一种电工钢及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料加工领域，具体涉及一种电工钢的制造方法。
【背景技术】
[0002] 冷轧无取向电工钢带的生产是通过转炉、RH冶炼钢水、连铸为板坯、热轧为热轧钢 卷，热轧钢卷再常化、酸洗、冷轧和高温退火、涂层。由于生产工序多、流程长，产品性能只有 在涂层后才能进行测评，出现质量问题，造成的损失非常大。
[0003] 要生产低铁损冷轧无取向电工钢带，通常的方法首先是提高钢的硅、铝含量。而 硅、铝含量提高到一定程度，将在冷轧退火涂层后发现横向厚度的周期性变化（俗称瓦楞 状缺陷），造成叠装系数的大幅度降低，造成产品降级或报废。
[0004] 已经公认横向厚度的周期性变化（俗称瓦楞状缺陷）的产生是在钢水连铸过程中 冷却凝固形成的柱状晶和等轴晶的"杂乱"（柱状晶的长度延宽度方向周期变化），由于在 热轧过程均在铁素体状态下完成再结晶困难，铸态组织柱状晶和等轴晶的"杂乱"，造成热 轧钢带厚度方向的变形抗力的差异，从而热轧钢卷横向厚度和/或组织发生周期变化，在 冷轧过程中必然遗传热轧横向厚度的周期变化，连退必然出现瓦楞状缺陷。
[0005] 现行技术是在连铸结晶器的下端设置电磁搅拌（形成旋转磁场）装置，钢水在结 晶器中形成表面凝固，中部为液态钢水，液态钢水在旋转磁场的作用下，使连铸坯的凝固组 织为外层为等长的柱状晶和中部的等轴晶，一般来说等轴晶> 50%才可以预防瓦楞状缺 陷。这种方式降低了横向厚度的周期性变化（俗称瓦楞状缺陷）的幅度，基本上能够满足使 用要求。缺点是，由于等轴的存在和量的增加，使对电工钢磁感贡献大的柱状晶的量减少， 结果是生产产品的磁感下降。
[0006] 现行技术也有通过化学成分的调整，添加硼，改善钢的高温强度（降低高温时的 变形抗力），从而改善产品横向厚度的周期性变化。但是，添加硼的含量控制困难。因为硼 首先与钢中的氮形成氮化硼，超量的固溶硼才有效。钢中氮含量无法准确控制，硼含量过低 起不到改善作用，过高的硼含量则容易产生严重的热轧边裂。
[0007] 现有专利："无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方 法-201010298965. 5"（宝钢）是减小加热炉内的温差；"无瓦楞状缺陷的无取向电工钢 板及其制造方法-03116890. 6"（宝钢）是控制Si/C为180~260,采用粗糙表面的轧 辊热轧和> 710°C的卷取温度；"一种表面状态良好的中牌号无取向电工钢及其制造方 法-200710038531.X"（宝钢）是在粗轧后停留40~70秒在进行精轧；"薄板坯连铸连 轧流程生产低牌号无取向硅钢及其制备方法-201310201110.X"（钢铁研宄总院中达连铸 技术国家工程研宄中心有限责任公司）只是针对50W470牌号的生产；"一种高磁感低铁 损无取向电工钢板及其制造方法-201310261807. 6"（宝钢）；"采用薄板连铸连轧生产的 无取向电工钢及其方法-201010230317. 6"（武钢）是提高碳含量，再脱碳的方法；"表面 良好的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法-201310106517. 4"（宝钢）是控制 磷含量、热轧精轧温度和冷轧轧辊粗糙度；"对钢液施加电场能量改善硅钢铸坯质量的方 法-200510047210.7"（鞍钢）是电场凝固改善柱状晶比例，从而无瓦楞状缺陷。以上专利 生产的电工钢的硅含量小于2. 2%，产品铁损较高，且产生瓦楞状缺陷的潜在几率较低。
[0008] "薄带连铸冷轧无取向电工钢的制造方法-200910197639. 2"（宝钢）提出采用 1~5_薄带连铸的方法避免瓦楞状缺陷，难以实现工业化生产，且产量偏低；"薄板坯连铸 连轧生产高牌号无取向硅钢及制造方法-201210308403. 3"（武钢）则是采用增加热轧板平 整工序的方法来避免瓦楞状缺陷，导致工序增加，成本提高，不能体现薄板坯连铸连轧成本 优势。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种高硅、铝冷轧无取向电工钢，这种冷轧无取向电工钢 的铁损低、磁感高，横向厚度的周期性变化（俗称瓦楞状缺陷）非常轻微，同时热轧表面氧 化物容易去除。具体技术方案如下：
