CSP流程生产全工艺无取向电工钢

D01:10.133741.issnl00103x.2009.07.046 第31卷第7期 北京科技大学学报 Vol.31 No.7 2009年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing JuL 2009 CSP流程生产全工艺无取向电工钢 朱 涛1,2) 王远继引翟旭杨辉9 孔祥华4) 1)钢铁研究总院.北京1000812)马鞍山钢铁股份有限公司.马鞍山2430003)中钢设计院.石家庄050021 4)北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要为了简化传统无取向电工钢的生产工艺，降低消耗，提高无取向电工钢的磁学性能，通过氧气顶吹转炉(BOF)一RH 真空处理一LF精炼炉一薄板坯连铸连轧(CSP)一酸洗连轧一连续退火流程，成功开发了全工艺冷轧无取向电工钢50W800 并实现了批量化生产，研制的50W800铁损P1ys4.6W·kg1,磁感应强度Bs0>1.71T,板形和表面质量良好，涂层具有 优良的耐蚀性能和绝缘性能，能够满足电机行业的使用要求， 关键词CSP工艺：无取向电工钢：生产流程：磁性能 分类号TG142.77 Development of full-processed non-oriented electrical steel in a CSP line ZHU Tao2,WANG Yuarji,ZHAI Xu,YANG Hui,KONG Xiang-hua) 1)China Iron Steel Research Institute,Beijing 100081.China 2)Maanshan Imn Steel Co Itd,Ma anshan 243000.China 3)Sinosteel Engincering Design Research Institute.Shijazhuang 050021.China 4)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT In order to meet energy conservation,consumption reduction and high quality,the fulprocessed nororiented electrical steel 50W 800 was successfully developed and produced in batch by a production flow of BOF stee-making,RH degassing.ladle fur- nace LF)refining.compact strip production (CSP)line,cold olling and continuous annealing.By testing.the magnetic properties of 50W800 are excellent:the iron-loss Pisso)is less than 4.6W'kg,the magne tic induction Bso)is more than 1 71 T,the flamess and surface quality of products are fine,and the coating has the satisfied properties of insulation and corrosion resistance.The products are suitable for the motor manufacture industry. KEY WORDS CSP process non-orented electrical steek production flow;magnetic properties 薄板坯连铸连轧技术是20世纪90年代初开发 又可以简化工序、提高生产效率。总的来讲，CSP工 成功的生产热连轧板卷的一项短流程工艺，是继氧 艺具有铸态组织好、热轧组织均匀细小、温度均匀、 气转炉炼钢、连续铸钢之后钢铁工业重要的革命性 节约能源及成才率高等一系列特点，CSP技术也因 技术之一。从材料学角度看CSP工艺对产品的 此获得了快速发展。