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Title:
NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL PLATE AND MANUFACTURING PROCESS THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/134895
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a non-oriented electrical steel plate with low iron loss and high magnetic conductivity and a manufacturing process therefor. The casting blank of the steel plate comprises the following components: Si : 0.1-2.0 wt%, Al : 0.1-1.0 wt%, Mn : 0.10-1.0 wt%, C : ≤ 0.005 wt%, P : ≤ 0.2 wt%, S : ≤ 0.005 wt%, N : ≤ 0.005 wt%, the balance being Fe and unavoidable impurities. The magnetic conductivity of the steel plate meets the following relationship formula: μ10+μ13+μ15 ≥ 13982-586.5P15/50; μ10+μ13+μ15≥10000, wherein Ρ15/50 is the iron loss at a magnetic induction intensity of 1.5 T at 50 Hz; μ10, μ13, and μ15 are relative magnetic conductivities at induction intensities of 1.0 T, 1.3 T, and 1.5 T at 50 Hz, respectively. The steel plate can be used for manufacturing highly effective and ultra-highly effective electric motors.

Inventors:
MA AIHUA (CN)
WANG BO (CN)
LIU XIANDONG (CN)
ZOU LIANG (CN)
XIE SHISHU (CN)
HEI HONGXU (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/000382
Publication Date:
September 19, 2013
Filing Date:
March 27, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BAOSHAN IRON & STEEL (CN)
MA AIHUA (CN)
WANG BO (CN)
LIU XIANDONG (CN)
ZOU LIANG (CN)
XIE SHISHU (CN)
HEI HONGXU (CN)
International Classes:
C22C33/04; C22C38/06; C22C38/60
Domestic Patent References:
WO1996000306A11996-01-04
WO2009142401A12009-11-26
Foreign References:
CN101906577A2010-12-08
CN1611616A2005-05-04
CN1590567A2005-03-09
JPS5573819A1980-06-03
JPS5468716A1979-06-02
JPS6187823A1986-05-06
US4545827A1985-10-08
US6428632B12002-08-06
Other References:
See also references of EP 2826882A4
Attorney, Agent or Firm:
WATSON & BAND LAW OFFICE (CN)
上海市华诚律师事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. ,一种无取向电工钢板, 其特征在于, 以重量百分比计, 其铸坯包含以下成分: Si: 0.1—2.0 wt%, Ah 0.1— 1.0 wt%, Mn: 0.10〜 .0wt%, C: 0.005 wt%, P: 0.2 wt%, S: 0.005 wt%, N: ^0.005 wt%, 余量为 Fe以及不可避免的杂质, 并且

该钢板的磁导率满足以下关系式 (1) 和 (2):

μιο+μ 13 +μ ι5 13982 - 586.5P15/50 (1 );

μΐ0+μΐ3+μ 15^ 10000 (2),

其中, μιθ、 μη、 μ15分别是 50 Hz时 1.0 Τ、 1.3 Τ、 1.5 Τ磁感强度下的相对磁导率; ?15/5。是在 1..5丁磁感强度下501¾时的铁损, 关系式(1) 中的 Ρ15/5ο作为无单位数值计算。

2. 如权利要求 1所述的钢板, 其特征在于, 还含有总含量为 0.3Wt%的Sn和 Sb中的 一种或两种。

3. 如权利要求 1或 2所述的钢板, 其特征在于, 满足以下关系式 (3):

ΐθ+μΐ3+μι5^ H000 (3)。

4. 一种生产如权利要求 1至 3中任一项所述的钢板的方法, 依序包括炼钢、 热轧、 酸 洗、 冷轧、 退火工序。

5. 如权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 不包含热轧板的常化处理工序。

6. 如权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 所述热轧工序中终轧温度 FDT满足如下 关系式 (4):

830+42x(Si+Al) <FDT< 880+23 (Si+Al) (4),

其中 Si和 A1分别代表元素 Si和 A1的重量百分比, FDT的单位是。 C。

7. 如权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 热轧板名义晶粒尺寸 D不小于 30 μπ 且 不大于 200 μπι,

其中 D=Rxd, R为再结晶百分比例, d为热轧板再结晶晶粒尺寸平均值。

8. 如权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 在所述热轧工序中, 在对中间坯粗轧后到 对其在 F1机架精轧前的时间间隔 ^控制 fe20s, 并且在对中间坯精轧后到对其进行层流 冷却前的时间间隔 t2控制 fe5s。

