一种高硅含钙的无取向电工钢的制备方法，属于电工钢技术领域。采用高Ｓｉ加一定量的Ｃａ的无取向电工钢铸坯为热轧原料，进行热轧、常化、酸洗、冷轧、退火、涂层，得到最终磁性优良的高牌号无取向电工钢产品；其热轧原料成分设计要求满足：Ｃ≤０．００５％，Ｓｉ２．５～３．２％，Ｍｎ ０．１～０．６％，Ａｌ ０．１～１．２％，Ｐ≤０．０２％，Ｓ≤０．００５％，Ｎ≤０．００８％，Ｏ≤０．０１５％，Ｃａ ０．００１０～０．０２％且Ｃａ／Ｓ＝０．２～４．０，其余为Ｆｅ和不可避免的杂质，均为质量百分比。优点在于，通过加Ｃａ处理可对Ｓ的控制要求降低，故冶炼生产成本较低，产品最终磁性能优良：０．３５ｍｍ厚时，Ｐ↓［１．５／５０］＝２．２３～２．３７Ｗ／ｋｇ，Ｂ↓［５０００／５０］＝１．６９～１．７１Ｔ；０．５０ｍｍ厚时，Ｐ↓［１．５／５０］＝２．３１～２．４９Ｗ／ｋｇ，Ｂ↓［５０００／５０］＝１．６８～１．７３Ｔ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电工钢
，特别是提供了一种高硅含钙的无取向电工钢的制备 方法，该电工钢具有优良的磁性能。
技术介绍
硅钢是含硅量在3%左右、其它主要是铁的硅铁合金。是电力、电子和军事工业不 可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机 和变压器的铁心。它的生产工艺复杂,制造技术严格，国外的生产技术都以专利形式加 以保护，视为企业的生命。高牌号无取向硅钢是无取向硅钢中的高端产品，主要用于制 造大、中型水力、火力发电机。制造高牌号无取向硅钢对钢中S含量要求很高， 一般要求N、 0、 S《10ppm以内， 目前的炼钢技术将S降至这一水平要采用特殊的脱S工艺，成本将近增加一倍且难以 稳定生产。国内只有极少量低铁损高牌号无取向硅钢片35W230、 35W250、 50W250牌号 生产，且集中在武钢、太钢两家企业，据了解其质量目前仍不稳定。高牌号无取向硅 钢在中国申请的专利特点简单介绍如下1、 中国专利CN101139681公开了一种中高牌号冷轧无取向硅钢及其制造方法，通 过添加少量Sn、 Sb、 Cu，其总量<0.20%。不用进行常化，其成品磁性Plv5。只 能达到2.8 3.4 W/kg之间。该专利的成本较高且产品磁性能一般。2、 中国专利CN100999050公开了一种高硅高牌号冷轧无取向硅钢制造方法，其工 艺不经过常化，但采用罩式炉退火，故生产周期长，产量低，制造成本高。3、 中国专利CN 1888112和中国专利CN 1887512均含有Sb 0. 03% 0.10%、 Sn 0.05% 0. 12%、 B 0. 0005% 0. 0040%，经过常化或不经过常化；其缺点是合金含量多， 原材料成本较高。4、 中国专利CN1380908和中国专利CN 137085均介绍了一种通过加添加Sb、 Sn 元素来降低铁损、提高磁感的制造方法，其一般是中低含量的Si，其铁损值较低，但 不能满足国标中的50W250牌号的磁性能要求。5、 中国专利CN1078270A公开了一种含稀土冷轧无取向电工钢的生产方法，其特 征是用Ni、 Cu、 Sn、 Sb、 C、 P、 Ca或稀土元素得到好的磁性，其中在加了别的合金元 素的情况下还要求Sn、 Sb和Ca、稀土均须各加入至少一种。磁性P,.5,5。最小值只能达 到2.45W/kg，但其加热温度比本专利高，且钢中合金较多，增加原材料成本，并且其 工艺中要求加湿脱碳退火，退火速度慢。6、 中国专利CN1887512公开了一种无取向电工钢及其制造方法，其特征在于 该无取向电磁钢板以质量％计，含有Si: 2. (m或以下、Mn: 3.(F。或以下、A1: 1.0 3.0%， 根据需要还含有总量合计为0. 002 0.5%的Sn、 Sb、 Cu、 Ni、 Cr、 P、 REM、 Ca、 Mg; 消除应力退火后，其铁损PL5,5。最小值可为2.0W/kg或以下。此专利磁性能较好，且其钢的成分特点是Si含量低但其他合金较多，故总的原材料成本高；此外在冷轧中该专 利采用了中间退火和平整轧制，即采用的是二次冷轧制造工艺，工序增多，制造周期 延长，制造成本也较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了，使电工钢成 品磁性能优良，并且降低了成本。与传统专利技术相比，本专利技术的突出优势在于提供了一种成本相对廉价的工艺制造方法，即可在普通脱S技术条件下(铸坯中S《0.005%)通过加入钙，且钙与硫的 质量比例控制在0. 2 4. 0，以便生成钙的硫化物或钙的硫化物与MnS等混合析出物， 且使析出物粗大化，进而有利于基体晶粒长大，提高磁性能。本专利技术的铸坯为高Si、通过添加一定量的Ca可使铸坯中含S量高达0. 