CN106048140A - 一种发蓝涂层无取向电工钢50w800的生产方法 - Google Patents

一种发蓝涂层无取向电工钢50w800的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法包括：步骤1)、铁水预处理；步骤2)、转炉冶炼：转炉并加入总重量10‑12％的废钢，并定氧出钢；步骤3)、吹氩；步骤4)、RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼；步骤5)、铸造；6)、酸洗冷轧；7)、脱脂清洗、脱碳退火；8)、氧化。本发明的牌号为50W800L，厚度为0.50mm半工艺冷轧无取向电工钢，产品电磁性能P15/50≤5.2W/kg，磁感应强度B50≥1.72T，与目前半工艺无取向电工钢国家标准对比，铁损低2.8W/kg，磁感应强度高0.02T，其层间电阻≥2100Ω·mm2/片，满足国家标准及客户要求。

Description

一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法
技术领域
本发明涉及一种全工艺冷轧无取向电工钢50W800的生产方法，具体说是一种发蓝涂层全工艺冷轧无取向电工钢50W800的生产方法。
背景技术
冷轧电工钢由于其生产工艺复杂、技术含量高、生产难度大、投资大，国内有武钢、宝钢、鞍钢、太钢等少数几个钢厂能生产，这些厂家均采用传统厚度的铸坯即传统工艺进行生产，但随着连铸连轧(CSP)工艺的大规模的工业应用，给电工钢生产开辟了另一个崭新的工艺，国外CSP生产电工钢的实践和“十五国家攻关项目”初步成果均表明：采用CSP生产中低牌号的无取向电工钢具有明显的投资、成本和质量优势，随着国家可持续发展战略的实施，保护环境、节约能源，是当今我国钢铁工业发展的一个重要方向，2015年我国共生产全工艺无取向电工钢701万吨。目前国内使用的冷轧无取向电工钢表面涂层，大部分都是含铬的绝缘涂层。如武钢的T4、T5涂层，宝钢的A、H涂层和太钢的G1涂层。随着科技的进步，人们已经认识到Cr给环境带来的严重后果，欧盟2003年推出环保要求的ROHS指令，规定2006年底进口欧盟的电器产品中不得有六种有害元素，其中六价铬就是六个元素之一。目前我国的冷轧无取向电工钢绝缘涂层都含有一定量的铬，这不仅影响我国电子产品的市场竞争力，同时也给我们带来比较严重的环境问题。随着2006年底欧盟开始执行电子业和汽车业使用材料的新法规，对于不含铬的电工钢板的需求将急剧增长。目前日本的新日铁钢铁公司、神户钢铁公司和JEF等公司都已经开始使用无铬的绝缘涂层。国内现在在冷轧无取向电工钢上使用的绝缘涂层属于半无机型水性绝缘涂层，是以铬酸盐为无机成膜物质的主体，以丙烯酸树脂为添加剂以改善膜的冲剪性能。而六价铬是在这个绝缘膜中起着成膜固化的关键作用，并起着防腐钝化作用，本发明在无取向电工钢脱碳退火完成后，在钢板表面生产一层致密的氧化薄膜，起到绝缘涂层的作用，减少涂层液对环境的影响，同时也降低了生产成本。
发明内容
综上所述，本发明有必要提供一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法。
一种采用Mn+Al替代Si的全工艺冷轧无取向电工钢50W800的生产方法：包括
步骤1)、铁水预处理；
步骤2)、转炉冶炼：转炉并加入总重量10-12％的废钢，并定氧出钢；
步骤3)、吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，并在转炉出钢过程中全程吹氩；
步骤4)、RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼；
步骤5)、铸造：钢水通过薄板坯连铸机铸成55-70mm厚板坯，连铸机拉速为3.0-4.5m/min，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1000-1150℃，板坯出炉温度为980-1120℃，精轧出口温度为860-920℃，卷取温度为680-720℃，F1压下率≥50％，F1-F4累积压下率≥90％，F7压下率≤15％；
步骤6)、酸洗冷轧：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为30～150g/L盐酸酸洗，酸槽温度为60～80℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，然后进行冷轧；
步骤7)、脱脂清洗、脱碳退火
脱脂清洗钢卷，通过脱脂清洗的钢卷进入连续脱碳退火炉，炉温设定为850～920℃，脱碳退火段采用电阻加热保持温度均匀，采用82％N2+17％H2+1％H2O作为脱碳退火气氛；
步骤8)、氧化：