Description:
一种无取向电工钢板及其制造方法 技术领域

本发明属于冶金领域。 具体地说, 本发明涉及一种无取向电工钢板 (a mm-oriented electrical steel sheet) 及其制造方法, 尤其涉及一种生产成本低、 铁损低且磁导率高的适用 于工业电机的无取向电工钢板及其制造方法。 背景技术

随着世界各国对节能要求的不断提高, 对电机的效率和节能提出了更高的要求。 要提 高电机效率, 必须设法降低电机的损耗。 电机的损耗大体分为如下几类: 定转子铜损耗、 基本铁损耗、 机械损耗和杂散损耗。 其中铜损耗约占总损耗的 40 %, 铁损耗占总损耗的 20 %, 它们都与电机的制造材料电工钢板的磁感和磁 导率有关。 提高电工钢板的磁感应强度 和磁导率可以降低铜铁损耗和铁损耗, 因此具有低铁损和高磁导率的无取向电工钢板 是制 造高效电机的首选材料。

通常, 为了获得较低的铁损耗, 一般选择添加 Si、 Al等元素来提高材料的电阻率。 比 如, 日本专利 JP-A-55-73819公开到, 通过添加适量的 A1并调整退火气氛, 可减少钢板表面 的内氧化层, 从而获得优异的磁性能。 类似地, 日本专利 JP-A-54-68716和 JP-A-61-87823 公开到, 通过添加 Al、 添加 REM、 或者优化退火的冷却速度, 可提高磁性能。

然而, 单单通过添加 Si、 Al等合金元素, 或者同时配合相应的工艺优化来提高磁性能 是有局限性的, 因为众所周知, Si和 A1的添加会导致磁感下降, 导致电工钢板的磁导率降 低, 从而降低电机的使用效率。

美国专利 US 4545827公开了一种低铁损、 高磁导率的无取向电工钢板的制造方法, 通 过调整 C含量 (wt%)控制产品碳化物析出, 同时采取平整技术获得 3.5-5.0 ASTM的铁素体晶 粒及易磁化织构组分, 但是该专利的成分体系是低 Si、 高。。 而 C含量高易发生磁时效, 引 起铁损增加。

美国专利 US 6428632公开了一种各向异性小、 加工性能好、 可应用在高频区域的无 取向电工钢, 该专利要求钢板性能满足公式 B 5 o (L+C)^ 0.03W 15/50 (L+C) + 1.63和 W 10 / 40 o ( D)/W 1( 4(K )(L+C) 1.2的条件, 能够制造出效率高于 92 %的高效电机。 但该专利的无取 向电工钢主要用于高频旋转电机, 其生产成本较高, 因而不适用于普通工业电机。 因此, 开发出生产成本低、 适用于工业电机的铁损低且磁导率高的无取向 电工钢板具 有广阔的市场前景。 为开发出这种钢板, 本发明人基于如下思路设计研究方案: 通过控制 热轧过程的空冷时间和终轧温度, 使钢中夹杂物粗大化, 促进热轧板再结晶比例和晶粒长 大, 获得低铁损高磁导率的无取向电工板, 生产出满足提高普通工业电机、 高效和超高效 工业电机效率所需的无取向电工钢板。具体而 言,提供一种适用制造工作磁密为 1.0〜1.6T 区间工业电机的无取向硅钢, 利用该钢板制造的电机的效率可以提高 1%。 发明内容 为此, 本发明的一个目的在于提供一种无取向电工钢 板, 其铸坯所包含的成分以重量 百分比计为:

Si: 0.1〜2.0wt%, Al: 0.1〜1.0wt%, Mn: 0.10〜1.0wt%, C: 0.005 wt%, P: 0.2 wt%, S: ^0.005 wt%, N: ^0.005 wt%, 余量为 Fe以及不可避免的杂质,

并且该钢板的磁导率满足以下关系式 (1) 和 (2):

μιο+U ΐ3+μ ι 5 ^13982 - 586.5P 15/5 o ( 1 );

μΐθ+μ ΐ3+μ 15^ 10000 (2),

其中, μ 10 、 μ 13 、 4 15 分别是501¾时1.01\ 1.3 Τ、 1.5 Τ磁感强度下的相对磁导率; 而 ? 15/5 0是在1.5丁磁感强度下50 时的铁损, 计算关系式 (1) 时, 不考虑 P 15/5D 的实际单 位是瓦特 /千克 (W/kg), 将其作为无量纲的数值。

