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1、(10)申请公布号 CN 102758150 A(43)申请公布日 2012.10.31CN102758150A*CN102758150A*(21)申请号 201110108390.0(22)申请日 2011.04.28C22C 38/60(2006.01)C22C 38/06(2006.01)C21C 7/10(2006.01)B21B 37/00(2006.01)C21D 1/26(2006.01)(71)申请人宝山钢铁股份有限公司地址 201900 上海市宝山区富锦路885号(72)发明人张峰 陈晓 吕学钧 王波(74)专利代理机构上海开祺知识产权代理有限公司 31114代理人竺明(54。
2、) 发明名称高屈服强度的无取向电工钢板及其制造方法(57) 摘要高屈服强度的无取向电工钢板及其制造方法，其包括如下步骤：1)铁水预处理、冶炼、真空精炼、连铸浇铸后获得获得板坯，其中，精炼过程中钢液钙处理采用CaSi线，添加量为0.52.0kg/t钢，连铸钢液镇静时间在30min以内；钙处理后，钢中Ca/S控制在1.52.8；2)热轧、常化、酸洗、冷轧，热轧粗轧阶段，采用15道次进行轧制；热轧精轧阶段，板坯初始温度1000，轧制速度9m/s；3)退火、绝缘涂层，得到成品无取向电工钢板；连续退火时均热段温度控制在800950，电工钢板晶粒尺寸2090m。本发明可以显著降低炼钢过程中添加的合金数量，。
3、节省大量合金费用，具有操作方便、控制简便，成本低廉，精确控制等优点。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书7页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 页1/1页21.高屈服强度的无取向电工钢板，其化学成分重量百分比为：C0.005、Si：0.12.6、Mn：0.10.7、P0.2、S0.005、Al：0.10.8、N0.005，Ca/S 1.52.8，其余为Fe以及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的高屈服强度的无取向电工钢板，其特征是，还包括Sb和Sn中一种以上，其总量控制在0.010.2，以重量百分比计。3.高。
4、屈服强度的无取向电工钢板的制造方法，其包括如下步骤：1)无取向电工钢板，其化学成分重量百分比为：C0.005、Si：0.12.6、Mn：0.10.7、P0.2、S0.005、Al：0.10.8、N0.005，其余为Fe以及不可避免的杂质；按上述化学成分经铁水预处理、冶炼、真空精炼、连铸浇铸后获得获得板坯，其中，精炼过程中钢液钙处理采用CaSi线进行，添加量为0.52.0kg/t钢，连铸钢液镇静时间控制在30min以内；钙处理后，钢中的Ca/S控制在1.52.8；2)热轧、常化、酸洗、冷轧热轧粗轧阶段，采用15道次进行轧制；热轧精轧阶段，板坯初始温度1000，轧制速度9m/s；3)退火、绝缘涂层。
5、，得到成品无取向电工钢板；其中，连续退火时成品无取向电工钢板均热段温度控制在800950，成品无取向电工钢板的晶粒尺寸2090m。4.如权利要求3所述的高屈服强度的无取向电工钢板的制造方法，其特征是，所述的无取向电工钢板成分还包括Sb和Sn中一种以上，其总量控制在0.010.2，以重量百分比计。5.如权利要求3所述的高屈服强度的无取向电工钢板的制造方法，其特征是，喂CaSi线速度在200m/min以内。6.如权利要求3或5所述的高屈服强度的无取向电工钢板的制造方法，其特征是，所述的CaSi线添加方法如下：钢包初始硫量 0.00110.0020 0.00210.0030 0.00310.0040。
