本發(fā)明涉及一種硅鋼板及其制備方法。

背景技術：

硅鋼主要用于各種電機和變壓器的鐵芯，是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要功能材料。硅鋼產(chǎn)品制造工藝和設備復雜，成分要求嚴格，雜質(zhì)含量要求極低，制造工序長和影響性能的因素多。

影響硅鋼磁性的因素主要有：主要化學成分、晶體織構、雜質(zhì)、夾雜物、內(nèi)應力、晶粒尺寸、鋼板厚度、表面狀態(tài)等。硅鋼的導磁率越高就意味著它的磁化能力越強，制造的電機效率就越高。

一般，鋼鐵企業(yè)主要通過控制合金成分和生產(chǎn)工藝來保證硅鋼產(chǎn)品具備優(yōu)良的導磁性能。提高主要合金元素如硅、鋁等含量雖然可以明顯提高材料的電阻率，使晶粒尺寸增大，但同時使硅鋼材料的機械強度升高，材料脆性增加，增加冷軋的難度；鋼板在冷軋時易斷帶，使生產(chǎn)的成材率降低，因此單純通過調(diào)整合金元素提高硅鋼磁性的方式已經(jīng)不能同時滿足硅鋼性能提升與高生產(chǎn)率的要求。

提高鋼質(zhì)的純凈度也是硅鋼研究者提出的主要思路。鋼中雜質(zhì)元素和夾雜物使點陣發(fā)生畸變。在夾雜周圍位錯密度增高，引起比自身體積大許多倍的內(nèi)應力場，導致靜磁能和磁彈性能增高，磁疇結構發(fā)生變化，疇壁不易移動，磁化困難。近年來，雜質(zhì)元素的進一步降低主要依靠煉鋼技術的發(fā)展而實現(xiàn)的。

隨著電機產(chǎn)品高效節(jié)能要求的提升，對硅鋼產(chǎn)品磁性能的要求也越來越高，因此需要考慮除對硅鋼的合金成分、雜質(zhì)元素等進行控制來提升磁性的其它方法，使硅鋼材料的導磁率得到進一步的提升。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種硅鋼板及其制備方法，通過控制合金成分與熱軋溫度來生產(chǎn)高導磁率的硅鋼板。

本發(fā)明采取的技術方案為：

一種硅鋼板，包括以下重量百分比的化學成分：c≤0.010％；si：0.50％～1.70％；mn：0.15％～0.55％；p≤0.15％；s≤0.005％；als：0.10％～0.50％；其它雜質(zhì)元素：≤200ppm。

進一步地，所述硅鋼板的化學成分及重量百分比優(yōu)選為：c≤0.003％；si：0.76％～1.20％；mn：0.16％～0.31％；p≤0.15％；s≤0.003％；als：0.16％～0.32％。

本發(fā)明還提供了所述硅鋼板的制備方法，鑄坯經(jīng)加熱爐再加熱熱軋后得到熱軋板、熱軋板經(jīng)?；幚?、酸洗、冷軋、退火、分卷制備得到硅鋼板。

在鑄坯制備工藝中，鋼水過熱度控制在20～35℃；采用優(yōu)化后的非正弦結晶器振動曲線和二冷曲線；結晶器保護渣為硅鋼專用的超低c保護渣；板坯厚度230～250mm；連鑄拉速控制在1.0～1.5m/min；澆鑄過程中采用全保護澆鑄技術，防水口堵塞和防止增c、增n。

在熱軋板制備工藝中，加熱爐加熱溫度為1100～1180℃，終軋溫度890～950℃；卷曲溫度720～780℃。

在熱軋板制備工藝中，壓下制度為：前2機架相對壓下率≥30％；第3～5機架20～45％；第6機架≤35％；第7機架≤20％。

在熱軋板制備工藝中，采用機架間冷卻、f1～f2和f2～f3的二次除鱗，后段冷卻為層流冷卻。

在冷軋工藝中，將厚度為2.5mm的硅鋼熱軋板通過6道次軋至0.5mm。

在退火工藝中，退火溫度為820-880℃，退火速度為100m/min。

通過在合金元素中添加一定量硅、鋁、錳合金元素，可以提高材料的電阻率，降低材料的鐵損；主要合金元素的含量根據(jù)最終達到的鐵損水平給出合理的范圍，同時避免合金元素過高導致強度偏高，增加硅鋼材料沖片時的難度。盡可能降低元素c含量，避免硅鋼材料在使用過程中溫升帶來的磁時效；硫、磷等其它雜質(zhì)元素應盡可能低，保證鋼中更高的純凈度，從而減少阻礙材料晶料尺寸長大的雜質(zhì)粒子，通過此方法得到的硅鋼板，其晶粒度等級為5.5。

