CN114574761B - 无取向电工钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于电工钢领域，具体涉及一种无取向电工钢及其制备方法，所述无取向电工钢，包括如下重量百分含量的组分：C≤0.0025％，0.60％≤Si≤0.80％，0.20％≤Mn≤0.40％，P≤0.04％，S≤0.005％，0.20％≤Als≤0.40％，0.020％≤Sb≤0.050％，N≤0.0025％，Ti≤0.0025％，O≤0.003％，还包括Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.01％。本申请提供的无取向电工钢的铁损劣化率小于5％，可应用于电机铁芯中。
Description
技术领域
本申请涉及电工钢领域，特别涉及一种无取向电工钢及其制备方法。
背景技术
当前，我国已经将节能列为国民经济和社会发展规划的重要内容。从节能角度看，电机行业的发展趋势是提高电机效率，其中，最主要的方法之一是改进电机铁芯所用的电磁钢板的磁性。
电机在运行中要求其具有低损耗、高效率、运行安全、寿命长等优点，因此，电磁钢板不仅需要具有优良的磁性能，而且需要在长时间的运行中保持磁性能稳定，也即具有无磁时效性或低磁时效性（铁损劣化率≤5%）。可见，电机行业对高磁感且无磁时效或低磁时效的电工钢的需求日益强烈。
然而，在电工钢的实际生产过程中，由于体系内存在较多夹杂物，这些夹杂物会使得阵点发生畸变，导致电工钢的铁损劣化率过高，无法满足电机行业的发展需求
发明内容
本申请提供一种无取向电工钢及其制备方法，旨在解决电工钢的铁损劣化率过高的问题。
一方面，本申请的实施例提供了一种无取向电工钢，包括如下重量百分含量的组分：
0.60%≤Si≤0.80%，
0.20%≤Mn≤0.40%，
0.20%≤Als≤0.40%，
Ti≤0.0025%，
0.020%≤Sb≤0.050%，
C≤0.0025%，
S≤0.005%，
N≤0.0025%，P≤0.04%，O≤0.003%，还包括Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.01%。
另一个方面，本申请的实施例提供一种用于制备上述无取向电工钢的方法，包括如下步骤：
（1）对铁水进行脱硫处理，得到脱硫铁水；
（2）对所述脱硫铁水进行转炉冶炼，出钢后得到初炼钢水；
（3）对所述初炼钢水进行RH真空处理和连铸，得到板坯；
（4）对所述板坯进行热连轧，得到热轧板；
所述热连轧包括加热处理、轧制和卷曲，其中，所述加热处理的加热温度为1130~1170℃，保温时间为130~350min，出炉温度为1080~1120℃；所述轧制的终轧温度为850~890℃；所述卷曲的卷曲温度为700~740℃；
（5）对所述热轧板进行缓冷，得到冷却钢卷；其中，缓冷时间不低于48h；
（6）对所述钢卷进行冷连轧和退火，得到所述无取向电工钢。
可选地，步骤（1）中所述脱硫铁水中S的重量百分含量不大于0.0010%。
可选地，步骤（2）中所述出钢时的钢水温度为1630~1680℃。
可选地，步骤（2）中所述初炼钢水中C的重量百分含量为0.020%～0.060%。
可选地，步骤（2）中所述初炼钢水中O的重量百分含量为0.04~0.085%。
可选地，步骤（3）中RH真空处理后钢水中N含量不大于0.002%。
可选地，步骤（6）中所述冷连轧中相对压下率为75%～85%。
可选地，步骤（6）中所述退火的退火温度为820～880℃，保温时间为1~2min。
可选地，步骤（6）之后还包括对所述无取向电工钢涂覆涂层，所述涂层为半有机涂层。
无取向电工钢的夹杂物（包括第二相析出物）周围区域的位错密度较高，由此产生比其自身体积大许多倍的内应力场，导致磁畴结构发生变化，畴臂不易移动，磁化困难，而夹杂物本身又为非磁性或弱磁性物质，故导致无取向电工钢的铁损增高。本申请提供的无取向电工钢中各杂质元素除满足所述比例要求外，还要求杂质元素必须满足：C+S+N+Ti≤0.01%。实施例的结果表明，本申请提供的无取向电工钢的铁损劣化率小于5%，其铁损得到有效控制，可应用于电机铁芯中。