6、添加量(kg/t钢) 0.50.9 0.91.4 1.42.0。权 利 要 求 书CN 102758150 A1/7页3高屈服强度的无取向电工钢板及其制造方法技术领域0001 本发明涉及无取向电工钢板及其制造方法，尤其涉及高屈服强度的无取向电工钢板及其制造方法。具体包括：RH精炼过程中钢液钙处理及钢中的非金属夹杂物控制技术，板坯加热和热轧粗轧、精轧过程控制技术，以及成品带钢的连续退火和成品晶粒控制技术。背景技术0002 近年来，随着人们对节能、环保的日益重视，各类电机、压缩机、发电机等正逐渐向小型、精密、高效方向发展。相应的，要求作为原材料的无取向电工钢板，在保持高磁感、低铁损的同时，还要具有。
7、良好的机械性能，尤其是较高的屈服强度，以同时满足终端用户实物质量和冲片加工的需要。实际生产过程中，视用户、模具、产品的差异，成品带钢的屈服强度往往要求高于270MPa，部分钢种成品带钢的屈服强甚至要求高于280MPa，并作为生产商的交货标准被纳入技术协议。0003 为了获得最佳的电磁性能、屈服强度，通常采用增加钢中的硅、铝元素含量，以提高钢的强度、硬度，进而改善钢的屈服强度；同时，相应的调整常化、连退等热处理模式，以有效促进晶粒长大，改善成品带钢的电磁性能。但采用该法，会额外增加钢的制造成本，在相同工艺条件下，调整硅、铝元素含量不当，还容易造成带钢轧制模式不匹配，轧制过程中出现边裂、断带等问题。
8、。0004 此外，随着精炼设备脱气能力的不断加强，对影响成品磁性的C、N等固溶强化元素含量，提出了更为苛刻的要求，希望它们能够稳定控制在0.005或以下的较低水平，这也在很大程度上恶化了钢的屈服强度。0005 研究表明，利用部分化学元素的固溶强化和晶粒细化效应，可以有效改善无取向电工钢板的屈服强度：0006 1、增加钢中的C、N、P等元素含量，利用其固溶强化效应，提高无取向电工钢板的屈服强度。0007 2、增加钢中的Si、Mn等元素含量，利用其固溶强化效应，提高无取向电工钢板的屈服强度。0008 3、增加钢中的Cu、Cr、Ni等元素含量，利用其固溶强化效应，提高无取向电工钢板的屈服强度。000。
9、9 4、增加钢中的Nb、V、Ti、Zr等元素含量，利用其晶粒细化效应，提高无取向电工钢板的屈服强度。0010 第一种方法，由于含有C、N等气体元素，炼钢过程控制精度较低，改善效果不稳定。此外，钢中含有较高的C、N等元素时，还容易产生磁时效，恶化钢的电磁性能。而钢中含有较高的P元素时，容易阻碍钢液深脱碳，并导致带钢产生冷脆。0011 第二种方法，增加了钢中Si、Mn等元素含量，可以有效降低钢的铁损，但同时会恶化钢的磁感。此外，提高钢中的Si、Mn等元素含量，还容易造成轧制过程不稳定。0012 后两种方法，额外增加了钢中贵金属Cu、Cr、Ni、Nb、V、Ti、Zr等元素含量，会大幅说 明 书CN 。
10、102758150 A2/7页4增加钢的制造成本，且工频磁场钢的电磁性能也很差。发明内容0013 本发明的目的在于提供一种高屈服强度的无取向电工钢板及其制造方法，可以显著降低炼钢过程中添加的合金数量，节省大量合金费用，具有操作方便、控制简便，成本低廉，精确控制等优点。0014 本发明的基本思路是，采用RH精炼钙处理控制钢中的非金属夹杂物，采用温度、轧制模式工艺调整控制钢中的夹杂物析出，从而可以实现在较低的退火温度下，有效控制成品带钢组织的晶粒尺寸，以获得电磁性能、屈服强度优良的成品带钢。同时，该法还可以降低炼钢过程中的合金数量，具有操作控制简便，生产成本低廉，控制精度高性高等优点。0015 为。
