本發(fā)明屬于冶金，適用于冷軋無取向電工鋼無?；咝Мa(chǎn)品的生產(chǎn)，具體涉及一種高性能無取向電工鋼的低成本生產(chǎn)方法。
背景技術：
1、無取向電工鋼的磁性能來源于硅鋁元素的添加和微觀組織控制，為滿足節(jié)能需求，需添加硅鋁元素提升電阻率，降低鐵損，但由于硅鋁同時降低磁感，因此需按照產(chǎn)品的實際用途確定加入量；硅鋁量既定后，為了得到較高磁感、低鐵損，需要得到較大晶粒尺寸的等軸狀組織。然而，在現(xiàn)有工藝條件下，中高牌號無取向硅鋼熱軋過程不能發(fā)生完全的動態(tài)和靜態(tài)再結(jié)晶，細晶和少量形變組織被保留到室溫，從而對后續(xù)性能產(chǎn)生影響。在此情況下，往往進行常化處理，得到晶粒充分長大的微觀組織，增加有利織構(gòu)。
2、無取向電工鋼為達到更好的磁性能指標，通常需要進行?；幚?，來完成組織優(yōu)化和二相粒子粗化。?；幚碜鳛橐粋€單獨工序，增加了大量能耗，降低了生產(chǎn)效率。如果通過成分調(diào)整和工藝優(yōu)化，能夠在熱軋過程中提升再結(jié)晶和晶粒長大程度，同時使電阻率升高、磁滯損耗降低，就有可能在得到預期磁性能水平的前提下，將中高牌號的常化工序去除，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。
技術實現(xiàn)思路
1、為克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明通過成分的調(diào)整，進一步提升電阻率，降低渦流損耗；通過加入偏聚元素，實現(xiàn)組織均勻化；通過熱軋過程中控軋控冷實現(xiàn)無取向硅鋼熱軋板中完全的再結(jié)晶和晶粒長大，提升磁性能水平。
2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種高性能無取向電工鋼的低成本生產(chǎn)方法，通過冶煉成分和各生產(chǎn)工序的工藝優(yōu)化設計來實現(xiàn)去除常化工序后性能達到?；乃降囊?。
3、所述高性能無取向電工鋼的化學成分(wt％)包括c≤0.0020％，si：1.0％～1.7％，mn：0.20％～0.80％，p：0.01％～0.10％，s≤0.0010％，n≤0.0020％，ti≤0.0010％，nb≤0.0020％，v≤0.0020％，als：0.20％～1.00％，sb：0.10％～0.20％，其余為fe和不可避免的殘余元素。
4、化學成分是有效的也是必須的途徑，碳：因產(chǎn)品無常化工序，等同于減少了一個脫碳工序，所以需要嚴格控制精煉過程，所以碳含量在0.0020％以下。硅：從成品性能需求出發(fā)考慮，硅在降低鐵損的同時也抑制磁感b50的提升，同時由于無常化，若硅含量過高則會由于粗大柱狀晶的組織遺傳性造成產(chǎn)品瓦垅缺陷，因此硅含量設定范圍1.0％～1.7％。錳：錳有抑制(111)組分和促進(100)、(110)組分的作用，加錳后b50升高和p15降低。磷：磷的重要作用之一是提升電阻率，從而降低渦流損耗，此外，磷對于熱軋精軋過程中動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生過程有明顯的促進作用，本產(chǎn)品中加磷可以在部分彌補較低硅含量的同時，粗化無?；に嚄l件下冷軋前組織，但加磷易發(fā)生冷脆，所以磷含量不宜過高。鋁：改進產(chǎn)品磁性能作用與硅趨同，但由于無?；瑹o法將含量設定過高，本發(fā)明中設定其成分區(qū)間為0.20％～1.00％。銻：銻沿晶界偏聚阻礙在原熱軋板晶界處{111}晶粒生核和促進冷軋板中形變帶附近{110}晶粒生核，進一步改善織構(gòu)。但作為偏聚元素，銻含量過高時阻礙晶粒長大，熱軋板和成品板晶粒小，鐵損增高。硫、氮、鈦、鈮、釩：對于磁性能屬于有害元素，需盡量降低，此外，如果鐵水脫硫和真空處理不充分，sio2和mn2sio4等夾雜物以及mns和fe3c析出物數(shù)量增多，加入的銻常在這些析出物和夾雜物附近偏聚，不能發(fā)揮它的有利作用。
5、為實現(xiàn)無?；瘲l件下的磁性能要求，需采用純凈鋼生產(chǎn)方式，具體生產(chǎn)工藝控制包括如下步驟：
6、①轉(zhuǎn)爐冶煉：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)要求使用超低硫廢鋼，s含量≤0.005％；轉(zhuǎn)爐用石灰要求s含量≤0.01％，參考活性度≥450ml，從而嚴控硫含量，提升鋼種純凈度，減少由于第二相析出造成的磁性能損失。成分一次命中率≥95％，減少由于后續(xù)調(diào)整造成的成分控制偏差情況。
