磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法技术

一种磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法，其化学成分质量百分比为：C：0～0.005％，Si：2.1～3.2％，Mn：0.2～1.0％，P：0～0.2％，Al：0.2～1.6％，N：0～0.005％，Ti：0～0.005％，Cu：0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质；同时要求：(形成MnS的S含量+形成CuxS的S含量)/钢中的S含量≤0.2。本发明专利技术生产无取向电工钢板时制造过程简便，钢的化学成分容易控制，制造过程稳定，技术要求容易实现。

Non-oriented Electrical Steel Plate with Good Magnetic Properties and Its Manufacturing Method

A kind of non-oriented electrical steel plate with excellent magnetic properties and its manufacturing method, its chemical composition and mass percentage are: C:0-0.005%, Si:2.1-3.2%, Mn:0.2-1.0%, P:0-0.2%, Al:0.2-1.6%, N:0-0.005%, Ti:0-0.005%, Cu:0-0.2%, the rest are Fe and inevitable impurities, and the requirements are as follows: (S content of MnS + CuxS content formed)/ The S content in steel is less than 0.2. The invention has the advantages of simple manufacturing process, easy control of chemical composition of steel, stable manufacturing process and easy realization of technical requirements when producing non-oriented electrical steel plate.

【技术实现步骤摘要】
磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法
本专利技术涉及电工钢板，尤其涉及一种磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法。
技术介绍
近年来，随着用户市场对高效、节能、环保需求的日益加严，要求用于制作电机、压缩机、EI铁芯原料的无取向硅钢片要在保证价格竞争优势的前提下，具有优良的电磁性能，即通常所说的低铁损、高磁感，以满足这些用电产品对高效、节能、环保的迫切需求。之前，为了获得低铁损、高磁感，往往采用对化学成分进行设计优化，向钢中添加特殊的有益合金元素，采用热轧板常化处理，以及提高连续退火温度的加工方式。这些因素都没有考虑钢中微细析出物对材料电磁性能的巨大影响。例如，向钢中加入含量较高的Si、Al，可以提高材料电阻率，进而降低材料铁损。例如，日本专利JP2015515539A中Si含量达到2.5～4.0％，Al含量达到0.5～1.5％，这样，随着Si、Al含量增加，材料铁损迅速降低，但材料磁感也迅速降低，还容易出现冷轧断带等异常情况。为了改善冷轧可轧性，中国专利CN104399749A公开了防止≥3.5％Si含量钢的边裂及脆断治理方法，但即使如此，脆断报废率仍有0.15％，且对设备功能精度要求很高。与此同时，为了获得良好的材料磁感，中国专利CN103014503A向钢中加入了0.20～0.45％(Sn+Cu)，利用晶界偏聚改善材料的织构形态，获得了良好的材料磁感，但Sn、Cu属于昂贵金属，会大幅增加制造费用，Cu还容易使带钢表面产生质量缺陷。日本专利特开平10-25554在Si、Al总量不变的前提下，通过增加Al/(Si+Al)比例以改善材料磁感，但随着Al含量升高、Si含量降低，材料铁损开始出现劣化，材料机械性能也随之降低。现阶段，采用常化处理或者罩式炉中间退火是改善材料铁损、磁感行之有效的方法，在高效、高牌号无取向硅钢片生产上得以广泛采用，可以有效降低材料铁损、大幅提高材料磁感，其缺点是引进了新的生产设备，大大增加了制造费用，并延长了材料的制造和交货周期，给生产现场技术、质量管理等带来了新的麻烦。受此影响，技术人员开始研究在化学成分相对固定的情况下，向钢中加入稀土、钙合金等强脱氧、脱硫元素，可以有效去除或者降低非金属夹杂物，通过改善钢质洁净度以提高材料电磁性能；或者采用粗轧道次大压下，并利用粗糙辊轧制和高温卷取，也可以获得具有高磁感的高牌号无取向电工钢；如果具有热轧平整功能，并配合常化退火处理，同样可以获得高磁感无取向硅钢。此外，钢中的微细析出物会对连续退火时，成品带钢的晶粒长大产生影响，尤其是微细的硫化物对晶粒尺寸的影响，会导致成品带钢的铁损大幅增加。从无害化角度而言，需要尽可能的减少钢中的硫化物数量，并确保其保持粗大化。减少硫化物数量与减少硫含量密切相关，这就需要在RH精炼进行深脱硫，并通过延长RH精炼脱气时间的方式提高脱硫效率，但这势必会增加钢的制造成本。还有，有人提出降低热轧加热温度的方式，例如，将热轧过程中，粗轧道次的温度限制在950～1150℃，以防止微细的MnS析出。只是，通过这种单纯的降低热轧加热温度的方式，将钢中硫化物的种类、状态限制在特定的范围内十分困难。并且，热轧加热温度的降低，还会导致热轧负荷加大，对热轧之后的再结晶和晶粒尺寸长大十分不利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法，所述无取向电工钢板磁性优良，铁损P15/50不大于2.4W/kg；而且制造过程简便，钢的化学成分容易控制，制造过程稳定，技术要求容易实现。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种磁性优良的无取向电工钢板，其化学成分质量百分比为：C：0～0.005％，Si：2.1～3.2％，Mn：0.2～1.0％，P：0～0.2％，Al：0.2～1.6％，N：0～0.005％，Ti：0～0.005％，Cu：0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质；同时，还需要满足以下技术要求：(形成MnS的S含量+形成CuxS的S含量)/钢中的S含量≤0.2……式(1)进一步，在0.2～0.5μm尺寸范围内，形成的MnS数量要求≤5.0×108个/mm3，并且，在0.2～1.0μm尺寸范围内，形成的MnS数量中：(0.5～1.0μm)的MnS数量/(0.2～0.5μm)的MnS数量≤0.2……式(2)本专利技术所述无取向电工钢板的铁损P15/50不大于2.4W/kg。在本专利技术磁性优良的无取向电工钢板的成分设计中：碳(C)：强烈阻碍成品钢的晶粒长大，容易与Nb、V、Ti等元素结合形成细小析出物，从而引起损耗增加并产生磁时效。因此，有必要将C含量限制在0～0.005％。硅(Si)：能显著提高成品钢的电阻率，有效降低成品钢的损耗。Si含量高于3.2％时，会显著降低成品钢的磁感；而低于2.1％时，又起不到大幅降低损耗的效果。因此，本专利技术将Si含量限制在2.1～3.2％。锰(Mn)：与S结合生成MnS，可以减少对成品钢的磁性能危害，并且改善成品钢的表面质量。因此，有必要添加0.2％以上Mn含量，而Mn含量高于1.0％时，会造成连铸浇铸困难，还容易破坏成品钢的再结晶织构。因此，本专利技术将Mn含量限制在0.2～1.0％。磷(P)：超过0.2％时，容易导致冷脆现象发生，降低冷轧机组的可制造性。因此，本专利技术将P含量限制在0.2％以下。铝(Al)：能显著提高成品钢的电阻率，同时进行钢液深脱氧。因此，有必要添加0.2％以上Al含量，而Al含量高于1.6％时，会导致成品钢的磁感明显降低，同时大幅增加炼钢制造成本。因此，本专利技术将Al含量限制在0.2～1.6％。氮(N)：超过0.005％时，将使N的Nb、V、Ti、Al等析出物大大增加，强烈阻碍成品钢的晶粒长大，恶化成品钢的磁性能。因此，本专利技术将N含量限制在0.005％以下。钛(Ti)：超过0.005％时，将使Ti的C、N化物夹杂物大大增加，强烈阻碍成品钢的晶粒长大，恶化成品钢的磁性能。因此，本专利技术将Ti含量限制在0～0.005％。铜(Cu)：与S结合生成CuxS，劣化成品钢的磁性能。超过0.2％时，容易导致热轧板表面出现质量缺陷。因此，本专利技术将Cu含量限制在0～0.2％。本专利技术所述的磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法，包括以下步骤：1)高炉铁水经过铁水预处理脱硫、脱锰、除渣；2)搭配废钢，进行转炉冶炼；3)进行RH真空循环脱气精炼，并在该过程中：a)进行深脱碳，将钢液的碳含量控制≤0.005％；b)脱氧、合金化处理；c)钢液化学成分优化，钢液中各元素化学成分质量百分配比为：C：0～0.005％，Si：2.1～3.2％，Mn：0.2～1.0％，P：0～0.2％，Al：0.2～1.6％，N：0～0.005％，Ti：0～0.005％，Cu：0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质；d)精炼脱气；4)浇铸成坯，浇铸过程中，在铸坯表面温度从1100℃降至700℃的降温过程中控制冷却速率为2.5～25℃/min；5)热轧；6)酸洗；7)冷轧；8)退火；9)涂层。优选的，步骤4)浇铸过程中，在铸坯表面温度从1100℃降至700℃的降温过程中，控制冷却速率为2.5-20℃/min。优选的，步骤5)热轧中，精轧过程中带钢的冷却速率不能大于20℃/s，精轧结束至水冷开启的时间不能低于5s，且卷取温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性优良的无取向电工钢板，其化学成分质量百分比为：C：0～0.005％，Si：2.1～3.2％，Mn：0.2～1.0％，P：0～0.2％，Al：0.2～1.6％，N：0～0.005％，Ti：0～0.005％，Cu：0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质；同时，还需要满足以下要求：(形成MnS的S含量+形成CuxS的S含量)/钢中的S含量≤0.2式(1)。