11、达到上述目的，本发明的技术方案是：0016 RH精炼冶炼过程中，在钢液脱氧、合金化之后，进行钙处理作业。利用钙处理中钙的汽化，以及大颗粒CaO夹杂的上浮、去除，可以有效控制钢中的非金属夹杂物种类、数量。钙处理后的钢液非常纯净，非金属夹杂物主要为大颗粒的CaO、AlN，成品带钢组织的晶粒尺寸适中，电磁性能、屈服强度优良。0017 具体地，高屈服强度的无取向电工钢板，其化学成分重量百分比为：C0.005、Si：0.12.6、Mn：0.10.7、P0.2、S0.005、Al：0.10.8、N0.005，Ca/S 1.52.8，其余为Fe以及不可避免的杂质。0018 进一步，还包括Sb和Sn中一种以上。
12、，其总量控制在0.010.2，以重量百分比计。0019 在本发明机械性能优良的无取向电工钢板的设计中：0020 C：0.005以下。C是强烈阻碍成品晶粒长大的元素，容易导致钢的铁损增加和产生磁时效，并给后续的脱碳带来困难，因此必须严格控制在0.005以下。0021 Si：0.12.6。Si能提高基体电阻率，有效降低钢的铁损。Si含量高于2.6含量时，会显著降低钢的磁感，且容易造成轧制困难，而低于0.1时又起不到降低铁损的作用。0022 Al：0.10.8。Al是增加材料电阻的元素，同时用于电工钢的深脱氧。因此，有必要添加0.1以上的Al含量，而高于0.8以上的Al含量，会造成连铸浇注困难，磁感。
13、显著降低。在上述Al含量控制范围内，适当提高钢中的Al含量，有利于在热轧结束后，形成颗粒粗大的AlN夹杂，从而减轻AlN夹杂对成品带钢电磁性能的影响。最佳的Al含量控制目标是0.6。0023 Mn：0.10.7。Mn与S结合生成MnS，可以有效减少对磁性的危害，同时改善电工钢表面状态，减少热脆。因此，有必要添加0.1以上的Mn含量，而高于0.7以上的Mn含量，容易破坏再结晶织构，又会大幅增加钢的制造成本。0024 P：0.2以下。磷可以改善钢板的加工性，但超过0.2时反而使钢板冷轧加工性劣化。0025 S：0.005以下。S含量超过0.005时，将使MnS等析出物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶。
14、化钢的磁性。0026 N：0.005以下。N含量超过0.005时，将使AlN等析出物大大增加，强烈阻碍晶说 明 书CN 102758150 A3/7页5粒长大，恶化钢的电磁性能。0027 本发明高屈服强度的无取向电工钢板的制造方法，其包括如下步骤：0028 1)按上述化学成分经铁水预处理、冶炼、真空精炼、连铸浇铸后获得获得板坯，其中，精炼过程中钢液钙处理采用CaSi线进行，添加量为0.52.0kg/t钢，连铸钢液镇静时间控制在30min以内；钙处理后，钢中的Ca/S控制在1.52.8；0029 2)热轧、常化、酸洗、冷轧0030 热轧粗轧阶段，采用15道次进行轧制；热轧精轧阶段，板坯初始温度1。
15、000，轧制速度9m/s；0031 3)退火、绝缘涂层，得到成品无取向电工钢板；其中，连续退火时成品无取向电工钢板均热段温度控制在800950，对应成品无取向电工钢板的晶粒尺寸在2090m。0032 进一步，喂CaSi线速度在200m/min以内。0033 所述的CaSi线重量百分比为：Ca27.5、Si50.0、C0.8Al2.4P0.04、S0.06、H2O0.50034 另外，本发明所述的CaSi线添加方法如下：0035 钢包初始硫量/10-4 11-20 21-30 31-400036 CaSi线添加数量/kg/t钢 0.5-0.9 0.9-1.4 1.4-2.00037 随后，板坯依。