005%，铸 坯经过热轧变形后，热轧板采用常化、酸洗和70 90%冷轧压下率的一次冷轧法冷轧成 薄钢带，然后进行氢氮混合气体保护的最终去应力退火工艺处理，可生产出磁性优良 的高牌号无取向电工钢产品。本专利技术的技术方案-采用高Si加一定量的Ca的无取向电工钢铸坯为热轧原料，进行热轧(未巻取)、 常化、酸洗、冷轧、退火、涂层，得到最终磁性优良的高牌号无取向电工钢产品。其 铸坯为高Si、通过添加一定量的Ca可使铸坯中含S量高达0. 005%。其成分设计方案如下C《0. 005%， Si 2. 5 3.2%， MnO. 1 0.6%， A10.1 1.2%， P《0.02%， S《0.005 %， N《0.008%，。《0. 015%， Ca0.0010 0.02X且Ca/S^. 2 4.0，其余为Fe和不可 避免的杂质，均为质量百分比。热轧板的厚度为2.0 2.5nrn。常化温度为900 1050°C、常化时间为60 300s， 酸洗后冷轧至0. 34 0. 36 imi或者0. 47 0. 50 mm,冷轧板退火温度为900 1050°C、退 火时间为60 240s，要求退火气氛为H2、 IV混和气体，其中H2的比例越高越好且要求 不低于10%;产品退火时不需要加湿脱碳，退火结束时断电随炉缓冷至500 40(TC， 然后取出空冷及进行涂层处理，即可得到具有上述典型磁性能的产品；成 品晶粒大小在100 200um (见附图1)。其优点在于，铸坯中不含Sn、 Sb、 Cu、 Cr、 Ni、 B、 Co、 Ce等合金元素，通过 添加一定量的Ca可使铸坯中含S量高达0. 005%，故产品脱S的冶炼生产成本较低，且 其产品最终磁性能优良0.35mm厚时，Pls,^2. 23 2. 37W/kg， B5W5。=1. 69 1. 71T; 0.50mm厚时，PL5/5。=2. 31 2. 49W/kg， B5。。。/5。=l. 68 1. 73T。附图说明图1为本专利技术中F专利技术钢的去应力退火后的成品金相图(徕卡DIM5000M金相显微 镜100倍下观察结果)。 具体实施例方式实施例1:实验室钢铸坯的化学成分(质量百分比％)如表l。表1 实验钢铸坯的化学成分(％ )原号CSiAlMnSPNCa/sA比较例〈0. 0053. 131.060. 280. 005〈0. 0050. 0041-—B比较例〈0. 0053. 191.080. 290. 004<0. 0050. 0038—-C专利技术钢<0. 0053. 181. 100. 280. 004<0. 0050. 00380. 00551. 375D专利技术钢〈0. 0053. 091. 050. 280. 005〈0. 0050. 00380. 00240. 48E专利技术钢〈0. 0053. 071.120. 260. 004〈0. 0050. 00420. 00180. 45F专利技术钢<0. 0053.211. 100. 280. 004<0. 0050. 00380. 00411.025将表1成分铸坯加热温度950 1150°C，加热保温时间0. 5 5h，终轧温度800 1000。C，热轧带钢厚度2. 0 2. 5國，经960 1000。CX60 300s、保护气氛为^常化 处理后，酸洗后一次冷轧至0. 50mm，然后进行最终去应力退火工艺，其中退火工艺为 980 100(TCX60 24本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高硅含钙的无取向电工钢的制备方法，采用高Ｓｉ加一定量的Ｃａ的无取向电工钢铸坯为热轧原料，进行热轧、常化、酸洗、冷轧、退火、涂层，得到最终磁性优良的高牌号无取向电工钢产品；其热轧原料成分设计要求满足：Ｃ≤０．００５％，Ｓｉ２．５～３．２％，Ｍｎ０．１～０．６％，Ａｌ０．１～１．２％，Ｐ≤０．０２％，Ｓ≤０．００５％，Ｎ≤０．００８％，Ｏ≤０．０１５％，Ｃａ０．００１０～０．０２％且Ｃａ／Ｓ＝０．２～４．０，其余为Ｆｅ和不可避免的杂质，均为质量百分比； 铸坯热轧钢板经常化、酸洗后采用７０～９０％冷轧压下率冷轧成薄钢带，然后进行氢氮混合气体保护的最终去应力退火工艺处理，得到磁性优良的高牌号无取向电工钢；且其产品最终磁性能为：０．３５ｍｍ厚时，Ｐ↓［１．５／５０］＝２．２３～２．３７Ｗ／ｋｇ，Ｂ↓［５０００／５０］＝１．６９～１．７１Ｔ；０．５０ｍｍ厚时，Ｐ↓［１．５／５０］＝２．３１～２．４９Ｗ／ｋｇ，Ｂ↓［５０００／５０］＝１．６８～１．７３Ｔ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗文彬，王全礼，彭凯，刘东旭，刘杰，解清阁，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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