优选该钢板的磁导率满足以下关系式 (3):

μ10+μ13+μ 15^ 11000 (3

上述钢板中, 可视情况而选择性地添加 Sn或 Sb的一种或两种, 添加的 Sn和 Sb中的 一种或两种的总含量控制在 0.3 wt%。

换句话说, 本发明可提供一种无取向电工钢板, 其铸坯所包含的成分以重量百分比计 为-

Si: 0.1—2.0 wt%, Ah 0.1〜1.0wt%, Mn: 0.10〜1.0wt%, C: 0.005 wt%, P.- 0.2 wt%, S: 0.005 wt%, N: 0.005 wt%, Sn和 Sb中的一种或两种: ^0.3 wt%, 余量为 Fe 以及不可避免的杂质,

并且该钢板的磁导率满足以下关系式 (1) 和 (2):

μιο+μ ι 3 15 13982 - 586.5Ρ (1);

μιο+ ΐ3+μ 15^ 10000 (2), 其中, μ κ)、 μ 13 、 4 15 分别是50 时 1.0丁、 1.3 Τ、 1.5 Τ磁感强度下的相对磁导率; 而 ? 15 / 5 0是在 1.5丁磁感强度下50 时的铁损, 计算关系式 (1 ) 时, 不考虑 P 15/5Q 的实际单 位是瓦特 /千克 (W/kg), 将其作为无量纲的数值。

本发明的另一目的在于提供一种生产上述无取 向电工钢板的方法, 依序包括炼钢、 热 轧、 酸洗、 冷轧、 退火工序。

优选地, 本发明的生产方法中可省去热轧板的常化处理 工序。

优选地, 本发明的生产方法中热轧工序中的终轧温度 (FDT) 满足关系式 (4 ) :

830+42x(Si+Al) <FDT< 880+23 (Si+Al) ( 4),

其中 Si和 A1分别代表元素 Si和 A1的重量百分比, FDT的单位为摄氏度 (°C)。 优选地,本发明的生产方法中热轧板的名义晶 粒尺寸(nominal grain size)D大于 30 μ πι, 其中 D =R x d, R为再结晶百分比例, d为热轧板再结晶晶粒尺寸(recrystal grain size )平 均值。

优选地, 本发明的生产方法中, 在热轧工序中, 在对中间坯粗轧后到对其在 F1 机架 精轧前的时间间隔 ^控制在 20秒以上, 在对中间坯精轧后到对其进行层流冷却前的时 间 间隔 t 2 控制在 5秒以上。

优选地, 本发明的钢板可用于制造工业电机, 尤其是高效、 超高效工业电机。

本发明的无取向电工钢板有如下优点: 生产成本低、 铁损低、 且磁导率高, 就作为制 造工业电机的材料而言, 是一种性价比很高的材料。 另一方面, 本发明的生产方法中, 通 过改进其他工序的工艺条件, 可以省去热轧板的常化处理工序, 缩短了加工流程, 相应地 降低了无取向电工钢板的生产成本, 并能得到铁损低、 磁性能优良的产品。 实验表明, 与 常规的无取向硅钢产品相比, 利用本发明产品制造的电机的效率至少可以提 高 1 %, 可大 大节约电能。 附图说明

图 1是显示无取向电工钢板的 μ κ)+μ 13 15 、 P 15 / 5Q 与电机效率之间关系的示意图。 图 2是 A类电工钢板和 B类电工钢板的铁损 P 15 / 5( )相对于磁感 B 5Q 的曲线图。

图 3是热轧板金相显微组织照片。

图 4是热轧板的晶粒大小与最终产品钢带的磁导 之和 μ 10 +μ , 3 15 的关系示意图。 具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作详细说明 。 定义

中间坯

钢板热轧工序中, 在粗轧之后、 精轧之前的钢坯。 .

