表面狀態(tài)良好的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼板及其制造方法，尤其涉及一種無(wú)取向電工鋼板及其制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，高效EI鐵芯、電機(jī)、小型變壓器等用電設(shè)備越來(lái)越受到人們青睞的原因 在于：這些用電設(shè)備滿足了環(huán)保、節(jié)能以及有效降低二氧化碳的排放的需要。與此同時(shí)，隨 著這些用電設(shè)備綜合性能的不斷提高，相應(yīng)地要求作為其原材料的無(wú)取向電工鋼板在保證 成本優(yōu)勢(shì)的情況下還需要具有優(yōu)良的磁性，也就是說(shuō)，制造上述用電設(shè)備的無(wú)取向電工鋼 板需要具備超低鐵損且超高磁感的性能，以滿足用電設(shè)備適應(yīng)環(huán)保、節(jié)能且高效的發(fā)展趨 勢(shì)。
[0003] 為了獲得良好的電磁性能，通常會(huì)大幅度地增加鋼中的硅、鋁含量，以有效提高材 料的電阻率，從而有效地降低成品鋼板鐵損，改善成品鋼板磁感。同時(shí)，還需要利用電磁攪 拌來(lái)提高板坯等軸晶率以獲得表面狀態(tài)良好的成品鋼板，或者采用?；蛘质綘t中間退 火，避免鋼板表面容易產(chǎn)生瓦楞狀缺陷，從而防止鋼板影響終端產(chǎn)品的外觀和使用。然而， 這些工藝步驟，尤其是常化或罩式爐中間退火，不僅會(huì)大幅度地增加成品鋼板的制造成本， 延長(zhǎng)成品鋼板的生產(chǎn)時(shí)間和交貨周期，還會(huì)給生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理帶來(lái)較大困難。
[0004][0005]公開號(hào)為CN101492786A，公開日為2009年7月29日，名稱為"無(wú)取向硅鋼的生 產(chǎn)方法"的中國(guó)專利文獻(xiàn)涉及一種無(wú)取向硅鋼的生產(chǎn)方法。該方法包括在電爐、轉(zhuǎn)爐或者 中頻感應(yīng)爐進(jìn)行冶煉，再進(jìn)行連鑄，含硅量大則拉速低；然后進(jìn)行熱軋；熱軋后的熱軋卷進(jìn) 行加罩保溫、酸洗除銹和?；療崽幚恚徛訜?、冷卻，保溫溫度為l_3hr;把鋼卷進(jìn)行一次 冷軋，脫脂或表面除油，并松卷以減小張力；在罩式爐內(nèi)進(jìn)行再結(jié)晶退火或脫碳，退火溫度 750~1150°C，保溫時(shí)間l_80hr，退火采用氫氣保護(hù)，露點(diǎn)< 60°C，然后涂絕緣涂層和熱拉 伸平整。
[0006]公開號(hào)為102453837A，公開日為2012年5月16日，名稱為"一種高磁感無(wú)取向硅 鋼的制造方法"的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種高磁感無(wú)取向娃鋼。該高磁感無(wú)取向娃鋼的制 造方法包括如下步驟：1)冶煉、澆鑄，無(wú)取向硅鋼化學(xué)成分重量百分比：Si:0. 1~1%，A1 : 0? 005 ~1%，C彡 0? 004%，Mn:0? 10 ~1. 50%，P彡 0? 2%，S彡 0? 005%，N彡 0? 002%， Nb+V+Ti< 0.006 %，余鐵，煉鋼、二次精煉，澆鑄成鑄坯；2)熱軋，加熱溫度1150 °C~ 1200°C，終軋溫度830~900°C，在彡570°C溫度下進(jìn)行卷??；3)平整，壓下量2~5%的冷 車L;4)?；?，溫度不低于950°C，保溫時(shí)間30~180s;5)酸洗，冷軋，酸洗后進(jìn)行累計(jì)壓下 量70~80 %的冷軋；6)退火，升溫速率彡100°C/s，到800~1000°C保溫，保溫時(shí)間5~ 60s，后以3~15°C/s緩冷至600~750°C。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種表面狀態(tài)良好的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板，其具 有超高的磁感，超低的鐵損以及較好的鋼質(zhì)純凈度，與此同時(shí)，該鋼板的表面質(zhì)量好，無(wú)瓦 楞狀缺陷，且生產(chǎn)成本低廉。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種表面狀態(tài)良好的高磁感低鐵損無(wú)取向電工 鋼板，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比含量為：
[0009] 0<C^0. 004%,0. 1%^Si^1. 6%,0.l%^Mn^0. 8%,0. 1%^A1 ^0. 6%, Ti彡0.0015%，且滿足0.2%彡（Si+Al)彡2.0%，余量為Fe及其他不可避免的雜質(zhì)。 [0010] 本技術(shù)方案中不可避免的雜質(zhì)主要為N和S元素。作為不可避免的雜質(zhì)元素，這 些雜質(zhì)元素的含量應(yīng)當(dāng)是越低越好。在本發(fā)明所述的表面狀態(tài)良好的高磁感低鐵損無(wú)取向 電工鋼板中，為了避免MnS、A1N等析出物大大地增加而強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，惡化鋼的磁性， 可以將S含量控制為< 0. 003wt. %，將N含量控制為< 0. 003wt. %。