本申请提供的制备上述无取向电工钢的方法中，通过在各步骤中严格控制杂质元素C、S、N、O和Ti的含量，并采用合适的热轧温度制度和缓冷工艺，有效的控制了成品中杂质元素含量，并且第二相的析出和长大也得到有效控制，这使得无取向电工钢产品具有优异的磁性能和小于5%的铁损劣化率。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1为实施例2的无取向电工钢的夹杂物分布情况图；
图2为对比例2的无取向电工钢的夹杂物分布情况图；
图3为实施例2的无取向电工钢的夹杂物的形貌图；
图4为实施例2的无取向电工钢的MnS+ALN复合夹杂物的形貌图；
图5为实施例2的无取向电工钢的ALN夹杂物的形貌图；
图6为实施例2的无取向电工钢的典型夹杂物的形貌图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上，“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以上。
本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实施例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
无取向电工钢
一方面，本申请的实施例提供一种无取向电工钢，包括如下重量百分含量的组分：
C≤0.0025%，0.60%≤Si≤0.80%，0.20%≤Mn≤0.40%， P≤0.04%，S≤0.005%，0.20%≤Als≤0.40%，0.020%≤Sb≤0.050%，N≤0.0025%，Ti≤0.0025%，O≤0.003%，还包括Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.01%。
C：碳为有害元素，碳量增加，铁损P15值增大，碳高还引起磁时效，电工钢在高温下碳的固溶度高，从高温较快冷却时多余的碳原子来不及析出而形成过饱和的固溶体；铁芯在长期运转时，温度升高，过饱和的碳原子就以弥散第二相质点析出；第二相粒子的析出会抑制铁素体畴壁运动，导致矫顽力上升，劣化率P15/50增加，从而导致电工钢磁性能下降。因此要求成品中的碳含量尽可能低，本产品要求碳含量控制在0.0025%以下。
Si：Si的影响主要是对无取向电工钢的组织、织构及磁性能具有决定性的影响。随着硅含量增加，电阻率提高，奥氏体相区缩小，涡流损耗降低，晶粒粗化，磁滞损耗降低，使铁损值降低同时磁感值也降低；硅能使钢中杂质元素危害降低，使碳石墨化，降低碳对磁性能的有害影响；硅与氧有亲和力，起脱氧作用，与氮形成氮化硅，降低钢中氮的溶解度。综合各影响因素本产品硅设计为0.60-0.80%。
Mn：锰与硫形成MnS夹杂，防止沿晶界形成低熔点的FeS引起的热脆现象，改善材料的热塑性，同时锰扩大奥氏体相区，促使MnS夹杂长大，有利于以后晶粒长大，锰含量设计为0.20-0.40%。
S：硫是有害元素，形成的MnS夹杂会阻碍晶粒长大，铁损值升高，S的影响主要是硫在电工钢中对磁性有害影响均与基质中存在硫化锰的微细质点及晶界上存在自由硫有关。Mn和S的影响主要是因为钢中过饱和的Mn、S会以MnS粒子的形式弥散析出，造成铁损的升高，且不同温度时效时铁损的改变情况与Mn、S在α-Fe中的扩散有关，S比锰更容易扩散，因此MnS粒子的析出主要受Mn扩散的控制。即使Mn原子的低温扩散很困难，难以形成MnS弥散粒子，但S原子的扩散速度相对较快，如果借助晶界、位错等扩散款速通道仍有可能通过扩散聚集并与Fe形成第二相粒子，进而对磁时效产生影响。因此要求硫含量≤0.005%。
P：磷提高ρ、缩小γ区，促使晶粒长大，降低铁损。磷沿晶界偏聚可提高(100)组分和减少(111)组分。磷明显提高硬度和改善冲片性。磷有阻碍碳化物析出和长大及减轻磁时效的作用，但是磷量过高，特别是在碳量很低的情况下，冷加工件变坏，产品发脆，本产品设计磷含量控制在0.04%以下。
