专利名称：半工艺冷轧无取向电工钢及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无取向电工钢及生产工艺，特别是一种用于电机铁芯生产的半工艺冷轧无取向电工钢及生产工艺。
背景技术：
冷轧电工钢由于其生产工艺复杂、技术含量高、生产难度大、投资大，国内目前也仅有武钢、宝钢、鞍钢、太钢等少数几个钢厂能生产，这些厂家均采用传统厚度的铸坯即传统工艺进行生产，但随着连铸连轧(CSP)工艺的大规模的工业应用，给电工钢生产开辟了另一个崭新的工艺，国外CSP生产电工钢的实践和“十五国家攻关项目”初步成果均表明采用CSP生产中低牌号的无取向电工钢具有明显的投资、成本和质量优势，随着国家可持续发展战略的实施，保护环境、节约能源，是当今我国钢铁工业发展的一个重要方向，采用半工艺冷轧无取向电工钢取代热轧电工钢具备显著的节能、环保及成本优势。而采用全工艺的硅钢的生产难度大、且杂质高，生产成本也很高。同时，对硅钢片/矽钢片/电工钢的表面进行涂层处理也是一个很重要的问题，目前，冷轧无取向硅钢片/矽钢片/电工钢表面涂层主要包括有机涂层、半无机涂层、无机涂层3大类
所述有机涂层，是在成品电工钢板上涂覆一层有机涂层。中国的硅钢片/矽钢片表面涂层研究起步较晚，落后于世界先进水平。电机、变压器的生产厂商仍采用有机电工钢涂层，在很大程度上影响了中国机·电设备在国际市场上的竞争能力。化学工业的发展为电工钢表面涂层技术的进步提供了广阔的前景。中国国内有机涂层经历了早期的浙青天漆1611#，进而发展到环氧的酚醛漆9162#，目前，应用最多的是二甲苯改性醇酸漆9163#。尽管涂覆这些有机漆后形成的有机涂层成膜性能良好，具有较好冲剪加工性，但是也存在着许多不可克服的缺点，比如(1)涂层厚(10 15μπι)，焊接性差，铁芯叠装系数低(92%)。
(2)涂层热收缩性大，铁芯易松动，尺寸稳定性差。(3)涂层硬度低(一般在0.9左右)，有机溶剂毒性大，价格高，易造成浪费和环境污染，影响操作工人的身体健康。(4)层间电阻随运行逐渐降低，若遇到铁芯局部过热，易发生碳化，耐热性差。所谓半无机涂层，是在成品电工钢板上涂覆一层含有机树脂的无机绝缘涂层。我们知道使用含有机树脂的无机绝缘涂层能为固化的涂层提供润滑性，从而降低在冲剪硅钢片/矽钢片时模具有磨损速度。即可将磷酸盐、铬酸盐无机溶液与有机树脂溶液相混合。美国专利2793073披露了一种用于涂覆硅钢片/矽钢片的绝缘涂层。涂层的有机部分是由选自丙烯酸树脂或共聚物，无水马来酸、聚乙烯醇缩醛、氨基树脂、木素磺酸钙、酚醛树脂、醋酸乙烯酯、氯乙烯和环氧树脂的一种或多种。可以添加粒度大于2μπι的有机颗粒物质，例如酚醛树脂，三聚氰胺树脂等来提供表面不平度，以获得良好的焊接性，涂层的无机部分可以包括磷酸类物质或铬酸类物质中一种或多种。磷酸类物质可包括钙、镁、锌的一种磷酸盐，以及二氧化钛、胶钵二氧化硅、氧化铝和硼酸。铬酸类物质可包括钙、镁、锌的一种重铬酸盐，以及二氧化钛，胶体氧化铝和一种有机还原剂。这种用半无机涂层涂覆的硅钢片/矽钢片具有良好的冲剪加工性和防腐性。但是，在焊接加工过程中树脂挥发可产生过多的气孔，为了使此过程中因树脂的挥发而产生的焊接气孔降至最少，需在磷酸盐、铬酸盐绝涂料中加入颗粒，但在冲剪加工过程中还会有粉化现象。再者，由于这类涂层含有可溶性六价铬成铬酸盐，因而，在涂层的涂覆、涂覆钢板的加工、使用和废涂层液的处置过程中会产生安全和价昂的环境污染方面的问题。所述无机涂层，是在成品电工钢板上涂覆一层薄的绝缘材料。较善遍应用的是水玻璃、滑石、氧化镁、硼砂、磷酸盐、铬酸盐等。其中无机磷酸盐类涂料是主要品种。无机磷酸盐类可以为涂层提供优良的表面电阻率和耐热性。但是，在冲剪叠片时会对冲膜造成过分的磨损，而且不易和电工钢板产生良好的附着性。美国专利2753203报道了一种含有7% 50%游离酸的磷酸溶液，多达150质量份的胶体二氧化硅和多达25质量份的铬酸酐溶液，这种混合液可用于电工钢表面形成无机绝缘涂层。总的发展趋势是有机涂层被逐渐淘汰，无机涂层将逐步取代半无机涂层。但是，由于无机涂层本身性质和各方面的条件制约，目前，国际上电工钢制造厂商通常使用较多的仍然是半无机涂层。
发明内容
