專利名稱：低牌號含釩含鈦無取向電工鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，尤其是一種低牌號含釩含鈦無取向電工鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
釩鈦是鋼常用的合金元素，在鋼中添加適量釩鈦而形成的釩鈦碳氮化物，能夠起 到細(xì)化晶粒、沉淀強(qiáng)化的作用；同時，釩鈦還能提高再加熱階段晶粒粗化溫度。因此，釩鈦微 合金鋼具備良好的強(qiáng)度、韌性、抗腐蝕能力、耐磨能力和承受沖擊負(fù)荷的能力等，作為結(jié)構(gòu) 鋼廣泛運(yùn)用于建筑、工程機(jī)械、橋梁汽車、鐵路等領(lǐng)域。對于無取向電工鋼，平均晶粒直徑大時，晶界所占面積減小，矯頑力和磁滯損耗降 低；但晶粒尺寸大，其磁疇尺寸增大，渦流損壞增大。因此為了保證良好的電磁性能，與結(jié)構(gòu) 鋼要求晶粒越細(xì)越好不同，無取向電工鋼通常要求晶粒尺寸在30 200微米。釩鈦限制無 取向電工鋼晶粒的長大，使得無取向電工鋼在熱軋及冷軋后再結(jié)晶晶粒尺寸減??；同時，細(xì) 小彌散的釩鈦析出物還導(dǎo)致形成不利于無取向電工鋼電磁性能的{111}織構(gòu)，因此釩鈦的 存在將導(dǎo)致了無取向電工鋼電磁性能的惡化。因此對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在無取向電 工鋼的冶煉過程中，釩和鈦常作為有害元素需要控制在極低的水平。但在冶煉過程中完全 去除鋼水所含的釩和鈦難度極大、成本極高。為了降低冶煉難度，就需要嚴(yán)格控制無取向電 工鋼的冶煉原料的來源，因此冶煉原料的可選擇范圍小，增加了生產(chǎn)成本，不利于回收鋼材 的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能滿足無取向電工鋼電磁性能要求的低 牌號含釩含鈦無取向電工鋼及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其 化學(xué)成分的重量百分比為 005%,SiO. 10 0. 25%,Mn 0. 15 0. 35%,P^O. 025%, S 彡 0. 008%, Als 0. 25 0. 35%、N 彡 0. 007%,0 < Ti ^ 0. 01%,0 < V ^ 0. 01%、余量 為Fe和不可避免的雜質(zhì)。硅能顯著降低鐵損，但硅降低鐵損的同時也使磁感應(yīng)強(qiáng)度下降，因此為獲得滿意 的電磁性能，將硅含量控制在0. 10 0. 25%。鋁在0. 005 0. 014%范圍內(nèi)，鐵損明顯增高，因此在無取向電工鋼中鋁含量為 < 0.003%或彡0. 15%。鋁含量彡0. 15%時，能起到與提高硅量相同的作用。高的鋁含 量能通過形成AlN抑制釩鈦碳氮化物的形成，因此本發(fā)明的無取向電工鋼將鋁含量控制在 0. 25 0. 35%。硫?qū)Υ判詷O為有害，使得矯頑力和磁滯損耗增大，磁感應(yīng)強(qiáng)調(diào)降低，晶粒變小，因 此越低越好，出于成本考慮，控制SS 0. 008%。錳優(yōu)先與鋼中的硫形成MnS，因此錳的作用與硫含量有密切關(guān)系，當(dāng)硫含量為 0. 004% 0. 017%時，提高錳含量，能促進(jìn)晶粒長大；硫含量< 0. 004%時，錳含量提高容
3易析出細(xì)小的MnSiN2,使得晶粒變細(xì)；但在同時降低硫和錳含量時，更能促進(jìn)晶粒的長大， 因此本發(fā)明在降低硫含量的同時，按常規(guī)控制Mn在0. 15 0. 35%。磷易沿晶界偏聚，但從磁性能來看，目前尚存在不同的理解，按常規(guī)控制 P 彡 0. 025%。碳、氮對磁性能極為有害，同時為了抑制釩鈦碳氮化物的形成，含量越低越好，出 于成本考慮，碳含量控制在0. 001 0. 005%，控制N < 0. 007%。進(jìn)一步的，所述無取向電工鋼是厚度為0. 5mm的鋼帶。進(jìn)一步的，鐵損彡7. 5W/kg。進(jìn)一步的，磁感彡1.74T。