Al：铝与硅的作用相似，提高电阻率，缩小奥氏体相区和促使晶粒长大，其含量达到一定量后可形成粗大的AlN，改善织构，降低铁损和使各向异性减少，且固定氮使磁时效减轻。含铝量达到一定数量，会使钢粗化并促使碳石墨化。铝还能减少钢中氧含量，减少磁时效现象。本产品设计酸溶铝含量在0.20-0.40%。
Sb：少量的锑在境界处偏聚能够阻碍不易磁感的<111>织构的形成，从而提高材料磁感应强度，锑含量为0.020-0.050%。
Ti：钛为有害元素。钛含量超出一定量时，析出的Ti(CN)钉轧晶界，阻碍晶粒长大，晶粒明细细化，铁损增加，磁感降低。本产品要求钛控制在0.0025%内。
N：氮是有害元素，易形成细小AlN质点抑制晶粒长大。因为室温下氮在α-Fe中的溶解度比碳溶解度低约10倍，所以氮比碳对时效影响更大。加热、热轧和退火工艺的一个重要目的是防止析出细小AlN，或使钢中已存在的化AlN粗化。本产品要求氮控制在0.0025%内。
O：氧是有害元素。钢中氧形成的氧化物夹杂，使磁性降低。夹杂物使点阵发生畸变。在夹杂物周围地区位错密度增高，引起比其本身体积大许多倍的内应力场，导致磁畴结构发生变化，畴壁不易移动，磁化困难，而夹杂物本身又为非磁性或弱磁性物质，故铁损增高。氧加速氮在铁中的扩散速度，可间接地加速磁时效。本产品要求O控制在0.003%内。
其中，Fe的重量百分含量＞97%；不可避免的微量元素包括As、Ni、Cr、Mo或V等。
无取向电工钢的夹杂物（包括第二相析出物）周围区域的位错密度较高，由此产生比其自身体积大许多倍的内应力场，导致磁畴结构发生变化，畴臂不易移动，磁化困难，而夹杂物本身又为非磁性或弱磁性物质，故导致无取向电工钢的铁损增高。本申请提供的无取向电工钢中各杂质元素除满足所述比例要求外，还要求杂质元素必须满足：C+S+N+Ti≤0.01%。实施例的结果表明，本申请提供的无取向电工钢的铁损劣化率小于5%，其铁损得到有效控制，可应用于电机铁芯中。
无取向电工钢的制备方法
另一方面，本申请的实施例提供一种用于制备上述无取向电工钢的方法，包括如下步骤：
（1）对铁水进行脱硫处理，得到脱硫铁水；
（2）对所述脱硫铁水进行转炉冶炼，出钢后得到初炼钢水；
（3）对所述初炼钢水进行RH真空处理和连铸，得到板坯；
（4）对所述板坯进行热连轧，得到热轧板，
所述热连轧包括加热处理、轧制和卷曲，其中，所述加热处理的加热温度为1130~1170℃，保温时间为130~350min，出炉温度为1080~1120℃；所述轧制的终轧温度为850~890℃；所述卷曲的卷曲温度为700~740℃；
（5）对所述热轧板进行缓冷，得到冷却钢卷；其中，缓冷时间不低于48h；
（6）对所述钢卷进行冷连轧和退火，得到所述无取向电工钢。
根据本申请的实施例，对板坯进行热连轧的过程中，质量合格的板坯采用堆垛缓冷或直接热轧模式送入加热炉进行加热，加热并保温足够时间。加热温度高，热轧塑性好，但产品磁性降低；加热温度低，塑性差，但磁性高，因此在轧机能力允许条件下，加热温度应尽量低，以防止钢中MnS、ALN等第二相析出物固溶，因固溶后在热轧过程中由于固溶度随钢板温度降低而下降，又以细小弥散析出而阻碍退火时晶粒长大，{111}组分增多，磁性变坏。
加热后的板坯经高压水除磷后进入粗轧轧5道，每道压下率相近20%~40%，再进入精轧7道，第一道压下率约50%，以后每道压下率逐步减小，最后一道为10%。终轧温度要低于Ar3相变点，不常化的热轧板，终轧温度高，卷取温度也越高，热轧板晶粒大，磁性好。考虑本产品后工序不常化，同时考虑设计的成分体系下的相变温度，热轧温度制度按此要求设计后可获得较好的磁性能。
根据本申请的实施例，对热轧板进行缓冷的过程中，高温卷取后热轧板中有大量ALN、MnS等第二相析出物析出，为防止晶粒在退火后长大，在热轧卷下线后要求钢卷进行缓慢冷却，时间不低于48h。例如，缓冷时间为48h、49h、50h、52h、55h或60h等。
在本申请的实施例中，步骤（1）中所述脱硫铁水中S的重量百分含量不大于0.0010%。
根据本申请的实施例，为使该产品S含量控制在0.005%内，要求必须经过铁水预处理脱硫后的合格铁水送转炉冶炼。铁水S含量越低，对成品S含量控制越有利。KR机械搅拌脱硫法改善了脱硫的动力学条件，脱硫效率更高，同时使用石灰粉做原料，成本更低；本申请在铁水经过脱硫处理中，要求将S控制在0.001%以下。
