一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢及其制造方法技术

本发明专利技术涉及交流柴(汽)油发电机励磁元件用钢，具体涉及一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢及其制造方法，其化学组分及重量百分含量为：C≤0.10％、Mn：0.5～1.5％、Si≤0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.015％、N≤0.010％，余量为Fe和其他不可避免的杂质，该钢的制造方法采用CSP短流程，依次包括如下生产步骤：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH真空处理→薄板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取。通过采用采用Nb‑Ti复合微合金钢，便于冶炼控制，生产稳定；采用CSP薄板坯连铸连轧工艺，该方法生产工序短、机组运行速度快、生产效率高；生产得到的具有很好的磁性能和机械性能，符合目前交流柴(汽)油发电机对励磁元件用钢的性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢及其制造方法
本专利技术专利涉及交流柴(汽)油发电机励磁元件用钢，具体涉及一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢及其制造方法。
技术介绍
随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，大部分工厂、宾馆、酒楼等都自备应急电站，柴(汽)油发电机正得到日益广泛的应用。为了适应柴(汽)油发电机“轻形化”和“高效化”的要求，对发电机励磁元件提出了更高的高磁感，高矫顽力和低铁损等要求。现有励磁元件用钢中，较多的涉及到大型水电发电机用到的磁极钢，这种磁极钢对磁感强度有着较高要求，对矫顽力和铁损没有明确要求，如申请号为CN201210358802.0和申请号为CN201210165348.7都提到一种250MPa级冷轧磁极钢的制造方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种CSP短流程工艺稳定生产励磁元件用钢及其制造方法，保证合适的机械性能同时，满足较高的磁性能。为实现上述目的，本专利技术公开了一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢，其组分及重量百分含量为：C≤0.10％、Mn:0.5～1.5％、Si≤0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.015％、N≤0.010％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。具体的，所述CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢的组分及重量百分含量为：C：0.05～0.10％、Mn：0.70～1.0％、Si≤0.35％、P≤0.015％、S≤0.024％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.040％、N≤0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。一种上述CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢的制造方法，采用CSP短流程，依次包括如下生产步骤：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH真空处理→薄板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取。具体的，所述薄板坯连铸采用全流程保护浇铸，大包更换时长水口采用石棉碗保护浇铸，中间包水口通入氩气保护浇铸；中间包采用干式料中包，碱性中包覆盖剂。具体的，所述均热炉入炉温度控制在800～950℃，在炉时间大于15min，出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1230±20℃。具体的，所述精轧的终轧温度控制在820±20℃，卷取温度控制在620±20℃。本专利技术成分范围设定的理由：本专利技术的C≤0.10％，C是良好的固溶强化元素，提高钢板强度既简便又经济，但C元素含量过高会使钢的韧性和磁感性能明显下降，为了保障钢板机械性能和磁性能将碳含量控制在0.10％以下。本专利技术的Mn含量选择在0.5～1.50％，Mn作为置换型固溶元素能显著提高钢板屈服强度和抗拉强度，但钢板磁感应强度随Mn含量增加而降低，因此要控制Mn含量在0.5～1.5％之间。本专利技术的Si≤0.40％，Si能明显提高强度且对磁性能影响不大，但会降低钢的塑性，使钢板变脆，影响钢板的加工性能和表面质量，因此Si含量不宜过高。本专利技术的P≤0.025％，S≤0.025％，S和P在钢中属于有害元素，容易形成TiS、MnS等有害杂质，损害钢板的强度和磁性能，因此实际生产中应降低S、P含量。本专利技术的Als≥0.015％，Al是强脱氧剂，主要作用是脱去钢水中的氧(O)，防止Nb、Ti合金氧化失效。本专利技术的Ti≤0.030％，Ti是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，形成的碳、氮化物可在钢重新加热及高温奥氏体区粗轧过程中阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用，提高钢的韧性。