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到450-550℃，通入3-5％H2O蒸汽，保持20-22s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
其中，本说明书中保护气的百分比是指气体的体积百分数。钢水中各元素的百分比是指质量百分比。
其中，所述步骤4)具体为，利用RH真空脱气装置将钢水中C含量脱到30ppm以下，并加入低碳Mn、Al合金进行合金化，当S含量小于80ppm时出钢。
其中，所述步骤8)具体为：
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到450-550℃，通入1-5％H2O蒸汽，保持20-22s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层10～20um的Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
其中，所述步骤6)具体为：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为30～150g/L盐酸酸洗，酸槽温度为60～80℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，将钢卷冷轧成0.5mm厚的钢卷。
所述RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼，并加入低碳Mn、Al等合金进行合金化，使得钢水成份[C]≤0.003％，0.6％≤[Si]≤0.8％，0.20％≤[Mn]≤0.30％，[P]≤0.015％，[S]≤0.008％，0.15％≤[Al]≤0.25％，出钢温度1580℃。
其中，所述RH精炼具体方法为：根据钢水温度、氧含量及脱碳终点钢样成分进行初步合金化，提升氩气流量控制在140-170m3/h。先加入铝块脱氧，再将Al调至目标值，然后加入低碳锰铁、磷铁等进行成份初调，合金加入后在极限真空度≤130Pa的条件下循环3分钟，测温、取样、定氧。若初调成分没有达到钢种要求，则进行成分微调。
本方法的工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→吹氩→RH精练→CSP连铸→CSP加热炉→CSP热连轧→冷轧→脱碳退火→发蓝处理→电磁性能检验→包装入库。
冶炼和精炼
采用了真空RH炉冶炼。该工艺的核心是首先利用RH真空脱气装置将钢水中C脱到30ppm以下，解决电工钢钢水纯净度的问题，并加入Si、Mn、Al等合金进行合金化。钢水在RH出站时一般S应小于80ppm。
CSP连铸连轧
CSP连铸工艺的核心是控制钢水从大包—中包—结晶器过程中的增C和增N，采用专门的中包覆盖剂和专用的超低C钢结晶器保护渣。铸坯尺寸为55～70×1000～1275mm，连铸拉速控制在3.0～4.5m/min左右。
热轧工艺采用合理的温度制度和压下制度。为保证电工钢成品得到粗化的晶粒，加热温度为1000～1150℃，出炉温度为980～1120℃，精轧出口温度920～860℃，卷取温度为680～720℃。热轧压下制度设计应同时解决带钢板形控制和晶粒粗化两方面的问题，故在轧制的前3～4道次将压下率控制在设备允许的最大范围，轧机F1压下率≥50％，F1～F4累积压下率≥90％，F7道次采用小压下率以调整板形和诱导晶粒粗化，压下率≤15％。为使轧后相变形成的细小铁素体晶粒有充足的长大时间，采用高的卷取温度，为了形成容易破碎的氧化铁皮，酸洗过程效率更高，轧后采取超快速冷却模式。
酸洗—冷轧
产品表面氧化铁皮不致密，且容易产生破碎，因此采用盐酸酸洗(HCl)酸液浓度为30～150g/L，使用酸洗促进剂，酸洗槽温度60～80℃，酸洗运行速率150-200m/min，确保带钢表面质量控制良好，酸洗后切边，剪边后剪切端面光滑、无毛刺、无缺口，冷轧轧制时总压下率应大于75％，采用前机架大压下率(35％以上)，最后一机架压下率≤8％。同时采用窜辊、弯辊、凸辊控制改善板形。
脱碳退火
脱碳退火炉为连续脱碳退火炉，采用卧式辊底炉，炉子分为加热段、脱碳退火段、降温段、发蓝处理段和冷却段，每段之间用连接段隔开。炉子的加热段采用辐射管加热，采用N2作为保护气体，炉温设定到850～920℃，脱碳退火段采用电阻加热保持温度均匀，采用N2+H2+少量H2O作为脱碳退火气氛。降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，把板温降低到550～450℃之间，通入3～5％H2O蒸汽，保持一段时间进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层10～20um的Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
