一種薄板坯連鑄連軋工藝生產半工藝冷軋無取向電工鋼轉子、定子生產方法
【專利摘要】一種薄板坯連鑄連軋工藝生產半工藝冷軋無取向電工鋼轉子、定子生產方法，包括：步驟1)、鐵水預處理；步驟2)、轉爐冶煉：轉爐加入總重量12％的廢鋼，并定氧出鋼；步驟3)、吹氬：在轉爐出鋼時加入復合脫氧劑，并在轉爐出鋼過程中全程吹氬；步驟4)、RH精煉：將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉；步驟5)、連鑄；步驟6)、酸洗冷軋：步驟7)、退火：冷軋后經過650?750℃退火8?12小時；步驟8)、后處理。本發明冷軋半工藝冷軋無取向電工鋼制造的電機用轉子、定子具有良好的電磁性能及工藝性能，與冷軋普通無取向電工鋼制作的電機用轉子、定子比較具有更低的加工性能、電磁性能、成本、環保優勢。
【專利說明】
一種薄板坯連鑄連軋工藝生產半工藝冷軋無取向電工鋼轉子、定子生產方法
技術領域
[0001]本發明涉及無取向電工鋼轉子、定子的方法，具體說是一種薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子生產方法。
【背景技術】
[0002]冷乳電工鋼由于其生產工藝復雜、技術含量高、生產難度大、投資大，國內有武鋼、寶鋼、鞍鋼、太鋼等少數幾個鋼廠能生產，這些廠家均采用傳統厚度的鑄坯即傳統工藝進行生產，但隨著連鑄連乳(CSP)工藝的大規模的工業應用，給電工鋼生產開辟了另一個嶄新的工藝，國外CSP生產電工鋼的實踐和“十五國家攻關項目”初步成果均表明:采用CSP生產中低牌號的無取向電工鋼具有明顯的投資、成本和質量優勢，隨著國家可持續發展戰略的實施，保護環境、節約能源，是當今我國鋼鐵工業發展的一個重要方向，采用半工藝冷乳無取向電工鋼取代熱乳電工鋼具備顯著的節能、環保及成本優勢。
【發明內容】
[0003]綜上所述，本發明有必要提供一種薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子生產方法。
[0004]—種薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子生產方法，包括:
[0005]步驟I)、鐵水預處理；
[0006]步驟2)、轉爐冶煉:轉爐加入總重量12 %的廢鋼，并定氧出鋼；
[0007]步驟3)、吹氬:在轉爐出鋼時加入復合脫氧劑，并在轉爐出鋼過程中全程吹氬；
[0008]步驟4)、RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉；
[0009]步驟5)、連鑄:鋼水通過薄板坯連鑄機鑄成55-70mm厚板坯，連鑄機拉速為3.0-
4.5m/min，連鑄坯入爐溫度彡850°C，爐內加熱段溫度為1000-1150°C，板坯出爐溫度為980-1120°C，精乳出口溫度為860-920°C，卷取溫度為680-720°C，F1壓下率彡50%，F1?F4累積壓下率彡90% ^7壓下率15.6%，乳制為厚度為2-3mm的熱乳板；
[0010]步驟6)、酸洗冷乳:待熱乳板溫度低于60°C以后經濃度為30-150g/L鹽酸酸洗，酸槽溫度為60-80°C，酸洗時間為60-120秒，清除鋼卷表面的雜質及氧化鐵皮，然后進行冷乳；
[0011]步驟7)、退火:冷乳后經過650-750 °C退火8-12小時；
[0012]步驟8)、后處理:退火后的鋼卷經2-10%延伸率平整處理，拉矯分卷，對分卷后的鋼卷在分條機上分成條料，在高速沖床上連續沖片，沖片速度為150-500次/min，生產出電機用轉子、定子散片，把這些轉子、定子放入連續退火爐中，在N2SN2+H2的保護氣氛下，在退火爐中700-900°C進行完全退火，再緩冷到約500-520°C時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作成電機用轉子、定子。
[0013]其中，本說明書中保護氣的百分比是指氣體的體積百分數。鋼水中各元素的百分比是指質量百分比。
[0014]其中，所述步驟5)具體為:鋼水通過薄板坯連鑄機鑄成55-70mm厚板坯，連鑄機拉速為3.0-4.5m/min，連鑄坯入爐溫度彡850°C，爐內加熱段溫度為1000-1150 °C，板坯出爐溫度為980-1120°C，精乳出口溫度為860-920°C，卷取溫度為680-720°C，F1壓下率彡50% ,Fl?F4累積壓下率彡90%，F7壓下率15.6%，乳制為厚度為2.5mm的熱乳板。