[0011] 本發(fā)明所述的表面狀態(tài)良好的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板中的各化學(xué)元素的 設(shè)計(jì)原理為：
[0012] c:c會(huì)強(qiáng)烈阻礙成品晶粒長(zhǎng)大而容易引起鋼的鐵損增加，并產(chǎn)生磁時(shí)效，并且還 會(huì)給后續(xù)脫碳帶來(lái)困難，因此在本發(fā)明的技術(shù)方案中，需要將C含量控制在0. 004wt. %以 下。
[0013] Si:Si能夠提尚基體的電阻率，以有效降低鋼的鐵損。當(dāng)Si含量尚于1. 6wt. % 時(shí)，會(huì)顯著降低鋼的磁感；而當(dāng)Si含量低于0.lwt. %時(shí)，又不能起到大幅降低鐵損的 作用。因此對(duì)于本發(fā)明的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板來(lái)說(shuō)，需要將Si含量控制在 0?lwt. % -1. 6wt. %之間。
[0014] Mn:Mn與S結(jié)合所生成MnS可以有效減少對(duì)鋼的磁性的危害，同時(shí)還能夠改善電 工鋼板的表面狀態(tài)，并減少鋼板熱脆。然而，若鋼板中的Mn的質(zhì)量百分比含量高于0. 8% 時(shí)，不僅容易破壞再結(jié)晶織構(gòu)，還會(huì)大幅度地增加鋼的生產(chǎn)制造成本。為此，在本發(fā)明所述 的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板中的Mn含量設(shè)定在0.lwt.%-0.8wt.%之間。
[0015]A1 :A1是增加電阻的元素，同時(shí)又可以用于電工鋼板的深脫氧。但是如果A1 含量高于〇. 6wt. %，會(huì)造成連鑄澆注困難，并使得鋼的磁感顯著降低；如果A1含量低于 0.lwt. %，則會(huì)大幅降低A1N的固溶溫度，并造成鋼的磁性波動(dòng)。因此，基于本發(fā)明的技術(shù) 方案，將無(wú)取向電工鋼板中的A1的加入量控制為0. 1-0. 6wt. %。
[0016] Ti:對(duì)于Ti元素的控制是本技術(shù)方案的核心之一。對(duì)于本技術(shù)方案來(lái)說(shuō)，Ti不是 有意添加的。由于一般鋼中都會(huì)不可避免地被帶入一些殘余Ti元素，而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)Ti含 量超過(guò)0. 0015wt. %，會(huì)使得TiN夾雜物大幅度地增加，強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，惡化鋼的磁性。 故而，本發(fā)明所述的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板中的Ti元素的質(zhì)量百分比含量應(yīng)當(dāng)控 制為< 0. 0015%。這是一般無(wú)取向電工鋼板不具有的特點(diǎn)。
[0017] 與此同時(shí)，還需要將Si和A1的含量控制為：0.2wt. %彡（Si+Al)彡2.Owt. %，其 原因在于：Si+Al含量低于0. 2%時(shí)，既不能有效提高鋼板的電阻率，從而降低鋼板的鐵損， 又不利于A1N、TiN夾雜控制，還容易造成磁性能波動(dòng)。Si+Al含量高于2. 0%時(shí)，鋼板的磁 感會(huì)大幅降低，較高的Si、Al含量還容易造成連鑄澆鑄困難、水口堵塞的問題。
[0018] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的表面狀態(tài)良好的高磁感低鐵損無(wú)取向電工鋼板中的Mn 元素質(zhì)量百分含量滿足：
[0019]Mn=k2XSi+kgXAl+a
[0020] 其中，k2= 0? 08 ~0? 11，k3= 0? 17 ~0? 38,a= 0? 1 ~0? 4。
[0021] 鋼液脫碳結(jié)束后，需要添加硅鐵、鋁鐵及錳鐵進(jìn)行合金化處理，之所以以上述模型 公式限制Mn元素的質(zhì)量百分含量，是因?yàn)镸n會(huì)擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，使得奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變 的速度變慢，影響熱軋的軋制穩(wěn)定性。此外，當(dāng)Si和A1含量以上述影響因子k2、k3影響Mn 元素的添加量時(shí)，Mn元素可以明顯提高熱軋板再結(jié)晶溫度，以抑制熱軋板的充分結(jié)晶。
[0022] 優(yōu)選地，將表面狀態(tài)良好的高