16、次经热轧、常化、酸洗、冷轧、退火和绝缘涂层后，得到成品无取向电工钢板。其中，热轧粗轧阶段，采用1-5道次进行轧制；热轧精轧阶段，板坯初始温度1000，轧制速度9m/s；采用逆向冷却+U形冷却方式；连续退火时，成品带钢均热段温度控制在800950，较同牌号正常工艺下降3050，成品带钢的晶粒尺寸在2090m，与同牌号常规工艺钢卷相比低1030m，相应的，达到电磁性能、屈服强度俱佳的效果。0038 精炼RH冶炼过程，钢液中的硫、钙含量变化如图1所示。0039 本发明的创新之处在于：0040 1、在确保成品磁感不降低、以及生产稳定受控的前提之下，尽可能的提高成品钢中的Al含量。高Al含量情况下，板坯。
17、经过充分加热、热轧后，钢中的AlN夹杂固溶温度大大提高，AlN夹杂固溶量大大减少；同时，热轧后、带钢冷却过程中，析出的AlN夹杂尺寸粗大，从而避免了小颗粒夹杂对成品带钢电磁性能的显著影响。另外，适当增加钢中Al含量，还有利于增大成品带钢的电阻率，进一步降低成品带钢的铁损。最佳的Al含量控制目标是0.6。0041 2、钙是极强的脱氧、脱硫元素，具有熔点低、蒸汽压高等特点，因此向钢中添加钙元素时，必须严格限制其添加速度，以避免在脱氧、脱硫反应之前蒸发掉。本发明基于实践结果，将喂线速度限制在200m/min以内。此外，钙处理作业时，还必须严格限制其添加数量，以确保钢中夹杂物的控制效果。0042 这里。
18、对钢中Ca/S进行限制的理由是，钢中Ca/S低，说明夹杂物变性和去除效果差，起不到应有作用；钢中Ca/S高，说明钢液脱氧、脱硫效果越好，钢液纯净度高，钢中有利的夹杂物不易控制。Ca/S的控制要求主要取决于钢中S含量。0043 3、热轧粗轧阶段，板坯采用1-3道次进行轧制，以减少热轧过程温降；同时，提高说 明 书CN 102758150 A4/7页6粗轧道次间的热轧变形率，还可以有效破碎粗大柱状晶，改善成品磁性；热轧精轧阶段，板坯初始温度温度越高，越有利于终轧温度的控制，避免热轧板坯加热阶段粗大的MnS、AlN夹杂在轧制后弥散析出，采用逆向冷却+U形冷却方式，可以对此进行改善。0044 本发明的。
19、出发点就是，通过提高钙处理后的钢液纯净度，限制钢中的无害夹杂物，同时通过调整热轧压下率，控制热轧过程温度等，达到有效控制成品退火阶段带钢的晶粒尺寸的目的，进而达到电磁性能、屈服强度俱佳的效果。对于满足上述控制条件的无取向硅钢，连续退火时，成品带钢均热段温度较同牌号正常工艺下降3050，对应成品带钢的晶粒尺寸与同牌号常规工艺钢卷相比低1030m。附图说明0045 图1为Ca/S和屈服、抗拉性能的关系。0046 图2、图3为1.3Si-0.3Al成品带钢金相组织。具体实施方式0047 下面结合实施例对本发明做进一步说明。0048 铁水、废钢按比例进行搭配，经300吨转炉冶炼，真空RH脱碳、脱氧、合。
20、金化后进行钙处理，之后经脱气、连续铸钢后，得到170mm250mm厚、800mm1400mm宽的铸坯；板坯经110012002h加热，1-3道次粗轧后，热轧成2.0mm2.8mm厚的热轧板，然后经8501000常化处理后，进行酸洗、冷轧成0.5mm厚的冷轧板，最后经7501000退火处理后，测试成品钢卷的电磁、机械性能，检测结果见表1、表2。0049 表1单位：重量百分比0050 C Si Mn P S Al N Ca/S Fe实施例1 0.001 0.87 0.52 0.16 0.0021 0.66 0.0022 2.23 余量实施例2 0.001 0.89 0.52 0.16 0.0018。
