專利名稱：含釩含鈦冷軋無取向電工鋼及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金領域，尤其是一種含釩含鈦冷軋無取向電工鋼及其制備方法。
背景技術：
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 到細化晶粒、沉淀強化的作用；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度、韌性、抗腐蝕能力、耐磨能力和承受沖擊負荷的能力等，作為結構 鋼廣泛運用于建筑、工程機械、橋梁汽車、鐵路等領域。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，與結構 鋼要求晶粒越細越好不同，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晶晶粒尺寸減??；同時，細 小彌散的釩鈦析出物還導致形成不利于無取向電工鋼電磁性能的{111}織構，因此釩鈦的 存在將導致了無取向電工鋼電磁性能的惡化。因此對于本領域技術人員來說，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，增加了生產成本，不利于回收鋼材 的利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能滿足無取向電工鋼電磁性能要求的含 釩含鈦冷軋無取向電工鋼及其制備方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，其 化學成分的重量百分比為C 0. 001 0. 005%、Si 0. 50 0. 65%、Mn 0.15 0.35%、 P ^ 0. 025 S ^ 0. 008 Als 0. 40 0. 50 %、N 彡 0. 007 < Ti ^ 0. 01 <V^0. 01%、余量為Fe和不可避免的雜質。硅能顯著降低鐵損，但硅降低鐵損的同時也使磁感應強度下降，因此為獲得滿意 的電磁性能，將硅含量控制在0. 50 0. 65%。鋁在0. 005 0. 014%范圍內，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. 40 0. 50%。硫對磁性極為有害，使得矯頑力和磁滯損耗增大，磁感應強調降低，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系，當硫含量為 0. 004% 0. 017%時，提高錳含量，能促進晶粒長大；硫含量< 0. 004%時，錳含量提高容易析出細小的MnSiN2,使得晶粒變細；但在同時降低硫和錳含量時，更能促進晶粒的長大， 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%。進一步的，所述無取向電工鋼是厚度為0. 5mm的鋼帶。進一步的，鐵損彡6. OW/kg。進一步的，磁感彡1.70T。通過合理的成分設計，減少細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，克服了本領域技術人員的技術偏見。擴大了無取向電工鋼冶煉原料的來 源范圍，尤其是能夠促進回收鋼材在無取向電工鋼生產中的使用，能有效降低無取向電工 鋼的生產成本。上述含釩含鈦冷軋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1140 1170°C ；精軋的開軋溫度為彡1030°C、終軋溫 度為890 930°C，卷取步驟中的溫度為彡650°C。進一步的，所述冷軋為一次冷軋，冷軋的累計壓下率為75 80%。進一步的，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 兩用機組，其中低溫加熱段的出口溫度為750 820°C、高溫加熱段的出口板溫為900 930°C，高溫加熱段時間為32 43s。進一步的，所述粗軋步驟各道次、粗軋和精軋之間均設置有除鱗水裝置，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)進行控制。加熱溫度為1140 1170°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1030°C、終軋溫度為890 930°C，可保證精軋軋制的穩(wěn)定 性，提高鐵素體晶粒再結晶及長大的驅動力，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晶晶粒，并促進A1N、釩鈦碳氮化物的析 出和粗化，可促進冷軋后退火步驟中的晶粒長大和形成有利織構。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組進 行熱軋和精軋，配合鍍鋅/連續(xù)退火兩用機組的使用，在保證獲得有利電磁性能的晶粒大 小和織構、保證含釩含鈦無取向電工鋼的電磁性能的同時，還將大大降低設備成本、生產成 本，有利于含釩含鈦無取向電工鋼的生產、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行抑制的基礎上，從物熱力學、動力學上對釩 鈦析出物的形成和影響進一步進行抑制，能進一步的提高本發(fā)明含釩含鈦無取向電工鋼的 電磁性能。綜上所述，通過上述成分設計和工藝設計的組合，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)的含釩含鈦冷軋無取向電工 鋼，其化學成分的重量百分比c 0. 001 0. 005%,Si 0. 50 0. 65%,Mn 0. 15 0. 35%,P ^ 0. 025 S ^ 0. 008 Als 0. 40 0. 50 %、N 彡 0. 007 < Ti ^ 0. 01 <V^0. 01 %、余量為Fe和不可避免的雜質；其生產工藝步驟包括加熱、粗軋、精軋、卷取、 冷車U退火，其中加熱步驟中的溫度為1140 1170°C，精軋的開軋溫度為> 1030°C、終軋溫 度為890 930°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。
具體實施例方式下面結合附圖
