分享：低铁损冷轧电工钢W470冶炼轧制工艺研究

硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般硅质量分数为0.5%~4.5%，加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效，主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯。无取向硅钢的合金硅质量分数为1.5%~3.0%，W470是指无取向、铁损值0.47 W/kg，冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷轧电机硅钢，经冷轧至成品厚度，供应产品规格多为0.35 mm和0.5 mm厚的钢带，冷轧无取向硅钢的饱和磁通密度（Bs）高于取向硅钢，与热轧硅钢相比，其厚度均匀，尺寸精度高，表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的磁性能[1−4]。随着节能降耗的要求，电工钢越来越追求低铁损，高磁感，许多生产单位多采用提高合金元素Mn含量的方法，不同厂家的无取向电工钢，在做成小电机之后，能耗相差很大，有的价格相当昂贵[5−8]。

开展低铁损冷轧电工钢W470冶炼轧制工艺研究，优化精炼、连铸、热轧、退火和冷轧工艺参数，开发一种高性能冷轧电工钢W470制备的方法，具有一定的经济效益和社会效益。

1.   研究概述

低铁损冷轧电工钢W470冶炼轧制工艺研究基于长流程冶炼轧制生产工艺流程来开发，本文研究的生产工艺流程为：100 t转炉冶炼→RH精炼→连铸（保护浇铸+电磁搅拌）→工字型钢垫底封盖→热轧全连轧→退火→酸洗→冷轧，其中主要控制的关键工艺参数为：转炉钢水氧含量；RH精炼炉控制的硫和碳含量、真空度、脱碳时间、精炼时间；连铸钢坯缓冷方式与温度及时间；热轧温度与变形量；退火温度及时间；冷轧变形量。研究以上工艺参数对低铁损冷轧电工钢W470性能的影响，探索低铁损冷轧电工钢W470的生产制备工艺，最终使冷轧电工钢W470达到使用要求。

2.   关键工艺研究

2.1   化学成分设计

根据各元素在冷轧电工钢中的作用以及参考冷轧电工钢W470设计规范，冷轧电工钢W470化学成分如表1所示。

2.2   RH精炼工艺研究

RH精炼可以降低钢的氧含量，从而防止了C、P的氧化。RH精炼炉冶炼过程中控制硫和碳质量分数12×10–6以下，真空度在60 Pa以下，转炉钢水为带氧钢，氧质量分数控制在5×10–4~7×10–4之间，脱碳时间大于20 min，冶炼时间大于40 min。试验具体控制工艺参数如表2所示。

2.3   钢坯缓冷工艺研究

采用连铸工艺铸坯，将铸坯在加热炉中升温，钢坯加热至1120~1200 ℃出炉，利用工字型钢垫底，将钢坯与工字型钢交错分布方式依次堆垛，最上面用工字型钢封盖，采用保温罩包裹保温8~20 h，保温后采用盐水冷或油冷。利用交错堆垛方式的缓冷工艺减缓钢坯的热应力和组织应力，试样具体控制工艺参数如表3所示。

2.4   热轧工艺研究

钢坯在加热炉中温度控制在1300~1350 ℃，温度均匀后热轧，开轧温度1120~1250 ℃，热轧板厚度为0.6~2.0 mm，钢坯加热分为4个阶段，钢坯在炉时间控制在40~55 min，终轧温度控制在920~1040 ℃，取卷温度为640~710 ℃，试验具体控制工艺参数如表4所示。

2.5   退火工艺研究

退火处理工艺的条件为：退火温度300~400 ℃，保温时间2~5 h，然后随炉冷却，得到退火后热轧板，热轧板退火时走带速度90~95 m/min，试验的具体控制工艺参数如表5所示。

2.6   酸洗与冷轧工艺研究

在退火后将热轧板进行酸洗，酸洗的酸液温度为75~80 ℃，在室温条下进行冷轧，道次轧制变形量为15%~30%，冷轧过程为4道次~7道次轧制，得到厚度为0.1~1.5 mm的冷轧电工钢W470薄带，试验的具体控制工艺参数如表6所示。

2.7   结果分析与讨论

对1#和2#试样获得的冷轧电工钢W470和市场上普通电工钢W470（下称对比例）进行性能检测，获取检测结果如表7所示，从表7可以看出，两个试样的最大铁损、最小磁感、屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度均大幅优于对比例，最小弯曲次数小幅优于对比例，其中1#试样综合性能最高。

3.   结束语

通过成分设计，并对精炼、缓冷、热轧、退火和冷轧等工艺的参数控制，获得的试样的铁损硬度、抗拉强度、延伸率等性能均大幅优于普通电工钢，为高性能冷轧电工钢W470的制备提供了一定的参考与借鉴。

文章来源——金属世界