷取温度 为620℃，随后CSP热连轧过程中进行7道次轧制。第1道轧机轧制的压下 率为51％，第1道至第4道轧机轧制的累积压下率为94.2％，第7道轧机轧 制的压下率为12.3％，轧制为厚度2.5mm的热轧板。

(6)酸洗冷轧：热轧板温度低于60℃以后经浓度为80g/L盐酸酸洗， 酸洗温度为85℃，酸洗运行速率120m/min，将酸洗后钢卷经冷轧连轧机组 轧制，共进行5道次冷轧，总压下率≥72％，其中第1道冷轧压下率≥32％， 最后1道冷轧压下率≤8％，冷轧后钢板的厚度为0.51mm的钢卷。

(7)预应力拉伸：冷轧后的钢板采用50MPa的张力进行预应力拉伸， 钢板延伸率为0.2％。

(8)退火：拉伸后的钢板在850℃下连续退火5min。

(9)涂层：退火后的钢板进行冷却，冷却后采用二辊涂层机组涂层，然 后进入烧结炉，在320℃下进行烧结，烧结时间为2.5min。

(10)卷取：采用80MPa的卷取张力对烧结后的钢板进行卷取。

本实施例生产的冷轧无取向电工钢，电磁性能P
_15/50为5.02W/kg，磁感 应强度为1.73T，板形同板差为6um。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：步骤(1)中，铁水裸露面积为＞90％； 步骤(2)中，当钢水成份[C]＝0.03％，[P]＝0.012％，[S]＝0.001％，钢水终点 温度为1650℃时，定氧出钢；步骤(4)中，合金化后钢水成份中[C]＝0.003％， [Si]＝0.9％，[Mn]＝0.25％，[P]＝0.012％，[S]＝0.002％，出钢温度为1580℃；步 骤(5)中，薄板坯连铸机的拉速为4.0m/min，连铸坯入炉温度≥820℃，炉 内加热段温度为1120℃，连铸坯出炉温度为1080℃，精轧出口温度为880℃， 卷取温度为640℃，随后CSP热连轧过程中进行7道次轧制。第1道轧机轧制的压下率为53.1％，第2道轧机轧制的压下率为50.3％，第7道轧机轧制 的压下率为11.3％，轧制为厚度为2.0mm的热轧板；步骤(6)中，盐酸浓 度为85g/L，酸洗时间为95s，经冷轧连轧机组轧制为0.51mm的钢卷；步骤 (7)中，采用65MPa的张力进行预应力拉伸，钢板延伸率为0.4％；步骤(8) 中，在880℃下连续退火4min；步骤(9)中，烧结时间为3min；步骤(10) 中，采用100MPa的张力进行卷取。

本实施例生产的冷轧无取向电工钢，电磁性能P
_15/50为5.1W/kg，磁感应 强度为1.74T，板形同板差为8um。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：步骤(1)中，铁水裸露面积为＞90％； 步骤(2)中，当钢水成份[C]＝0.03％，[P]＝0.015％，[S]＝0.001％，钢水终点 温度为1650℃时，定氧出钢；步骤(4)中，合金化后钢水成份中[C]＝0.003％， [Si]＝0.8％，[Mn]＝0.40％，[P]＝0.015％，[S]＝0.002％，出钢温度为1560℃；步 骤(5)中，精轧出口温度为880℃，卷取温度为640℃，第1道轧机轧制的 压下率为52.7％，第2道轧机轧制的压下率为51.8％，第7道轧机轧制的压 下率为12.4％，轧制为厚度为3.0mm的热轧板；步骤(6)中，盐酸浓度为 85g/L，酸洗时间为95s；步骤(7)中，采用70MPa的张力进行预应力拉伸， 钢板延伸率为0.48％；步骤(8)中，在950℃下连续退火3min；步骤(9) 中，在350℃进行烧结，烧结时间为2min；步骤(10)中，采用70MPa的张 力进行卷取。

本实施例生产的冷轧无取向电工钢，电磁性能P
_15/50为5.00W/kg，磁感 应强度为1.73T，板形同板差为7um。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附 的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例为 申请人真实试验结果加以论证。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被 说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也 包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被 所附的权利要求覆盖。