F1机架

精轧机列的第 1个轧机。 典型的精轧机列由 7架轧机组成, 简称 Fl-F7。

名义晶粒尺寸 (nominal grain size)

本发明中用于描述晶粒尺寸和再结晶百分比例 的指标, 用 D表示, 并且 D = R x d, 其 中 R为再结晶百分比例, d为热轧板再结晶晶粒尺寸 (recrystal grain size) 平均值。

本发明的原理

电机的效率与制造材料无取向电工钢的铁损 P和磁感 B密切相关,但铁损 P和磁感 B 是一对相互矛盾的参量。 在电机效率与电工钢板磁性能的关系研究中, 发明人使用各种牌 号的电工钢板制成了不同类型的工业电机。 研究中发现, 对于普通工业电机而言, 因其工 作磁感通常位于 1.0 T 〜 1.6 T之间,也就是说电机的工作区间通常达不到 料 B 5C) 所对应 的磁感, 所以判断电机效率高低不能简单地从 B 5 。的高低来评价电工钢板磁性能的优劣。 举例来说, 在 P 15 / 5 o相同的情况下, A类电工钢的 B 5Q = 1.75 Τ, B类电工钢的 B 5 。=1.70 T, 从表面上看, 使用 A类电工钢制造的电机似乎更节能、 效率更高。 但是实际可能会存在图 1所示的情况, 在电机设计相同的前提下, 使用 B类材料所制造的电机的效率反而会高于 使用 A类材料所制造的电机的效率。 图 2所示为无取向电工钢板的 μ ι 。+μ 13 15 、 P 15/5e 与电机效率之间关系的示意图。 所 用电机为 30KW-2电机。 根据图 2, 本发明人发现, 当无取向硅钢的磁导率(μ 1() 13 + μ , 5 ) 及铁损 P I5 / 5D 满足以下公式 (1 ) 和 (2) 时, 电机效率明显提高- μ 10+ μ 13 + μ 1^13982 - 586.5Ρι 5/5 ο ( );'

μ 10+ μ 13+ μ 1^10000 (2)。

其中, 在计算关系式 (1 ) 时, 可以不考虑 Ρ 15/5() 的实际单位瓦特 /千克 (W kg), 而是 将其作为无单位量纲的数值来计算。

电工钢的磁性能与晶粒组织的关系 本发明深入研究了热轧工艺对最终产品钢带磁 导率的影响, 发现热轧板的晶粒组织大 小与电工钢板的磁导率存在很强的相关性。 当对无取向硅钢进行热轧时, 一方面钢板与轧 辊间存在较大的摩擦力, 使得钢板表面受到的约束多、应力应变状态复 杂, 积累的储能高; 另一方面, 钢板表层温度低于中心温度, 表层储能增殖速度加快, 动态回复速度慢、 能量 消耗速度低, 以致于达到发生动态再结晶的能量条件而形成 细小的动态再结晶晶粒组织; 其心部则由于动态回复速度快、所积累的储能 低, 再结晶动力小, 不足以发生动态再结晶, 终轧后的组织主要是形变晶粒, 如图 3所示。

由于钢板终轧后的温度较高, 随后空冷时要发生静态回复和再结晶及晶粒长 大的过 程。 静态回复速度与形变储能、 层错能和温度相关, '形变储能高、 层错能高和温度高则静 态回复速度快。 静态再结晶速度与静态回复程度、 晶界迁移难度和温度相关, 静态回复越 充分、 晶界迁移越难、 温度越低则静态再结晶速度越慢甚至于不发生 再结晶。

总体来讲, 硅钢热轧板晶粒组织主要由动态回复和动态再 结晶及静态回复、 静态再结 晶和晶粒长大等过程决定, 在钢板厚度方向土 (横截面)从表面至中心的组织分布为: 表层 主要为动态再结晶晶粒的进一步静态回复组织 , -中心主要为动态回复变形晶粒的进一步静 态回复或静态再结晶组织, 表层到中心过渡区主要为部分动态回复形变晶 粒和部分动态再 结晶晶粒的进一步静态回复或静态再结晶组织 。

基于再结晶的上述机理, 发明人对于直接与再结晶、 晶粒尺寸相关的热轧工序中的许 多工艺条件进行了探索, 对部分条件进行了改进和限定, 比如终轧温度(FDT)、 中间坯在 粗轧与 F1 机架间的停留时间、 层流冷却前停留时间等等。 从而确保钢板再结晶比例和晶 粒粗大化, 以取得优良的磁性能。

为了表征电工钢的磁性能与热轧板晶粒组织的 关系, 本发明人对于诸如图 3所示的热 轧板晶粒尺寸进行了定义, 提出了 "热轧板名义晶粒尺寸"这一概念。 本发明中, 热轧板 名义晶粒尺寸 D=R x d, 其中 R是再结晶比例, d是热轧板再结晶晶粒尺寸平均值。