[0015]其中，所述步驟6)具體為:待熱乳板溫度低于60°C以后經濃度為30_150g/L鹽酸酸洗，酸槽溫度為60-80°C，酸洗時間為60-120秒，清除鋼卷表面的雜質及氧化鐵皮，將酸洗后鋼卷用冷乳連乳機組乳制為厚度為0.50-0.55_的鋼卷。
[0016]其中，所述步驟8)具體為:退火后的鋼卷經2-10%延伸率平整處理，拉矯分卷，對分卷后的鋼卷在分條機上分成不同寬度的條料，在高速沖床上連續沖片，沖片速度為150-500次/min，生產出電機用轉子、定子散片，把這些轉子、定子放入連續退火爐中，在N2或N2+H2的保護氣氛下，在退火爐中700-900°C進行完全退火，再緩冷到約500-520°C時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作成電機用轉子、定子。
[0017]其中，所述RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，當S含量小于80ppm時出鋼。
[0018]其中，所述RH精煉的具體方法是:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，根據鋼水溫度、氧含量及脫碳終點鋼樣成分進行初步合金化，提升氬氣流量控制在140-170m3/h，先加入招塊脫氧，再將Al調至目標值，然后加入低碳錳鐵、磷鐵等進行成份初調，合金加入后在極限真空度彡130Pa的條件下循環3分鐘，測溫、取樣、定氧。
[0019]本產品工藝流程為:鐵水預處理—轉爐冶煉—吹氬—RH精練—CSP連鑄—CSP加熱爐—CSP熱連乳4冷乳4退火4平整分卷4分條4沖片4退火4電磁性能檢驗4包裝入庫。
[0020]采用了真空RH爐冶煉。該工藝的核心是首先利用RH真空脫氣裝置將鋼水中C脫到30ppm以下，解決電工鋼鋼水純凈度的問題，并加入Mn、Al等合金進行合金化。鋼水在RH出站時一般S應小于80ppm。
[0021 ]其中，所述RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，并加入低碳Mn、A1等合金進行合金化，使得鋼水成份[C]彡0.003%，[Si]彡0.10%，0.60%彡[Mn]彡0.8%，[P]彡
0.015%，[5]彡0.008%，0.25%彡[八1]彡0.4%，出鋼溫度1580°(:。
[0022]CSP連鑄工藝的核心是控制鋼水從大包一中包一結晶器過程中的增C和增N，采用專門的中包覆蓋劑和專用的超低C鋼結晶器保護渣。鑄坯尺寸為55?70 X 1000?1275_，連鑄拉速控制在3.0?4.5m/min左右。
[0023]熱乳工藝采用合理的溫度制度和壓下制度。為保證電工鋼成品得到粗化的晶粒，加熱溫度為1000?1150°C，出爐溫度為980?1120°C，精乳出口溫度920?860 °C，卷取溫度為680?720°C。熱乳壓下制度設計應同時解決帶鋼板形控制和晶粒粗化兩方面的問題，故在乳制的前3?4道次將壓下率控制在設備允許的最大范圍，乳機Fl壓下率多50%，F1?F4累積壓下率多90%，F7道次采用小壓下率以調整板形和誘導晶粒粗化，壓下率<15%。為使乳后相變形成的細小鐵素體晶粒有充足的長大時間，采用高的卷取溫度，為了形成容易破碎的氧化鐵皮，酸洗過程效率更高，乳后采取超快速冷卻模式。
[0024]產品表面氧化鐵皮不致密，且容易產生破碎，因此采用鹽酸酸洗(HCl)酸液濃度為30?150g/L，使用酸洗促進劑，酸洗槽溫度60?80 °C，酸洗運行速率150_200m/min，確保帶鋼表面質量控制良好，酸洗后切邊，剪邊后剪切端面光滑、無毛刺、無缺口，冷乳乳制時總壓下率應大于75%，采用前機架大壓下率(35%以上)，最后一機架壓下率<8%。同時采用竄輥、彎輥、凸輥控制改善板形。
[0025]在罩式爐中進行再結晶退火，退火溫度控制在650?750°C，保溫時間控制在8?12小時。退火后的冷乳板在平整機組進行2?1 %平整延伸，進行拉矯分卷。
[0026]對分卷后的鋼卷在分條機上進行分卷，剪切為電機轉子、定子要求的寬度，在高速沖床上進行連續沖片，沖片速度為150?500次/min。