在一些实施例中，脱硫处理的出站温度≥1250℃。例如，1260℃、1280℃、1300℃、1320℃或1350℃等。
在本申请的实施例中，步骤（2）中所述出钢时的钢水温度为1630~1680℃。例如，出钢时的钢水温度为1630℃、1640℃、1650℃、1660℃、1670℃或1680℃。出钢时的钢水也可以是上述数值的任意范围组合。
初炼钢水中C的重量百分含量为0.020%～0.060%。初炼钢水中O的重量百分含量为0.04~0.085%。例如，初炼钢水中O的重量百分含量为0.04、0.0、0.06、0.07或0.085等。初炼钢水中O的重量百分含量也可以是上述数值的任意范围组合。
在本申请的实施例中，RH真空处理后钢水中N含量不大于0.002%。例如，0.002%、0.0015、0.0016或0.0018等。
根据本申请的实施例，超低杂质元素C、S、N、O、Ti控制技术的主要控制点，控制原理如下：
C的控制：要控制C在0.0025%内，在RH真空处理过程中通过延迟脱碳时间及改变脱碳模式将转炉来钢钢水中的C含量脱至0.0015%内后再进行合金化处理，RH使用硅铁合金选用C含量低于0.05%的硅铁合金。
S的控制：铁水预处理要求出站S控制在0.001%内，要求扒去脱硫渣，铁水裸露面积保证在98%以上防止后期转炉回S。转炉选用S低于0.05%的石灰及S低于0.01%的电工钢专用洁净废钢，转炉终点S控制在0.005%以下。钢包残渣残钢要求必须炉炉清理干净防止钢水回S。
N的控制：转炉要求全程底吹氩气，按要求控制转炉终点氧和温度，杜绝补吹，转炉终点N含量要求控制在0.0015%内；RH真空处理保证设备不漏气，真空度低于133Pa，使用的合金均不含N，RH出站N要求控制在0.002%内；连铸做好保护浇注，各氩封***无漏气，杜绝中包钢水裸露，保证成品N控制在0.0025%内。
O的控制：要求转炉严禁补吹，转炉终点氧控制在0.04-0.085%之间，转炉出钢后添加一定量的改质剂，保证终点渣全Fe控制在20%内。RH真空处理采用硅脱氧模式，合金化后净循环时间保证在6min以上保证夹杂物充分上浮。连铸做好保护浇注各氩封***无漏气，杜绝中包钢水裸露，保证成品O控制在0.0030%内。
Ti的控制：要求选用Ti低于0.15%的铁水，转炉采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢后钢包渣厚控制在100mm以下，防止后期回Ti，转炉终点Ti要求在0.0015%内。RH选用Ti低于0.04%的硅铁合金。保证成品Ti控制在0.0025%内。
在本申请的实施例中，步骤（6）中所述冷连轧中相对压下率为75%～85%。例如，压下率为75%、78%、80%、82%和85%。
步骤（6）中所述退火的退火温度为820～880℃，保温时间为1~2min。例如，退火温度为820℃、830℃、840℃、850℃、860℃或880，保温时间为60s、70s、80s、90s、100s或120s。
在本申请的实施例中，步骤（6）之后还包括对所述无取向电工钢涂覆涂层，所述涂层为半有机涂层。
磁时效检测方法
在本申请的实施例中，无取向电工钢的磁时效检测方法如下：
磁时效试验均采用人工时效处理方法检查，将退火涂层的电工钢试样加工成0.5mm×30mm×300mm样条共24片，将样品放入试验炉，经200℃×48h时效处理后再空冷至室温测磁性能，对比时效处理前后铁损和磁感的变化情况及劣化率。
铁损劣化率=（时效后铁损-时效前铁损）/时效前铁损*100%；
磁感劣化率=（时效后磁感-时效前磁感）/时效前磁感*100%。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
本实施例提供的无取向电工钢包括如下重量百分含量的组分：
C：0.0024Wt%， Si：0.61Wt%，Mn：0.27Wt%，P：0.039Wt%，S：0.0041Wt%，Als：0.23Wt%，Sb：0.038Wt%，N：0.0009%，Ti：0.0008%，O：0.0011%，其余Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.0082%。
