[发明专利]一种高硅含钙的无取向电工钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电工钢技术领域，特别是提供了一种高硅含钙的无取向电工钢的制备方法，该电工钢具有优良的磁性能。

背景技术

硅钢是含硅量在3％左右、其它主要是铁的硅铁合金。是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心。它的生产工艺复杂，制造技术严格，国外的生产技术都以专利形式加以保护，视为企业的生命。高牌号无取向硅钢是无取向硅钢中的高端产品，主要用于制造大、中型水力、火力发电机。

制造高牌号无取向硅钢对钢中S含量要求很高，一般要求N、O、S≤10ppm以内，目前的炼钢技术将S降至这一水平要采用特殊的脱S工艺，成本将近增加一倍且难以稳定生产。国内只有极少量低铁损高牌号无取向硅钢片35W230、35W250、50W250牌号生产，且集中在武钢、太钢两家企业，据了解其质量目前仍不稳定。高牌号无取向硅钢在中国申请的专利特点简单介绍如下：

1、中国专利CN101139681公开了一种中高牌号冷轧无取向硅钢及其制造方法，通过添加少量Sn、Sb、Cu，其总量<0.20％。不用进行常化，其成品磁性P_1.5/50只能达到2.8～3.4W/kg之间。该专利的成本较高且产品磁性能一般。

2、中国专利CN100999050公开了一种高硅高牌号冷轧无取向硅钢制造方法，其工艺不经过常化，但采用罩式炉退火，故生产周期长，产量低，制造成本高。

3、中国专利CN1888112和中国专利CN1887512均含有Sb0.03％～0.10％、Sn0.05％～0.12％、B0.0005％～0.0040％，经过常化或不经过常化；其缺点是合金含量多，原材料成本较高。

4、中国专利CN1380908和中国专利CN137085均介绍了一种通过加添加Sb、Sn元素来降低铁损、提高磁感的制造方法，其一般是中低含量的Si，其铁损值较低，但不能满足国标中的50W250牌号的磁性能要求。

5、中国专利CN1078270A公开了一种含稀土冷轧无取向电工钢的生产方法，其特征是用Ni、Cu、Sn、Sb、C、P、Ca或稀土元素得到好的磁性，其中在加了别的合金元素的情况下还要求Sn、Sb和Ca、稀土均须各加入至少一种。磁性P_1.5/50最小值只能达到2.45W/kg，但其加热温度比本专利高，且钢中合金较多，增加原材料成本，并且其工艺中要求加湿脱碳退火，退火速度慢。

6、中国专利CN1887512公开了一种无取向电工钢及其制造方法，其特征在于：该无取向电磁钢板以质量％计，含有Si：2.0％或以下、Mn：3.0％或以下、Al：1.0～3.0％，根据需要还含有总量合计为0.002～0.5％的Sn、Sb、Cu、Ni、Cr、P、REM、Ca、Mg；消除应力退火后，其铁损P_1.5/50最小值可为2.0W/kg或以下。此专利磁性能较好，且其钢的成分特点是Si含量低但其他合金较多，故总的原材料成本高；此外在冷轧中该专利采用了中间退火和平整轧制，即采用的是二次冷轧制造工艺，工序增多，制造周期延长，制造成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高硅含钙的无取向电工钢的制备方法，使电工钢成品磁性能优良，并且降低了成本。

与传统专利技术相比，本发明的突出优势在于提供了一种成本相对廉价的工艺制造方法，即可在普通脱S技术条件下(铸坯中S≤0.005％)通过加入钙，且钙与硫的质量比例控制在0.2～4.0，以便生成钙的硫化物或钙的硫化物与MnS等混合析出物，且使析出物粗大化，进而有利于基体晶粒长大，提高磁性能。

本发明的铸坯为高Si、通过添加一定量的Ca可使铸坯中含S量高达0.005％，铸坯经过热轧变形后，热轧板采用常化、酸洗和70～90％冷轧压下率的一次冷轧法冷轧成薄钢带，然后进行氢氮混合气体保护的最终去应力退火工艺处理，可生产出磁性优良的高牌号无取向电工钢产品。

本发明的技术方案：

采用高Si加一定量的Ca的无取向电工钢铸坯为热轧原料，进行热轧(未卷取)、常化、酸洗、冷轧、退火、涂层，得到最终磁性优良的高牌号无取向电工钢产品。其铸坯为高Si、通过添加一定量的Ca可使铸坯中含S量高达0.005％。

其成分设计方案如下：