[0027]在犯或犯+出的保護氣氛下，在連續退火爐中700?900°C進行完全退火，再緩冷到約450°C時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作鐵芯。
[0028]相較現有技術，本發明制造的半工藝冷乳無取向電工鋼具有以下優點:
[0029]采用薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼投資成本比采用傳統工藝低20?30%。
[0030]產品性能穩定，表面質量、板形質量、尺寸精度良好，達到國家標準及客戶要求。
[0031]產品加工性能好優良。
[0032]本發明的牌號為80600(50￥8800)，厚度為0.50臟半工藝冷乳無取向電工鋼，產品電磁性能P15/50彡4.5W/kg，磁感應強度B50彡1.72T，與目前半工藝無取向電工鋼國家標準對比，鐵損低1.5ff/kg，磁感應強度高0.02T
[0033]本發明生產的薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子具有良好的電磁性能及工藝性能，與冷乳普通無取向電工鋼制作的電機用轉子、定子比較具有更低的加工性能、電磁性能、成本、環保優勢。
【具體實施方式】
[0034]下面結合一些【具體實施方式】對本發明做進一步描述。具體實施例為進一步詳細說明本發明，非限定本發明的保護范圍。
[0035]術語說明:RH精煉全稱為RH真空循環脫氣精煉法。
[0036]實施例1
[0037]—種薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子生產方法，實施步驟為:
[0038]步驟1)、鐵水預處理:將高爐鐵水倒入鐵水包內，通過鐵水預處理進行吹鎂脫硫；
[0039]步驟2)、轉爐冶煉:氧氣頂底復合吹煉轉爐，將脫硫后的鋼水倒入氧氣頂底復合吹煉轉爐，同時向轉爐內加入占總重量12 %的廢鋼，在吹煉過程中向轉爐爐內加入石灰石、螢石，當鋼水成份[C]彡0.06 %，[P ]彡0.04 %，[ S ]彡0.15 %，鋼水終點溫度為1680 °C時，定氧出鋼；
[0040]步驟3)、吹氬:在轉爐出鋼時加入復合脫氧劑，并在轉爐出鋼過程中全程吹氬，吹氬后測量鋼水溫度、定氧、取樣，根據鋼水中氧含量向鋼水中喂鋁線；
[0041 ]步驟4)、RH精練:將鋼水送入RH精煉爐冶，并加入低碳Μη、Α1等合金進行合金化，煉使得鋼水成份[c] =0.002%，[Si] =0.08%，[Mn] =0.7%，[P] =0.012%，[S] =0.006%，[Al ] = 0.35 %，出鋼溫度1580 V ;其具體的方法是:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，根據鋼水溫度、氧含量及脫碳終點鋼樣成分進行初步合金化，提升氬氣流量控制在140-170m3/h，先加入鋁塊脫氧，再將Al調至目標值，然后加入低碳錳鐵、磷鐵等進行成份初調，合金加入后在極限真空度<130Pa的條件下循環3分鐘，測溫、取樣、定氧，若初調成分沒有達到鋼種要求，則進行成分微調；
[0042]步驟5)、連鑄:鋼水通過薄板坯連鑄機鑄成70mm厚板坯，連鑄機拉速為3.8m/min，連鑄坯入爐溫度彡850°C，爐內加熱段溫度為1120°C，板坯出爐溫度為1080°C，精乳出口溫度為880°C，卷取溫度為700°C，F1壓下率53.2%，F2壓下率50.3%，F7壓下率12.6%，乳制為厚度為2.5mm的熱乳板；
[0043]步驟6)酸洗冷乳:待熱乳板溫度低于60°C以后經濃度為70g/L鹽酸酸洗，酸槽溫度為75°C，酸洗時間為75秒，清除鋼卷表面的雜質及氧化鐵皮，將酸洗后鋼卷用冷乳連乳機組乳制為厚度為0.52mm的鋼卷；
[0044]步驟7)、退火:冷乳后經過680°C退火12小時；
[0045]步驟8)、后處理:退火后的鋼卷經5%延伸率平整處理，拉矯分卷，對分卷后的鋼卷在分條機上分成寬度為64mm的條料，在高速沖床上連續沖片，沖片速度為320次/min，生產出電機用轉子、定子散片，把這些轉子、定子放入連續退火爐中，在他或犯+出的保護氣氛下，在退火爐中780°C進行完全退火，再緩冷到約520°C時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作成電機用轉子、定子。