本发明制造的发蓝涂层全工艺冷轧无取向电工钢50W800具有以下优点：
采用薄板坯连铸连轧工艺生产半工艺冷轧无取向电工钢投资成本比采用传统工艺低20～30％。
采用H2O蒸汽与Fe在合适的条件反应生成绝缘氧化薄膜，不需要以铬酸盐为无机成膜物质的主体绝缘涂层，保护了环境，降低了生产成本。
本发明的牌号为50W800L，厚度为0.50mm半工艺冷轧无取向电工钢，产品电磁性能P15/50≤5.2W/kg，磁感应强度B50≥1.72T，与目前半工艺无取向电工钢国家标准对比，铁损低2.8W/kg，磁感应强度高0.02T，其层间电阻≥2100Ω·mm2/片，满足国家标准及客户要求。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。
实施例1
一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法：
步骤1)、铁水预处理：将高炉铁水倒入铁水包内，通过铁水预处理进行吹镁脱硫；
步骤2)、转炉冶炼：氧气顶底复合吹炼转炉，将脱硫后的钢水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，同时向转炉内加入占总重量12％的废钢，在吹炼过程中向转炉炉内加入石灰石、萤石，当钢水成份[C]≤0.06％，[P]≤0.04％，[S]≤0.15％，钢水终点温度为1680℃时，定氧出钢；
步骤3)、吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，在转炉出钢过程中全程吹氩，吹氩后测量钢水温度、定氧、取样，根据钢水中氧含量向钢水中喂铝线；
步骤4)、RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼，并加入低碳Mn、Al合金进行合金化，使得钢水成份[C]＝0.002％，[Si]＝0.75％，[Mn]＝0.25％，[P]＝0.012％，[S]＝0.003％，[Al]＝0.21％，出钢温度1580℃；所述RH精炼具体方法为：根据钢水温度、氧含量及脱碳终点钢样成分进行初步合金化，提升氩气流量控制在140-170m3/h。先加入铝块脱氧，再将Al调至目标值，然后加入低碳锰铁、磷铁等进行成份初调，合金加入后在极限真空度≤130Pa的条件下循环3分钟，测温、取样、定氧；
步骤5)、铸造：钢水通过薄板坯连铸机铸成70mm厚板坯，连铸机拉速为4.0m/min，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1120℃，板坯出炉温度为1080℃，精轧出口温度为880℃，卷取温度为700℃，F1压下率53.2％，F2压下率50.3％，F7压下率15.6％，轧制为厚度为2.7mm的热轧板；
步骤6)、酸洗冷轧：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为85g/L盐酸酸洗，酸槽温度为75℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，将酸洗后钢卷经冷轧连轧机组轧制为0.50mm厚钢卷；
步骤7)、脱脂清洗、脱碳退火
脱脂清洗钢卷，通过脱脂清洗的钢卷进入连续脱碳退火炉，炉温设定为900℃，脱碳退火段采用电阻加热保持温度均匀，采用82％N2+17％H2+1％H2O作为脱碳退火气氛；
步骤8)、氧化：
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到500℃，通入3.5％H2O蒸汽，保持22s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层10～20um的Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
此方法生产的发蓝涂层全工艺冷轧无取向电工钢50W800，其铁损为4.9W/kg，磁感应强度为1.74T，层间电阻为2310Ω·mm2/片，用户可以根据需用直接采购用于电机制造，由于采用发蓝涂层，具有良好的环保性及成本优势。
实施例2
一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法：
步骤1)、铁水预处理：将高炉铁水倒入铁水包内，通过铁水预处理进行吹镁脱硫；
步骤2)、转炉冶炼：氧气顶底复合吹炼转炉，将脱硫后的钢水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，同时向转炉内加入占总重量10％的废钢，在吹炼过程中向转炉炉内加入石灰石、萤石，当钢水成份[C]≤0.06％，[P]≤0.04％，[S]≤0.15％，钢水终点温度为1680℃时，定氧出钢；