通過合理的成分設(shè)計，減少細(xì)小彌散的釩鈦碳氮化物的析出，抑制釩鈦對無取向 電工鋼電磁性能的不利影響，使得生產(chǎn)滿足無取向電工鋼電磁性能要求的含釩含鈦無取向 電工鋼成為可能，克服了本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)偏見。擴(kuò)大了無取向電工鋼冶煉原料的來 源范圍，尤其是能夠促進(jìn)回收鋼材在無取向電工鋼生產(chǎn)中的使用，能有效降低無取向電工 鋼的生產(chǎn)成本。上述低牌號含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，工藝步驟包括加熱、粗軋、精軋、 卷取、冷軋、退火，加熱步驟中的溫度為1130 1160°C ；精軋的開軋溫度為> 1000°C、終軋 溫度為850 890°C，卷取步驟中的溫度為彡650°C。進(jìn)一步的，所述冷軋為一次冷軋，冷軋的累計壓下率為75 80%。進(jìn)一步的，所述退火步驟采用包括低溫加熱段和高溫加熱段的鍍鋅/連續(xù)退火 兩用機(jī)組，其中低溫加熱段的出口溫度為650 720°C、高溫加熱段的出口板溫為800 830°C，高溫加熱段時間為27 36s。進(jìn)一步的，所述粗軋步驟各道次、粗軋和精軋之間均設(shè)置有除鱗水裝置，所述精軋 開始溫度通過粗軋步驟的除鱗水開啟道次、粗軋和精軋之間的除鱗水開啟組數(shù)進(jìn)行控制。加熱溫度為1130 1160°C，能減少第二相形成元素的固溶含量，且保證精軋開軋 溫度。精軋步驟的開軋溫度為彡1000°c、終軋溫度為850 890°C，可保證精軋軋制的穩(wěn)定 性，提高鐵素體晶粒再結(jié)晶及長大的驅(qū)動力，保證精軋后晶粒的粗大。卷取步驟中的溫度 為> 650°C，高的卷取溫度有利于形成粗大的再結(jié)晶晶粒，并促進(jìn)A1N、釩鈦碳氮化物的析 出和粗化，可促進(jìn)冷軋后退火步驟中的晶粒長大和形成有利織構(gòu)。通過工藝參數(shù)的選擇和 優(yōu)化，上述用于本發(fā)明含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，可以使用普通的熱連軋機(jī)組進(jìn) 行熱軋和精軋，配合鍍鋅/連續(xù)退火兩用機(jī)組的使用，在保證獲得有利電磁性能的晶粒大 小和織構(gòu)、保證含釩含鈦無取向電工鋼的電磁性能的同時，還將大大降低設(shè)備成本、生產(chǎn)成 本，有利于含釩含鈦無取向電工鋼的生產(chǎn)、推廣。同時，通過工藝參數(shù)和析出規(guī)律的匹配，尤其是熱軋、精軋、卷取參數(shù)的選擇和優(yōu) 化，在通過成分對釩鈦析出物的形成和影響進(jìn)行抑制的基礎(chǔ)上，從物熱力學(xué)、動力學(xué)上對釩 鈦析出物的形成和影響進(jìn)一步進(jìn)行抑制，能進(jìn)一步的提高本發(fā)明含釩含鈦無取向電工鋼的 電磁性能。綜上所述，通過上述成分設(shè)計和工藝設(shè)計的組合，通過成分和工藝雙管齊下能夠 獲得最優(yōu)性能的含釩含鈦無取向電工鋼，也即作為一種最優(yōu)的低牌號含釩含鈦無取向電 工鋼，其化學(xué)成分的重量百分比為C彡0. 005%、SiO. 10 0. 25%、Mn 0. 15 0. 35%、P ^ 0. 025 S ^ 0. 008 Als 0. 25 0. 35 %、N 彡 0. 007 < Ti ^ 0. 01 <V^0. 01 %、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其生產(chǎn)工藝步驟包括加熱、粗軋、精軋、卷取、 冷車U退火，其中加熱步驟中的溫度為1130 1160°C，精軋的開軋溫度為> 1000°C、終軋溫 度為850 890°C，卷取步驟中的溫度為彡6500C，冷軋采用累計壓下率為75 80%的一次 冷軋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其化學(xué)成分的重量百分比為 C^O. 005%,SiO. 10 0.25%、Mn 0. 15 0. 35%、P 彡 0. 025%、S 彡 0. 008%、Als 0. 