[發明專利]一種高牌號無取向硅鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 200710042541.0
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN101333620A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 馬愛華;王波;謝世殊;金培有;陳曉;劉獻東
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;C22C33/04;B21B37/74;C21D8/12;C21D1/26
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及冶金領域，特別涉及一種具有優良磁性能的高牌號無取向電工鋼及其制造方法。

背景技術

高牌號無取向硅鋼主要用于制造大型電動機和發電機鐵芯，其磁性的主要特點是鐵損極低。傳統上其制造特點是硅含量在2.5％以上，再添加0.2％以上的鋁，以增加鋼中的電阻，從而降低鐵損。再實施熱軋、常化和冷軋工序，并進行最終退火和涂覆絕緣層。為降低鐵損，最終退火溫度要求達到1000℃以上，甚至1075℃。但是，高溫退火所帶來的問題一是成本高，二是帶鋼表面附著的氧化物被氫氣還原為鐵而堆積在爐輥表面，從而引起爐輥結瘤。為防止爐輥結瘤，延長爐輥的使用壽命，通常采用改善爐輥材質，如使用碳套輥、陶瓷涂層輥以及在高溫區使用漂浮器等措施，改善爐輥材質的辦法實際上并沒有得到很好的效果，使用漂浮器的辦法增加了設備投資，同時在高溫下漂浮器的使用風險較大。

美國專利No4666534指出，對于生產Si含量＜2.0％，Al含量在0.10％～0.20％之間，Mn含量在1.0％～1.5％電工鋼時，向鋼中同時添加0.02％～0.2％Sn和＜0.005％B，控制B/N比在0.5～1.5，可以獲得低鐵損和高磁感的電工鋼。日本專利平3-24250中提到住友金屬公司在生產高Al(0.5％-1.0％)的3％Si鋼中添加適當含量的B，可防止形成內氧化層和內氮化層，并促進晶粒長大，同時可以使磁各向異性減小。

發明內容

本發明的目的是提供一種高牌號無取向硅鋼及其制造方法，以實現在保證磁性能的前提下，利用較低的退火溫度來生產高牌號電工鋼，降低爐底輥結瘤，避免帶鋼劃傷。

本發明的技術方案為：一種高牌號無取向硅鋼，其化學成分重量百分配比為：Si：2.5～3.5％，Al：0.5～1.5％，C≤0.004％，Mn：0.10～1.50％，P≤0.02％，S≤0.005％，N≤0.002％，B≤0.005％，B/(C+N)＝0.5～2.0；其余為鐵和不可避免的雜質。

優選地，B/(C+N)＝0.8～1.5。在高硅(2.5～3.5％)高Al(0.5～1.0％)鋼的研究中發現，鋼水中B和N的作用與C含量密不可分，往鋼水中添加＜0.005％B，優化C、B和N含量，使B/(C+N)＝0.5～2.0(0.8～1.5最優)。C能促進B的擴散，使B與N優先形成BN，以BN為核心析出粗大的AlN，防止熱軋時析出細小的AlN，從而可以獲得性能優良的磁性能。

Si：能溶于鐵素體中形成置換固溶體，提高基體電阻率，降低鐵損，是電工鋼最重要的合金元素，當Si含量達到一定值時，其含量繼續增加，降低鐵損作用明顯減弱，本發明2.5％≤Si≤3.5％，硅含量超過3.5％加工困難。

Al：可溶于鐵素體提高基體電阻率，粗化晶粒，降低鐵損，同時還可以脫氧固氮，但容易造成成品鋼板表層內氧化。Al含量超過1.5％將使冶煉澆注困難，磁感降低，且加工困難。

Mn：與Si、Al一樣可以增加鋼的電阻率，降低鐵損，可與不可避免夾雜物S形成穩定的MnS，消除S對磁性的危害，還可防止熱脆，其也溶于鐵素體形成置換固溶體，有降低鐵損的作用。因此有必要添加0.1％以上的含量。本發明Mn為0.10％～1.50％，Mn含量低于0.1％有利作用不明顯，高于1.50％，Ac1溫度降低，再結晶溫度降低，熱處理時發生α-γ相變，劣化有利織構。

P：0.02％以下，在鋼中添加一定的磷可以改善鋼板的加工性，但對于高Si電工鋼P超過0.02％時反而使鋼板冷軋加工性劣化。

S：對加工及磁性均有害，其與Mn形成細小的MnS質點，阻礙成品退火晶粒長大，嚴重惡化磁性，與Fe形成低熔點FeS及FeS₂或共晶體，易造成熱加工脆性。本發明S≤0.005％以下，超過0.005％將使MnS等S化物析出量大大增加，強烈阻礙晶粒長大，鐵損劣化。

C：對磁性有害，是強烈阻礙晶粒長大的元素，同時C是擴大γ相區的元素，過量的C使常化處理時α與γ兩相區轉變量增加，大大降低Ac1點，對結晶組織起細化作用，引起鐵損增加。本發明Si≥2.5％已屬于完全鐵素體，如果含量超過0.004％會發生磁時效，因此規定C≤0.004％。

N：易形成AlN等細小彌散氮化物，強烈阻礙晶粒長大，鐵損劣化，本發明N≤0.002％以下，超過0.002％將使AlN等N化物析出量大大增加，強烈阻礙晶粒長大，鐵損劣化。