CN202110953215.5一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法

权利要求

1.一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，其特征在于，含磷高磁感无取向硅钢冲制后退火，用于电机定转子，750℃保温2小时，铁损改善率大于15％，磁感降低0.01T，钢种化学成分质量百分比为：C：0.005％，Si：0.60％，Mn：0.25％，P：0.11％，S：0.0045％，Als：0.20％，N：0.0015％，Cu:0.045％，Ti+V+Nb：0.0050％其余为铁和不可避免的杂质元素，生产方法包括下列工艺步骤：

a)冶炼及连铸：采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；

b)热轧板坯均热温度1030℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制； 精轧开轧温度980℃，终轧温度810℃，卷取温度660℃，热轧板厚3.0mm；

c)酸洗后冷轧至0.50mm；

d)冷轧后连续退火快速加热段温度1060℃，均热段790℃，全氮保护，工艺速度140m/min连续退火，晶粒组织评级6.5级。

说明书

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法。

背景技术

无取向硅钢是重要的金属功能性软磁材料，广泛应用于电机等电磁转换所需电磁铁芯的制造领域。现今国内相关产品电磁性能及综合质量水平已达到世界先进水平，产品竞争也日趋激烈，高效率、低成本、短流程生产高性能、有竞争力的无取向电工钢品种成为各主流生产企业的共识。

随着现代冶金技术的进步，无取向硅钢品种传统的成分设计结合各企业不同的工艺装备及能力水平也在进行不断的改进。在钢质洁净度水平控制得到较大提升的基础上，传统的产品冶金化学成分设计可以向多元主体合金设计或微合金设计转化，在降低冶金及工序工艺成本的同时，获得更加良好的电磁性能、加工性能，成为产品研发及品种优化的方向。磷元素在无取向硅钢生产中，与硅、铝等合金元素在提升电阻率方面起到同样作用，且在一定范围内显著性更高，在改进产品冲制性能方面也更加良好，相应设计中可较大幅度降低合金成本。但不同的成分设计及工艺条件下，很难发挥磷元素的优势，特别是含磷钢的冶金流程下的加工性缺陷，以及用户冲制后再退火的“齿、轭”脆断等原因，在传统冶金流程生产中，受到很大制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，改善铁损提高磁感性能，或提高机械性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，钢中化学成分C：0.0035％～0.0080％；Si：0.15％～1.70％，Als：0.10％～0.5％，Mn：0.10％～0.60％，P:0.050％～0.25％，S≤0.0050％，N≤0.0020％，Cu:0.020％～0.055％或满足Cu％＝[10S％+0.2P％]，Ti+V+Nb≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的残余元素；工艺路线：铁水脱硫－转炉冶炼－RH精炼－连铸－热轧－酸洗－冷轧－连续炉退火－涂层－性能检验－包装，具体步骤包括：

1)将钢水冶炼至目标成分后采用连铸方式将钢水铸成坯；

2)热轧板坯加热炉均热段板坯温度950～1050℃，终轧温度控制在780～830℃，卷取温度600～680℃；

3)酸洗后冷轧，控制冷轧整体压下率80％以上，至成品厚度，增加剪切带组织；

4)连续退火炉快速加热段温度设定1000～1150℃，增加有利织构组织形核；均热段温度设定750～830℃，全氮气干气氛保护，退火工艺速度110～150m/min，满足晶粒度8～4级。

成分作用：

C：适量的碳抑制基体组织磷偏析，改善热轧及冷轧加工性，提升有利织构组分储能，缩短精炼脱碳时间；

S：避免精炼脱硫，缩短精炼处理时间，促进S化物粗化；

Cu：促进硫化物析出及粗化，改善热轧及冷轧加工性，降低不利织构组分储能；

Ti+V+Nb：洁净钢控制，发挥磷、铜设计元素作用。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在减少硅、铝、锰合金添加量的情况下，改善铁损提高磁感性能，提高机械性能。

2、在传统硅钢洁净度控制技术中，非超低碳超低硫控制，降低精炼难度，缩短精炼时间，降低工序成本。

3、改变传统热处理工艺中氢氮保护气体要求及湿气氛脱碳，降低工序成本；相对细晶组织控制，提升机组作业效率。

4、磷铜元素晶界聚焦，减少残余碳析出，晶界偏聚磷元素促进晶界碳逸出，满足产品磁时效要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，钢种化学成分C：0.0035％～0.0080％；Si：0.15％～1.70％，Als：0.10％～0.5％，Mn：0.10％～0.60％，P:0.050％～0.25％，S≤0.0050％，N≤0.0020％，Cu:0.020％～0.055％或满足Cu％＝[10S％+0.2P％]，Ti+V+Nb≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的残余元素；工艺路线：铁水脱硫－转炉冶炼－RH精炼－连铸－热轧－酸洗－冷轧－连续炉退火－涂层－性能检验－包装，具体步骤包括：

1)将钢水冶炼至目标成分后采用连铸方式将钢水铸成坯；

2)热轧板坯加热炉均热段板坯温度950～1050℃，终轧温度控制在780～830℃，卷取温度600～680℃，控制形变组织，终轧温度高有利于提高热轧板的再结晶组织；