. 由上式可知, 再结晶比例与名义晶粒尺寸成正比例。 研究发现, 热轧板名义晶粒尺寸 越大, 电工钢板的磁导率也越高。

为了保持在普通工业电机工作磁感范围 1.0 T 〜 1.6 T内低铁损的优势, 在钢板热轧 时可对热轧中间坯在粗轧和 F1机架之间、 以及 F7机架结束后进入层流冷却前的停留时间 和终轧温度进行优化, 以确保钢板再结晶比例和晶粒粗大化。

为了获得高磁导率, 本发明热轧板名义晶粒尺寸不小于 30 μπι。 另一方面, 热轧板名 义晶粒尺寸不大于 200 μπι。

电工钢成分

本发明的无取向电工钢板各个成分对于电工钢 的铁损和磁性能具有不同的影响, 其中 该钢板的铸坯以重量百分比计包含以下成分:

Si: 能溶于铁素体中形成置换固溶体, 提高基体电阻率, 降低铁损, 是电工钢最重要 的合金元素, 但是 Si恶化磁感, 当 Si含量达到一定水平时, 其含量继续增加, 降低铁损 作用减弱, 本发明 Si含量为 0.1〜2.0%。 如大于 2.0%, 导磁率难以达到高效电机的要求。

A1: 可溶于铁素体提高基体电阻率, 粗化晶粒, 降低铁损, 同时还可以脱氧固氮, 但 容易造成成品钢板表层内氧化。 A1含量超过 1.5%将使冶炼浇注困难, 磁感降低, 且加工 困难。

Mn: 与 Si、 A1—样可以增加钢的电阻率, 降低铁损, 可与不可避免杂质 S形成稳定 的 MnS, 消除 S对磁性的危害, 还可防止热脆, 其也溶于铁素体形成置换固溶体, 有降低 铁损的作用。 因此有必要添加 0.1%以上的含量。 本发明 Mn为 0.10%〜1.50%, Mn含量低 于 0.1%有利作用不明显, 高于 1.50%, Acl温度降低, 再结晶温度降低, 热处理时发生 α 一 Υ相变, 劣化有利织构。 '

Ρ: 0.2%以下, 在钢中添加一定的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。

S: 对加工及磁性均有害, 其与 Mn形成细小的 MnS质点, 阻碍成品退火晶粒长大, 严重恶化磁性, 与 Fe形成低熔点 FeS及 FeS2或共晶体, 易造成热加工脆性。 本发明 S 0.005%以下, 超过 0.003%将使 MnS等 S化物析出量大大增加, 强烈阻碍晶粒长大, 铁损 劣化。 本发明最佳控制范围 S^0.003%。

C: 对加工及磁性均有害, 其与 Mn形成细小的 MnS质点, 阻碍成品退火晶粒长大, 严重恶化磁性, 与 Fe形成低熔点 FeS及 FeS2或共晶体, 易造成热加工脆性。 本发明 S 0.005%以下, 超过 0.003%将使 MnS等 S化物析出量大大增加, 强烈阻碍晶粒长大, 铁损 劣化。 本发明最佳控制范围 S^0.003%。

N: 易形成 A1N等细小弥散氮化物, 强烈阻碍晶粒长大, 铁损劣化, 本发明 ^O.002% 以下, 超过 0.002%将使 A1N等 N化物析出量大大增加, 强烈阻碍晶粒长大, 铁损劣化。

Sn和 Sb: 活化元素, 在表层或表层晶界处偏聚时, 可以减少表层内氧化, 防止活性 氧沿晶界向钢基渗透, 改善织构, 促使 { 100 } 和 { 110} 组分增加, { 111 } 组分减少, 提 高磁导率效果十分显著。在本发明的无取向电 工钢中,优选含有 Sn和 Sb中的一种或两种, 其含量在 0.04〜0.1%范围时改善磁性能的效果最显著。

Fe: 电工钢的主体成分。

不可避免的杂质: 现有技术条件下无法完全去除、 或者从经济学角度难以去除、 并且 允许其以一定含量存在的物质。通过使电工钢 中的夹杂物实现粗大化、或者参与晶粒形成, 可改善磁性能。 电工钢的生产工艺

