一種無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其包括下列步驟：（1）冶煉、精煉；（2）連鑄澆鑄得到板坯，連鑄時(shí)控制鋼水的過熱度為15～40℃；（3）熱軋；（4）?；?；（5）酸洗；（6）冷軋；（7）干氣氛連續(xù)退火：退火氣氛中氫氣的體積含量為20～50%，退火氣氛溫度控制為930～1080℃；（8）涂層，得到成品。本發(fā)明的無取向電工鋼板無線狀凸起缺陷，且具有優(yōu)秀的磁性和電阻率、優(yōu)良的鋼板表面質(zhì)量以及良好的可加工性，本發(fā)明的制造方法工藝簡便，成本經(jīng)濟(jì)且實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】一種無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼板的制造方法，尤其涉及一種無取向電工鋼板的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高牌號無取向電工鋼板經(jīng)過最終熱處理后，沿軋制方向在成品帶鋼表面會形成不連續(xù)簇、串狀凸起缺陷，這樣的缺陷被稱為“線狀凸起缺陷”。該缺陷會明顯降低成品帶鋼的疊片系數(shù)，從而導(dǎo)致成品帶鋼磁性變差和絕緣膜層間的電阻降低，同時(shí)在觸摸鋼板表面會有凹凸不平的感覺，無法滿足用戶正常使用要求。因此，大多數(shù)用戶都明確表明:成品帶鋼不允許存在線狀凸起缺陷或類似于線狀凸起的缺陷。
[0003]線狀凸起缺陷的形成機(jī)理為:隨著電工鋼板中硅含量的升高，鋼水在澆鑄后的凝固過程中，非常容易形成粗大的柱狀晶，且簇狀枝晶也比較發(fā)達(dá)，枝晶之間的距離減少，這樣就極易在兩個(gè)封閉的枝晶間形成空隙，這類空隙即成為了氣泡缺陷的來源。通常情況下，這類空隙距離較小，一般為200~2000nm左右，經(jīng)過熱軋、冷軋后，這類空隙會軋合、縮小，氣體含量則會進(jìn)一步地減少。對于中低牌號的無取向電工鋼板，由于成品熱處理溫度較低，少量的氣體含量不足以克服外界壓力而長大，然而對于高牌號的無取向電工鋼板，由于成品熱處理溫度較高，特別是當(dāng)熱處理過程的周圍氣體介質(zhì)中的H2含量比例偏高時(shí)，內(nèi)部殘余的少量氣體可以突破外界壓力繼續(xù)成長，并在后續(xù)的冷卻過程中，隨著成品帶鋼自身溫度的快速降低，外界壓力無法抵抗成品帶鋼自身的機(jī)械強(qiáng)度，使得氣泡缺陷無法回縮而最終形成線狀凸起缺陷或類似于線狀凸起的缺陷。尤其是枝晶間空隙分布帶有不確定性，使得這些氣泡來源無法預(yù)計(jì)或合理判斷，最終導(dǎo)致線狀凸起缺陷的分布沒有規(guī)律可循。
[0004]目前針對上述氣泡缺陷所通常采取的解決方法主要有:
[0005]I)由于環(huán)境潮濕會導(dǎo)致爐料、合金、耐材等含水量過高，這是增加氣體來源的主要途徑，因此可采用降低板坯表面溫度的方式來減少氣體溶解量，然而這對環(huán)境要求很高，特別是需要對合金、耐材等進(jìn)行精細(xì)管理從而會產(chǎn)生較高的人力和物力成本支出；
[0006]2)若連鑄時(shí)吹氬量偏大是導(dǎo)致鑄坯內(nèi)部產(chǎn)生氣泡缺陷的主要原因，由于吹氬量偏大，當(dāng)鑄坯表面優(yōu)先凝固時(shí)，鋼水中的氬氣來不及排出，故而可以通過減少鋼中夾雜物含量以及調(diào)整浸入式水口插入深度的方式來進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，這種方式需要對吹氬流量進(jìn)行精確控制，并且其最終效果還會受到鋼種化學(xué)成分的影響；
[0007]3)通過優(yōu)化連鑄保護(hù)渣的化學(xué)成分、黏度等，以及采用保護(hù)渣加熱方式來吸收鋼水中的夾雜物以減少氣相穴的生成，從而使得氣泡缺陷的發(fā)生率大幅度地下降，當(dāng)保護(hù)渣加熱至200°C時(shí)，氣泡缺陷可減少40%，當(dāng)保護(hù)渣加熱至300°C時(shí)，氣泡缺陷則可減少60%，但是加熱保護(hù)渣需要在一定的特殊環(huán)境下進(jìn)行以避免保護(hù)渣的氧化或污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其通過控制連鑄時(shí)的鋼液過熱度以及連續(xù)退火時(shí)的氣氛+溫度，消除了鋼板的線狀凸起缺陷，改善了無取向電工鋼板的表面質(zhì)量，提高了成品鋼板的磁性性能。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其包括下列步驟:
[0010](I)冶煉、精煉；