[0046]此方法生產的半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子，其鐵損為4.2W/kg，磁感應強度為1.72T，用戶可以根據需用直接采購用于電機制造，由于沒有涂層，具有良好的環保性及成本優勢。
[0047]實施例2
[0048]—種薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子生產方法，其實施步驟為:
[0049]步驟1)、鐵水預處理:將高爐鐵水倒入鐵水包內，通過鐵水預處理進行吹鎂脫硫；
[0050]步驟2)、轉爐冶煉:氧氣頂底復合吹煉轉爐，將脫硫后的鋼水倒入氧氣頂底復合吹煉轉爐，同時向轉爐內加入占總重量12 %的廢鋼，在吹煉過程中向轉爐爐內加入石灰石、螢石，當鋼水成份[C]彡0.06 %，[P ]彡0.04 %，[ S ]彡0.15 %，鋼水終點溫度為1680 °C時，定氧出鋼；
[0051 ]步驟3)、吹氬:在轉爐出鋼時加入復合脫氧劑，并在轉爐出鋼過程中全程吹氬，吹氬后測量鋼水溫度、定氧、取樣，根據鋼水中氧含量向鋼水中喂鋁線；
[0052]步驟4)、RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，并加入低碳Μη、Α1等合金進行合金化，使得鋼水成份[C] =0.003%，[Si] =0.09%，[Mn] =0.75%，[P] =0.015%，[S] =
0.008 %，[Al ] = 0.38 %，出鋼溫度1590 °C ；其具體的方法是:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，根據鋼水溫度、氧含量及脫碳終點鋼樣成分進行初步合金化，提升氬氣流量控制在140-170m3/h，先加入鋁塊脫氧，再將Al調至目標值，然后加入低碳錳鐵、磷鐵等進行成份初調，合金加入后在極限真空度彡130Pa的條件下循環3分鐘，測溫、取樣、定氧，若初調成分沒有達到鋼種要求，則進行成分微調；
[0053]步驟5)、連鑄:鋼水通過薄板坯連鑄機鑄成70mm厚板坯，連鑄機拉速為3.8m/min，連鑄坯入爐溫度彡850°C，爐內加熱段溫度為1120°C，板坯出爐溫度為1080°C，精乳出口溫度為880°C，卷取溫度為680°C，F1壓下率54.1%，F2壓下率51.2%，F7壓下率14.7%，乳制為厚度為2.5mm的熱乳板；
[0054]步驟6)酸洗冷乳:待熱乳板溫度低于60°C以后經濃度為70g/L鹽酸酸洗，酸槽溫度為75°C，酸洗時間為75秒，清除鋼卷表面的雜質及氧化鐵皮，將酸洗后鋼卷用冷乳連乳機組乳制為厚度0.53mm的鋼卷；
[0055]步驟7)、退火:冷乳后經過7000C退火12小時；
[0056]步驟8)、后處理:退火后冷乳卷經8%延伸率平整處理，拉矯分卷，對分卷后的鋼卷在分條機上分成寬度為64mm的條料，在高速沖床上連續沖片，沖片速度為200次/min，生產出電機用轉子、定子散片，把這些轉子、定子放入連續退火爐中，在他或犯+出的保護氣氛下，在退火爐中780°C進行完全退火，再緩冷到約500°C時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作成電機用轉子、定子。
[0057]此方法生產的半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子，其鐵損為4.12W/kg，磁感應強度為1.72T，用戶可以根據需用直接采購用于電機制造，由于沒有涂層，具有良好的環保性及成本優勢。
