[发明专利]一种薄带连铸低磁各向异性无取向硅钢的制备方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种薄带连铸低磁各向异性无取向硅钢的制备方法。无取向硅钢的成分按照质量百分比为：C≤0.004％，Si 1.4～2.0％，Mn 0.05～0.2％，Al 0.1～0.4％，S≤0.005％，N≤0.005％，Sn≤0.05％，P≤0.01％，Nb+V+Ti≤0.008％，余量为铁。其制备方法为：冶炼钢水并薄带连铸获得1.5～2.5mm铸带，铸带出辊后进行在线热轧，热轧总压下量为50～65％，然后进行卷曲。热轧带酸洗后进行冷轧，压下量为45～60％。将冷轧板在800～1000℃退火4～8min，然后以小于50℃/s的速度冷至室温并进行涂层处理，得到周向平均磁感值≥1.70T、各向异性小于5％的薄带连铸低磁各向异性无取向硅钢。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种薄带连铸低磁各向异性无取向硅钢的制备方法。

背景技术

无取向硅钢是一种重要的软磁材料，主要用于各种电机及发电机的铁芯制备。电机是在运转状态下工作，为了减少工作过程中的能量损耗，要求硅钢板磁性能优异且磁各向同性。但是，在实际产品中总会存在一定的磁各向异性，这将可能增加电机工作时的能量损耗或者导致错误的警报。

对于多晶材料而言，其在变形及再结晶过程中会展现出一定的织构，从而使得材料在横、纵向的磁性能具有一定的差异，硅钢的磁性能是磁晶各向异性能有关。众所周知，体心立方单晶中<001>轴是易磁化方向，<111>轴是难磁化方向，而<110>轴则介于二者之间。因此，减少退火板中的{111}<uvw>、增强{100}<0vw>织构是减小各向异性、提高无取向硅钢磁性能并改善电机效率的重要措施之一。

无取向硅钢的常规生产流程一般要经过连铸、热轧、常化、冷轧、退火等工艺。为了获得满足高效化、节能化要求的无取向硅钢，人们对无取向硅钢的成分、制造工艺进行许多研究，试图开发出磁性优异的无取向硅钢。专利公开号CN104152800A提供一种通过控制Si、Al、Mn、C、P、S含量，再添加合适的微量元素Mo、Cr和Ce的方法来降低无取向硅钢磁化时的磁各向异性常数，从而改善钢板组织织构、降低无取向硅钢板磁各向异性。但是此方法仍只能使纵横向铁损差值小于8％、磁感差值小于9％。专利公开号CN103849810A通过控制钢水温度及碳、氧含量，并采用低温张力短时退火，制备各向异性优异的无取向硅钢，此方法只提到将铁损异性控制到10％以下，并未提及磁感。日本川崎公司在中国的专利CN1094523则提供一种通过优化热轧工艺来增强退火板中{100}<001>、{110}<001>织构的强度，减弱{111}织构强度的方法，并获得横纵向铁损差值小于8％，磁感差值小于5％的低铁损、高磁感无取向硅钢。以上的方法虽然对无取向硅钢的磁各向异性有所改善，但离我们所要求的各向同性还有一定的差距。

双辊薄带连铸是一种典型的近终形成型技术，其流程是将钢液直接浇注到由两个旋转的铸辊及侧封板组成的熔池内，在快速冷却条件下直接凝固形成1～5mm的薄带，可以省去常规的铸坯加热及热轧等工艺，具有节能、环保等特点。此外，其在无取向硅钢组织及织构控制方面也有一定的优势。相关的研究表明，利用薄带连铸生产的无取向硅钢磁感值比常规流程普遍提高0.04T以上，主要原因是退火板中存在更强的{100}<001>织构。因此，开发薄带连铸条件下的低磁各向异性无取向硅钢是非常有意义的。专利CN102049479B及CN102069165B给出一种通过调整钢液过热度来分别获得全柱状晶与全等轴晶组织的薄带坯的方法。专利CN102274936B通过控制铸带温轧及冷轧板退火工艺，获得一种高磁感无取向硅钢。专利CN102936644B则提供一种通过控制铸带热轧温度及压下率来提高铸轧无取向硅钢磁感、降低铁损的方法。上述技术虽然均在不同程度上提高无取向硅钢的磁性能，但它们均没有涉及磁性能各向异性，而硅钢性能各向异性将会影响电机的转动损耗，是电动设备能否获得优异特性的关键因素之一。因此，开发薄带连铸条件下具有高磁感且低磁各向异性的无取向硅钢具有重要的意义。本专利申请是在国家自然科学基金项目(51674080)资助下完成的。

发明内容