成分设计遵循三个原则：超低C、S、N、O、Ti，钢质纯净。考虑到此钢种要求高的磁感应强度，添加适量偏聚元素Sb以提高成品磁感应强度。
本实施例提供的无取向电工钢的制备方法如下：
脱硫处理：脱硫处理后铁水中S的重量百分含量为0.0010%。
转炉钢水冶炼：终点C为0.0456%；温度1654℃，终点[O]含量0.0697%，出钢加入200kg改质剂和500kg石灰。
RH钢水精炼处理：钢水进站温度1610℃，进站[O]含量0.060%，脱碳终点[O]为0.031%，加铝硅时间间隔3min，合金化后钢水净循环时间8min，钢水处理周期28min。
板坯连铸：中包温度为1555℃，过热度26℃，拉速1.4m/min。使用电工钢专用保护渣。
热连轧：参数如表1所示。
表1 实施例1 热连轧的参数
热轧的主要目的是使板坯的析出物充分析出和长大，故采用低加热温度，高卷取温度是保证卷取后析出物进一步长大。
缓冷：将卷号为1~6的热轧板进行缓冷，缓冷时间为48h。
酸洗冷连轧：将卷号为1~6的冷却钢卷进行冷连轧，压下率均为80%。
酸洗冷连轧的目的是在去除钢板表面氧化铁皮的同时，使较厚的热轧板轧制成较薄的冷轧板。其压下率的设定主要是根据轧机能力而定，对于该钢种，较大的压下率有利于降低成品铁损。
退火和涂层：退火温度为830℃；保温时间为1.5min。
退火的主要目的是冷轧带钢通过再结晶消除冷轧工序产生的应变和促使晶粒长大，使钢板充分再结晶，以保证磁性、硬度和磁时效符合要求条件。
磁时效检测：将退火涂层的电工钢试样加工成0.5mm×30mm×300mm样条共24片，将样品放入试验炉，经200℃×48h时效处理后再空冷至室温测磁性能，对比时效处理前后铁损和磁感的变化情况及劣化率。结果如表2所示。
表2 实施例1的测试结果
实施例2
本实施例提供的无取向电工钢包括如下重量百分含量的组分：
C：0.0020Wt%， Si：0.70Wt%，Mn：0.25Wt%，P：0.033Wt%，S：0.0047Wt%，Als：0.25Wt%，Sb：0.033Wt%，N：0.0014%，Ti：0.0017%，O：0.0015%，其余为Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.0098%。
成分设计遵循三个原则：超低C、S、N、O、Ti，钢质纯净。考虑到此钢种要求高的磁感应强度，添加适量偏聚元素Sb以提高成品磁感应强度。
本实施例提供的无取向电工钢的制备方法如下：
脱硫处理：脱硫处理后铁水中S的重量百分含量为0.0010%。
转炉钢水冶炼：终点C为0.035%；温度1664℃，终点[O]含量0.0598%，出钢加入200kg改质剂和500kg石灰。
RH钢水精炼处理：钢水进站温度1615℃，进站[O]含量0.050%，脱碳终点[O]为0.028%，加铝硅时间间隔3min，合金化后钢水净循环时间9min，钢水处理周期28min。
板坯连铸：中包温度为1559℃，过热度30℃，拉速1.4m/min。使用电工钢专用保护渣。
热连轧：参数如表3所示。
表3 实施例2热连轧的参数
| 卷号 | 入炉温度，℃ | 加热温度，℃ | 保温时间，min | 终轧温度，℃ | 卷取温度，℃ | 热轧在库时间，h |
| 7 | 362 | 1140 | 315 | 870 | 720 | 55 |
| 8 | 362 | 1140 | 315 | 872 | 720 | 54 |
| 9 | 361 | 1140 | 315 | 870 | 721 | 55 |
| 10 | 365 | 1140 | 315 | 871 | 722 | 54 |
| 11 | 362 | 1140 | 315 | 870 | 720 | 56 |
| 12 | 363 | 1140 | 315 | 870 | 719 | 53 |
缓冷：将卷号为7~12的热轧板进行缓冷，缓冷时间为52h。
酸洗冷连轧：将卷号为7~12的冷却钢卷进行冷连轧，压下率均为80%。
退火和涂层：退火温度为840℃；保温时间为1.5min。
磁时效检测：检测方法与实施例1相同，结果如表4所示。