[0058]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種薄板坯連鑄連乳工藝生產半工藝冷乳無取向電工鋼轉子、定子生產方法，其特征在于包括: 步驟I)、鐵水預處理； 步驟2)、轉爐冶煉:轉爐加入總重量12 %的廢鋼，并定氧出鋼； 步驟3)、吹氬:在轉爐出鋼時加入復合脫氧劑，并在轉爐出鋼過程中全程吹氬； 步驟4)、RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉Al; 步驟5)、連鑄:鋼水通過薄板坯連鑄機鑄成55-70mm厚板坯，連鑄機拉速為3.0-4.5m/min，連鑄坯入爐溫度彡850°C，爐內加熱段溫度為1000-1150°C，板坯出爐溫度為980-1120°C，精乳出口溫度為860-920°C，卷取溫度為680-720°C，F1壓下率彡50%，F1?F4累積壓下率彡90% ^7壓下率15.6%，乳制為厚度為2-3mm的熱乳板； 步驟6)、酸洗冷乳:待熱乳板溫度低于60 °C以后經濃度為30-150g/L鹽酸酸洗，酸槽溫度為60-80°C，酸洗時間為60-120秒，清除鋼卷表面的雜質及氧化鐵皮，然后進行冷乳； 步驟7 )、退火:冷乳后經過650-750 °C退火8-12小時； 步驟8)、后處理:退火后的鋼卷經2-10%延伸率平整處理，拉矯分卷，對分卷后的鋼卷在分條機上分成不同寬度的條料，在高速沖床上連續沖片，沖片速度為150-500次/min，生產出電機用轉子、定子散片，把這些轉子、定子放入連續退火爐中，在犯或犯+出的保護氣氛下，在退火爐中700-900 V進行完全退火，再緩冷到約400-520 V時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作成電機用轉子、定子。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于: 所述步驟5)具體為:鋼水通過薄板坯連鑄機鑄成55-70mm厚板坯，連鑄機拉速為3.0-4.5m/min，連鑄坯入爐溫度彡850°C，爐內加熱段溫度為1000-1150°C，板坯出爐溫度為980-1120°C，精乳出口溫度為860-920°C，卷取溫度為680-720°C，F1壓下率彡50%，F1?F4累積壓下率彡90% ^7壓下率15.6%，乳制為厚度為2-3mm的熱乳板。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 所述步驟6)具體為:待熱乳板溫度低于60°C以后經濃度為30-150g/L鹽酸酸洗，酸槽溫度為60-80°C，酸洗時間為60-120秒，清除鋼卷表面的雜質及氧化鐵皮，將酸洗后鋼卷用冷乳連乳機組乳制為厚度為0.50-0.55_的鋼卷。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于: 所述步驟8)具體為:退火后的鋼卷經2-10%延伸率平整處理，拉矯分卷，對分卷后的鋼卷在分條機上分成條料，在高速沖床上連續沖片，沖片速度為150-500次/min，生產出電機用轉子、定子散片，把這些轉子、定子放入連續退火爐中，在他或他+出的保護氣氛下，在退火爐中700-900°C進行完全退火，再緩冷到約400-520°C時通入水蒸汽，保持一段時間進行發藍處理，使沖片的表面形成一層致密的氧化膜作為絕緣膜，然后疊片制作成電機用轉子、定子。5.如權利要求1-4任一所述的方法，其特征在于: 所述RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，并加入低碳Mn、Al等合金進行合金化，當S含量小于80ppm時出鋼。6.如權利要求5任一所述的方法，其特征在于: 所述RH精煉:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，并加入低碳Mn、A1等合金進行合金化，使得鋼水成份[C]彡0.003%，[Si]彡0.10%，0.60% 彡[Mn]彡0.8%，[P]彡0.015%，[S]彡0.008%，0.25%彡[厶1]彡0.4%，出鋼溫度1580°(:。7.如權利要求6任一所述的方法，其特征在于: 所述RH精煉的具體方法是:將鋼水送入真空RH精煉爐冶煉，根據鋼水溫度、氧含量及脫碳終點鋼樣成分進行初步合金化，提升氬氣流量控制在140-170m3/h，先加入鋁塊脫氧，再將Al調至目標值，然后加入低碳錳鐵、磷鐵等進行成份初調，合金加入后在極限真空度<130Pa的條件下循環3分鐘，測溫、取樣、定氧。
【文檔編號】B21B1/46GK106048392SQ201610571549
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月18日
【發明人】周峰, 李烈軍, 高吉祥, 彭政務, 孫海波, 陳松軍, 劉江, 胡玲, 張河健, 張偉鵬
【申請人】華南理工大學