近些年国内外投产了多条CSP 组织结构产生了显著影响从而导致了产品性能变 机组，已经能够稳定生产普通商用级及部分结构用、 化一习。例如，CSP技术由于快速冷却，铸坯的偏析 冲压用冷轧和镀锌等产品。据资料报道，国内外利 程度减小，组织更均匀，碳的偏析程度极大的降低， 用薄板坯连铸连轧(CSP)生产电工钢的厂家有美国 薄板坯原始的铸态组织晶粒比传统板坯更细、更均 的Nucor Craw fordsville、意大利的AST、德国的 匀。在生产工序流程方面，薄板坯连铸的出坯温度 TKS、墨西哥的Hylsa、西班牙的ACB以及中国的本 为900~1000℃，铸坯经均热炉均热后直接进入精 溪钢铁公司等，其中只有TKS和AST实现了CSP 轧机组，与传统流程相比既节约了二次加热的能源， 批量生产电工钢产品，主要是中低牌号无取向电工 收稿日期：200809-23 基金项目：国家”十五”科技攻关项目(No.2004BA318 作者简介：朱涛(1969一），男，高级工程师：孔样华(1969-），男，副教授，博士，Eml:kongxh@mater.usth.c.cm

CSP 流程生产全工艺无取向电工钢 朱 涛1, 2) 王远继3) 翟 旭4) 杨 辉4) 孔祥华4) 1) 钢铁研究总院, 北京 100081 2) 马鞍山钢铁股份有限公司, 马鞍山 243000 3) 中钢设计院, 石家庄 050021 4) 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 摘 要 为了简化传统无取向电工钢的生产工艺, 降低消耗, 提高无取向电工钢的磁学性能, 通过氧气顶吹转炉( BOF) —RH 真空处理—LF 精炼炉—薄板坯连铸连轧( CSP) —酸洗连轧—连续退火流程, 成功开发了全工艺冷轧无取向电工钢 50W800 并实现了批量化生产。 研制的 50W800 铁损 P1.5/ 50<4.6 W·kg -1 , 磁感应强度 B50 >1.71 T, 板形和表面质量良好, 涂层具有 优良的耐蚀性能和绝缘性能, 能够满足电机行业的使用要求。 关键词 CSP 工艺;无取向电工钢;生产流程;磁性能 分类号 TG142.77 Development of full-processed non-oriented electrical steel in a CSP line ZHU Tao 1, 2) , WANG Yuan-ji 3) , ZHAI Xu 4) , Y ANG Hui 4) , KONG X iang-hua 4) 1) China Iron &St eel Research Institut e, Beijing 100081, China 2) Maanshan Iron &S teel Co ltd, Ma' anshan 243000, China 3) Sinosteel Engineering Design &Research Institute, S hijiazhuang 050021, China 4) School of Mat erials Science and Engineering, University of S cience and Technology Beijing, Beijing 100083, China ABSTRACT In order to meet energy conservation, consumptio n reduction and high quality , the full-processed no n-oriented electrical steel 50W800 was successfully developed and produced in batch by a production flow of BOF steel-making , RH deg assing, ladle fur￾nace ( LF) refining, compact strip production ( CSP) line, cold rolling and continuous annealing .By testing, the mag netic properties of 50W800 are ex cellent :the iron-loss ( P 1.5/ 50) is less than 4.6 W·kg -1 , the magne tic induction ( B50) is more than 1.71 T, the flatness and surface quality of products are fine, and the coating has the satisfied properties of insulation and corrosion resistance.The products are suitable for the mo to r manufacture industry . KEY WORDS CSP process;non-o riented electrical steel;production flow ;magnetic properties 收稿日期:2008-09-23 基金项目:国家“十五”科技攻关项目( No .2004BA318B) 作者简介:朱 涛( 1969—) , 男, 高级工程师;孔祥华( 1969—) , 男, 副教授, 博士, E-mail:kongxh@mater .ustb.edu.cn 薄板坯连铸连轧技术是 20 世纪 90 年代初开发 成功的生产热连轧板卷的一项短流程工艺, 是继氧 气转炉炼钢 、连续铸钢之后钢铁工业重要的革命性 技术之一[ 1] 。从材料学角度看, CSP 工艺对产品的 组织结构产生了显著影响, 从而导致了产品性能变 化[ 1-2] 。例如, CSP 技术由于快速冷却, 铸坯的偏析 程度减小, 组织更均匀, 碳的偏析程度极大的降低, 薄板坯原始的铸态组织晶粒比传统板坯更细、更均 匀。在生产工序流程方面, 薄板坯连铸的出坯温度 为 900 ～ 1 000 ℃, 铸坯经均热炉均热后直接进入精 轧机组, 与传统流程相比既节约了二次加热的能源, 又可以简化工序、提高生产效率 。总的来讲, CSP 工 艺具有铸态组织好、热轧组织均匀细小 、温度均匀、 节约能源及成才率高等一系列特点, CSP 技术也因 此获得了快速发展 。近些年国内外投产了多条 CSP 机组, 已经能够稳定生产普通商用级及部分结构用、 冲压用冷轧和镀锌等产品。据资料报道, 国内外利 用薄板坯连铸连轧( CSP) 生产电工钢的厂家有美国 的 Nucor Craw fordsville 、意大 利的 AST 、德 国的 TKS 、墨西哥的 Hylsa 、西班牙的 ACB 以及中国的本 溪钢铁公司等, 其中只有 TKS 和 AST 实现了 CSP 批量生产电工钢产品, 主要是中低牌号无取向电工 第 31 卷 第 7 期 2009 年 7 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.7 Jul.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.07.046

第7期 朱涛等：CSP流程生产全工艺无取向电工钢 ·863· 钢9。马鞍山钢铁公司自2003年10月CSP热轧 2~3道次采用小压下率调整板形并促进晶粒粗化。 投产以来就致力于相关技术研究和开发，并参与了 轧后冷却应采取后段冷却模式，以便使轧后细小铁 一项国家科技攻关项目，经过两年多的研发、试制、 素体晶粒有足够的长大时间，从而在热轧阶段得到 生产和完善，现已经具备稳定生产中低牌号全工艺 较粗的晶粒，同时也兼顾形成的氧化铁皮易于酸洗。 无取向电工钢产品的能力，产品在诸多领域中使用， 1.5酸洗冷连轧 性能稳定，使用效果良好，该项技术研究为国内首 根据表面氧化铁皮的实际情况，调整拉矫机延 创。本文主要涉及全工艺无取向电工钢 伸率、酸洗速度、温度和酸液浓度，确保带钢表面清 50W800的研制过程。 洗干净。冷轧总压下率为70%一85%。根据产品 粗糙度的要求及板形控制的要求，合理调整架间张 1实验设计 力和轧制速度，以保证实现大压下后的目标粗糙度 11工艺路线 和板形。 为了保证生产的顺利进行和产品的最终性能要 1.6连续退火及涂层 求，全工艺电工钢50W800的生产工艺路线确定为： 再结晶退火在连续退火机组上完成速度为 铁水预处理一转炉治炼一H真空处理一LF精炼 100mmin-1时，保温段温度控制在750~850℃. 一CSP连铸连轧一酸洗冷连轧一连续退火。 根据原料实际碳含量，当碳含量偏高时，适当投入脱 1.2化学成分设计 碳功能，以保证成品钢对碳含量的要求。 