25 0. 35%,N^ 0. 007%,0 < Ti 彡 0. 01%,0 < V ^ 0. 01%、余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。通過合理的成分設(shè)計，抑制了釩鈦對無取向電工鋼電磁性能的不利影響。因此可 通過現(xiàn)有無取向電工鋼的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)，并可以根據(jù)生產(chǎn)工藝條件的選擇 生產(chǎn)各牌號的無取向電工鋼。具體的，所述無取向電工鋼是厚度為0.5mm的鋼帶。進(jìn)一步 的，根據(jù)GB/T2521-2008標(biāo)準(zhǔn)，上述無取向電工鋼是一種對應(yīng)牌號為50PW1300的無取向電 工鋼，具體的，鐵損彡7. 5W/kg，磁感彡1. 74T。最好的，上述低牌號含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，工藝步驟包括加熱、 粗軋、精軋、卷取、冷軋、退火，加熱步驟中的溫度為1130 1160°C ；精軋的開軋溫度為 彡1000°C、終軋溫度為850 890°C，卷取步驟中的溫度為彡650°C。上述參數(shù)在保證獲得有利電磁性能的晶粒大小和織構(gòu)、保證含釩含鈦無取向電工 鋼的電磁性能的同時，從物熱力學(xué)、動力學(xué)上對釩鈦析出物的形成和影響進(jìn)一步進(jìn)行抑制， 能進(jìn)一步的提高本發(fā)明含釩含鈦無取向電工鋼的電磁性能。為降低工序成本，提高產(chǎn)量，采用一次冷軋法生產(chǎn)中，但冷軋后退火的再結(jié)晶織構(gòu) 與冷軋壓下率有明顯關(guān)系，隨著冷軋壓下率的增加，再結(jié)晶織構(gòu)中對磁性不利的織構(gòu)組份 增加，有利織構(gòu)組份減少，磁感降低，鐵損各向異性增加。因此，最好的，所述冷軋為一次冷 軋，冷軋的累計壓下率為75 80%。具體的，冷軋前板坯的厚度為2. 0 2. 5mm，冷軋后的 標(biāo)稱厚度為0. 5mm。冷軋后的退火可以采用現(xiàn)有的退火設(shè)備和退火工藝。但現(xiàn)有的無取向電工鋼退火 設(shè)備均為專用設(shè)備，成本極高，為了進(jìn)一步降低設(shè)備成本，所述退火步驟采用包括低溫加熱 段和高溫加熱段的鍍鋅/連續(xù)退火兩用機(jī)組，但該兩用機(jī)組不包括高溫恒溫段，因此，具體 的其中低溫加熱段的出口溫度為650 720°C、高溫加熱段的出口板溫為800 830°C，高 溫加熱段時間為27 36s，可控制變形鐵素體的再結(jié)晶程度，獲得均勻的再結(jié)晶晶粒和強(qiáng) 的有利織構(gòu)組份。在加熱溫度也即粗軋開軋溫度一定的前提下，除強(qiáng)制冷卻以外，各道次的軋制溫 度及卷取溫度主要受自然冷卻、軋制速率的影響，為了方便普通熱連軋機(jī)組的使用，方便對 精軋開軋溫度的控制，所述粗軋步驟各道次、粗軋和精軋之間均設(shè)置有除鱗水裝置，所述精 軋開始溫度通過粗軋步驟的除鱗水開啟道次、粗軋和精軋之間的除鱗水開啟組數(shù)進(jìn)行控 制。實(shí)施例
在某廠根據(jù)本發(fā)明的成分設(shè)計和工藝設(shè)計進(jìn)行了工程試驗(yàn)，生產(chǎn)牌號為50PW1300 的無取向電工鋼，除已說明的工藝參數(shù)以外的其他工藝按現(xiàn)有要求實(shí)施。設(shè)備包括120噸LD轉(zhuǎn)爐、包括五道次粗軋和六機(jī)架精軋的熱連軋機(jī)組、鍍鋅/連 續(xù)退火兩用機(jī)組。具體生產(chǎn)過程依次為鋼坯、加熱、粗軋、精軋、卷取、冷軋、退火。生產(chǎn)過 程中，粗軋步驟中開啟除第二和第四道次以外的其他道次的除鱗水，粗軋和精軋之間設(shè)置 一組除磷水。具體的化學(xué)成分見表1、工藝參數(shù)見表2、電磁性能見表3。冷軋成品公稱厚度 為 0. 5mmο表1實(shí)施例的化學(xué)成分 表2實(shí)施例的工藝參數(shù) 表3實(shí)施例的電磁性能
權(quán)利要求