3)酸洗后冷轧，控制冷轧整体压下率80％以上，至成品厚度，增加剪切带组织，冷轧大压下会增加形变组织，即剪切带组织，硅钢有利织构组分优先在剪切带中形成；

4)连续退火炉快速加热段温度设定1000～1150℃，增加有利织构组织形核；均热段温度设定750～830℃，全氮气干气氛保护，退火工艺速度110～150m/min，满足晶粒度8～4级。

实施例1：

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，钢种化学成分质量百分比为：C：0.005％，Si：0.60％，Mn：0.25％，P：0.11％，S：0.0045％，Als：0.20％，N：0.0015％，Cu:0.045％，Ti+V+Nb：0.0050％其余为铁和不可避免的杂质元素。生产方法包括下列工艺步骤：

a)冶炼及连铸：采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；

b)热轧板坯均热温度1030℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制。精轧开轧温度980℃，终轧温度810℃，卷取温度660℃，热轧板厚3.0mm；

c)酸洗后冷轧至0.50mm；

d)冷轧后连续退火快速加热段温度1060℃，均热段790℃，全氮保护，工艺速度140m/min连续退火，晶粒组织评级6.5级。

本产品适合用户冲制后退火，用于电机定转子，750℃保温2小时，铁损改善率大于15％，磁感降低0.01T，定转子不断齿。

实施例2：

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，钢种化学成分质量百分比为：C：0.0052％，Si：0.58％，Mn：0.36％，P：0.15％，S：0.0040％，Als：0.25％，N：0.0018％，Cu:0.070％，Ti+V+Nb：0.0050％其余为铁和不可避免的杂质元素。生产方法包括下列工艺步骤：

a)冶炼及连铸：采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；

b)热轧板坯均热温度1020℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制。精轧开轧温度990℃，终轧温度820℃，卷取温度670℃，热轧板厚3.0mm；

c)酸洗后冷轧至0.50mm；

d)冷轧后连续退火快速加热段温度1050℃，均热段800℃，全氮保护，工艺速度145m/min连续退火，晶粒组织评级6.0级。

本产品适合用户冲制后退火，用于电机定转子，750℃保温2小时，铁损改善率大于15％，磁感降低0.01T，定转子不断齿。

实施例3：

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，钢种化学成分质量百分比为：C：0.006％，Si：0.25％，Mn：0.30％，P：0.18％，S：0.0040％，Als：0.15％，N：0.0018％，Cu:0.035％，Ti+V+Nb：0.0045％其余为铁和不可避免的杂质元素。生产方法包括下列工艺步骤：

a)冶炼及连铸：采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；

b)热轧板坯均热温度1000℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制。精轧开轧温度960℃，终轧温度780℃，卷取温度680℃，热轧板厚3.2mm；

c)酸洗后冷轧至0.50mm；

d)冷轧后连续退火快速加热段温度1080℃，均热段800℃，全氮保护，工艺速度150m/min连续退火，晶粒组织评级6.0级。

实施例4：

一种含磷高磁感无取向硅钢的生产方法，钢种化学成分质量百分比为：C：0.006％，Si：0.30％，Mn：0.31％，P：0.20％，S：0.0028％，Als：0.14％，N：0.0017％，Cu:0.068％，Ti+V+Nb：0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质元素。生产方法包括下列工艺步骤：

a)冶炼及连铸：采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；

b)热轧板坯均热温度1010℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制。精轧开轧温度970℃，终轧温度790℃，卷取温度690℃，热轧板厚3.2mm；

c)酸洗后冷轧至0.50mm；

d)冷轧后连续退火快速加热段温度1070℃，均热段810℃，全氮保护，工艺速度150m/min连续退火，晶粒组织评级6.0级。

对比例1

钢种化学成分质量百分比为：C：0.025％，Si：0.75％，Mn：030％，P：0.012％，S：0.004％，Als：0.30％，N：0.0015％，其余为铁和不可避免的杂质元素。

采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；热轧板坯均热温度1130℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制，精轧开轧温度1020℃，终轧温度860℃，卷取温度700℃，热轧板厚2.3mm；冷轧直接轧至0.5mm钢带，成品退火温度1050+900℃，氢氮保护，工艺速度130m/min连续退火，晶粒组织评级5.5级。

对比例2

钢种化学成分质量百分比为：C：0.025％，Si：0.35％，Mn：0.28％，P：0.020％，S：0.0045％，Als：0.30％，N：0.0018％，其余为铁和不可避免的杂质元素。

采用转炉冶炼，RH真空精炼处理，钢水成分按上述要求控制，铸成230mm厚板坯；热轧板坯均热温度1130℃，初轧至40mm后进入精轧机组轧制，精轧开轧温度1020℃，终轧温度860℃，卷取温度700℃，热轧板厚2.5mm；冷轧直接轧至0.5mm钢带，成品退火温度1050+880℃，氢氮保护，工艺速度130m/min连续退火，晶粒组织评级6.0级。

实施例和对比例的性能见下表1、表2；

表1：

表2：