用于制备具有高冷轧压下度的晶粒非取向的电炉钢带材的方法技术

本发明专利技术涉及用于制备晶粒非取向的电炉Fe‑Si钢带材的方法，该带材具有优异的电学特征和/或磁性特征，优选待用于构建发电机。

Method for preparing grain non oriented electric steel strip material with high cold rolling reduction degree

The invention relates to a method for preparing non grain oriented electric furnace Fe Si steel strip, the strip has excellent electrical characteristics and / or magnetic properties, preferably to be used for the construction of the generator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备具有高冷轧压下度的晶粒非取向的电炉钢带材的方法本专利技术涉及用于制备晶粒非取向的电炉Fe-Si钢带材的方法，该带材具有优异的电学特性和/或磁性特征，优选待用于构建发电机。现有技术晶粒非取向的电炉钢带材(electricsteelstrip)主要用于制造旋转式发电机的芯。市售的产品根据其磁性性质进行分类(由UNIEN10106标准规定)。这种磁性特征与组分的晶体结构有关，特征为晶粒平均尺寸通常不大于0.25mm，轧制产品的平面中尽量各向同性的晶体排列来确保在发电机操作过程中各种角度施加磁场的磁性行为相似。主要的定性磁性特征是根据标准IEC60404-2和IEC60404-3，在施加特定值的磁场时可获得的特定感应加工条件和磁化频率以及极化水平条件下测量的磁损耗。现有的制备晶粒非取向的电炉钢带材的技术有多种，并且为了减少磁损耗，开发了一些策略，如减少轧制产品的最终厚度和/或通过添加元素如Si,Al,Mn…增加金属合金的电阻率，等。用于改进产品磁性而研究的另一个冶金特征是所述钢的金属基质中存在的第二非金属相(例如硫化物、氮化物、碳化物和氧化物)的最大容量。出于该目的，最新的生产实践包括在板坯浇铸过程中已在熔融钢的固化阶段中制备具有极少硫、氮、碳和氧含量的钢。轧制产品中另一个受控的物理特征是板材的表面性质。具体地，最好的产品的特征是具有低粗糙程度和无(或几乎无)热氧化的表面。通常由Fe-Si合金制成，具有在0.1重量％-3.3重量％之间可变的硅含量的晶粒非取向的电炉钢带材由熔融合金开始制备并固化为板坯；板坯进行热轧以得到轧制产品的板材，然后进行冷轧直到获得最终应用厚度。除了有时在科技文献和国际专利文献中描述但目前未包括任何工业实施的直接薄带连铸固化，用于制造晶粒非取向带材的板坯根据使用的技术通过连续固化以在20mm-300mm之间可变的厚度生产。板坯的热轧有时根据使用的技术和设备以非常不同的方式进行，但对所有的情况温度范围为1300℃至700℃，用于获得厚度在2.5mm-1mm之间变化的热轧产品。通常市场上提供的用于最终用途的产品的厚度在1mm至0.35mm之间变化，用于常规应用，最高至0.2mm的较低厚度用于特殊的高频应用。所有已有的生产方法的特征为通过热轧(通常温度>700℃)压下率90-95％(薄板坯技术)和98-99％(厚板坯技术)的量并通过冷轧(通常温度<300℃)压下率通常60％-80％的量。那么，具体地，在最新的技术中，趋势是制备更薄的热轧板材，以尽量减少施加冷轧的量。其优势是降低成本和改进与较便宜的冷轧相关的性能，以及同时改进磁性，其与完成的产品中可获得的晶体排列相关。US676412公开了制备晶粒非取向的磁性带材的方法，由厚度小于1.5mm的热轧板材开始制备。该文献中描述的方法包括受限的硅和铝含量([％S]+2[％Al]≤1.8)，以及即使其包括可能加入其它合金元素如P,Sn,Sb,Zr,V,Ti,N,Ni,Co,Nb,B，这些元素的总量也不超过1.5％，因此可获得的磁损耗对目前市场所需的高质量产品而言质量很差。US2005/0067053A1描述了热轧制备带材的方法，该方法适合制造最大热轧条带厚度为1.8mm或1.2mm的晶粒非取向的磁性带材。在该情况中可采用的Si和Al含量较高，但对任何情况都限制为[％Si]+2[％Al]≤5％。在描述热轧产品基质的具体晶体结构的文献中，采用这种方法就实现产品的高磁性而言，并没有具体的优势。要解决的技术问题晶粒非取向的带材的磁性(特别是与高频工作的发电机中的使用目的相关)主要由合金(含有元素如Si,Al,Mn,..)的电阻率、带材厚度和磁场转动平面内的材料的可极化性调节。此外，产品晶粒的平均尺寸必须在特定的极窄尺寸范围内调节，并针对其最终用途的发电机的工作频率进行优化。但是，在这些产品的工业制造中，对冶金工具(metallurgiclever)的研发对于质量控制存在重要的限制，主要与实际因素有关，具体来说如下：-合金元素的增加使金属合金的电阻率增加，导致机械脆性增加至临界水平，在此临界水平下，物理制造性能的降低使得生产方法不再具有优势；冷轧至极小的厚度产生高成本，特别是与所涉及的合金的脆性特征的问题相关时；难以保证控制产品的微结构(关于粒径分布和晶体结构)，微结构关键性地影响磁损耗和磁性极化特征，这是由于微结构对合金化学组成的甚至小波动和热-机械处理条件和最终退火的高敏感性。
技术实现思路
