无取向硅钢及其制造方法技术

技术编号:10126694 阅读:209 留言:0更新日期:2014-06-12 18:39
本发明专利技术提供一种磁性优异的无取向硅钢及其制造方法。在本发明专利技术的制造方法中,炼钢中的转炉出钢的钢水温度T与碳含量[C]以及自由氧含量[O]之间满足下式:7.27×103≤[O][C]e(-5000/T)≤2.99×104,并且最终的退火步骤采用低温张力短时退火。通过本发明专利技术的制造方法可获得低铁损、铁损各向异性优异的无取向硅钢。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种磁性优异的。在本专利技术的制造方法中,炼钢中的转炉出钢的钢水温度T与碳含量以及自由氧含量之间满足下式:7.27×103≤e(-5000/T)≤2.99×104,并且最终的退火步骤采用低温张力短时退火。通过本专利技术的制造方法可获得低铁损、铁损各向异性优异的无取向硅钢。【专利说明】
本专利技术涉及一种,特别涉及一种铁损及铁损各向异性优异的。
技术介绍
无取向硅钢主要用于制造中型及大型电动机O50HP)和发电机定子铁芯,以及能效要求高的小型电机的定转子铁芯。为实现电子设备的小型化并节省能源,需要所用无取向硅钢具有较低的铁损以及优异的铁损各向异性。无取向硅钢的传统制造方法是通过使用包含2.5wt%以上硅、0.2wt%以上铝的铸坯来提高硅钢的电阻,从而降低无取向硅钢的铁损。但该方法要求最终退火温度为1000°c以上,故存在成本高、炉棍结瘤等问题。为获得满足电子设备小型化、节能化要求的无取向硅钢,人们对无取向硅钢的成分、制造工艺进行了许多研究,试图开发出磁性优异的无取向硅钢。美国专利US4560423采用按重量百分比计包含如下成分的铸坯:Si >= 2.5%, Al >= 1.0%, 3.5% <=( Si+Al) <=5.0%, S <= 0.005%,N <=0.004%,并采用两段式退火,即在850~1000°C的温度下保温30~120秒,接着在1050°C下保温3~60秒,获得了铁损P15/50 <=2.70w/kg (0.5mm厚的硅钢)的无取向硅钢。日本公开专利JP1996295936S采用按重量百分比计包含如下成分的铸坯:C<0.005%, Si:2.0~4.0%, Al:0.05~2%,Mn:0.05~1.5%, P <= 0.1%,S <= 0.005%, N<=0.004%, Sn:0.003~0.2%, Cu:0.015~0.2%, N1:0.01~0.2%, Cr:0.02~0.2%, V:0.0005、.008%, Nb<0.01%,并通过将常化冷却速度控制为80°C /S以下,将冷轧压下率控制为88%以上以及最后进行两段式退火,获得了铁损较低的无取向硅钢。美国专利US6139650通过在铸坯中添加Sb、Sn、以及稀土元素Se、Te等来控制硅钢中的S含量、表面氮含量等来将硅钢的铁损P15/50 (0.5mm厚的硅钢)控制在2.40ff/kg以下。上述现有技术虽然均将硅钢的铁损控制在较低的水平,但它们均没有涉及铁损各向异性,而众所周知,硅钢的铁损各向异性将直接影响定转子铁芯的转动损耗,是电动设备能否获得优异损耗特性的关键因素之一。因此,同时具有较低铁损以及优异的铁损各向异性的无取向硅钢的研发具有重要的意义以及广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磁性优异的。本专利技术中的无取向娃钢具有较低的铁损(娃钢在0.5mm厚度下的铁损P15/50<= 2.40W/kg)以及优异的铁损各向异性(<= 10%),可满足中大型发电机、电动机以及小型高效电机铁芯材料的使用要求。此外,本专利技术的方法具有成本低、效果稳定等优点。本专利技术涉及一种无取向硅钢的制造方法,其顺序包括如下步骤:a)炼钢、b)热轧、c)常化、d)冷轧、以及e)退火,其特征在于,通过所述炼钢步骤a)获得以重量百分比计包含如下成分的铸坯:C0.ΟΟ1~Ο.004%,Si2.5~4.0%,Α10.5~1.5%,ΜηΟ.10~1.50%,P ≤ 0.02%,S ≤ 0.002%,N ≤ 0.003%,B ≤ 0.005%,Mn/S≥300,A1/N≥300,其余为Fe和不可避免杂质;其中,所述炼钢步骤a)包括转炉炼钢,其中转炉出钢的钢水温度T (单位为K)与碳含量(单位为ppm)以及自由氧含量(单位为ppm)之间满足下式:7.27 X IO3≤ e(-5_/Τ)≤ 2.99Χ104 ;以及在所述退火步骤e)中,将冷轧后的冷轧钢带加热到90(Tl050°C,并在0.5-1.5MPa的张力σ下进行保温,保温时间t为8-60秒。