[0011](2)連鑄澆鑄后得到板坯，連鑄時(shí)控制鋼水的過熱度為15~40°C ；
[0012](3)熱軋；
[0013](4)?；?br> [0014](5)酸洗；
[0015](6)冷軋；
[0016](7)干氣氛連續(xù)退火:退火氣氛中氫氣的體積含量為20~50%，退火氣氛溫度控制為 930 ~1080°C ；
[0017](8)涂層，得到成品。
[0018]本發(fā)明所述的無取向電工鋼板的制造方法通過對連鑄過程中鋼液過熱度的嚴(yán)格控制，并結(jié)合連續(xù)退火過程中的氣氛+溫度的控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)出的無取向電工鋼板無線狀凸起缺陷。其中，在連鑄時(shí)通過提高鋼水溫度來有效提高中間包內(nèi)的鋼液過熱度以減緩板坯冷卻速度，從而避免板坯中的柱狀晶粗大發(fā)達(dá)，枝晶間距過大而產(chǎn)生氣體間隙，進(jìn)而降低無取向電工鋼板出現(xiàn)線狀凸起缺陷的可能性。
[0019]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的無取向電工鋼板的制造方法在步驟(1)的冶煉和精煉步驟控制化學(xué)成分質(zhì)量百分配比為:C≤0.005%, Si2.2~3.6%，Mn0.2~1.0%，P≤0.02%,A10.2~1.2% ;余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0020]本發(fā)明所述的無取向電工鋼板中各化學(xué)元素的設(shè)計(jì)原理為:
[0021]C:C是強(qiáng)烈抑制晶粒長大的元素，其容易增加帶鋼鐵損并產(chǎn)生嚴(yán)重的磁時(shí)效；同時(shí)，C還會擴(kuò)大Y相區(qū)，并且在鋼板進(jìn)行常化處理時(shí)，使a與Y兩相區(qū)的轉(zhuǎn)變量增加從而明顯降低Acl點(diǎn)，這會對結(jié)晶組織起細(xì)化作用。因此，在本發(fā)明的技術(shù)方案中必須將C含量控制在0.005wt%以下。
[0022]Si =Si是增加鋼板電阻率的有效元素。當(dāng)Si含量< 2.2wt%時(shí)，枝晶不發(fā)達(dá)且枝晶之間的距離較小，雖然鋼板不會產(chǎn)生線狀凸起缺陷，但此時(shí)鋼板的電阻率很低，不能滿足產(chǎn)品的其他要求；而當(dāng)Si含量> 3.6被％時(shí)，會導(dǎo)致鋼板的磁感降低且冷加工性能不佳。為了使鋼板獲得更好地綜合性能，本技術(shù)方案將Si的質(zhì)量百分含量設(shè)定為2.2~3.6%。
[0023]Mn:Mn與S1、Al元素相同，其可以增加鋼板的電阻率，同時(shí)，它還可以改善電工鋼板的表面質(zhì)量，不過，若Mn含量> 1.0wt%會導(dǎo)致冶煉澆鑄困難而提高制造成本，故需要將Mn含量設(shè)定為0.2~1.0wt%。
[0024]Al:A1也是增加鋼板電阻率的有效元素。當(dāng)Al含量< 0.2wt%時(shí)，鋼板的電磁性能不穩(wěn)定；當(dāng)Al含量> 1.2wt%時(shí)，則會使鋼板的冶煉澆鑄發(fā)生困難，從而造成生產(chǎn)成本的增加，所以將Al的質(zhì)量百分含量控制為0.2~1.2%。
[0025]P:在本技術(shù)方案中，添加微量的P可以改善鋼板的加工性，但是超過一定含量的P會劣化鋼板的冷軋加工性能，所以將P含量控制為< 0.02wt%。
[0026]進(jìn)一步地，在上述無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法中，在步驟(1)中控制板還雜質(zhì)兀素的質(zhì)量百分含量S < 0.005%。
[0027]進(jìn)一步地，在上述無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法中，在步驟(1)中控制板還雜質(zhì)兀素的質(zhì)量百分含量N< 0.005%。
[0028]進(jìn)一步地，在上述無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法中，在步驟(1)中控制板還雜質(zhì)兀素的質(zhì)量百分含量O < 0.005%。
[0029]在鋼板中不可避免地會存在一定含量的雜質(zhì)元素，其中，雜質(zhì)元素O和N元素分別和Al元素所形成氧化物或氮化物的析出物會強(qiáng)烈阻礙晶粒長大，導(dǎo)致鐵損惡化，同時(shí)，S元素和Mn元素所形成S化物的析出物也會強(qiáng)烈阻礙晶粒長大，導(dǎo)致鐵損惡化。因此，需要控制鋼板中的雜質(zhì)元素的含量。