本发明的生产成本低、 低铁损且高磁导率的无取向电工钢材料是通过 对成分的限定和 加工工艺的改进而制得的。

一般来讲, 典型的无取向电工钢产品的制造工艺基本上包 含以下步骤:

1 ) 炼钢工艺: 包括转炉吹炼、 RH精炼和连铸工艺, 连铸坯厚一般为 200-300 nim。 通过以上工艺能够严格控制产品的成分、 杂质及微观组织。 通过该步骤将钢中不可避免的 杂质及残余元素控制在较低水平, 并减少钢中夹杂物含量并且使夹杂物粗大化, 根据不同 类别产品要求, 以合理的成本获得尽可能高等轴晶率的铸坯 (slab)。

2) 热轧工艺: 包括对来自步骤 1 ) 的不同钢种铸坯设计 1200 °C以下的不同温度进行 加热、 粗轧、 精轧、 层流冷却及卷取, 获得可满足最终产品优异性能质量要求的热卷 , 其 中热卷产品厚一般为 1.5~3.0 mm。

其中, 在粗轧结束后至精轧前, 中间坯要经过一个包括传送、 搁置 (或称静置) 的过 程, 此过程中也会涉及到再结晶、 晶粒长大、 和 /或晶粒形变的过程。 这一过程的时间间 隔的长短也会影响到钢板的结晶分布和变化。 本申请中, 还可将该时间间隔称为 "中间坯 在粗轧与 F1机架间的传搁时间"或 "中间坯在粗轧与 F1机架间的停留时间", 简写为 ^。

另外, 在精轧结束后至层流冷却前, 中间坯也要经过一个包括传送、 搁置(或称静置) 的过程, 此过程中也会涉及到再结晶、 晶粒长大、 和 /或晶粒形变的过程。 这一过程的时 间间隔的长短也会影响到钢板的结晶分布和变 化。 本申请中, 还可将该时间间隔称为 "层 流冷却前传搁时间"或 "层流冷却前停留时间", 简写为 t 2

3 )常化酸洗工艺: 包括对来自步骤 2) 的热轧板进行连续退火的高温热处理工艺, 常 化处理过程采取氮气保护和严格的工艺控制, 并包含抛丸和酸洗工艺, 形成厚度可以为 1.5~3.0 mm的常化卷; 通过以上工艺可获得较优的微观组织、 织构和较好的表面质量。

4) 冷轧工艺: 包括对来自步骤 3 ) 的常化板或来自步骤 2) 的热轧板进行可逆式轧制 或连续轧制, 根据用户需求可轧制厚度例如为 0.2〜0.65 mm的冷轧产品。 针对 0.15〜0.35 mm厚度规格产品, 也可采取如下步骤 5 ) 所述的中间退火和二次冷轧工艺。

5 ) 中间退火及二次冷轧工艺: 包括对厚度一般为 0.35〜0.5 mm的一次轧制冷轧产品 进行中间退火, 并且进行后续二次轧制轧至目标厚度的冷轧工 艺。 其中, 一次冷轧的压下 率大于等于 20 %。

6) 最终退火工艺: 包括对来自步骤 4)、 或者来自步骤 5 ) 的冷轧产品 (即, 包含或 者不含二次冷轧工艺的中间退火) 进行连续退火。 在不同气氛下 (氮氢混合气体) 进行加 热、 均热、 冷却热处理工艺, 以便形成理想的粗大晶粒、 优化的织构组分, 从而获得优异 的成品磁性能、 力学性能和表面绝缘性。 成品为钢带 (strip), 厚度一般为 0.15~0.65 mm。

本发明的工艺改进

研究发现, 热轧工序中终轧温度 (FDT) 对于热轧板名义晶粒尺寸有直接影响, 而且 该温度、热轧板名义晶粒尺寸与钢坯的组成成 分、尤其是 Si和 A1含量之间有内在的关系。 大量的实验表明, 当热轧工序中终轧温度 (FDT, 单位为。 C) 满足如下关系式 (4):

830+42 X (Si + Al)< FDT < 880+23 X (Si+Al) (4),

且^控制在不低于 20秒, t 2 控制在不低于 5秒时, 得到的热轧板名义晶粒尺寸能够达 到 30 μπι以上。

举例来说, 对于基本成分为 1.0 wt% Si、 0.32 wt% Al、 0.65 wt% Mn、 0.035 wt% P、 <0.0030 wt% C、 <0.0020 wt% N的钢坯, 采用不同的停留时间和终轧温度, 经 720 °C高温 卷取获得了不同晶粒尺寸的热轧组织, 随后形同的工艺进行冷轧和连续退火, 所得热轧板 晶粒大小与磁导率的关系如下图 4 所示。 由图可知, 只有当热轧板的名义晶粒尺寸大于 30μιη时, 成品才具有较高的磁导率。

