一种高磁感、低铁损无取向硅钢片及其制造方法技术

一种高磁感、低铁损无取向硅钢片及其制造方法，该无取向硅钢片的化学成分质量百分比为：C≤0.005％，Si：0.1～1.6％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.2％，S≤0.004％，Al≤0.003％、N≤0.005％，Nb≤0.004％，V≤0.004％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且同时需满足：120≤[Mn]/[S]≤160，[Nb]/93+[V]/51+[Ti]/48+[Al]/27≤[C]/12+[N]/14。本发明专利技术在钢液浇铸结束之后，采用温控方式调整铸坯入炉温度，有效实现了高磁感、低铁损的无取向硅钢片的稳定生产，制造费用相对低廉，且不需要进行常化处理或者罩式炉中间退火。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无取向硅钢片，具体涉及一种高磁感、低铁损无取向硅钢片及其制造方法，尤其涉及不经过常化处理或者罩式炉中间退火、制造成本相对低廉的高磁感、低铁损无取向硅钢片及其制造方法。
技术介绍
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。通常，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，提高硅钢板磁性能的同时使钢板在冷轧过程中无边裂产生，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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高磁感、低铁损无取向硅钢片及其制造方法，该无取向硅钢片具有高磁感、低铁损，其化学成分中不含贵金属，并且制造工艺不需要常化处理或者罩式炉中间退火，制造费用相对较低，生产过程稳定。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种高磁感、低铁损无取向硅钢片，其化学成分质量百分比为：C≤0.005％，Si：0.1～1.6％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.2％，S≤0.004％，Al≤0.003％、N≤0.005％，Nb≤0.004％，V≤0.004％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且上述元素同时需满足如下关系：120≤[Mn]/[S]≤160，[Nb]/93+[V]/51+[Ti]/48+[Al]/27≤[C]/12+[N]/14。优选的，上述化学成分中120≤[Mn]/[S]≤140。进一步，所述无取向硅钢片具有如下电磁性能：Si含量为0.01％≤Si≤0.30％时，对应A牌号钢种，磁感B50≥1.76T、铁损P15/50≤7.00W/kg；Si含量为0.3％<Si≤0.80％时，对应B牌号钢种，磁感B50≥1.75T、铁损P15/50≤6.00W/kg；Si含量为0.8％<Si≤1.20％时，对应C牌号钢种，磁感B50≥1.72T、铁损P15/50≤4.00W/kg；Si含量为1.2％<Si≤1.60％时，对应D牌号钢种，磁感B50≥1.70T、铁损P15/50≤4.00W/kg。在本专利技术钢的成分设计中：C：C强烈阻碍成品晶粒长大，容易与Nb、V、Ti等结合形成细小析出物，从而引起损耗增加和产生磁时效，因此必须严格控制C含量在0.005％以下。Si：Si能提高基体电阻率，有效降低钢的铁损。Si含量高于1.6％时，会显著降低钢的磁感；而低于0.1％时，又起不到大幅降低铁损的作用。因此，本专利技术控制Si含量为0.1～1.6％。Mn：Mn与S结合生成MnS，可以有效减少对磁性的危害，同时改善电工钢表面状态，减少热脆。因此，有必要添加0.1％以上的Mn含量，而高于0.5％以上的Mn含量，容易破坏再结晶织构，又会大幅增加钢的制造成本。因此，本专利技术控制Mn含量为0.1～0.5％。P：P含量超过0.2％时，容易导致冷脆现象发生，降低冷轧可制造性。因此，本专利技术控制P含量在0.2％以下。S：S含量超过0.004％时，将使MnS等析出物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。因此，本专利技术控制S含量在0.004％以下。Al：Al是增加电阻元素，同时用于电工钢的深脱氧，Al含量高于0.003％时，会造成连铸浇注困难，磁感显著降低，因此，本专利技术控制Al含量在0.003％以下。N：N含量超过0.005％时，将使N的Nb、V、Ti、Al等析出物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。因此，本专利技术控制N含量在0.005％以下。Nb：Nb含量超过0.004％时，将使Nb的C、N夹杂物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。因此，本专利技术控制Nb含量在0.004％以下。V：V含量超过0.004％时，将使V的C、N夹杂物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。因此，本专利技术控制V含量在0.004％以下。Ti：Ti含量超过0.003％时，将使Ti的C、N夹杂物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。因此，本专利技术控制Ti含量在0.003％以下。本专利技术所述高磁感、低铁损无取向硅钢片的制造方法，其包括如下步骤：1)冶炼、铸造按照上述化学成分进行转炉冶炼、RH精炼、连续浇铸成铸坯，连续浇铸工序中，在铸坯表面温度从1100℃降至700℃的降温过程中控制冷却速率为2.5～20℃/min；2)加热铸坯进加热炉加热，控制铸坯入炉温度≤600℃；3)依次经过热轧、酸洗、冷轧、成品退火、涂层后得到成品无取向硅钢片。优选的，步骤2)中铸坯入炉温度≤300℃。进一步，本专利技术制备得到的所述无取向硅钢片具有如下电磁性能：Si含量为0.01％≤Si≤0.30％时，对应A牌号钢种，磁感B50≥1.76T、铁损P15/50≤7.00W/kg；Si含量为0.3％<Si≤0.80％时，对应B牌号钢种，磁感B50≥1.75T、铁损P15/50≤6.00W/kg；Si含量为0.8％<Si≤1.20％时，对应C牌号钢种，磁感B50≥1.72T、铁损P15/50≤4.00W/kg；Si含量为1.2％<Si≤1.60％时，对应D牌号钢种，磁感B50≥1.70T、铁损P15/50≤4.00W/kg。本专利技术的创新之处在于：实现了更为合理的化学成分搭配，进而显著抑制了对成品材料电磁性能有副作用的MnS夹杂以及Nb、V、Ti、Al的C、N化物的析出、长大，具体阐述如下：在浇铸过程中钢液温度逐渐降低，Mn、S元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高磁感、低铁损无取向硅钢片，其化学成分质量百分比为：C≤0.005％，Si：0.1～1.6％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.2％，S≤0.004％，Al≤0.003％、N≤0.005％，Nb≤0.004％，V≤0.004％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且上述元素同时需满足如下关系：120≤[Mn]/[S]≤160，[Nb]/93+[V]/51+[Ti]/48+[Al]/27≤[C]/12+[N]/14。

【技术特征摘要】
1.一种高磁感、低铁损无取向硅钢片，其化学成分质量百分比为：C≤0.005％，Si：0.1～1.6％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.2％，S≤0.004％，Al≤0.003％、N≤0.005％，Nb≤0.004％，V≤0.004％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且上述元素同时需满足如下关系：120≤[Mn]/[S]≤160，[Nb]/93+[V]/51+[Ti]/48+[Al]/27≤[C]/12+[N]/14。2.根据权利要求1所述的高磁感、低铁损无取向硅钢片，其特征在于，所述化学成分中120≤[Mn]/[S]≤140。3.根据权利要求1或2所述的高磁感、低铁损无取向硅钢片，其特征在于，所述无取向硅钢片具有如下电磁性能：Si含量为0.1％≤Si≤0.30％时，磁感B50≥1.76T、铁损P15/50≤7.00W/kg；Si含量为0.3％<Si≤0.80％时，磁感B50≥1.75T、铁损P15/50≤6.00W/kg；Si含量为0.8％<Si≤1.20％时，磁感B50≥1.72T、铁损P15/50≤4.00W/kg；Si含量为1.2％<Si≤1.60％时，磁感B50≥1.70T、铁损P15/50≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，房现石，谢世殊，宗震宇，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31