[0030]進(jìn)一步地，在上述無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法中，在步驟(1)中，控制燒鑄速度為0.6~1.4m/min。
[0031]進(jìn)一步地，在上述無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法中，在步驟(5)中采用一次冷軋法將熱軋板軋制成冷軋板。
[0032]本發(fā)明的無取向電工鋼板不存在線狀凸起缺陷，通過本發(fā)明技術(shù)方案制造生產(chǎn)的無取向電工鋼板具有優(yōu)秀的磁性性能和電阻率、優(yōu)良的鋼板表面質(zhì)量以及良好的可加工性能，本發(fā)明的制造方法能更好地減少高牌號無取向電工鋼板的線狀凸起缺陷的產(chǎn)生；同時(shí)工藝簡便，成本經(jīng)濟(jì)且實(shí)用性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1顯示了本發(fā)明所述的無取向電工鋼板在三種不同溫度下H2的含量比例與線狀凸起缺陷位置的高度變化率之間的關(guān)系。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明所述的無取向電工鋼板及其制造方法做出進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是該說明并不構(gòu)成對于本發(fā)明技術(shù)方案的不當(dāng)限定。
[0035]實(shí)施例1-4及對比例1-4
[0036]按照下列步驟制造實(shí)施例和對比例中的無取向電工鋼板，其具體步驟為:
[0037]( I)對鐵水進(jìn)行“三脫”預(yù)處理；
[0038](2)轉(zhuǎn)爐冶煉；
[0039](3)精煉RH:對鋼液進(jìn)行脫碳、脫氧及合金化處理，并將鋼液中各化學(xué)元素控制如表1所示；
[0040](4)連鑄；
[0041](5)熱軋；
[0042](6)?；?；
[0043](7)酸洗；
[0044]( 8 )采用一次冷軋法冷軋；
[0045](9)干氣氛連續(xù)退火；
[0046](10)涂層。
[0047]表1.實(shí)施例1-4和對比例1-4中無取向電工鋼板的化學(xué)元素質(zhì)量百分配比(wt%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì))

【權(quán)利要求】
1.一種無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)冶煉、精煉； (2)連鑄澆鑄得到板坯，連鑄時(shí)控制鋼水的過熱度為15~40°C； (3)熱軋； (4)常化； (5)酸洗； (6)冷軋； (7)干氣氛連續(xù)退火:退火氣氛中氫氣的體積含量為20~50%，退火氣氛溫度控制為930 ~1080? ； (8)涂層，得到成品。
2.如權(quán)利要求1所述的無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(1)中控制化學(xué)成分質(zhì)量百分配比為:C≤0.005%, Si2.2~3.6%，Mn0.2~1.0%，P≤0.02%, A10.2~1.2% ;余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(1)中控制板坯雜質(zhì)元素的質(zhì)量百分含量S≤0.005%。
4.如權(quán)利要求2所述的無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(1)中控制板坯雜質(zhì)元素的質(zhì)量百分含量N < 0.005%。
5.如權(quán)利要求2所述的無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(1)中控制板坯雜質(zhì)元素的質(zhì)量百分含量O < 0.005%。
6.如權(quán)利要求1所述的無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(2)中，控制澆鑄速度為0.6~1.4m/min。
7.如權(quán)利要求1所述的無線狀凸起缺陷的無取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(6)中采用一次冷軋法將熱軋板軋制成冷軋板。
【文檔編號】C21D1/76GK104164544SQ201310185572
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】張峰, 宋艷麗, 呂學(xué)鈞, 陳卓雷, 王彥偉 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司