[发明专利]无取向电工钢以及制造方法

说明书

本发明提供了一种无取向电工钢，包括：C 0.001～0.010％，Si 0.5～4.0％，Mn 0.05～0.8％，Al 0.2～1.5％，P≤0.002％，S≤0.0015％，O≤0.002％，N≤0.0015％，各成分均为质量百分比；还提供一种无取向电工钢制造方法，包括：冶炼钢水、薄带连铸、常化酸洗、冷轧以及退火涂层。本发明中，在冶炼钢水时，控制钢水中C、Si、Mn、Al、P、S、O以及N几种成分的含量，且通过常化工艺，可以有效控制无取向电工钢成品的产品质量，具有较低的铁损以及较高的电磁性能，另外整体制造流程比较短，能够达到节能环保的目的，而通过冷连扎，有利于提高产品的质量、成材率和生产效率。

技术领域

本发明涉及无取向电工钢制造，尤其涉及一种无取向电工钢以及制造方法。

背景技术

无取向电工钢的传统工艺流程为：冶炼→连铸→热轧→(常化)→酸洗→冷轧→退火→涂层。

备注：()内的工序仅适用于高牌号和高磁感无取向电工钢品种。

无取向电工钢的性能主要从化学成分、晶粒尺寸、织构三个方面进行改善。

化学成分：无取向电工钢中的最主要功能合金元素为Si和Al，二者均可以提高电阻率和铁素体稳定性，并促进成品晶粒长大，减少晶界从而降低铁损。Si含量在＜4.5％时，随着含量提高，钢的抗拉强度和屈服强度显著增加，并在3.5～4.0％时达到最大值；与此同时，当Si含量＞2.5％时伸长率和面缩率急剧下降，并在＞4.5％的时候迅速降低到零，此时屈服强度和抗拉强度而已急剧下降，变得既硬又脆而无法冷加工。而且，Si原子不能被磁化，所以随着Si含量的提高，电工钢的饱和磁感强度降低，因此冷轧电工钢一般硅含量不超过4.0％。

钢中的C、N、O、P和S等夹杂元素一般通过弥散析出或晶界偏聚的方式阻碍成品退火时晶粒的长大，并进而提升磁滞损耗；同时，S元素还会由于具有热脆效应使得铸坯在热轧时开裂。因此，在实际生产时，通常要求无取向电工钢钢质纯净化，目前，纯净钢水的冶炼已经做得很好，提升的空间非常有限。

晶粒尺寸：如果钢中晶粒的尺寸大，则晶界总面积小，由于晶界处的点阵是畸变的，空位和位错多，内应力大，磁致损耗P_h降低；但是另一方面，晶粒尺寸大，则磁畴增大，涡流损耗P_e和反常损耗P_a也相应增加，故为了降低P_T，含有不同Si含量的无取向电工钢通常存在最佳晶粒尺寸范围，如，Si含量为0.5～1.5％S的无取向电工钢最佳晶粒尺寸为50～120μm，硅含量3％的高牌号无取向电工钢最佳晶粒尺寸为～150μm。

织构：无取向电工钢一般用于制作各类电机。电机在运转状态下工作，铁芯是由带齿圆形冲片叠成的定子和转子组成，要求电工钢板为磁各向异性。最适合旋转磁场的织构{100}0vw织构，或称{100}面织构，其磁晶各向异性能最低，{110}面织构次之，而{111}的最高，而磁晶各向异性能越低，其磁滞损耗越低，且磁感应强度越高，因此增强{100}面织构组分，减少{111}面织构组分，既是提高各向异性的方法，也是同时降低铁损，提高磁感的方法。传统流程无取向电工钢铸坯厚度为150～300mm，热轧过程的变形量大于90％，形成大量的{111}织构，其具有较强的遗传性，会增强后续冷轧和退火后的{111}织构。通过采用常化处理还是不能显著削弱成品板中的{111}织构的比例。

综上所述，常规工艺通过优化化学成分、晶粒尺寸、织构来提升无取向电工钢性能目前已经达到了极限，进一步提高性能难度非常大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种无取向电工钢以及制造方法，以促进生产过程节能环保，并提高产品性能。

本发明是这样实现的：