本发明的目的是提供一种可替代成本较高的全工艺无取向电工钢、且工艺性能好、生产成本较低的半工艺冷轧无取向电工钢。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是其质量百分比含量为C ( O. 01，P 彡 O. 015，S 彡 O. 012，Si ( O. 60，O. 6 彡 Mn 彡 O. 8，AL 彡 O. 25，其余为 Fe 的特种钢。其优选成份比为C 彡 O. 01，P 彡 O. 015，S 彡 O. 012，O. 4 彡 Si 彡 O. 60，O. 6 彡 Mn 彡 O. 8，O. 15 ^ AL ^ O. 25，其余为Fe的特种钢。本发明的目的另一个目的是提供一种节能、环保、生产成本较低的半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺。它包括以下工序`钢水冶炼、连铸、热轧、冷轧、冲片、退火，具体包括铁水预处理一转炉冶炼、且全程吹氩一RH精练一CSP连铸一CSP加热炉一CSP热连轧—酸洗与冷轧一退火，转炉冶炼过程中，按质量百分比C < O. 01，P < O. 015，S^O. 012，
O.4 ^ Si ^ O. 60,0. 6 ^ Mn ^ O. 8,0. 15 ^ AL ^ O. 25，其余为 Fe 的比例，且按 Si 收复率95%、Mn收复率97%，Al收复率35%进行计量加入硅铁、锰铁和铝合金进行合金化。本发明在采用RH炉真空冶炼时，利用RH真空脱气装置将钢水中C脱到60ppm以下，并使钢水在出RH炉时的S小于IOOppm ;在所述CSP连铸过程中，拉速控制在3. O
4.2m/min之间。所述CSP热连轧过程中，控制加热温度为1000 1150°C，出炉温度为980 1120°C，精轧出口温度920 860°C，卷取温度为620 660°C。所述CSP热连轧过程中设置5道次以上轧机，第I道轧机Fl的压下率彡50%，第f 4道轧机Ff F4的累积压下率> 90%，最后I道轧机的压下率< 20%。所述酸洗与冷轧工艺包括热轧并冷却后送往酸洗槽，在酸洗槽采用浓度为30 150g/L的盐酸(HCl)进行酸洗，酸洗过程中温度控制在80 100°C，酸洗运行速率10(Tl80m/min，酸洗后进行3道次以上冷连轧，使冷轧的总压下率大于75%，其中第I道轧机的压下率> 35%，而最后I道轧机的压下率< 10%。本发明所述退火工艺包括在罩式退火炉中进行再结晶退火，退火温度控制在650 750°C，保温时间控制在8 12小时。
本发明在冷连轧过程中，可采用窜辊、弯辊、凸辊控制改善板形。本发明的有益效果是采用薄板坯连铸连轧工艺生产半工艺冷轧无取向电工钢投资成本比采用传统工艺低20 30%。产品性能稳定，表面质量、板形质量、尺寸精度良好，可达到国家标准及客户要求。产品加工性能好优良。如本发明实验性生产的牌号为BDGXB - 2 (50WB800)、厚度为O. 50mm半工艺冷轧无取向电工钢，产品电磁性能可以达到Pl. 5/50为5. 12W/kg，磁感应强度为1. 712T，与目前半工艺无取向电工钢国家标准对比，铁损低2. 88W/kg，磁感应强度高O. 012T。采用本发明方法制造的电机用转子、定子具有良好的电磁性能及工艺性能，与冷轧普通无取向电工钢制作的电机用转子、定子比较具有更低的加工性能、电磁性能、成本、环保优势。综上所述，本发明具有节能、减排、环保等特点，而且工艺性能好、生产成本较低。它可广泛应用于生产电机转子和定子铁芯等工艺生产中。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1，本发明它包括以下工序钢水冶炼、连铸、热轧、冷轧、冲片、退火、分条、冲片及退火，具体包括铁水预处理一转炉冶炼、且全程吹氩一RH精练一CSP连铸一CSP加热炉一CSP热连轧一酸洗与冷轧一退火一平整分卷一分条一冲片一退火；转炉冶炼过程中，按质量百分比C彡O. 01，P彡O. 015，S彡O. 012,0. 4彡Si彡O. 60,0. 6彡Mn彡O. 8，
O.15 ^ AL ^ O. 25，其余为Fe的比例，且按Si收复率95%、Mn收复率97%，Al收复率35%进行计量加入硅铁、锰铁和铝合金进行合金化制得C < 0.01、P ( 0.015、S ( 0.012、
O.4 ^ Si ^ O. 60,0. 6 ^ Mn ^ O. 8,0. 15 ^ AL ^ O. 25，其余为Fe的半工艺冷轧无取向电工钢；再经CSP连铸、CSP热连轧后，等冷却酸洗后进行冷连轧制作成冷轧板，对冷轧板采用退火炉进行退火处理后，采用平整机组进行2 10%的平整延伸后进行拉矫分卷即得成品。本发明所述 半工艺冷轧无取向电工钢的化学成分控制如下表所示