步骤3)、吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，在转炉出钢过程中全程吹氩，吹氩后测量钢水温度、定氧、取样，根据钢水中氧含量向钢水中喂铝线；
步骤4)RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼，并加入低碳Mn、Al合金进行合金化，使得钢水成份成份[C]＝0.003％，[Si]＝0.80％，[Mn]＝0.25％，[P]＝0.012％，[S]＝0.002％，[Al]＝0.20％，出钢温度1680℃；所述RH精炼具体方法为：根据钢水温度、氧含量及脱碳终点钢样成分进行初步合金化，提升氩气流量控制在140-170m3/h。先加入铝块脱氧，再将Al调至目标值，然后加入低碳锰铁、磷铁等进行成份初调，合金加入后在极限真空度≤130Pa的条件下循环3分钟，测温、取样、定氧；
步骤5)、铸造：钢水通过薄板坯连铸机铸成70mm厚板坯，连铸机拉速为4.0m/min，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1120℃，板坯出炉温度为1080℃，精轧出口温度为880℃，卷取温度为700℃，F1压下率53.2％，F2压下率50.3％，F7压下率15.6％，轧制为厚度为2.5mm的热轧板：
步骤6)、酸洗冷轧：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为85g/L盐酸酸洗，酸槽温度为75℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，将酸洗后钢卷经冷轧连轧机组轧制为0.50mm厚钢卷；
步骤7)、脱脂清洗、脱碳退火
脱脂清洗钢卷，通过脱脂清洗的钢卷进入连续脱碳退火炉，炉温设定为900℃，脱碳退火段采用电阻加热保持温度均匀，采用80％N2+219H2+1％H2O作为脱碳退火气氛；
步骤8)、氧化
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到520℃，通入3.5％H2O蒸汽，保持20s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层10～20um的Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
此方法生产的发蓝涂层全工艺冷轧无取向电工钢50W800，其铁损为5.2W/kg，磁感应强度为1.75T，层间电阻为2280Ω·mm2/片，用户可以根据需用直接采购用于电机制造，由于采用发蓝涂层，具有良好的环保性及成本优势。
实施例3
一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法：
步骤1)、铁水预处理：将高炉铁水倒入铁水包内，通过铁水预处理进行吹镁脱硫；
步骤2)、转炉冶炼：氧气顶底复合吹炼转炉，将脱硫后的钢水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，同时向转炉内加入占总重量10％的废钢，在吹炼过程中向转炉炉内加入石灰石、萤石，当钢水成份[C]≤0.06％，[P]≤0.04％，[S]≤0.15％，钢水终点温度为1680℃时，定氧出钢；
步骤3)、吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，在转炉出钢过程中全程吹氩，吹氩后测量钢水温度、定氧、取样，根据钢水中氧含量向钢水中喂铝线；
步骤4)RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼，并加入低碳Mn、Al合金进行合金化，使得钢水成份[C]＝0.003％，[Si]＝0.70％，[Mn]＝0.25％，[P]＝0.012％，[S]＝0.005％，[Al]＝0.25％，出钢温度1680℃；所述RH精炼具体方法为：根据钢水温度、氧含量及脱碳终点钢样成分进行初步合金化，提升氩气流量控制在140-170m3/h。先加入铝块脱氧，再将Al调至目标值，然后加入低碳锰铁、磷铁等进行成份初调，合金加入后在极限真空度≤130Pa的条件下循环3分钟，测温、取样、定氧；
步骤5)、铸造：钢水通过薄板坯连铸机铸成70mm厚板坯，连铸机拉速为4.0m/min，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1120℃，板坯出炉温度为1080℃，精轧出口温度为880℃，卷取温度为700℃，F1压下率51.2％，F2压下率51.3％，F7压下率12.6％，轧制为厚度为3mm的热轧板：
步骤6)、酸洗冷轧：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为85g/L盐酸酸洗，酸槽温度为75℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，将酸洗后钢卷经冷轧连轧机组轧制为0.50mm厚钢卷；
步骤7)、脱脂清洗、脱碳退火
脱脂清洗钢卷，通过脱脂清洗的钢卷进入连续脱碳退火炉，炉温设定为900℃，脱碳退火段采用电阻加热保持温度均匀，采用79％N2+20％H2+1％H2O作为脱碳退火气氛；
步骤8)、氧化
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到520℃，通入3.0％H2O蒸汽，保持22s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层10～20um的Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
此方法生产的发蓝涂层全工艺冷轧无取向电工钢50W800，其铁损为4.9W/kg，磁感应强度为1.74T，层间电阻为2249Ω·mm2/片，用户可以根据需用直接采购用于电机制造，由于采用发蓝涂层，具有良好的环保性及成本优势。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种发蓝涂层无取向电工钢50W800的生产方法：其特征在于包括：
步骤1)、铁水预处理；
步骤2)、转炉冶炼：转炉并加入总重量10-12％的废钢，并定氧出钢；
步骤3)、吹氩：在转炉出钢时加入复合脱氧剂，并在转炉出钢过程中全程吹氩；
步骤4)、RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼；
步骤5)、铸造：钢水通过薄板坯连铸机铸成55-70mm厚板坯，连铸机拉速为3.0-4.5m/min，连铸坯入炉温度≥850℃，炉内加热段温度为1000-1150℃，板坯出炉温度为980-1120℃，精轧出口温度为860-920℃，卷取温度为680-720℃，F1压下率≥50％，F1-F4累积压下率≥90％，F7压下率≤15％；
步骤6)、酸洗冷轧：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为30～150g/L盐酸酸洗，酸槽温度为60～80℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，然后进行冷轧；
步骤7)、脱脂清洗、脱碳退火
脱脂清洗钢卷，通过脱脂清洗的钢卷进入连续脱碳退火炉，炉温设定为850～920℃，脱碳退火段采用电阻加热保持温度均匀，采用82％N2+17％H2+1％H2O作为脱碳退火气氛；
步骤8)、氧化：
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到450-550℃，通入3-5％H2O蒸汽，保持20-22s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤4)具体为，利用RH真空脱气装置将钢水中C含量脱到30ppm以下，并加入低碳Mn、Al合金进行合金化，当S含量小于80ppm时出钢。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述步骤8)具体为：
降温段采用循环风机降温，用N2作为保护气体，板温降低到450-550℃，通入1-5％H2O蒸汽，保持20-22s进行发蓝处理，在钢板上下表面形成一层10～20um的Fe3O4蓝色氧化绝缘薄膜，通过风机冷却到室温。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述步骤6)具体为：待热轧板温度低于60℃以后经浓度为30～150g/L盐酸酸洗，酸槽温度为60～80℃，酸洗时间为95秒，清除钢卷表面的杂质及氧化铁皮，将钢卷冷轧成0.5mm厚的钢卷。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：
所述RH精炼：将钢水送入真空RH精炼炉冶炼，并加入低碳Mn、Al等合金进行合金化，使得钢水成份[C]≤0.003％，0.6％≤[Si]≤0.8％，0.20％≤[Mn]≤0.30％，[P]≤0.015％，[S]≤0.008％，0.15％≤[Al]≤0.25％，出钢温度1580℃。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述RH精炼具体方法为：根据钢水温度、氧含量及脱碳终点钢样成分进行初步合金化，提升氩气流量控制在140-170m3/h，先加入铝块脱氧，再将Al调至目标值，然后加入低碳锰铁、磷铁等进行成份初调，合金加入后在极限真空度≤130Pa的条件下循环3分钟，测温、取样、定氧。
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