[0010] 一种电工钢，按重量百分比含有如下组分0.0045%，Si:2. 2~3.5%，A1 : 0? 35 ~1. 5%，S彡 0? 0030%，N彡 0? 0030%，Ti彡 0? 0025%，Mn:0? 10 ~0? 25,余量为铁 及不可避免的杂质。
[0011] 进一步地，其为高牌号硅钢，钢水成分Mn/S彡40。
[0012] 上述电工钢的生产方法，包括如下步骤：
[0013] (1)钢水转炉冶炼；
[0014] (2)RH真空处理；
[0015] (3)薄板坯连铸连轧；
[0016] (4)均热；
[0017] (5)常化处理；
[0018] (6)酸洗；
[0019] (7)冷轧；
[0020] (8)退火，获得电工钢成品。
[0021] 进一步地，步骤（3)中采用薄板坯连铸连轧CSP:对电工钢通过铸坯厚度、连铸速 度、冷却强度、液芯压下控制，获得全柱状晶连铸坯，铸坯厚度50~100mm。
[0022] 进一步地，步骤（4)中，铸坯在不低于850°C进入隧道炉均热，加热温度1050~ 1150°C，在炉时间不低于40min。
[0023] 进一步地，步骤（4)和（5)之间还包括步骤：采用热连轧轧制到适宜冷轧的厚度。
[0024] 进一步地，步骤（5)中，热轧带钢进行840~950°C温度常化处理，时间不大于 150s〇
[0025] 进一步地，步骤（6)中，抛丸处理后进行酸洗，去除带钢表面氧化铁皮。
[0026] 进一步地，步骤（7)中冷轧采用多道次冷轧至最终产品厚度。
[0027] 进一步地，步骤（8)中，冷轧带钢经连续退火机组退火涂层后获得电工钢成品，成 品连续退火过程中要求彡2. 5MPa的低张力，d.p彡-0°C的干气氛、4含量大于30%，确保 带钢表面无氧化。
[0028] 与目前现有技术相比，本发明采用CSP(薄板坯连铸连轧）生产高硅、铝冷轧无取 向电工钢，这种电工钢的连铸坯为完全的柱状晶，柱状晶的尺寸均匀，生产的高牌号冷轧无 取向电工钢：1)铁损低；2)磁感应强度、磁导率高；3)热轧的钢卷容易酸洗；4)横向厚度的 周期变化小、叠状系数高。
【附图说明】
[0029] 图1为实施例（序号3)的铸态组织图；
[0030] 图2为实施例（序号5)的铸态组织图；
[0031] 图3为比较例（序号6)的铸态组织图。
【具体实施方式】
[0032] 下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。
[0033] 通过对厚度为50~100mm的连铸钢坯在连铸、凝固过程中通过调整、控制冷却和 连铸速度，使连铸坯的组织为完全的柱状晶，柱状晶的尺寸均匀、长度相等，然后通过热轧、 常化、酸洗、冷轧及退火涂层，获得铁损低、磁感高，横向厚度的周期性变化（俗称瓦楞状缺 陷）非常轻微的电工钢成品。
[0034]涉及的高牌号硅钢C彡0? 0045 %，Si :2. 2~3. 5 %，A1 :0? 35~1. 5%， S彡0? 0030%，N彡0? 0030%，Ti彡0? 0025%，Mn :0? 10~0? 25,余量为铁及不可避免的杂 质；钢水成分需满足Mn/S彡40。
[0035] 上述成分的钢水经转炉冶炼和RH真空处理，采用CSP(薄板坯连铸连轧）生产的 特点，对高牌号电工钢通过铸坯厚度、连铸速度、冷却强度、液芯压下控制，获得全柱状晶连 铸坯，铸坯厚度50~100mm。
[0036] 铸坯在不低于850°C进入隧道炉均热，加热温度1050~1150°C，在炉时间不低于 40min，采用热连轧轧制到适宜冷轧的厚度。
[0037] 热轧带钢经过840~950°C温度常化处理，常化工艺段时间不大于150s，抛丸（抛 砂）处理后进行常规酸洗，去除带钢表面氧化铁皮，冷轧采用多道次冷轧至最终产品厚度。
