低铁损无取向硅钢及其制备方法与流程

本发明属于无取向硅钢生产，具体涉及一种低铁损无取向硅钢及其制备方法。

背景技术：

1、无取向硅钢作为一种重要的金属功能材料，主要应用于电机及变压器铁心的制造。近年来，随着国家电力行业的快速发展和制造水平的不断提高，发电装备单机容量不断向大型化、高效化方向发展，如抽水蓄能发电机组单机容量最大可达40万千瓦，其定子铁心要求使用低铁损无取向硅钢进行制造。

2、为达到降低铁损的目的，通常做法是不断提高无取向硅钢中的硅、铝合金元素的含量。然而，随着硅、铝合金含量的大幅增加，尤其是铝含量的增加，成品钢板表面受退火气氛的影响非常显著，极易产生氧化问题，导致产品表面质量及磁性能发生恶化。此外，硅、铝含量高，产品变得既硬又脆，冷轧过程中极易出现断带问题，影响生产效率及成材率。

3、为解决表面氧化问题，一般采用高氢比例气氛进行退火，但是生产过程中退火炉炉底辊易结瘤，造成炉辊凸包及划伤等表面质量问题。为提高冷加工性能，通常在轧前增设加热系统以提高轧件温度，增加轧件塑性，然而这种方式投入大，能耗及成本较高。

4、现有技术中，中国发明专利cn114045433a采用先对热轧卷切边再常化工艺，需在两个工序间进行生产，这种工艺繁琐，生产效率低，增加了生产成本。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种低铁损无取向硅钢及其制备方法。

2、在本发明的第一个方面，提供了一种低铁损无取向硅钢，其化学成分按质量百分比控制为：0.0015%≤c≤0.0035%、3.5%≤si≤3.8%、0.8%≤al≤1.5%、0.05%≤mn≤0.15%、p≤0.015%、s≤0.0010%、n≤0.0015%、0.04%≤sb≤0.08%、0.05%≤cr≤0.15%，余量为fe和不可避免的杂质。

3、进一步地，上述低铁损无取向硅钢的化学成分按质量百分比控制为：0.0020%≤c≤0.0025%、3.57%≤si≤3.72%、1.23%≤al≤1.42%、0.10%≤mn≤0.13%、0.010%≤p≤0.013%、0.0006%≤s≤0.001%、0.0010%≤n≤0.0013%、0.06%≤sb≤0.07%、0.07%≤cr≤0.12%，余量为fe和不可避免的杂质。

4、进一步地，上述低铁损无取向硅钢成品厚度为0.35～0.65mm 时，铁损p1.5/50为2.03～2.65w/kg。

5、进一步地，上述低铁损无取向硅钢成品厚度为0.35～0.65mm 时，磁感b5000为1.65～1.67t。

6、在本发明的第二个方面，所提供的低铁损无取向硅钢的制备方法包括下述步骤：

7、（1）铸坯冶炼：将原料冶炼得到铸坯；

8、（2）加热热轧：将所述铸坯加热至1030℃~1080℃，保温3~4小时后进行热轧，轧制成厚度为2.1mm~2.45mm的热轧板；

9、（3）热轧板预处理：对所述热轧板依次进行常化处理、酸洗处理与切边处理，切边过程中，通过上剪刃与下剪刃将带钢剪切为废边区与母体区，母体区抵靠上剪刃一侧为剪断区，母体区与废边区相应断裂面为断裂区，通过调整上剪刃与下剪刃之间的侧间隙和重合度，控制剪断区与断裂区的比例为1：（4~8）；

10、（4）带温冷轧：切边完成后的钢卷立即带温送入廿辊轧机，采用多道次一次冷轧工艺轧至目标成品厚度，轧制前，在轧机入口侧对带钢两侧边部进行明火加热，使带钢边部进入轧机时的温度保持在60℃~100℃，轧制过程中使用温度为70℃~75℃、流量为1000l/min~1500l/min的轧制乳化液进行润滑与冷却；

11、（5）两段式保护退火：将冷轧后的带钢通入氢气与氮气的混合保护气氛中进行连续退火，所述混合保护气氛中氢气的体积分数为8%~12%，余量为氮气，退火采用两段式工艺，第一段退火温度为1040℃~1080℃，第二段退火温度为980℃~1020℃，带钢退火运行速度为90m/min~120m/min；

12、（6）梯度冷却：退火后的带钢先以不大于10℃/s的冷却速度冷却至700℃，再以不大于15℃/s的冷却速度冷却至400℃，随后冷却至60℃以下；

13、（7）涂覆烘干：对冷却后的带钢表面涂敷绝缘涂层并进行烘干处理，得到无取向硅钢成品。

14、进一步地，在上述低铁损无取向硅钢的制备方法中，步骤（3）中，控制带钢切断面的剪断区与断裂区的比例为1：（4~6）。

15、进一步地，在上述低铁损无取向硅钢的制备方法中，步骤（4）中，带钢边部进入轧机时的温度保持在80℃~95℃。

16、本发明的低铁损无取向硅钢及其制备方法具有如下优点和有益效果：

17、本发明采用热轧卷常化后直接切边工艺，在一个工序即可完成连续生产，生产效率高，成本低；本发明通过控制切边后边部质量、边部加热、调整轧制乳液温度及流量等措施来提高材料的冷加工性能，不需要采用复杂加热系统，可节省大量设备投资；通过添加少量抑制氧化的元素，可大幅减少退火保护气氛中h2的比例，在获得光亮表面的同时，减少因炉辊结瘤造成的凸包及划伤等表面缺陷。与常规工艺相比，铁损可降低5%左右。

1.一种低铁损无取向硅钢，其特征在于，所述低铁损无取向硅钢的化学成分按质量百分比控制为：0.0015%≤c≤0.0035%、3.5%≤si≤3.8%、0.8%≤al≤1.5%、0.05%≤mn≤0.15%、p≤0.015%、s≤0.0010%、n≤0.0015%、0.04%≤sb≤0.08%、0.05%≤cr≤0.15%，余量为fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的低铁损无取向硅钢，其特征在于，所述低铁损无取向硅钢的化学成分按质量百分比控制为：0.0020%≤c≤0.0025%、3.57%≤si≤3.72%、1.23%≤al≤1.42%、0.10%≤mn≤0.13%、0.010%≤p≤0.013%、0.0006%≤s≤0.001%、0.0010%≤n≤0.0013%、0.06%≤sb≤0.07%、0.07%≤cr≤0.12%，余量为fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的低铁损无取向硅钢，其特征在于，成品厚度为0.35～0.65mm时，铁损p1.5/50为2.03～2.65w/kg。

4.根据权利要求1所述的低铁损无取向硅钢，其特征在于，成品厚度为0.35～0.65mm时，磁感b5000为1.65～1.67t。

5.一种权利要求1所述的低铁损无取向硅钢的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

6.根据权利要求5所述的低铁损无取向硅钢的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，控制带钢切断面的剪断区与断裂区的比例为1：（4~6）。

7.根据权利要求5所述的低铁损无取向硅钢的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，带钢边部进入轧机时的温度保持在80℃~95℃。