表4 实施例2的测试结果
| 卷号 | 时效前铁损，W/Kg | 时效后铁损，W/Kg | 铁损劣化率 | 时效前磁感，T | 时效后磁感，T | 磁感劣化率 |
| 7 | 4.77 | 4.79 | 0.419% | 1.726 | 1.726 | 0% |
| 8 | 4.644 | 4.686 | 0.904% | 1.726 | 1.726 | 0% |
| 9 | 4.68 | 4.696 | 0.342% | 1.726 | 1.726 | 0% |
| 10 | 4.796 | 4.791 | -0.104% | 1.729 | 1.73 | 0.058% |
| 11 | 4.801 | 4.798 | -0.062% | 1.73 | 1.73 | 0% |
| 12 | 4.717 | 4.697 | -0.424% | 1.732 | 1.733 | 0.058% |
实施例3
本实施例提供的无取向电工钢包括如下重量百分含量的组分：
C：0.0022Wt%， Si：0.65Wt%，Mn：0.25Wt%，P：0.031Wt%，S：0.0039Wt%，Als：0.25Wt%，Sb：0.032Wt%，N：0.0019%，Ti：0.0019%，O：0.0014%，其余为Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.0099%。
成分设计遵循三个原则：超低C、S、N、O、Ti，钢质纯净。考虑到此钢种要求高的磁感应强度，添加适量偏聚元素Sb以提高成品磁感应强度。
本实施例提供的无取向电工钢的制备方法如下：
转炉钢水冶炼：终点C为0.035%；温度1655℃，终点[O]含量0.0597%，出钢加入200kg改质剂和500kg石灰。
RH钢水精炼处理：钢水进站温度1610℃，进站[O]含量0.060%，脱碳终点[O]为0.031%，加铝硅时间间隔3min，合金化后钢水净循环时间8min，钢水处理周期28min。
板坯连铸：中包温度为1555℃，过热度26℃，拉速1.4m/min。使用电工钢专用保护渣。
热连轧：参数如表5所示。
表5 实施例3热连轧的参数
| 卷号 | 入炉温度，℃ | 加热温度，℃ | 保温时间，min | 终轧温度，℃ | 卷取温度，℃ | 热轧在库时间，h |
| 13 | 565 | 1142 | 281 | 870 | 720 | 63 |
| 14 | 560 | 1140 | 283 | 872 | 720 | 63 |
| 1 5 | 563 | 1141 | 282 | 870 | 721 | 65 |
| 16 | 565 | 1143 | 284 | 871 | 722 | 64 |
| 17 | 562 | 1138 | 285 | 870 | 720 | 63 |
| 18 | 565 | 1140 | 281 | 870 | 719 | 62 |
缓冷：将卷号为13~18的热轧板进行缓冷，缓冷时间为50h。
酸洗冷连轧：将卷号为13~18的冷却钢卷进行冷连轧，压下率均为80%。
退火和涂层：退火温度为855℃；保温时间为1.5min。
磁时效检测：检测方法与实施例1相同，结果如表6所示。
表6 实施例3的测试结果
| 卷号 | 失效前铁损，W/Kg | 失效后铁损，W/Kg | 铁损劣化率 | 失效前磁感，T | 失效后磁感，T | 磁感劣化率 |
| 13 | 4.788 | 4.805 | 0.355% | 1.73 | 1.731 | 0.058% |
| 14 | 4.753 | 4.785 | 0.673% | 1.73 | 1.73 | 0% |
| 15 | 4.784 | 4.916 | 2.759% | 1.731 | 1.731 | 0% |
| 16 | 4.814 | 4.908 | 1.953% | 1.73 | 1.731 | 0.058% |
| 17 | 4.769 | 4.906 | 2.873% | 1.73 | 1.73 | 0% |
| 18 | 4.771 | 4.903 | 1.187% | 1.732 | 1.732 | 0% |