本专利技术涉及晶粒非取向的电炉钢带材的制造方法，其中通过冷轧获得的整体厚度压下率不小于80％。本专利技术的带材优选用于制备发电机的铁磁芯。因此，本专利技术的一个目的是制备晶粒非取向的电炉钢带材的方法，其中所述钢包括以下组分，以重量百分数计：Si1.8％-6％Al0.2％-4％Mn0.2％-3％S0.0005％-0.01％N0.001％-0.01％C0.001％-0.01％Mn％/S％>100且Al％/N％>200,浇铸和固化之后为板坯形式，该板坯的厚度Sp等于或大于20mm，该板坯进行以下热-机械处理：-任选地，在1000-1330℃的温度下加热所述板坯；-将所述板坯热轧至1300-700℃的温度，总体压下率为70％-99％，得到热轧板材(NAC)，其厚度为2.5mm-12.0mm，-根据以下顺序对之前的热轧板材进行冷轧，总体压下率不小于80％：a)在低于300℃的温度下进行第一步压下率为20％-70％的冷轧(LAF)，b)在700℃-1100℃的温度下进行中间退火软化，持续时间10-900s，c)进行至少第二步压下率为20％-70％的冷轧(LAF)，如果重复所述第二步骤，在重复所述第二步骤之前任选地在700℃-1100℃的温度下再进行中间退火软化，持续时间10-900s。-以连续方式对冷轧板材在800-1200℃温度下进行最后的退火，持续时间10-900s，用于重结晶和晶体生长。在一种优选实施方式中，所述钢还包含：Sn0.01％-0.15％,或更优选还包含:Ti0.001％-0.004％,Cu0.01％-0.20％,Nb0.001％-0.004％,Cr0.02％-0.20％。在另一个优选的实施方式中，所述钢中存在Ti,V,Zr,Nb,Mo,Ta,W,Cr,Co,Ni,Cu中的一种或多种元素，且它们的重量％之和小于1.5％，且包含P,Sb,Sn,Pb,Bi,Se中一种或多种元素，它们的含量的重量％之和小于1.0％。在本专利技术的一个方面，所述方法步骤如下：所述冷轧步骤是单向的并通过依次排列的一个或多个轧制机架获得，优选通过将浓度为1-8体积％的水包油乳液插入层叠柱筒之间作为润滑剂进行。b)所述冷轧之后的中间退火软化连续进行。在本专利技术一个优选的实施方式中，所述以板坯形式固化的钢的厚度Sp<120mm，带材热轧(NAC)至最终厚度以如下方式进行：相对的热施加的压下率(D_热；T>700℃)和相对的冷施加的变形(D_冷；T<300℃)满足如下关系：D_热*D_冷*>0.77其中D_热＝(sp板坯-spNAC)/sp板坯D_冷＝(spNAC-spLAF)/spNAC。最后一次冷轧之后的板材更优选具有0.15-0.50mm的最终厚度。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备晶粒非取向的电炉钢带材的方法，其中所述钢包含以下组分，以重量百分数计：Si 1.8％‑6％Al 0.2％‑4％Mn 0.2％‑3％S 0.0005％‑0.01％N 0.001％‑0.01％C 0.001％‑0.01％Mn％/S％>100且Al％/N％>200,浇铸和固化之后为板坯形式，该板坯厚度Sp等于或大于20mm，该板坯进行以下热‑机械处理：‑任选地，在1000‑1330℃的温度下加热所述板坯；‑将所述板坯热轧至1300℃‑700℃，总体压下率为70％‑99％，得到热轧板材(NAC)，该板材的厚度为2.5mm‑12.0mm，‑按照以下顺序对之前的热轧板材进行冷轧，总体压下率不小于80％：a)在低于300℃的温度下进行第一步的冷轧(LAF)，压下率为20％‑70％，b)在700℃‑1100℃的温度下进行中间退火软化，持续时间10‑900s，c)进行至少第二步压下率为20％‑70％的冷轧(LAF)，如果重复进行所述第二步骤，在重复进行所述第二步骤之前任选地在700℃‑1100℃的温度下再进行中间退火软化，持续时间10‑900s，‑以连续方式对冷轧板材在800‑1200℃温度下进行最后的退火，持续时间10‑900s，用于重结晶和晶粒生长。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 IT RM2014A0002311.一种制备晶粒非取向的电炉钢带材的方法，其中所述钢包含以下组分，以重量百分数计：Si1.8％-6％Al0.2％-4％Mn0.2％-3％S0.0005％-0.01％N0.001％-0.01％C0.001％-0.01％Mn％/S％>100且Al％/N％>200,浇铸和固化之后为板坯形式，该板坯厚度Sp等于或大于20mm，该板坯进行以下热-机械处理：-任选地，在1000-1330℃的温度下加热所述板坯；-将所述板坯热轧至1300℃-700℃，总体压下率为70％-99％，得到热轧板材(NAC)，该板材的厚度为2.5mm-12.0mm，-按照以下顺序对之前的热轧板材进行冷轧，总体压下率不小于80％：a)在低于300℃的温度下进行第一步的冷轧(LAF)，压下率为20％-70％，b)在700℃-1100℃的温度下进行中间退火软化，持续时间10-900s，c)进行至少第二步压下率为20％-70％的冷轧(LAF)，如果重复进行所述第二步骤，在重复进行所述第二步骤之前任选地在700℃-1100℃的温度下再进行中间退火软化，持续时间10-900s，-以连续方式对冷轧板材在800-1200℃温度下进行最后的退火，持续时间10-900s，用于重结晶和晶粒生长。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢进一步包含以下组分，以重量％计：Sn0:01％-0:15％。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钢进一步包含以下组分，以重量％计：Ti0.001％-0.004％Cu0:01％-0:20％Nb0.001％-0.004％Cr0.02％-0:20％。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·扶隽纳提，
申请(专利权)人：材料开发中心股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT