[发明专利]表面质量优良的水轮发电机转子磁轭用钢及生产方法

说明书

表面质量优良的水轮发电机转子磁轭用钢，其化学成分及wt%：C：0.03～0.07%，Si：≤0.05%，Mn：1.85～2.0%，P：≤0.015%，S：≤0.002%，Nb：0.075～0.095%，V：0.03～0.07%，Mo：0.10～0.20%，Als：0.02～0.10%，N：≤0.010%；生产方法：经转炉冶炼后连铸成坯；对铸坯加热；经除鳞后热轧；层流冷却；卷取进行罩式退火；自然冷却至室温。本发明屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥850MPa，磁感性能B50≥1.5T的前提下，还能使表面粗糙度≤1.6μm，满足单机容量≥100万千瓦水轮发电机转子的需求。

技术领域

本发明涉及一种电机用钢及生产方法，确切地属于一种表面质量优良的水轮发电机转子磁轭用钢及生产方法，其更适用于水轮发电机转子在单机容量≥100万千瓦机组中的使用。

背景技术

水轮发电机结构中转子磁轭是最核心的部件之一，其主要作用是产生转动惯量和挂装磁极，同时也是磁路的一部分。要求具有高强度、高精度以及良好的磁性能。随着水电工程的大型化发展，转子体积不断增大，安全性能要求也不断提高，因而对表面质量也提出更高的要求。钢板表面麻点等缺陷不仅直接影响钢板外观，同时，表面麻点使表面粗糙度升高，从而降低疲劳极限，且材料的强度越高，表面粗糙度对疲劳极限的影响越显著。提高表面质量，对提高发电机转子的寿命、可靠性，降低维护成本，有着重要意义。

在本发明申请之前，已有中国专利号为ZL201711083951.X、ZL201611103749.4和ZL201510921787.X的发明专利文献分别记载了“一种具有优异磁性能的高强度钢板及其制造方法”、“一种水轮发电机磁轭用高强度高。这三文献分别介绍了采用控轧控冷方法生产的热轧磁轭钢，上述专利的Ti含量分别为0.08％～0.18％、0.20％～0.25％和0.035％～0.075％，由于Ti的碳化物TiC固溶温度高，铸坯轧制前需高温加热，加热工艺分别为1350～1400℃、1300～1350℃(保温3小时)、1280～1350℃(均热时间100～150min)，均存在不仅加热温度高，而且保温时间长，易产生较厚的氧化铁皮，且后续难以去除，对最终钢板表面质量不利。

另有中国专利号为ZL201510921794.X和ZL201510921789.9的发明专利文献，分别记载了“屈服强度550MPa级高强度高韧性热轧磁轭钢及其制造方法”和“屈服强度650MPa级高强度高韧性热轧磁轭钢及其制造方法”，由于均未控制轧制速度，导致钢板在高温轧制过程中形成较厚铁皮，后期难以去除，且由于未开展退火工艺，钢板表面不光亮，影响表面粗糙度。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种用于单机容量≥100万千瓦水轮发电机转子磁轭所需的屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥850MPa，磁感性能B₅₀≥1.5T且表面粗糙度≤1.0μm的磁轭钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

表面质量优良的水轮发电机转子磁轭用钢，其化学成分及重量百分含量：C：0.03～0.07％，Si：≤0.05％，Mn：1.85～2.0％，P：≤0.015％，S：≤0.002％，Nb：0.075～0.095％，V：0.03～0.07％，Mo：0.10～0.20％，Als：0.02～0.10％，N：≤0.010％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选地：所述Nb的重量百分含量在0.079～0.091％。

优选地：所述V的重量百分含量在0.039～0.065％。

表面质量优良的水轮发电机转子磁轭用钢的生产方法，其步骤：

1)经转炉冶炼后连铸成坯；

2)对铸坯进行加热，铸坯加热温度在1180～1220℃；

3)经除鳞后进行两段式热轧，并控制精轧速度在12～14m/s，终轧温度在880～920℃；