实施例1~3提供的无取向电工钢的铁损劣化率均低于5%；磁感劣化率均为0左右。
对比例
对比例1
本对比例提供的无取向电工钢包括如下重量百分含量的组分：
C：0.0029Wt%， Si：0.76Wt%，Mn：0.25Wt%，P：0.029Wt%，S：0.0044Wt%，Als：0.25Wt%，N：0.0026%，Ti：0.0026%，其余为Fe和不可避免的微量元素。
本对比例提供的无取向电工钢的制备方法如下：
脱硫处理：脱硫处理后铁水中S的重量百分含量为0.0010%。
转炉钢水冶炼：终点C为0.035%；温度1655℃，终点[O]含量0.0597%，出钢加入200kg改质剂和500kg石灰。
RH钢水精炼处理：钢水进站温度1610℃，进站[O]含量0.060%，脱碳终点[O]为0.031%，加铝硅时间间隔3min，合金化后钢水净循环时间8min，钢水处理周期28min。
板坯连铸：中包温度为1555℃，过热度26℃，拉速1.4m/min。使用电工钢专用保护渣。
热连轧：参数如表7所示。
表7 对比例1 热连轧的参数
| 卷号 | 入炉温度，℃ | 加热温度，℃ | 在炉时间，min | 终轧温度，℃ | 卷取温度，℃ |
| 19 | 565 | 1142 | 281 | 870 | 680 |
| 20 | 560 | 1140 | 283 | 872 | 680 |
缓冷：将卷号为19~20的热轧板进行缓冷，缓冷时间为30h。
酸洗冷连轧：将卷号为19和20的冷却钢卷进行冷连轧，压下率均为80%。
退火和涂层：退火温度为835℃；保温时间为1.5min。
磁时效检测：检测方法与实施例1相同，结果如表8所示。
表8 对比例1的测试结果
| 卷号 | 失效前铁损，W/Kg | 失效后铁损，W/Kg | 铁损劣化率 | 失效前磁感，T | 失效后磁感，T | 磁感劣化率 |
| 19 | 4.753 | 5.999 | 26.215% | 1.725 | 1.725 | 0% |
| 20 | 4.819 | 6.702 | 39.074% | 1.725 | 1.724 | -0.058% |
对比例2
本对比例提供的无取向电工钢包括如下重量百分含量的组分：
C：0.0043Wt%， Si：0.74Wt%，Mn：0.23Wt%，P：0.034Wt%，S：0.0054Wt%，Als：0.22Wt%，N：0.0026%，Ti，0.0018%，其余为铁和不可避免的微量元素。
本对比例提供的无取向电工钢的制备方法如下：
脱硫处理：脱硫处理后铁水中S的重量百分含量为0.0010%。
转炉钢水冶炼：终点C为0.035%；温度1655℃，终点[O]含量0.0597%，出钢加入200kg改质剂和500kg石灰。
RH钢水精炼处理：钢水进站温度1610℃，进站[O]含量0.060%，脱碳终点[O]为0.031%，加铝硅时间间隔3min，合金化后钢水净循环时间8min，钢水处理周期28min。
板坯连铸：中包温度为1555℃，过热度26℃，拉速1.4m/min。使用电工钢专用保护渣。
常规热连轧：参数如表9所示。
表9 对比例2 热连轧的参数
| 卷号 | 入炉温度，℃ | 加热温度，℃ | 在炉时间，min | 终轧温度，℃ | 卷取温度，℃ |
| 21 | 465 | 1142 | 281 | 870 | 700 |
缓冷：将卷号为21的热轧板进行缓冷，缓冷时间为10h。
酸洗冷连轧：将卷号为21的冷却钢卷进行冷连轧，压下率均为80%。
退火和涂层：退火温度为855℃；保温时间为1.5min。
磁时效检测：检测方法与实施例1相同，结果如表10所示。
表10 对比例2的测试结果
| 卷号 | 失效前铁损，W/Kg | 失效后铁损，W/Kg | 铁损劣化率 | 失效前磁感，T | 失效后磁感，T | 磁感劣化率 |
| 21 | 4.950 | 7.017 | 41.757% | 1.722 | 1.721 | 0.058% |
对比例1和2提供的无取向硅钢的磁感劣化率为0为左右，但铁损劣化率为26~42%，无法满足电机行业对铁损劣化率≤5%的要求。