為適應無取向硅鋼產(chǎn)品生產(chǎn)的煉鋼工藝：轉爐出鋼c≤0.040％；氧含量≤800ppm；采用頂?shù)讖痛?；轉爐渣量要控制，轉爐出鋼后對鋼渣進行改質(zhì)處理，將具備上述成分的鑄坯，經(jīng)過加熱爐再加熱、熱軋后生產(chǎn)出板面質(zhì)量良好的熱軋板；熱軋板再經(jīng)過常化處理、酸洗、冷軋、退火、分卷后生產(chǎn)出磁性能與力學性能都滿足要求的成品。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過控制硅鋼板的合金元素含量與熱軋、冷軋及退火工藝，得到了高磁導率的硅鋼板，其磁導率μ1.0在4600gs/oe以上。提拱了一種低成本生產(chǎn)高性能無取向硅鋼產(chǎn)品的方法，該方法可以和其它能起到提高硅鋼磁性的方法一起應用到硅鋼生產(chǎn)過程中。該方法應用于公司中牌號無取向硅鋼產(chǎn)品的制造過程中，能在原來的基礎上進一步提升產(chǎn)品磁性，從而提高公司硅鋼產(chǎn)品的市場競爭力，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為實施例1中的硅鋼板的金相組織圖。

具體實施方式

實施例1

一種硅鋼板，包括以下重量百分比的化學成分：c：0.003％；si：0.80％；mn：0.17％；p≤0.15％；s：0.003％；als：0.18％；其它雜質(zhì)元素：≤200ppm。

其制備方法為：鑄坯經(jīng)加熱爐再加熱熱軋后得到熱軋板、熱軋板經(jīng)常化處理、酸洗、冷軋、退火、分卷制備得到硅鋼板。在制備過程中，轉爐出鋼c：0.030％；采用頂?shù)讖痛?；轉爐渣量要控制，轉爐出鋼后對鋼渣進行改質(zhì)處理。鋼水過熱度控制在20～35℃；采用優(yōu)化后的非正弦結晶器振動曲線和二冷曲線；結晶器保護渣為硅鋼專用的超低c保護渣；板坯厚度230mm；連鑄拉速控制在1.2m/min；澆鑄過程中采用全保護澆鑄技術，防水口堵塞和防止增c、增n。

鑄坯進入加熱爐，熱爐加熱溫度為1180℃，終軋溫度895℃；卷曲溫度720℃；壓下制度為：前2機架相對壓下率≥30％；第3～5機架20～45％；第6機架≤35％；第7機架≤20％；采用機架間冷卻、f1～f2和f2～f3的二次除鱗，后段冷卻為層流冷卻。將厚度為2.5mm的硅鋼熱軋板通過6道次軋至0.5mm；退火工藝段速度100m/min，退火溫度為820℃。

實施例2

一種硅鋼板，包括以下重量百分比的化學成分：c：0.003％；si：0.81％；mn：0.16％；p≤0.15％；s：0.003％；als：0.18％；其它雜質(zhì)元素：≤200ppm。

其制備方法為：鑄坯經(jīng)加熱爐再加熱熱軋后得到熱軋板、熱軋板經(jīng)常化處理、酸洗、冷軋、退火、分卷制備得到硅鋼板。在制備過程中，轉爐出鋼c：0.030％；采用頂?shù)讖痛?；轉爐渣量要控制，轉爐出鋼后對鋼渣進行改質(zhì)處理。鋼水過熱度控制在20～35℃；采用優(yōu)化后的非正弦結晶器振動曲線和二冷曲線；結晶器保護渣為硅鋼專用的超低c保護渣；板坯厚度230mm；連鑄拉速控制在1.2m/min；澆鑄過程中采用全保護澆鑄技術，防水口堵塞和防止增c、增n。