权利要求
1.一种半工艺冷轧无取向电工钢，其特征在于其质量百分比含量为C< 0.01，P ≤ O. 015，S ≤ O. 012，Si ≤ O. 60，O. 6 ≤ Mn V O. 8，AL V O. 25，其余为 Fe 的特种钢。
2.根据权利要求1所述半工艺冷轧无取向电工钢，其特征是C< O. 01，P < O. 015，S ≤ O. 012，O. 4 ≤ Si ≤ O. 60，O. 6 ≤ Mn ≤ O. 8,0. 15 ≤ AL ≤ O. 25，其余为 Fe 的特种钢。
3.—种半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征在于它包括以下工序钢水冶炼、连铸、热轧、冷轧、冲片、退火，具体包括铁水预处理一转炉冶炼、且全程吹氩一RH精练—CSP连铸一CSP加热炉一CSP热连轧一酸洗与冷轧一退火，转炉冶炼过程中，按质量百分比 C ≤ O. 01，P V O. 015，S V O. 012，O. 4≤ Si ≤ O. 60，O. 6V Mn ≤ O. 8,0. 15 ≤ AL ≤ O. 25，其余为Fe的比例，且按Si收复率95%、Mn收复率97%，A1收复率35%进行计量加入硅铁、锰铁和铝合金进行合金化。
4.根据权利要求3所述半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征是在采用RH炉真空冶炼时，利用RH真空脱气装置将钢水中C脱到60ppm以下，并使钢水在出RH炉时的S小于IOOppm ;在所述CSP连铸过程中，拉速控制在3. O 4. 2m/min之间。
5.根据权利要求3所述半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征是所述CSP热连轧过程中，控制加热温度为1000 1150°C，出炉温度为980 1120°C，精轧出口温度920 860°C，卷取温度为620 660°C。
6.根据权利要求3所述半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征是所述CSP热连轧过程中设置5道次以上轧机，第I道轧机Fl的压下率彡50%，第广4道轧机FfF4的累积压下率> 90%，最后I道轧机的压下率< 20%。
7.根据权利要求3所述半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征是所述酸洗与冷轧工艺包括热轧并冷却后送往酸洗槽，在酸洗槽采用浓度为30 150g/L的盐酸(HCl)进行酸洗，酸洗过程中温度控制在80 100°C，酸洗运行速率10(Tl80m/min，酸洗后进行3道次以上冷连轧，使冷轧的总压下率大于75%，其中第I道轧机的压下率> 35%，而最后I道轧机的压下率< 10%。
8.根据权利要求3所述半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征是在冷连轧过程中，采用窜辊、弯辊、凸辊控制改善板形。
9.根据权利要求3所述半工艺冷轧无取向电工钢的生产工艺，其特征是所述退火工艺包括在罩式退火炉中进行再结晶退火，退火温度控制在650 750°C，保温时间控制在8 12小时。
全文摘要
一种半工艺冷轧无取向电工钢及其生产工艺。它主要是解决现有工艺能耗高、污染大、成本高等技术问题。其技术方案要点是其质量百分比含量为C≤0.01，P≤0.015，S≤0.012，0.4≤Si≤0.60，0.6≤Mn≤0.8，0.15≤AL≤0.25，其余为Fe的特种钢。其生产工艺包括以下工序钢水冶炼、连铸、热轧、冷轧、冲片、退火，具体包括铁水预处理→转炉冶炼、且全程吹氩→RH精练→CSP连铸→CSP加热炉→CSP热连轧→酸洗与冷轧→退火，转炉冶炼过程中，加入硅铁、锰铁和铝合金进行合金化制成的合金钢。它主要是用于电机铁芯的生产工艺中。
文档编号C21D8/12GK103060680SQ20131000134
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者谭亮, 陈本富 申请人:湖南雪豹电器有限公司