[發明專利]表面良好的高磁感低鐵損無取向電工鋼板及其制造方法

在審

• 申請號: 201310106517.4
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104073714A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 張峰;王彥偉;章培莉;朱簡如;陳凌云;馬長松;呂學鈞
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C33/04;C21D8/12
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及無取向電工鋼板及其制造方法，尤其涉及表面良好的高磁感低鐵損無取向電工鋼板及其制造方法。

背景技術

硅含量較高的無取向電工鋼板，成品帶鋼表面沿軋制方向會出現凸凹不平的波紋，類似瓦楞狀，俗稱“瓦楞狀缺陷”。該缺陷會降低成品帶鋼的疊片系數，導致成品帶鋼磁性變差和絕緣膜層間電阻降低，從而降低終端產品的使用壽命和綜合性能。因此，絕大多數用戶都明確要求，不允許成品帶鋼存在瓦楞狀缺陷。

瓦楞狀缺陷的產生機理可以解釋如下：板坯中的等軸晶率較低，而柱狀晶粗大、發達。柱狀晶生長方向〈001〉，該方向為（001）法向，也是熱流梯度最大方向。這樣在熱軋過程中，粗大的柱狀晶因動態回復和再結晶緩慢而不能徹底破碎。而板板坯柱狀晶極易沿熱流方向長大，并形成具有一定取向關系的粗大柱狀晶，造成軋制過程中的不均勻變形，熱軋結束后板厚中心主要是纖維組織，并在后續生產中無奧氏體與鐵素體相變，以后的冷軋和退火過程中難以再結晶，使得組織均勻性無法消除，遺傳至成品，最終形成凸凹不平的瓦楞狀缺陷。

磷的作用與硅類似，可以明顯改善成品帶鋼的電阻率，促進成品帶鋼的晶粒長大，從而提高成品帶鋼的磁感，降低成品帶鋼的鐵損。因此，磷往往被作為有益元素加入到鋼中。此外，磷是強鐵素體形成元素，即使向鋼中添加微量的磷，也會產生明顯的柱狀晶生長效果，同時引起成品帶鋼的晶粒細化。由于后續生產中，帶鋼內部無奧氏體與鐵素體相變，冷軋過程中，粗大的柱狀晶不能徹底破碎，以后的退火過程中難以再結晶，使得組織均勻性無法消除，遺傳至成品，最終形成凸凹不平的瓦楞狀缺陷。

通常，治理瓦楞狀缺陷的方法主要有，采用電磁攪拌，提高板坯等軸晶率。例如日本專利昭49-39526；增加鋼中碳、錳含量，降低熱軋相變溫度。例如日本專利昭48-49617，中國專利CN101275198、CN1548569，CN101139681等；采用低溫澆鑄，提高板坯等軸晶率。例如日本專利昭53-14609，平2-192853；提高板坯出爐溫度，調整板坯升溫速率，控制精軋終軋溫度，以及控制熱軋首、末道次壓下率，使帶鋼充分再結晶。例如日本專利昭49-27420、昭49-38813、昭53-2332、昭61-69923，中國專利CN1611616，CN1548569；采用常化處理，使帶鋼組織充分再結晶。例如，日本專利昭61-127817等。

以上方法視鋼種牌號、生產工藝、加工成本以及成品磁性、表面狀態等需求不同，可以單獨使用或者配合使用。上述方法分別具有以下特點和要求：

采用電磁攪拌，提高板坯等軸晶率。該法采用電磁攪拌，通過強電磁力對粗大的柱狀晶進行破碎，其效果最為有效。它可以明顯減少板坯柱狀晶率以及提高板坯等軸晶率，尤其是采用二次或以上電磁攪拌，還可以有效抑制中心區形成二次柱狀晶。此法的主要缺點是，攪拌效果取決于鋼中硅含量、磷含量以及電磁攪拌次數。對于硅含量偏低、磷含量偏高的鋼種而言，經過一次電磁攪拌后，板坯中的等軸晶比較容易聚集、結合，再次形成粗大的柱狀晶，因此需要采用二次或以上電磁攪拌，并嚴格控制鋼液澆鑄、冷卻效果。此外，電磁攪拌的生產成本非常高。

增加鋼中碳、錳含量，降低熱軋相變溫度。該法主要是通過增加鋼中碳、錳含量，使板坯加熱和熱軋時發生相變，促進動態回復和再結晶，以消除粗大形變晶粒。此法的主要缺點是，以后退火要脫碳，容易產生內氧化層和內氮化層，惡化鋼的磁性。大幅增加鋼中錳含量，還會顯著增加鋼的制造成本，惡化連鑄澆鑄狀態，并導致熱軋、冷軋過程出現軋制波動。

采用低溫澆鑄，提高板坯等軸晶率。該法主要是通過降低澆鑄過程的鋼液過熱度，減少板坯中的柱狀晶率，提高等軸晶所占比率。此法的主要缺點是，要求鋼液過熱度范圍很窄，難以有效控制，同時也影響連鑄正常操作，過低的鋼水過熱度還會劣化成品電磁性能。

提高板坯出爐溫度，調整板坯升溫速率，控制精軋終軋溫度，以及控制熱軋首、末道次壓下率，使帶鋼充分再結晶。該法主要是通過提高板坯出爐溫度，調整板坯升溫速率，控制精軋終軋溫度，以及控制熱軋首、末道次壓下率，以破碎板坯中的粗大柱狀晶，抑制粗大形變晶粒的發展，并使帶鋼充分再結晶。此法的主要缺點是，提高板坯出爐溫度會造成MnS、AlN等夾雜物固溶加劇，進而惡化成品帶鋼的磁性。同時，為確保帶鋼再結晶效果，還對鋼中的雜質元素S、N等含量提出嚴格要求。另外，含磷鋼種熱軋板坯加熱過程中材質偏軟，提高出爐溫度和在爐時間，板坯比較容易產生“塌腰”，從而影響熱軋穩定生產。