鑄坯進入加熱爐，熱爐加熱溫度為1150℃，終軋溫度910℃；卷曲溫度720℃；壓下制度為：前2機架相對壓下率≥30％；第3～5機架20～45％；第6機架≤35％；第7機架≤20％；采用機架間冷卻、f1～f2和f2～f3的二次除鱗，后段冷卻為層流冷卻。將厚度為2.5mm的硅鋼熱軋板通過6道次軋至0.5mm；退火工藝段速度100m/min，退火溫度為840℃。

實施例3

一種硅鋼板，包括以下重量百分比的化學成分：c：0.003％；si：0.79％；mn：0.17％；p≤0.15％；s：0.003％；als：0.20％；其它雜質(zhì)元素：≤200ppm。

其制備方法為：鑄坯經(jīng)加熱爐再加熱熱軋后得到熱軋板、熱軋板經(jīng)?；幚?、酸洗、冷軋、退火、分卷制備得到硅鋼板。在制備過程中，轉爐出鋼c：0.030％；采用頂?shù)讖痛?；轉爐渣量要控制，轉爐出鋼后對鋼渣進行改質(zhì)處理。鋼水過熱度控制在20～35℃；采用優(yōu)化后的非正弦結晶器振動曲線和二冷曲線；結晶器保護渣為硅鋼專用的超低c保護渣；板坯厚度230mm；連鑄拉速控制在1.2m/min；澆鑄過程中采用全保護澆鑄技術，防水口堵塞和防止增c、增n。

鑄坯進入加熱爐，熱爐加熱溫度為1130℃終軋溫度910℃；卷曲溫度735℃；壓下制度為：前2機架相對壓下率≥30％；第3～5機架20～45％；第6機架≤35％；第7機架≤20％；采用機架間冷卻、f1～f2和f2～f3的二次除鱗，后段冷卻為層流冷卻。將厚度為2.5mm的硅鋼熱軋板通過6道次軋至0.5mm；退火工藝段速度100m/min，退火溫度為860℃。

實施例4

一種硅鋼板，包括以下重量百分比的化學成分：c：0.003％；si：0.82％；mn：0.17％；p≤0.15％；s：0.003％；als：0.20％；其它雜質(zhì)元素：≤200ppm。

其制備方法為：鑄坯經(jīng)加熱爐再加熱熱軋后得到熱軋板、熱軋板經(jīng)常化處理、酸洗、冷軋、退火、分卷制備得到硅鋼板。在制備過程中，轉爐出鋼c：0.030％；采用頂?shù)讖痛?；轉爐渣量要控制，轉爐出鋼后對鋼渣進行改質(zhì)處理。鋼水過熱度控制在20～35℃；采用優(yōu)化后的非正弦結晶器振動曲線和二冷曲線；結晶器保護渣為硅鋼專用的超低c保護渣；板坯厚度230mm；連鑄拉速控制在1.2m/min；澆鑄過程中采用全保護澆鑄技術，防水口堵塞和防止增c、增n。

鑄坯進入加熱爐，熱爐加熱溫度為1100℃，終軋溫度925℃；卷曲溫度745℃；壓下制度為：前2機架相對壓下率≥30％；第3～5機架20～45％；第6機架≤35％；第7機架≤20％；采用機架間冷卻、f1～f2和f2～f3的二次除鱗，后段冷卻為層流冷卻。將厚度為2.5mm的硅鋼熱軋板通過6道次軋至0.5mm；退火工藝段速度100m/min，退火溫度為880℃。

各實施例得到的硅鋼板的磁性能測試結果如表1所示。

表1

注：硅鋼的磁性采用方圈的方式測量，共16片

從表1中可以看出，本發(fā)明通過通過調(diào)整熱軋終軋溫度，改善了熱軋板組織和提高了硅鋼的導磁率。

上述參照實施例對硅鋼板及其制備方法進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發(fā)明總體構思下的變化和修改，應屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。