一种变压器用冷轧取向电工钢及其生产方法与流程

文档序号:13796607阅读:306来源:国知局

本发明属于取向电工钢生产技术领域,特别是涉及一种变压器用冷轧取向电工钢及其生产方法。



背景技术:

冷轧取向电工钢大量用于制造变压器等。变压器对电工钢的磁性能要求很高,对轧制方向的磁性能有很严格的要求。

随着国内电工钢市场竞争的日趋激烈,生产冷轧取向电工钢以满足下游性能优良的变压器用户的严格要求就非常必要。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种变压器用冷轧取向电工钢,通过控制钢中的化学成分,获得了轧制方向性能优良的取向电工钢产品,制造的0.35mm取向电工钢成品铁损p1.7/50≤1.30w/kg,b8≥1.80t。

本发明还提供了一种变压器用冷轧取向电工钢的生产方法,根据配方设计工艺,产品性质稳定,性能优良。

本发明提供的一种变压器用冷轧取向电工钢,含有以下重量百分比元素:

0.05%≤c≤0.07%,3.3%≤si≤3.5%,0.15%≤mn≤0.40%,p≤0.02%,0.40%≤als≤0.50%,0.06%≤cu≤0.08%,0.005%≤s≤0.010%,0.010%≤n≤0.015%,ti≤0.002%,其余为fe及不可避免的杂质。

优选的,所述变压器用冷轧取向电工钢,含有以下重量百分比元素:

c:0.055%,si:3.35%,mn:0.24%,p:0.008%,als:0.48%,cu:0.065%,s:0.0088%,n:0.012%,ti:0.0012%,其余为fe及不可避免的杂质。

优选的,所述变压器用冷轧取向电工钢,含有以下重量百分比元素:

c:0.068%,si:3.45%,mn:0.32%,p:0.015%,als:0.42%,cu:0.073%,s:0.0076%,n:0.011%,ti:0.0015%,其余为fe及不可避免的杂质。

本发明提供的一种变压器用冷轧取向电工钢的生产方法,包括以下步骤:

1)按配方添加各合金化元素到rh炉中进行精炼和合金化处理,将rh炉精炼后的钢水连续浇铸成板坯;

2)板坯冷却后,进入加热炉加热;

3)然后热轧;

4)热轧后经过酸洗;

5)一次冷轧;

6)脱碳退火;

7)二次冷轧;

8)mgo隔离剂涂覆;

9)高温罩式退火。

步骤2)中板坯冷却不低于500℃进入加热炉。

步骤2)中加热炉加热控制温度在1250~1350℃,加热保温时间不低于3.5h。

步骤3)中所述热轧的终轧温度在940~960℃,卷取温度在520~540℃;轧制成2.0~2.5mm厚度的热轧板;采用上述含量的c形成奥氏体区,使cu2s﹢mns﹢aln充分溶于基体做为抑制剂抑制热轧晶粒的成长。

步骤4)中所述酸洗用盐酸酸洗,酸洗温度为70~90℃。

步骤5)中所述一次冷轧在可逆轧机上进行,5~6道次轧制,冷轧的总压下率在60~80%;

步骤6)中所述脱碳退火,在连续退火炉中进行,退火温度为860~880℃,保温时间为10~40min,脱碳到30ppm以下;

步骤7)中所述二次冷轧在可逆轧机上进行,3~4道次轧制,二次冷轧的总压下率在40~60%;

步骤8)中所述mgo隔离剂涂覆,利用mgo涂层,干燥温度480~510℃;

步骤9)中所述高温罩式退火,在罩式退火炉中进行,退火温度为1150~1200℃,保温时间为5~10h;

高温罩式退火后,在平整机上进行涂绝缘涂层及拉伸平整退火,平整采用恒压下率模式控制,压下率为6%~8%。

进一步的,生产的变压器用冷轧取向电工钢厚度0.35mm。

进一步的,生产的变压器用冷轧取向电工钢铁损p1.7/50≤1.30w/kg,b8≥1.80t。

本发明控制各元素含量作用为:0.05%≤c≤0.07%,目的是在热轧板高温常化时保证有一定数量的γ-相,快冷时可获得大量细小aln,因为氮在γ-相中固溶度比在α-相中大10倍。热轧板常化后c以固溶碳和细小ε-碳化物形态存在,冷轧时钉扎位错,位错密度明显增高,加工硬化更快,退火时再结晶生核位置增多,初次晶粒细小均匀,促进二次再结晶发展。si是重要的磁性材料,每增高0.1%si时,铁损p1.7/50降低0.019w/kg,3.3%≤si≤3.5%含量,可以使电阻率ρ增高,铁损p1.7/50降低。mn、s形成mns是取向硅钢的重要抑制剂,可以适当提高加热温度和热轧时mns析出温度,减少热轧过程中析出的较粗大的aln数量,保证以后常化时析比更多的细小aln来加强抑制能力。0.15%≤mn≤0.40%含量减少铸坯中闪电状裂纹。锰、硫或[mn%]×[s%]乘积过高,铸坯中mns过于粗大,加热温度提高,晶粒粗化,热轧加工件和磁性降低。als、n形成aln是取向硅钢的主要抑制剂,als和n含量过低,常化后析出的细小aln数量不足,二次再结晶不完全。als是还是重要的磁性材料,可以显著降低铁损p1.7/50。p有加强抑制能力,有改善mns+a1n方案取向硅钢磁性的作用。同时p含量低使热轧板中mns分部更均匀,磁性好且稳定。