以下结合具体实施例, 对本发明作进一步说明。 应理解, 以下实施例仅用于说明本发 明而不用于限定本发明的范围。 实施例

1. 实施例一

将钢水经转炉、 RH 精炼处理、 浇注成铸坯。 经热轧、 酸洗、 冷轧、 退火、 涂层后, 得到无取向电工钢产品。 传统制备方法的工艺条件是本领域技术人员所 熟知的。 本发明不 同于所述传统制备方法之处在于: 1. 免去常化工序; 2. 通过热轧过程的等待时间和终轧 温度的配合, 优化热轧板的结晶比例和名义晶粒尺寸大小, 来提高最终产品钢带的磁导率 其中, 热轧工序的板坯加热温度控制为 1100〜120(TC, 经热轧轧成 2.6 mm的带钢, 然后 将 2.6 mm的热轧带钢进行冷轧工艺, 轧成 0.5 mm的带钢, 再进行最终退火和涂层, 得到 产品钢带。

测量热轧板名义晶粒尺寸、 成品钢带的相对磁导率 μ 1() 、 4 13 15 、 铁损 Ρ 15 / 5 ο以及 30 kw-2极电机效率。 结果见表 1。 表 1

其中, 符号 "tr" .代表痕量, 或残余

由表 1可见, 比较例 1成品的 μ κτ^μ +μ ^值低于 10000, 不满足公式要求, 且热轧板 名义晶粒尺寸过小, 因此用其制造的 30 kw-2电机的效率远低于使用本专利范围的电工 材料。

实施例 1至 5的数据表明, 本发明的无取向电工钢板铁损低且磁导率高, 足以适用于 制造高效率的普通工业.电机。

2. 实施例二

将钢水经转炉、 RH精炼处理、浇注成除 Fe和不可避免杂质之外的成分皆为 1.0 wt% Si、 0.32 wt% Al 0.65 wt% Mn、 0.035 wt% P、 <0.0030 wt% C、 〈0.0020 wt% N的钢坯。 热轧 板坯加热温度控制在 1160Ό , 中间坯在粗轧与 F1机架间的停留时间 (即, 中间辊道停留 时间) 、 层流冷却前停留时间 t 2 和 FDT变化如表 2所示。 经过 720°C高温卷取, 热轧轧 成 2.6 mm的带钢, 然后将 2.6 mm的热轧带钢进行冷轧工艺, 轧成 0.5 mm的带钢, 再进 行最终退火和涂层, 得到产品钢带。

测量热轧板名义晶粒尺寸、 成品钢带的磁导率、 铁损? 15 / 5 0以及30 10^2极电机效率。 结果见表 2。 表 2

电机效率 热轧工艺参数 磁性

D ( % ) 编号

FDT ti t 2 (u m) Ul0+U l3 + U l5 Pi 5/50

(。C) (s) (s) (w/kg)

实施例 6 890 24 6 77 12236 3.56 92.1 实施例 7 900 26 7 90 12315 3.43 92.4 实施例 8 910 28 5 87 12297 3.51 92.3 比较例 2 820 10 7 25 10473 4.03 90.4 比较例 3 890 5 3 20 10312 4.17 89.7 由表 2可见, 比较例 2和比较例 3热轧板的名义晶粒尺寸过小, 制得的电机的效率低 于取材本发明的电机效率。

实施例 6至 8的热轧工艺参数皆在本发明限定的范围之内 所制得的电机的效率高。 实施例 6至 8的数据表明, 本发明的无取向电工钢板铁损低且磁导率高, 足以适用于制造 高效率的普通工业电机。 以上仅列出了有限的实施例对本发明的技术方 案进行了阐述, 这些实施例仅示例了电 工钢板磁导率以及热乳工艺中 3个参数 t,、 t 2 和 FDT的验证结果, 但本发明毫无疑问可以 推广至更多工艺条件的改进, 这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。 因此, 在不违 背本发明的思想下, 本领域技术人员可以在此基础上对本发明作出 的各种改动或者修改, 同样应属于本发明的范围。