在本专利技术的方法中,首先通过炼钢获得铸坯,接着对铸坯进行热轧以形成热轧钢带,然后对热轧钢带进行常化处理,接着对经常化处理的热轧钢带进行冷轧以形成冷轧钢带,最后对冷轧钢带进行最终的退火处理。在本专利技术的方法中,考虑到降低制造成本以及有利于硅钢产品的质量稳定性,所述退火步骤e)中的保温时间t应限定为8-60秒。当保温时间t小于8秒时,晶粒未充分粗化,从而不利于降低无取向硅钢的铁损和铁损各向异性。而当保温时间t超过60秒时,成本提闻,并且无取向娃钢的铁损和铁损各向异性未有进一步的改善。在本专利技术的方法中,优选所述铸坯中的不可避免杂质中,Nb ( 0.002wt%, V ^ 0.003wt%, Ti ^ 0.003wt%, Zr ^ 0.003wt%。在本专利技术的方法中,就有利于晶粒生长以及降低晶粒在轧向与横向上的性能差异来说,优选所述退火步骤e)中的温度为90(Tl050°C,进一步优选为92(Tl000°C ;以及优选张力σ为0.5-1.5MPa,进一步优选为1-1.3MPa。退火步骤e)中的温度过低不利于晶粒的生长;而退火步骤e)中的温度过高则不利于降低成本,简化工艺。退火步骤e)中的张力σ过小不利于晶粒在低温短时退火下迅速长大;而退火步骤e)中的张力σ过大时,晶粒在轧向与横向上的性能差异较大,不利于降低无取向硅钢的铁损各向异性。在本专利技术的方法中,考虑到进一步降低最终硅钢产品表层中的N、O含量并改善硅钢产品的晶体织构,优选所述炼钢步骤a)中的铸坯还含有Sn和/或Sb,其中Sb+2Sn的含量为 0.001-0.05wt%o 在本专利技术的方法中,炼钢步骤a)还包括RH精炼,就提高脱氧效果来说,优选在RH精炼中,脱碳结束时,先采用FeSi合金进行脱氧,接着采用FeAl合金进行脱氧。在本专利技术的方法中,所述常化步骤c)可采用罩式炉常化或连续退火方式常化。考虑到进一步降低铁损各向异性、获得良好板型以及易于冷轧,优选罩式炉常化在如下条件下进行:在氮氢保护下,在78(T880°C处保温2飞小时;或者优选连续退火方式常化在如下条件下进行:以5~15°C /s的加热速度将热轧后的热轧钢带加热到85(T950°C,在氮气保护下进行保温,保温时间t为10-90秒,然后以10°C /s以下的冷却速度冷却至650°C,之后进行自然冷却。在本专利技术的方法中,考虑到进一步降低铁损各向异性,优选在所述冷轧步骤d)中,压下率为70~88%。在本专利技术的方法中,考虑到进一步提闻最终娃钢广品的晶粒组织,优选在所述热轧步骤b)中,950°C以上的变形量为80%以上。此外,考虑到获得良好的板型并防止边裂,热轧钢带不同部位间的最大温差优选为20°C以下,进一步优选为10°C以下。除了无取向硅钢的制造方法之外,本专利技术还提供一种具有较低的铁损和优异的铁损各向异性的无取向硅钢,其可通过本专利技术中的上述制造方法,使用包含2.5^4.0wt%Si的铸坯制造,本专利技术的无取向硅钢其晶粒直径为100-200μπι,晶粒等轴系数L为1.05-1.35。进一步地,优选所述铸坯以重量百本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种无取向硅钢的制造方法,其顺序包括如下步骤:a)炼钢、b)热轧、c)常化、d)冷轧、以及e)退火,其特征在于,通过所述炼钢步骤a)获得以重量百分比计包含如下成分的铸坯:C0.001~0.004%,Si2.5~4.0%,Al0.5~1.5%,Mn0.10~1.50%,P≤0.02%,S≤0.002%,N≤0.003%,B≤0.005%,Mn/S≥300,Al/N≥300,其余为Fe和不可避免杂质;其中,所述炼钢步骤a)包括转炉炼钢,其中转炉出钢的钢水温度T与碳含量[C]以及自由氧含量[O]之间满足下式:7.27×103≤[O][C]e(‑5000/T)≤2.99×104;以及在所述退火步骤e)中,将冷轧后的冷轧钢带加热到900~1050℃,并在0.5‑1.5MPa的张力σ下进行保温,保温时间t为8‑60秒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谢世殊刘献东陈晓黑红旭王波马爱华邹亮张华伟曹伟张峰刘俊亮
申请(专利权)人:宝山钢铁股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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