7、②rh精煉：去除鋼中有害氣體和雜質(zhì)元素，完成主體成分和偏聚元素含量調(diào)整；真空循環(huán)時間≥10min，rh精煉工藝步驟結(jié)束后，鋼水鎮(zhèn)靜時間設定為20～35min，這是因為延長鎮(zhèn)靜時間有利于鋼中彌散夾雜物的充分聚合、上浮，從而進一步提升鋼水純凈度。
8、③連鑄：采用連鑄方式將鋼水鑄成坯，提升電磁攪拌工作電流，在有?；贩N牌號基礎上提升電磁攪拌工作電流至500a以上，使等軸晶率≥60％；出鋼時使用擋渣板，保證鋼包渣厚達到50mm～100mm，防止鋼水降溫過快和氧化。
9、④熱軋：控制加熱過程，均熱溫度控制在1150℃～1250℃，出爐溫度控制在1050℃～1150℃，終軋溫度≥910℃，終軋3～6s后噴水，卷取溫度≥720℃，卷取后入保溫罩，表面溫度≥500℃條件下保溫24h以上，充分促進熱軋卷組織粗化。
10、⑤冷軋：采用六機架連軋機組，將熱軋板軋制成品厚度，通過調(diào)整熱軋來料厚度，將冷軋總壓下率控制在65％～80％區(qū)間內(nèi)，其中首道次壓下率≤32％，通過減小冷軋總壓下率和各道次壓下率，減弱剪切織構(gòu)強度，進而優(yōu)化后續(xù)再結(jié)晶形核率，增加晶粒尺寸平均值，提升磁性能；軋制前需預熱鋼卷至70℃以上，提升可軋性。
11、⑥退火：采用二段式退火爐進行退火，在連續(xù)爐前段加濕氣，加熱溫度設定為800℃～880℃，后段為干氣氛，采用高溫退火，加熱溫度設定為900℃～1000℃，促進晶粒充分長大，優(yōu)化織構(gòu)，提升磁性能。
12、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：
13、本發(fā)明通過成分的調(diào)整，確立最優(yōu)的主體元素含量區(qū)間，進一步提升電阻率，降低渦流損耗；通過加入偏聚元素，優(yōu)化產(chǎn)品織構(gòu)，以實現(xiàn)組織均勻化；通過熱軋過程中控軋控冷來實現(xiàn)無取向硅鋼熱軋板中完全的再結(jié)晶和晶粒長大，以提升磁性能水平；設定合理的連退工藝，實現(xiàn)成品板再結(jié)晶組織和織構(gòu)最優(yōu)化，把磁性能提升到同類別常化材水平以上；最終實現(xiàn)去?；ば虻母咝Р纳a(chǎn)。按照本技術方案生產(chǎn)的高性能無取向電工鋼，磁性能達到同類別產(chǎn)品常化材水平，該低成本生產(chǎn)方法實現(xiàn)了系列牌號無取向電工鋼的免常化處理，典型牌號降本額達400元/噸以上，提高了生產(chǎn)效率，減少了資源消耗和碳排放，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
1.一種高性能無取向電工鋼的低成本生產(chǎn)方法，其特征在于，所述無取向電工鋼的化學成分質(zhì)量含量為c≤0.0020％，si：1.0％～1.7％，mn：0.20％～0.80％，p：0.01％～0.10％，s≤0.0010％，n≤0.0020％，ti≤0.0010％，nb≤0.0020％，v≤0.0020％，als：0.20％～1.00％，sb：0.10％～0.20％，其余為fe和不可避免的殘余元素；
2.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐冶煉步驟中，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)使用超低硫廢鋼，s含量≤0.005％；轉(zhuǎn)爐用石灰要求s含量≤0.01％，活性度≥450ml。
3.根據(jù)權利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述rh精煉，真空循環(huán)時間≥10min；rh精煉結(jié)束后，鋼水鎮(zhèn)靜時間設定為20～35min。
4.根據(jù)權利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述連鑄出鋼時使用擋渣板，保證鋼包渣厚達到50mm～100mm。
5.根據(jù)權利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述熱軋的終軋3～6s后噴水，卷取溫度≥720℃，卷取后入保溫罩，表面溫度≥500℃條件下保溫24h以上。
6.根據(jù)權利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述冷軋，總壓下率65％～80％；采用六道次軋制，首道次壓下率≤32％。