21、 0.65 0.0026 1.87 余量实施例3 0.002 1.39 0.29 0.02 0.0028 0.29 0.0026 1.96 余量实施例4 0.001 1.98 0.24 0.01 0.0011 0.37 0.0022 2.73 余量实施例5 0.002 2.11 0.26 0.01 0.0016 0.36 0.0019 2.06 余量实施例6 0.002 1.50 0.31 0.19 0.0036 0.26 0.0011 1.79 余量实施例7 0.001 1.49 0.30 0.21 0.0030 0.24 0.0017 2.36 余量实施例8 0.002 1.48 0.29。
22、 0.18 0.0029 0.25 0.0016 2.21 余量实施例9 0.001 1.52 0.32 0.20 0.0033 0.24 0.002 2.64 余量说 明 书CN 102758150 A5/7页7实施例10 0.000 2.41 0.24 0.01 0.0028 0.29 0.001 2.04 余量实施例11 0.003 1.52 0.27 0.02 0.0037 0.26 0.002 1.83 余量实施例12 0.004 2.06 0.22 0.02 0.0022 0.24 0.003 1.54 余量比较例1 0.001 0.83 0.52 0.02 0.0026 0.64。
23、 0.0017 0 余量比较例2 0.002 0.86 0.53 0.02 0.0023 0.66 0.0013 0.41 余量比较例3 0.001 0.84 0.48 0.01 0.0018 0.66 0.0020 1.46 余量比较例4 0.002 1.34 0.26 0.02 0.0022 0.28 0.0019 0.83 余量比较例5 0.002 1.50 0.30 0.23 0.0035 0.25 0.0018 0.38 余量比较例6 0.001 1.49 0.30 0.19 0.0036 0.27 0.0011 0 余量比较例7 0.001 2.02 0.28 0.02 0.002。
24、3 0.34 0.0021 1.21 余量0051 表20052 说 明 书CN 102758150 A6/7页80053 如表1、表2所示，成分体系相同的钢种，Ca/S低于1.5时，对钢的屈服强度改善不大，同时钢的磁性有所劣化；而在本发明的控制范围内，随钢中Ca/S的增加，钢的屈服强度开始增加，较正常一般可以提高20-50MPa，后续连退机组退火时，温度可以继续降低3050，成品带钢的磁性能够保持稳定，屈服强度继续上升。成品带钢的金相组织如图2、图3所示(图中，比较例常规工艺的晶粒尺寸47m，实施例晶粒尺寸31m)。0054 本发明通过钙处理及钢中非金属夹杂物控制，采用温度、轧制模式控制夹杂。
25、物析出，可以实现在较低的退火温度下，有效控制成品带钢晶粒尺寸，改善和提高钢的屈服强度，同时钢的电磁性能也得到了不同改善。0055 表1、表2针对四个组分体系(即钢种系列AD)的钢种进行分析、对比。只有同组分体系的钢种才具有可比性。例如，晶粒尺寸、退火温度等。0056 从表1、表2中的数据可以看出，同组分体系下，随钢中Ca/S的增加，本发明钢的屈服强度开始增加，较常规钢的屈服强度一般可以提高2050MPa。后续连续退火机组退火时，温度可以继续降低3050，成品带钢的磁性能够保持稳定，屈服强度继续上升。0057 例如，对于钢种A而言，两个实施例(实施例1、2)中，退火温度和晶粒尺寸分别为870、880和22m、26m；三个比较例(比较例13)中，退火温度和晶粒尺寸分别为说 明 书CN 102758150 A7/7页9910、910、910和38m、41m、43m。与比较例比较，本实施例平均退火温度、晶粒尺寸分别降低35、16.6m，屈服强度提高了46.3MPa。说 明 书CN 102758150 A1/1页10图1图2图3说 明 书 附 图CN 102758150 A10。