使用SEM＋EDS分析实施例1~3与对比例1~2的无取向电工钢中夹杂物的形貌和成分，使用 Aspex软件统计这些夹杂物的尺寸、数量和元素组成。表11为各实施例与对比例的无取向电工钢中各类粒度的夹杂物的尺寸分布情况（统计面积为10 mm²）。
表11 夹杂物的尺寸分布情况
表12为各实施例与对比例的无取向电工钢中各夹杂物所含元素的数量（统计面积为10 mm²）。
表12 夹杂物所含元素的数量
由表1~2可知，实施例1~3的夹杂物数量明显低于对比例1~2，而夹杂物大小主要分布在0.5~5μm之间。
图1为实施例2的无取向电工钢的夹杂物分布情况图（统计面积为9.32mm²），图2为对比例2的无取向电工钢的夹杂物分布情况图（统计面积为22.3mm²）。图3为实施例2的无取向电工钢的夹杂物的形貌图，图4为实施例2的无取向电工钢的MnS+ALN复合夹杂物的形貌图，图5为实施例2的无取向电工钢的ALN夹杂物的形貌图，图6为实施例2的无取向电工钢的典型夹杂物的形貌图。由图1~6可知，实施例2和对比例2的热轧材样夹杂物（包括第二相析出物）组成相同，主要是AlN、MnS及复合物、少量的Al2O3和极少量的铝酸盐、含镁氧化物。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.用于制备无取向电工钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）对铁水进行脱硫处理，得到脱硫铁水；
（2）对所述脱硫铁水进行转炉冶炼，出钢后得到初炼钢水；
（3）对所述初炼钢水进行RH真空处理和连铸，得到板坯；
（4）对所述板坯进行热连轧，得到热轧板，
所述热连轧包括加热处理、轧制和卷曲，其中，所述加热处理的加热温度为1130~1170℃，保温时间为130~350min，出炉温度为1080~1120℃；所述轧制的终轧温度为850~890℃；所述卷曲的卷曲温度为700~740℃；
（5）对所述热轧板进行缓冷，得到冷却钢卷；其中，缓冷时间不低于48h；
（6）对所述钢卷进行冷连轧和退火，得到无取向电工钢，所述无取向电工钢包括如下重量百分含量的组分：
C≤0.0025%，0.60%≤Si≤0.80%，0.20%≤Mn≤0.40%， P≤0.04%，S≤0.005%，0.20%≤Als≤0.40%，0.020%≤Sb≤0.050%，N≤0.0025%，Ti≤0.0025%，O≤0.003%，还包括Fe和不可避免的微量元素，其中，C+S+N+Ti≤0.01%。
2.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（1）中所述脱硫铁水中S的重量百分含量不大于0.0010%。
3.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（2）中所述出钢时的钢水温度为1630~1680℃。
4.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（2）中所述初炼钢水中C的重量百分含量为0.020%～0.060%。
5.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（2）中所述初炼钢水中O的重量百分含量为0.04~0.085%。
6.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（3）中RH真空处理后钢水中N含量不大于0.002%。
7.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（6）中所述冷连轧中相对压下率为75%～85%。
8.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（6）中所述退火的退火温度为820～880℃，保温时间为1~2min。
9.根据权利要求1所述的无取向电工钢的方法，其特征在于，步骤（6）之后还包括对所述无取向电工钢涂覆涂层，所述涂层为半有机涂层。
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