[其他]改善热轧硅钢片性能的制造方法

说明书

本发明属于一种电工钢的制造方法，旨在于通过控制热轧后钢片的冷却工艺来制造具有低铁损、高性能的热轧硅钢片。

以往生产电机用热轧硅钢片都采用电炉、转炉等通常的熔炼炉进行，硅0.8～4.8%、锰0.2～0.3%、余铁等主要原料和一些不可避免的杂质经熔化精熔后，浇注成钢锭，加热到950℃以上，再经热轧开坯，进行热叠轧、制成0.5mm厚的热轧硅钢片，热轧后的冷却采用堆垛自然冷却，平均冷却速度一般为1℃/分钟，经最终退火后就可以作出成品钢片出厂。为了改善热轧硅钢片的性能，降低铁损，历来多靠提高钢中的硅含量和提高最终退火温度。文献《冶金部部颁电工用热轧硅钢薄板标准YB73-70》和《太原钢铁公司工艺质量手册-硅钢、纯钢》中，热轧（0.5mm厚）硅钢片中硅含量从0.8～1.80%上升到3.81～4.80%，铁损P10/50（P10/50表示频率为50Hz，磁感为10000高斯时的铁损值）由5.2瓦/公斤下降到1.60瓦/公斤，P15/50由7.40瓦/公斤下降到3.60瓦/公斤，最终退火温度由750℃上升到850℃，但是提高含硅量虽能明显地降低成品钢片的铁损，同时却降低磁感应强度。含硅量超过3%时，成品的机械性能降低，钢片显著变脆，故电机硅钢片的含硅量一般都控制在3%以下。提高退火温度也能使铁损有所降低，但将伴生板形畸变，粘结等，难于生产板形平整、表面质量优良的优质热轧电机硅钢。此外，提高含硅量和退火温度还将增加成本。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：采用通常电炉、转炉等熔炼炉冶炼主要成分为硅2.0～2.8%、锰0.2～0.3%，铁以及不可避免的杂质，制成硅钢锭，开坯、热轧成0.5mm厚的硅钢片，使终轧后的硅钢片在进入冷却介质前具有一定的温度，进入冷却介质后具有很高的冷却速度并控制硅钢片冷却后到最终退火前的停放时间。

众所周知，成品钢板中碳的含量越低，晶粒尺寸越大，热轧硅钢片的铁损就越低。本发明就是通过上述控制终轧后硅钢片的冷却工艺来降低钢片中碳含量和使晶粒长大，达到降低铁损的目的。本发明规定终轧后的硅钢片进入冷却介质前的温度范围，旨在保证终轧后的硅钢片进入冷却介质前的温度不低于碳化物大量析出并聚集长大的温度区间，然后钢板以很高的冷却造度（＞1000℃/分）在冷却介质中冷却下来，这样，钢中所含的碳绝大部分将处于过饱和固溶状态。只有小部分析出，所析出的碳化物极微细，均匀而弥散地分布于基体中。处于过饱和固溶状态或弥散析出的碳在随后的终退火过程中，极易向钢片表面扩散，促进脱碳反应的进行。因此成品热轧硅钢片的残碳量锐减，铁损因之大幅度下降。处于过饱和状态的碳极不稳定，即使在室温下，若长时间搁置则将发生碳的析出和聚集长大，这对随后的脱碳反应不利，为限制处于过饱和固溶态的碳的过量析出和严重的聚集长大，必须严格控制钢板热轧冷却后到进行最终退火前的搁置时间，使不超过规定的时间期限，确保钢中的碳绝大部分处于有利于脱碳反应的状态。

此外，热轧硅钢片的损耗分析表明，磁滞损耗占总损耗的70%，影响钢片磁滞损耗的因素除材质的纯度外，钢板的晶粒大小也是一个重要的因素。终轧后在冷却介质中急冷处理的钢板，保存形变组织，没有任何回复和再结晶的迹象。与轧后堆垛自然冷却的钢板相比，存在着大量的微观缺陷和严重的晶格畸变，因此具有较高的应变储能，再结晶的驱动力增强，退火后晶粒增大，磁滞损耗显著降低。

本发明实现的必要条件是：使终轧后硅钢片进入冷却介质前的温度为750～660℃。高温金相实验证明终轧后的钢板随着温度的降低，特别是低于760℃后，碳在基体中的固溶度骤降，以碳化物形式析出，析出开始于752℃，随着温度继续下降，碳化物析出量增加，并在某一温度时达到最大的析出量。实践操作表明只要钢板进入冷却介质前的温度在750～660℃之间，钢中的碳化物大多处于过饱和固溶状态，部分以碳化物形式析出的都呈较理想的弥散微细状态因此钢极进入冷却介质时的温度不能低于750～660℃。