电工钢的成分要求含碳量低、杂质低，同时要考 涂层采用无铬涂层，根据涂层要求调整涂辊压 虑CSP工艺对于钢水纯净度及连铸安全性的要求， 力和固化炉、烘干炉的温度，以保证涂层的附着力和 如钢水中硫的质量分数最好控制在0.005%以下。 层间电阻。 实验钢成分控制范围如表1所示。 1.7组织结构与性能检测 表1CSP生产50W800钢水成分设计（质量分数） 采用金相显微镜和扫描电镜分析不同工序电工 Table I Typical chemical com position of ful-processed eectrical stee 钢组织结构的演变规律。磁性测量在型号为 50W800 in a CSP line % NIM20O0E的电工钢交流磁性测量系统上进行，采 C Si Mn P Al 用艾泼斯坦方圈测量法，主要检测铁损P1y0、磁 ≤0005050-1.00010-040≤001≤05≤0.005 感应强度B0、叠装系数和涂层附着力。 13冶炼和精炼 2实验结果与讨论 为保证钢水成分满足设计要求，炼钢采用了 2.1CSP流程生产电工钢碳的控制 H十LF的双联工艺。该工艺是利用RH将钢水中 电工钢的生产对于炼钢水平要求高。为了得到 的碳脱到0.002%以下，然后LF精炼降低钢水中硫 纯净度高的钢水，要严格控制钢中碳含量。CSP流 含量，以解决钢水纯净度问题，并且能够保证轧制工 程生产电工钢精炼可以选择H单独生产或采用 艺过程的稳定。 RH+LF双联工艺生产，由于双联工艺有利于生产 为防止LF过程增碳，需注意电极头消耗，以免 组织，目前马钢一直采用双联工艺进行生产，这一工 电极头脱落污染钢水。 艺对于钢水温度、成分的控制及有害元素、夹杂物去 1.4CSP连铸连轧 除等较为有利，相对易于控制，同时配合对各种原辅 CSP连铸采用了专门的中包覆盖剂和专用的超 材料质量的控制，能够保证钢水质量。 低碳钢结晶器保护渣。为防止大包下渣污染钢水， 2.2组织结构演变规律 投入使用了自动下渣检测系统。另外，根据电工钢 图1为全工艺电工钢M50W800某一试样卷不 特点，为满足薄板坯连铸浇注电工钢的需要，对结晶 同工序的金相组织。由图I(a)可见，CSP热轧工序 器振动曲线和二冷段水量也进行了相应调整。铸坯 产品的晶粒基本上呈等轴状，尺寸为5~60m,分 尺寸为70mm×(1150~1275)mm,连铸拉速控制 布范围大，其中多数晶粒尺寸在50m和20m两 在40士0.3mmin。 个典型区间。与之不同的是，传统生产的板卷均存 CSP热轧采取合理的温度制度和压下制度。适 在不同程度带状形变组织，平均晶粒尺寸比薄板坯 当降低均热炉的均热温度，轧制的前几道次将压下 连铸连轧生产的热轧板卷小，为30~40m。由图1 率控制在设备允许的最大范围内，实现厚度减薄，后 (b)可见，冷轧后变为纤维状组织储备了大量的变

钢 [ 6] 。马鞍山钢铁公司自 2003 年 10 月 CSP 热轧 投产以来就致力于相关技术研究和开发, 并参与了 一项国家科技攻关项目, 经过两年多的研发 、试制 、 生产和完善, 现已经具备稳定生产中低牌号全工艺 无取向电工钢产品的能力, 产品在诸多领域中使用, 性能稳定, 使用效果良好, 该项技术研究为国内首 创 [ 7-9] 。本 文 主 要 涉 及 全 工 艺 无 取 向 电 工 钢 50W800 的研制过程 。 1 实验设计 1.1 工艺路线 为了保证生产的顺利进行和产品的最终性能要 求, 全工艺电工钢 50W800 的生产工艺路线确定为 : 铁水预处理—转炉冶炼—RH 真空处理—LF 精炼 —CSP 连铸连轧—酸洗冷连轧 —连续退火。 1.2 化学成分设计 电工钢的成分要求含碳量低、杂质低, 同时要考 虑CSP 工艺对于钢水纯净度及连铸安全性的要求, 如钢水中硫的质量分数最好控制在 0.005 %以下 。 实验钢成分控制范围如表 1 所示。 表 1 CS P 生产 50W800 钢水成分设计( 质量分数) Table 1 Typical chemical com position of full-processed electrical steel 50W800 in a CSP line % C Si Mn P Al S ≤0.005 0.50 ～ 1.00 0.10 ～ 0.40 ≤0.01 ≤0.5 ≤0.005 1.3 冶炼和精炼 为保证钢水成分满足设计要求, 炼钢采用了 RH +LF 的双联工艺。