专利名称：：高效高强电机钢及其生产方法
技术领域：
：本发明属于电工钢生产技术，尤其涉及一种加入铜和硼微合金元素的电机钢。
背景技术：
：随着高效节能电机技术的发展，体积小、效率高及变频高转速电机对冷轧硅钢综合质量的要求越来越高。生产高效电机铁芯专用的无取向硅钢，从提高电磁性能、机械性能、加工性能及降低生产成本是冷轧无取向硅钢的发展趋势。为减少电机对电力的损耗并满足减小电机体积并适应多种用途，促使硅钢向低铁损高磁感及良好的机械性能、加工性能方向综合发展。为了达到降低铁损的目的，通常采用的方法是在钢中加入硅或铝元素，冷轧后钢板采用高温退火工艺生产。但这种工艺使硅钢的磁感降低，影响了硅钢的性能。也有采用热轧板常化处理工艺提高该类钢的磁感，但这样会增加钢的制造成本。在晶粒取向电工钢的生产中，有采用铜作为抑制剂来确定热轧钢带析出第二相的类型和数量，但在无取向硅钢生产中，未发现采用微量合金元素铜和硼来生产高效电机钢，也未发现采用铜、硼及两元素综合作用及与其它微量元素相互作用生产高效电机钢的技术。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的不足，利用微量合金硼和铜对硅钢组织结构的影响和性能的综合作用，并结合适当的硅、锰、铝、磷等元素的设计，通过控制冶炼和精炼等工序提供一种成本较低的高性3能、高强度、且冲制性能良好的电机钢以及该电机钢的生产方法。本发明高效高强电机钢的化学成分(重量百分比)为C《0.010%、Si:0.2%3.0%、Mn《1.5%、P:0.070o/o0.250o/o、S《0.03%、Als0.02%0.12%、B:0.0010%0.0100%、Cu:0.010%0.090%,其余为铁和少量夹杂物，夹杂总量《0.03%。所述高效高强电机钢中的Si优选为0.5%2.0%，Als优选为0.03%0.08%,B优选为0.0010%0.0040%，Cu优选为0.020%0.040%。本发明所述高效高强电机钢的生产方法包括转炉冶炼、RH精炼、板坯连铸和轧制等工序，其特点是，转炉冶炼的出钢温度控制在16501710°C，在转炉或RH加入电解铜18公斤/吨钢；RH真空处理后充分脱氧，并进行其它合金化操作，最后加入硼铁0.11.5公斤/吨钢，合金化后，再静循环310分钟。该生产方法中所述电解铜的加入量优选为24公斤/吨钢，所述硼铁的加入量优选为0.100.45公斤/吨钢。本发明在电机钢中加铜可提高电阻率，微量铜的应用可改进硫化物夹杂，并可提高锰元素在无取向硅钢生产工艺中的适用性及对电磁性能的有利影响。在电机钢中加硼可降低铝量，防止浇铸时结瘤，改善铸坯表面质量，还可使铸坯加热温度放宽。硼在Y-相中与氮优先形成BN，以BN为核心析出粗大A1N，防止热轧时析出细小A1N。固溶硼沿晶界偏聚可改善织构，使(111)位向强度减小，晶粒粗化和磁性提高。硼元素的加入，可阻碍磷、铜元素在晶界偏聚，促进铜与硫结合，铜的硫化物分布状态有利于位向准确的(110)[OOl]晶粒选择性长大，还可减少细小MnS析出本发明在进行其它合金化操作后再加入硼铁，这样可提高硼的利用率。合金化后，静循环达到310分钟，可以保证钢水夹杂充分上浮，成分均匀。在电机钢中同时加入硼和铜，可改进及降低钢中氮化物、硫化物夹杂的形态、分布、大小和数量，净化钢质，改善织构，使产品磁性明显提高。钢中的铝含量应控制在0.02%0.12%，优选为0.03%0.08%。本发明通过添加硼元素可以降低铝量，从而降低炼钢成本，又能防止钢水中铝量高造成浇铸时结瘤，降低成品表面缺陷，并提高对耐材辅材的适用性；同时，硼元素可使铸坯加热温度放宽，从而促进夹杂形态、大小、组成的有利转化，提高产品电磁性能并使热轧过程易于控制；硼元素和铜元素的偏聚可以改善织构，使产品磁性明显提高；加入硼形成氮化硼，可提高产品强度、硬度获得良好的机械性能并改善冲片性，满足用户高频高转速电机的设计要求。下面通过实施例对本发明作进一步的描述。具体实施例方式本发明4个实施例以冶炼的四炉钢为例。实施例钢的化学成分见表l，实施例钢的产品性能见表2。