[發明專利]一種基于薄帶連鑄制備高磁感無取向硅鋼薄規格產品的方法

有效

• 申請號: 201710402775.5
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107058874B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 李成剛;方烽;蘭夢飛;張元祥;盧翔;王洋;曹光明;袁國;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C21D8/12;C21D1/26;C21D1/74
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種基于薄帶連鑄制備高磁感無取向硅鋼薄規格產品的方法。按照以下步驟進行：(1)按照設定的成分冶煉鋼水，其成分按質量百分比為：C≤0.003％，Si 2.0～3.5％，Mn≤0.01％，Al≤0.003％，P 0.02～0.06％，S≤0.003％，余量為Fe及不可避免雜質；(2)薄帶連鑄得到鑄帶；(3)在惰性氣氛條件下進行熱軋；(4)冷卻至650℃卷取，去除氧化鐵皮厚進行單階段多道次冷軋；(5)冷軋帶進行連續退火，然后涂覆絕緣層并烘干，獲得高性能無取向硅鋼薄規格產品。本發明的方法基于薄帶連鑄技術，簡化工藝、降低生產成本，提高了無取向硅鋼薄規格成品的磁性能。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種基于薄帶連鑄制備高磁感無取向硅鋼薄規格產品的方法。

背景技術

硅鋼是電力、電子和軍事工業中不可或缺的節能金屬軟磁材料，薄規格無取向硅鋼主要用于中高頻(400Hz～10kHz)電機、微電機的鐵芯材料，一直是我國市場緊缺的一種材料。無取向硅鋼薄規格產品一般是指硅含量在1.0～4.0％，厚度在0.08～0.20mm的電工鋼，以其低鐵損高磁感的特性，使用在中高頻電機的定子和轉子鐵芯上。隨著全球能源緊張和氣候變暖，節能和環保要求電機通過提高頻率降低損耗，要求鐵芯材料具有高頻性能。因此，制備薄規格高磁感和低鐵損的無取向硅鋼是是電機高效化的關鍵核心。

隨著電力行業的逐漸發展，能源短缺和環境污染等問題的日益突出，機電產品正朝著小型化、高效率、高精度化的方向發展，然而傳統冷軋硅鋼片制造的鐵芯已經難以滿足產品要求，開發低鐵損、高磁感的薄規格無取向硅鋼產品來替代現行普通冷軋硅鋼片是促使電機產品減小體積、降低能耗、減輕質量，提高效率的重要途徑。從產品性能來看，無取向電工鋼極薄帶主要用于制造各種電機鐵芯，包括工業用小型電機、汽車用小型、微型電機鐵芯等，傳統依賴進口，由小規模軍工企業或科研機構生產的薄帶產品已不能滿足未來市場發展的需求。在燃料系、空調系、冷卻系所使用的電機以及混合型電力汽車的啟動發電機中，主要使用厚度為0.35mm的無取向硅鋼，而厚度從0.5mm減薄到0.35mm能夠有效降低硅鋼渦流損失。目前，中高頻電機、控制電器及高能加速器的鐵芯材料中通常采用小于0.2mm的無取向硅鋼薄帶。隨著變頻及高頻控制技術的逐漸發展，無取向電工鋼0.15mm或0.20mm薄帶產品的市場需求將會逐漸增多，而傳統采用常規流程工藝生產薄規格無取向硅鋼的技術潛力已經基本挖掘殆盡，因此開發新工藝成為當前急需解決的問題。

雙輥薄帶連鑄技術，是以兩支平行放置、旋轉方向相反的結晶輥與兩端的陶瓷側封板構成的熔池形成一個移動式的結晶器，液態鋼水直接注入熔池內逐漸在結晶輥的表面結晶，結晶層逐漸增厚在臨近出口位置相遇并經歷一個極短暫的固相鑄軋過程。這種由液態鋼水直接凝固成形目標厚度薄帶，可不需經過連鑄、加熱、熱軋和常化等生產工序，液態金屬在結晶凝固的同時承受著壓力加工和塑性變形，短時間內從液態金屬凝固到固態薄帶，凝固速度可達10²～10⁴℃/s，大大細化了硅鋼凝固組織。薄帶連鑄制備無取向硅鋼的工藝特點決定了其可以提供新的技術思路，一方面薄帶連鑄可直接生產1.2～1.5mm鑄帶，比常規熱軋帶薄，可經過單階段冷軋制備極薄帶，有效減小冷軋壓下量，提高成材率。另一方面，鑄帶組織可控，合理的控制熔池過熱度可以獲得細小等軸晶的鑄帶組織。因此，薄帶連鑄工藝為薄規格無取向硅鋼的制備提供了新的技術途徑。