本发明热处理工艺中,板坯加热、热轧工艺是为了材料获得更好的塑性,有利于加工轧制;冷轧在保证材料表面质量的同时达到要求的厚度。脱碳退火完成初次再结晶,使基体中有足够数量的(110)[001]初次晶粒(二次晶核)以及有利于它们长大的初次再结晶织构和组织;将钢中碳脱到0.003%以下,保证以后高温退火时处于单一的α-相,发展完善的二次再结晶组织和去除钢中硫和氮,并消除产品的磁时效;钢带表面形成致密均匀的sio2薄膜(2~3μm厚)。涂mgo目的是防止钢带成卷高温退火时粘接;高温退火升到约1000℃时mgo与钢带表面sio2氧化膜起化学反应(2mgo+sio2→mg2sio4),形成硅酸镁玻璃膜底层;高温净化退火时促进脱硫和脱氮反应。高温退火的目的是升温到850~1050℃通过二次再结晶形成单一的(110)[001]织构;升温到1000~1100℃通过mgo与表面氧化膜中sio2起化学反应,形成mg2sio4(硅酸镁或铁橄榄石)玻璃膜底层;在1180±20℃温度下保温进行净化退火,去除钢中硫和氮,同时使二次晶粒吞并分散的残余初次晶粒,二次晶粒组织更完整,晶界更平直。二次再结晶基本完成后,抑制剂的有利作用已结束并分解。分解出的硫和氮本身对磁性和弯曲性有害,必须在高温退火时去掉。平整拉伸退火主要目的是,通过水刷洗和70℃的5%h2so4轻酸洗去除表面残留的mgo和其他污物,使表面活性化,烘干后涂绝缘涂料和在<500℃烘干;在连续炉中氮气下加适当张力经约800℃平整拉伸退火和将绝缘涂层烧结好。

与现有技术相比,本发明采用了常规热轧工艺,利用cu2s﹢mns﹢aln做为抑制剂而生产出轧制方向磁性能优良的电工钢板,电工钢成品轧制方向的磁性能优异,铁损低、磁感高,且磁性能波动小,其铁损p1.7/50≤1.30w/kg,b8≥1.80t。

附图说明

图1为实施例1热轧组织。

具体实施方式

实施例1

一种变压器用冷轧取向电工钢的生产方法,包括以下步骤:

1)按配方添加各合金化元素到rh炉中进行精炼和合金化处理,将rh炉精炼后的钢水连续浇和芯压下成厚度230mm的板坯;板坯的化学成分重量百分比为c:0.055%,si:3.35%,mn:0.24%,p:0.008%,als:0.48%,cu:0.065%,s:0.0088%,n:0.012%,ti:0.0012%,其余为fe及不可避免的杂质;

2)板坯冷却至650℃进入加热炉加热保温,加热炉的温度在1280℃,加热保温时间为4.0h;

3)再经过5道次粗轧和七机架连轧轧制成2.2mm厚度的热轧板;热轧的终轧温度为955℃,卷取温度为540℃;

4)热轧板经过盐酸酸洗,温度为80℃;

5)然后一次冷轧,具体为5道次轧至0.6mm厚度,一次冷轧的总压下率为72.7%(2.2mm的热轧板轧制成0.6mm厚度,压下率是在60~80%);

6)然后脱碳退火,具体为:脱碳退火温度为865℃,保温时间30min;脱碳到30ppm以下;

7)再二次冷轧,具体为:4道次轧至0.35mm厚度,二次冷轧的总压下率为41.7%;

8)然后mgo隔离剂涂覆,mgo隔离剂涂覆干燥温度500℃;

9)再高温罩式退火高温罩式退火温度为1180℃,保温时间6h;

10)最后,绝缘涂层及拉伸平整而制成0.35mm厚度的取向电工钢带成品;拉伸平整压下率为6%。

经上述工艺制造的冷轧取向电工钢带表面质量优良,成品的轧制方向铁损p1.7/50为1.28w/kg,磁感b8为1.80t,磁性能优异。

实施例2

一种变压器用冷轧取向电工钢的生产方法,包括以下步骤:

1)按配方添加各合金化元素到rh炉中进行精炼和合金化处理,将rh炉精炼后的钢水连续浇和芯压下成厚度230mm的板坯;板坯的化学成分重量百分比为c:0.068%,si:3.45%,mn:0.32%,p:0.015%,als:0.42%,cu:0.073%,s:0.0076%,n:0.011%,ti:0.0015%,其余为fe及不可避免的杂质;

2)板坯冷却至610℃进入加热炉加热保温,加热炉的温度在1300℃,加热保温时间为3.5h;

3)再经过5道次粗轧和七机架连轧轧制成2.2mm厚度的热轧板;热轧的终轧温度为945℃,卷取温度为525℃;

4)热轧板经过酸洗,具体为:盐酸酸洗温度为86℃;

5)然后一次冷轧,具体为:5道次轧至0.6mm厚度,一次冷轧的总压下率为72.7%;

6)再脱碳退火,脱碳退火温度为875℃,保温时间15min;

7)然后二次冷轧,二次冷轧4道次轧至0.35mm厚度,二次冷轧的总压下率为41.7%;

8)然后,mgo隔离剂涂覆,mgo隔离剂涂覆干燥温度485℃;

9)再高温罩式退火,退火温度为1160℃,保温时间8h;

10)最后,绝缘涂层及拉伸平整而制成0.35mm厚度的取向电工钢带成品;拉伸平整压下率为7%。

经上述工艺制造的冷轧取向电工钢带表面质量优良,成品的轧制方向铁损p1.7/50为1.25w/kg,磁感b8为1.81t,磁性能优异。

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