和實施例對本發(fā)明進一步說明。本發(fā)明的含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，其化學成分的重量百分比為C 0. 001 0. 005%, Si 0. 50 0. 65%、Mn 0. 15 0. 35%、P 彡 0. 025%、S 彡 0. 008%、Als 0. 40 0. 50%,N^ 0. 007%,0 < Ti 彡 0. 01%,0 < V ^ 0. 01%、余量為 Fe 和不可避免的雜質。通過合理的成分設計，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設備和生產工藝進行生產，并可以根據(jù)生產工藝條件的選擇 生產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。進一步 的，根據(jù)GB/T2521-2008標準，上述無取向電工鋼是一種對應牌號為50PW700的無取向電工 鋼，具體的，鐵損彡6. OW/kg，磁感彡1. 70T。最好的，上述含釩含鈦冷軋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1140 1170°C;精軋的開軋溫度為彡1030°C、 終軋溫度為890 930°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、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、動力學上對釩鈦析出物的形成和影響進一步進行抑制， 能進一步的提高本發(fā)明含釩含鈦無取向電工鋼的電磁性能。為降低工序成本，提高產量，采用一次冷軋法生產中，但冷軋后退火的再結晶織構 與冷軋壓下率有明顯關系，隨著冷軋壓下率的增加，再結晶織構中對磁性不利的織構組份 增加，有利織構組份減少，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 標稱厚度為0. 5mm。冷軋后的退火可以采用現(xiàn)有的退火設備和退火工藝。但現(xiàn)有的無取向電工鋼退火 設備均為專用設備，成本極高，為了進一步降低設備成本，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)退火兩用機組，但該兩用機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750 820°C、高溫加熱段的出口板溫為900 930°C，高 溫加熱段時間為32 43s，可保證帶鋼充分的均熱時間，促進鐵素體晶粒長大，獲得粗大、 均勻的再結晶晶粒。在加熱溫度也即粗軋開軋溫度一定的前提下，除強制冷卻以外，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)進行控 制。實施例
在某廠根據(jù)本發(fā)明的成分設計和工藝設計進行了工程試驗，生產牌號為50PW700 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)有要求實施。設備包括120噸LD轉爐、包括五道次粗軋和六機架精軋的熱連軋機組、鍍鋅/連 續(xù)退火兩用機組。具體生產過程依次為鋼坯、加熱、粗軋、精軋、卷取、冷軋、退火。生產過 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，粗軋和精軋之間設置 一組除磷水。具體的化學成分見表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實施例的化學成分 表2實施例的工藝參數(shù) 表3實施例的電磁性能
權利要求
含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，其特征在于其化學成分的重量百分比為C 0.001～0.005％、Si 0.50～0.65％、Mn 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.008％、A1s 0.40～0.50％、N≤0.007％、0＜Ti≤0.01％、0＜V≤0.01％、余量為Fe和不可避免的雜質。
2.根據(jù)如權利要求1所述的含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，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)如權利要求2所述的含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，其特征在于鐵損<6. Off/kg ο
4.根據(jù)如權利要求2所述的含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，其特征在于磁感>1. 70T。
5.如權利要求1所述含釩含鈦冷軋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1140 1170°C ；精軋的開軋 溫度為彡1030°C、終軋溫度為890 930°C，卷取步驟中的溫度為彡650°C。
6.如權利要求5所述的含釩含鈦冷軋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.如權利要求5所述的含釩含鈦冷軋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)退火兩用機組，其中低溫加熱段的 出口溫度為750 820°C、高溫加熱段的出口板溫為900 930°C，高溫加熱段時間為32 43s。
8.如權利要求5所述的含釩含鈦冷軋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)進行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金領域，提供了一種含釩含鈦冷軋無取向電工鋼，其化學成分的重量百分比為C 0.001～0.005％、Si 0.50～0.65％、Mn 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.008％、Als 0.40～0.50％、N≤0.007％、0＜Ti≤0.01％、0＜V≤0.01％、余量為Fe和不可避免的雜質，通過合理的成分設計，減少細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1140～1170℃；精軋的開軋溫度為≥1030℃、終軋溫度為890～930℃，卷取步驟中的溫度為≥650℃，通過工藝設計，從物熱力學、動力學上對釩鈦析出物的形成和影響進一步進行抑制。通過抑制釩鈦的不利影響，能生產滿足電磁性能要求的含釩含鈦無取向電工鋼，擴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成本。
文檔編號C22C38/14GK101914730SQ20101027818
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日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:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司