低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其特征在于其化學(xué)成分的重量百分比為C≤0.005％、Si0.10～0.25％、Mn 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.008％、Als 0.25～0.35％、N≤0.007％、0＜Ti≤0.01％、0＜V≤0.01％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其特征在于所述無取向 電工鋼是厚度為0. 5mm的鋼帶。
3.根據(jù)如權(quán)利要求2所述的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其特征在于鐵損<7. 5W/kg ο
4.根據(jù)如權(quán)利要求2所述的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其特征在于磁感 彡 1. 74T。
5.如權(quán)利要求1所述低牌號含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，工藝步驟包括加熱、 粗軋、精軋、卷取、冷軋、退火，其特征在于加熱步驟中的溫度為1130 1160°C ；精軋的開 軋溫度為彡1000°C、終軋溫度為850 890°C，卷取步驟中的溫度為彡650°C。
6.如權(quán)利要求5所述的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，其特征在于所述 冷軋為一次冷軋，冷軋的累計壓下率為75 80%。
7.如權(quán)利要求5所述的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，其特征在于所述 退火步驟采用包括低溫加熱段和高溫加熱段的鍍鋅/連續(xù)退火兩用機(jī)組，其中低溫加熱段 的出口溫度為650 720°C、高溫加熱段的出口板溫為800 830°C，高溫加熱段時間為 27 36s。
8.如權(quán)利要求5所述的低牌號含釩含鈦無取向電工鋼的制備方法，其特征在于所述 粗軋步驟各道次、粗軋和精軋之間均設(shè)置有除鱗水裝置，所述精軋開始溫度通過粗軋步驟 的除鱗水開啟道次、粗軋和精軋之間的除鱗水開啟組數(shù)進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，提供了一種低牌號含釩含鈦無取向電工鋼，其化學(xué)成分的重量百分比為C≤0.005％、Si0.10～0.25％、Mn 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.008％、Als 0.25～0.35％、N≤0.007％、0＜Ti≤0.01％、0＜V≤0.01％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，通過合理的成分設(shè)計，減少細(xì)小彌散的釩鈦碳氮化物的析出。其制備方法，加熱步驟中的溫度為1130～1160℃；精軋的開軋溫度為≥1000℃、終軋溫度為850～890℃，卷取步驟中的溫度為≥650℃，通過工藝設(shè)計，從物熱力學(xué)、動力學(xué)上對釩鈦析出物的形成和影響進(jìn)一步進(jìn)行抑制。通過抑制釩鈦的不利影響，能生產(chǎn)滿足電磁性能要求的含釩含鈦無取向電工鋼，擴(kuò)大了無取向電工鋼冶煉原料的來源范圍，尤其是回收鋼材的利用，能有效降低無取向電工鋼的生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C38/14GK101914732SQ20101027825
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者劉富貴, 周一林, 曾建華, 李俊洪, 李軍, 李衛(wèi)平, 李正榮, 梁英, 湯佩林, 王平利, 羅擊, 陳永 申請人:攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司