【技术特征摘要】
1.一种磁性优良的无取向电工钢板，其化学成分质量百分比为：C：0～0.005％，Si：2.1～3.2％，Mn：0.2～1.0％，P：0～0.2％，Al：0.2～1.6％，N：0～0.005％，Ti：0～0.005％，Cu：0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质；同时，还需要满足以下要求：(形成MnS的S含量+形成CuxS的S含量)/钢中的S含量≤0.2式(1)。2.如权利要求1所述的磁性优良的无取向电工钢板，其特征是，在0.2～0.5μm尺寸范围内，形成的MnS数量要求≤5.0×108个/mm3，并且，在0.2～1.0μm尺寸范围内，形成的MnS数量中：(0.5～1.0μm)的MnS数量/(0.2～0.5μm)的MnS数量≤0.2……式(2)。3.如权利要求1或2所述的磁性优良的无取向电工钢板，其特征是，所述无取向电工钢板的铁损P15/50不大于2.4W/kg。4.如权利要求1或2或3所述的磁性优良的无取向电工钢板的制造方法，其特征是，包括以下步骤：1)高炉铁水经过铁水预处理脱硫、脱锰、除渣；2)搭配废钢，进行转炉冶炼；3)进行RH真空循环脱气精炼，并在该过程中：a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，吕学钧，王波，刘宝军，宗震宇，沈侃毅，孙业中，
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