实施例1转炉冶炼中加入电解铜3.2公斤/吨钢，出钢温度为1680°C;RH真空处理后加铝充分脱氧，其它合金化操作后再加入硼铁，硼铁的加入量为0.35公斤/吨钢；合金化后，静循环3分钟，保证钢水夹杂充分上浮，成分均匀；然后进行板坯连铸，连铸板坯经热轧、冷轧，再经连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。实施例2转炉出钢温度为1690°C;RH中加入电解铜3.7公斤/吨钢，RH真空处理后先加铝后加硅铁充分脱氧，其它合金化操作后再加入硼铁，硼铁的加入量为0.45公斤/吨钢；合金化后，静循环3分钟，保证钢水夹杂充分上浮，成分均匀。然后进行板坯连铸，连铸板坯经热轧、冷轧，再经连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。实施例3转炉冶炼中加入电解铜2.5公斤/吨钢，出钢温度为1690°C;RH真空处理后加铝或硅及喂钙线充分脱氧，其它合金化操作后再加入硼铁，硼铁的加入量为O.22公斤/吨钢；合金化后，静循环5分钟，保证钢水夹杂充分上浮，成分均匀；然后进行板坯连铸，连铸板坯经热轧、冷轧，再经连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。实施例4转炉冶炼中加入电解铜2.5公斤/吨钢，出钢温度为1680°C;RH真空处理后加铝充分脱氧，其它合金化操作后再加入硼铁，硼铁的加入量为l公斤/吨钢；合金化后，静循环5分钟，保证钢水夹杂充分上浮，成分均匀；然后进行板坯连铸，连铸板坯经热轧、冷轧，再经连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序制成成品。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种高效高强电机钢，其特征在于该电机钢的化学成分(重量百分比)为C≤0.010％、Si0.2％～3.0％、Mn≤1.5％、P0.070％～0.250％、S≤0.03％、Als0.02％～0.12％、B0.0010％～0.0100％、Cu0.010％～0.090％，其余为铁和少量夹杂物，夹杂总量≤0.03％。2.根据权利要求1所述的高效高强电机钢，其特征在于所述的Si:0.5%2.0%、Als:0.03%0.08%、B:0.0010%0.0040%、Cu:0.020%0.040%。3.—种权利要求l所述的高效高强电机钢的生产方法，包括转炉冶炼、RH精炼、板坯连铸和轧制等工序，其特征在于转炉冶炼的出钢温度控制在16501710'C，在转炉或RH加入电解铜18公斤/吨钢；RH真空处理后充分脱氧，并进行其它合金化操作，最后加入硼铁0.11.5公斤/吨钢，合金化后，再静循环310分钟。4.根据权利要求3所述的高效高强电机钢的生产方法，其特征在于所述电解铜的加入量为24公斤/吨钢。5.根据权利要求3所述的高效高强电机钢的生产方法，其特征在于所述硼铁的加入量为0.100.45公斤/吨钢。全文摘要本发明提供一种高效高强电机钢，其化学成分为C≤0.010％、Si0.2％～3.0％、Mn≤1.5％、P0.070％～0.250％、S≤0.03％、Als0.02％～0.12％、B0.0010％～0.0100％、Cu0.010％～0.090％，其余为铁和少量夹杂物。该钢的生产方法包括转炉冶炼、RH精炼、板坯连铸和轧制等工序，其特点是转炉冶炼的出钢温度控制在1650～1710℃，在转炉或RH加入电解铜1～8公斤/吨钢；RH真空处理后充分脱氧，并进行其它合金化操作，最后加入硼铁0.1～1.5公斤/吨钢，合金化后，再静循环3～10分钟。本发明可降低炼钢成本，防止钢水中铝量高造成浇铸时结瘤，降低成品表面缺陷，改善织构，提高产品电磁性能，提高强度，满足高频高转速电机的设计要求。文档编号C22C33/04GK101392351SQ20071001294公开日2009年3月25日申请日期2007年9月22日优先权日2007年9月22日发明者张仁波,张智义,方恩俊,李亚东,李文权,王开宇,理罗,金文旭,健高申请人:鞍钢股份有限公司