在卷取阶段析出细小弥散TiC可以起到显著的析出强化效果，从而有效提高钢板强度。本专利技术的Nb≤0.030％，一定量的铌能显著细化晶粒并提高强度。铌在控轧过程中，可以提高钢的再结晶温度，降低轧机负荷，同时通过抑制再结晶和阻止晶粒长大，可以细化奥氏体晶粒尺寸。在轧后冷却过程中，NbC和NbN微小质点析出，可以沉淀强化的作用。本专利技术的N≤0.010％，N属于转炉中正常残余，可以与钢中钛、铌结合形成TiC、NbN析出，起到抑制奥氏体晶粒长大和析出强化作用。本专利技术生产方法工艺参数控制的理由：本专利技术励磁元件用钢为薄板坯连铸连轧工艺：连铸浇铸过程中，采用全流程保护浇铸，大包更换时长水口采用石棉碗保护浇铸，中间包水口通入氩气保护浇铸。中间包采用干式料中包，碱性中包覆盖剂。均热炉入炉温度控制在800～950℃，在炉时间大于15min，出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1230±20℃。开轧前投用在线炉辊清理程序，具体根据氧化铁皮情况调整炉内气氛。高压水除鳞机除鳞，采用高加热温度可以保证钢坯充分奥氏体化，达到组织均匀的目的，同时钢中化合物能充分溶解，冷却过程中析出，能起到细化晶粒的作用。终轧温度控制在820±20℃，卷取温度控制在620±20℃，可保证析出相充分析出，有利于细化晶粒，提高矫顽力。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术励磁元件用钢成分设计采用Nb-Ti复合微合金钢，便于冶炼控制，生产稳定。2)本专利技术采用CSP薄板坯连铸连轧工艺，该方法生产工序短、机组运行速度快、生产效率高。3)本专利技术生产的励磁元件用钢金相组织为：铁素体+珠光体+游离渗碳体+少量形变组织，生产中该钢板的屈服强度≥350MPa，拉伸强度≥450MPa之间，延伸率≥18％，磁性能B50≥1.59T，Hc1.0≥400A/m，P1.5≤30W/kg(其中B50表示磁场强度为5000A/m时的磁通密度，P1.5表示磁通密度为1.5T时铁损值；钢材密度7.85g/cm3，交流磁化特性试验，频率50Hz，方圈试验装置，试验试样为横向、纵向各一半；Hc1.0表示磁通密度为1.0T时的矫顽力，钢材密度7.85g/cm3，直流磁化特性试验，方圈试验装置，试验试样为横向、纵向各一半)。具体实施方式下面对本专利技术予以详细描述：表1为本专利技术各实施例的化学成分；表2为本专利技术各实施例成品性能检测结果；本专利技术各实施例励磁元件用钢生产采用CSP短流程为：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH处理→波板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取。本专利技术各实施例励磁元件用钢化学成份重量百分比为：C≤0.10％、Mn:0.5～1.5％、Si≤0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.015％、N≤0.010％，余量为Fe和其他不可避免的杂质，具体各实施例化学成分见表1。具体步骤如下具体步骤如下：铁水KR搅拌脱硫，控制[S]≤0.025％，然后进行转炉顶底复合吹炼，合金化，再经过RH真空处理。使钢中的化学成分满足表1的要求，余量为Fe及不可避免的夹杂。将满足表1要求的钢水采用薄板坯连铸机浇注成70mm厚连续板坯带，再根据要求定尺长度切割成薄板坯。然后板坯通过均热炉均热，入炉板坯必须平直，保证板坯入炉平稳，均热炉入炉温度控制在800～950℃，在炉时间大于15min，6出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1130±20℃。开轧前投用在线炉辊清理程序，具体根据氧化铁皮情况调整炉内气氛。高压水除鳞机除鳞。然后直接在7个机架热连轧机组上进行控制轧制，终轧温度控制在820±20℃，卷取温度控制在620±20℃，轧制的钢带经层流快速冷却后卷取成热轧钢卷或切成钢板。采用薄板坯连铸连轧工艺，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢，其特征在于：其组分及重量百分含量为：C≤0.10％、Mn:0.5～1.5％、Si≤0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.015％、N≤0.010％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢，其特征在于：其组分及重量百分含量为：C≤0.10％、Mn:0.5～1.5％、Si≤0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.015％、N≤0.010％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢，其特征在于：其组分及重量百分含量为：C：0.05～0.10％、Mn：0.70～1.0％、Si≤0.35％、P≤0.015％、S≤0.024％、Nb≤0.030％、Ti≤0.030％、Als≥0.040％、N≤0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的CSP工艺生产的发电机励磁元件用钢的制造方法，其特征在于：所述方法采用CSP...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏武，王红军，涂元强，白会平，雷泽红，谢芬，杜蓉，王成，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42