该工艺是利用 RH 将钢水中 的碳脱到 0.002 %以下, 然后 LF 精炼降低钢水中硫 含量, 以解决钢水纯净度问题, 并且能够保证轧制工 艺过程的稳定。 为防止 LF 过程增碳, 需注意电极头消耗, 以免 电极头脱落污染钢水 。 1.4 CSP连铸连轧 CSP 连铸采用了专门的中包覆盖剂和专用的超 低碳钢结晶器保护渣 。为防止大包下渣污染钢水, 投入使用了自动下渣检测系统。另外, 根据电工钢 特点, 为满足薄板坯连铸浇注电工钢的需要, 对结晶 器振动曲线和二冷段水量也进行了相应调整 。铸坯 尺寸为 70 mm ×( 1 150 ～ 1 275) mm, 连铸拉速控制 在 4.0 ±0.3 m·min -1 。 CSP 热轧采取合理的温度制度和压下制度。适 当降低均热炉的均热温度, 轧制的前几道次将压下 率控制在设备允许的最大范围内, 实现厚度减薄, 后 2 ～ 3 道次采用小压下率调整板形并促进晶粒粗化。 轧后冷却应采取后段冷却模式, 以便使轧后细小铁 素体晶粒有足够的长大时间, 从而在热轧阶段得到 较粗的晶粒, 同时也兼顾形成的氧化铁皮易于酸洗。 1.5 酸洗冷连轧 根据表面氧化铁皮的实际情况, 调整拉矫机延 伸率 、酸洗速度 、温度和酸液浓度, 确保带钢表面清 洗干净。冷轧总压下率为 70 %～ 85 %。根据产品 粗糙度的要求及板形控制的要求, 合理调整架间张 力和轧制速度, 以保证实现大压下后的目标粗糙度 和板形 。 1.6 连续退火及涂层 再结晶退火在连续退火机组上完成, 速度为 100m·min -1时, 保温段温度控制在 750 ～ 850 ℃。 根据原料实际碳含量, 当碳含量偏高时, 适当投入脱 碳功能, 以保证成品钢对碳含量的要求。 涂层采用无铬涂层, 根据涂层要求调整涂辊压 力和固化炉 、烘干炉的温度, 以保证涂层的附着力和 层间电阻。 1.7 组织结构与性能检测 采用金相显微镜和扫描电镜分析不同工序电工 钢组织结 构的 演变 规律。 磁 性测量 在型 号为 NIM2000E的电工钢交流磁性测量系统上进行, 采 用艾泼斯坦方圈测量法, 主要检测铁损 P 1.5/ 50 、磁 感应强度 B 50 、叠装系数和涂层附着力。 2 实验结果与讨论 2.1 CSP 流程生产电工钢碳的控制 电工钢的生产对于炼钢水平要求高。为了得到 纯净度高的钢水, 要严格控制钢中碳含量 。CSP 流 程生产电工钢精炼可以选择 RH 单独生产或采用 RH +LF 双联工艺生产, 由于双联工艺有利于生产 组织, 目前马钢一直采用双联工艺进行生产, 这一工 艺对于钢水温度、成分的控制及有害元素 、夹杂物去 除等较为有利, 相对易于控制, 同时配合对各种原辅 材料质量的控制, 能够保证钢水质量 。 2.2 组织结构演变规律 图 1 为全工艺电工钢 M 50W800 某一试样卷不 同工序的金相组织 。由图 1( a) 可见, CSP 热轧工序 产品的晶粒基本上呈等轴状, 尺寸为 5 ～ 60 μm, 分 布范围大, 其中多数晶粒尺寸在 50 μm 和 20 μm 两 个典型区间。与之不同的是, 传统生产的板卷均存 在不同程度带状形变组织, 平均晶粒尺寸比薄板坯 连铸连轧生产的热轧板卷小, 为 30 ～ 40 μm 。由图 1 ( b) 可见, 冷轧后变为纤维状组织, 储备了大量的变 第 7 期 朱 涛等:CSP 流程生产全工艺无取向电工钢 · 863 ·

。864 北京科技大学学报 第31卷 形能，再经过连续退火后晶粒尺寸分布较为均匀，晶 M50W800的化学成分和铁碳相图分析可知，全工 粒尺寸约为30~40m,如图1(d和(d所示。根据 艺电工钢M50W80的最终组织应当为铁素体。 S0μm 50μ山m d 50 um 50m 图1全工艺电工钢M50W800不同工序的金相组织.(d热轧横向组织：(b)冷轧显微组织：(g800-840℃连续退火组织：（山连续退火组 织（⊙的高倍形貌 Fig I Metallographic structures of M50W800.(a)hot roled sample (b)cold molled sam ple:(c)batch-annealing sample at 800 to 840 C: (d)a magnified morphobgy of (c) 2.3全工艺电工钢M50W800的涂层 大于5002·mmˉ2。