[0038] 冷轧带钢经连续退火机组退火涂层后获得电工钢成品，成品连续退火过程中要求 彡2. 5MPa的低张力，d.p彡-0°C的干气氛、112含量大于30%，确保带钢表面无氧化。从而 获得铁损低、磁感高，横向厚度的周期性变化（俗称瓦楞状缺陷）非常轻微的电工钢产品。
[0039] 对实施例和比较例的电工钢成品分别制取30X320mm方圈试样（纵横向各半，测 量产品）的铁损Pum、磁感B5(l，测试结果见附表1。
[0040] 附表1电磁性能测量结果
[0041]
【主权项】
1. 一种电工钢，其特征在于，按重量百分比含有如下组分CS0.0045%，Si:2. 2~ 3. 5%，A1 :0? 35 ~I. 5%，S彡 0? 0030%，N彡 0? 0030%，Ti彡 0? 0025%，Mn:0? 10 ~0? 25， 余量为铁及不可避免的杂质。
2. 如权利要求1所述的电工钢，其特征在于，其为高牌号硅钢，钢水成分Mn/S多40。
3. 如权利要求1或2所述电工钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 钢水转炉冶炼； (2) RH真空处理； (3) 薄板坯连铸连轧； (4) 均热； (5) 常化处理； (6)酸洗； (7) 冷轧； (8) 退火，获得电工钢成品。
4. 如权利要求3所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（3)中采用薄板坯连铸连轧 CSP:对电工钢通过铸坯厚度、连铸速度、冷却强度、液芯压下控制，获得全柱状晶连铸坯，铸 还厚度50~100mm。
5. 如权利要求3或4所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（4)中，铸坯在不低于 850°C进入隧道炉均热，加热温度1050~1150°C，在炉时间不低于40min。
6. 如权利要求3-5中任一项所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（4)和（5)之间 还包括步骤：采用热连轧轧制到适宜冷轧的厚度。
7. 如权利要求3-6中任一项所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（5)中，热轧带 钢进行840~950°C温度常化处理，时间不大于150s。
8. 如权利要求3-7中任一项所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（6)中，抛丸处 理后进行酸洗，去除带钢表面氧化铁皮。
9. 如权利要求3-8中任一项所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（7)中冷轧采用 多道次冷轧至最终产品厚度。
10. 如权利要求3-9中任一项所述电工钢的生产方法，其特征在于，步骤（8)中，冷轧带 钢经连续退火机组退火涂层后获得电工钢成品，成品连续退火过程中要求< 2. 5MPa的低 张力，d.p< -0°C的干气氛、112含量大于30%，确保带钢表面无氧化。
【专利摘要】本发明涉及一种电工钢及其生产方法，按重量百分比含有如下组分C≤0.0045％，Si：2.2～3.5％，Al：0.35～1.5％，S≤0.0030％，N≤0.0030％，Ti≤0.0025％，Mn：0.10～0.25，余量为铁及不可避免的杂质。生产方法，包括如下步骤：(1)钢水转炉冶炼；(2)RH真空处理；(3)薄板坯连铸连轧；(4)均热；(5)常化处理；(6)酸洗；(7)冷轧；(8)退火，获得电工钢成品。生产的高牌号冷轧无取向电工钢：1)铁损低；2)磁感应强度、磁导率高；3)热轧的钢卷容易酸洗；4)横向厚度的周期变化小、叠状系数高。
【IPC分类】C22C38-14, C21D8-12, C22C38-06
【公开号】CN104789860
【申请号】CN201510229640
【发明人】裴英豪, 施立发, 夏雪兰, 王立涛, 裴陈新, 董梅
【申请人】马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月7日