[发明专利]磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法

说明书

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Cu_xS的S含量)/钢中的S含量≤0.2。本发明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。

技术领域

本发明涉及电工钢板，尤其涉及一种磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

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。

发明内容