根据对国内某钢厂的50W800 用辉光光谱仪进行了涂层厚度测量和涂层成分 全工艺无取向电工钢样板的检测，明显可见铬元素 分析，测量结果为：样板涂层厚度约为0.8~1.0 存在，如图2(b)所示。由此可见，马钢目前所使用 “m,涂层中均无铬元素，见图2()：涂层层间电阻可 的涂层是完全无铬环保涂层，完全符合相关环保指 以根据订单需要，通过控制涂层厚度进行调整，一般 令要求。 35 30 (a) (b) 0 25 20 Fe 30 15 -Fe 10 1.0 13 2.0 2.5 3.0 0.5 1.0 15 2.0 2.5 30 厚度m 厚度小m 图2无取向电工钢M50W800涂层辉光光谱成分分析结果.（马钢M50W800涂层辉光光谱成分：(b)某钢厂的50W800涂层辉光光谱 成分 Fig 2 Glow discharge spectra of M50W800.(a)sample made by Maanshan Imn and Sted Company:(b)sample made by andt her company 马钢电工钢M50W800涂层的表面形貌如图3 和焊接性能。马钢全工艺电工钢涂层为无铬环保 所示。由图可见，涂层均匀致密，表面存在一定的颗 型，涂层结合力生产检验均为一级，硬度HV1在 粒状细小凸起，可以保证材料具有良好的冲片性能 110~140之间，涂层及产品硬度能够满足大部分用

形能, 再经过连续退火后晶粒尺寸分布较为均匀, 晶 粒尺寸约为 30 ～ 40 μm, 如图 1( c) 和( d) 所示。根据 M 50W800 的化学成分和铁碳相图分析可知, 全工 艺电工钢 M50W80 的最终组织应当为铁素体 。 图 1 全工艺电工钢 M50W800 不同工序的金相组织.( a) 热轧横向组织;( b) 冷轧显微组织;( c) 800 ～ 840 ℃连续退火组织;( d) 连续退火组 织( c) 的高倍形貌 Fig.1 Met allographi c structu res of M50W800:( a) hot rolled sample;( b) cold rolled sam ple ;( c) bat ch-annealing sample at 800 to 840 ℃; ( d) a magnified m orphology of ( c) 2.3 全工艺电工钢 M50W800 的涂层 用辉光光谱仪进行了涂层厚度测量和涂层成分 分析, 测量结果为:样板涂层厚度约为 0.8 ～ 1.0 μm, 涂层中均无铬元素, 见图 2( a) ;涂层层间电阻可 以根据订单需要, 通过控制涂层厚度进行调整, 一般 大于 500 Ψ·mm -2 。根据对国内某钢厂的 50W800 全工艺无取向电工钢样板的检测, 明显可见铬元素 存在, 如图 2( b) 所示。由此可见, 马钢目前所使用 的涂层是完全无铬环保涂层, 完全符合相关环保指 令要求 。 图 2 无取向电工钢M 50W800 涂层辉光光谱成分分析结果.( a) 马钢 M50W800 涂层辉光光谱成分;( b) 某钢厂的 50W800 涂层辉光光谱 成分 Fig.2 Glow discharge spectra of M50W800:( a) sample made by Maanshan Iron and S teel Company ;(b) sample made by another company 马钢电工钢 M50W800 涂层的表面形貌如图 3 所示 。由图可见, 涂层均匀致密, 表面存在一定的颗 粒状细小凸起, 可以保证材料具有良好的冲片性能 和焊接性能。马钢全工艺电工钢涂层为无铬环保 型, 涂层结合力生产检验均为一级, 硬度 HV1 在 110 ～ 140 之间, 涂层及产品硬度能够满足大部分用 · 864 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷

第7期 朱涛等：CSP流程生产全工艺无取向电工钢 ·865· 如图4所示。由图4可知，M50W800性能总体较为 稳定，经过200℃时效48h后，铁损平均低于4.6 Wkg,平均磁感高于1.71T,叠装系数平均大于 98%,而且各项性能分布较为集中，散差不大，符合 国家标准和用户使用要求。 2.5磁性能的时效 在电工钢成分中，碳是有害元素，成品碳含量增 高，P15ys0增犬10。例如厚05mm、含0.9%Si电工钢 中，碳的质量分数每增加0.01%，P1y0增加0.66 图3马钢无取向电工钢M50W800涂层表面形貌 Wkg,时效会导致磁性能变差，经过对碳质量分 Fig.3 SEM morphology of insulat ive coating on M50W800 made 数小于0.005%的全工艺电工钢M50W800的样板 by Maanshan Imon and Steel Company 进行200℃时效48h前、后的性能比较，如图5所 户的使用要求，产品己经应用于多种电机 示，P1y50时效后多数没有变化，个别出现铁损上升 2.4全工艺电工钢M50W800磁学性能 趋势：而磁感应强度则有部分升高的趋势。总体上 生产调试初期，部分M50W800主要磁学性能 看，当碳的质量分数小于0005%时，时效不太明显。 25(a 平均98.25 平均4.585 25b)平均1.713 StdDev 0.007 767 40 (e)StdDev3 20 StdDev 0.284 5 N85 N85 20 N85 30 三5 莹10 4.0 4.4 48 5.2 5.6 1.691.701.711.721.73 0970 97.5 98.098.5 99.0 P(W.kg) B/T 叠装系数 图4马钢无取向电工钢M50W800的磁学性能：(ad铁损P1y50分布：(b)磁感应强度B50:(叠装系数分布图 Fig.4 Magnetic properties of M50W800 (a)P150 distribution:(b)Bso distribution;(c)lamination distrilution 6 1.74 (a) 一时效前Pw (b) ■-时效后P,wo 1.73 1.72 1. ◆时效前B 一时效后B 3147101316192225283134 1.7014710316192225283134 t/h t/h 图5200℃下时效处理对M50W800磁学性能的影响.(a)M50W800时效前后P15m比较(b)M50W800时效前后Bs0比较 Fig 5 Effect of aging treatment on the magnetic properties of M 50W800 at 200 C:(a)change in Psso:(b)change in B 3结论 生产的无取向电工钢M50W800性能良好，铁损 P1550可达到46Wkg1,磁感应强度B50可达到 (1)马钢全工艺电工钢生产工艺路线中的精炼 1.71T,磁性能优越 采用RH十LF双联工艺，能够满足生产要求，也能 (4)成品碳的质量分数小于0005%时，时效不 满足电工钢对钢水成分的要求，同时控制好连铸过 太明显。 程的辅料和工艺，可以有效地控制有害元素进入板 (5)马钢目前生产的全工艺无取向电工钢涂层 坯。 是无铬涂层，符合环保要求。 (2)合理的热轧温度制度、压下制度及冷却模 式，可以获得理想的热轧组织。 参考文献 (3)经CSP、酸洗冷连轧到连续退火，这一流程 [I]Kang YL.Fu J.Liu D L et al.The Control of Microstructure

图 3 马钢无取向电工钢M 50W800 涂层表面形貌 Fig.3 SEM morphology of insulative coating on M50W800 made by Maanshan Iron and S teel Company 户的使用要求, 产品已经应用于多种电机。 2.4 全工艺电工钢 M50W800 磁学性能 生产调试初期, 部分 M50W800 主要磁学性能 如图4 所示。由图 4 可知, M50W800 性能总体较为 稳定, 经过 200 ℃时效 48 h 后, 铁损平均低于 4.6 W·kg -1 , 平均磁感高于 1.71 T, 叠装系数平均大于 98 %, 而且各项性能分布较为集中, 散差不大, 符合 国家标准和用户使用要求。 2.5 磁性能的时效 在电工钢成分中, 碳是有害元素, 成品碳含量增 高, P1.5/50增大 [ 10] 。例如厚 0.5 mm 、含0.9%Si 电工钢 中, 碳的质量分数每增加 0.01 %, P 1.5/ 50增加 0.66 W·kg -1 , 时效会导致磁性能变差, 经过对碳质量分 数小于 0.005 %的全工艺电工钢 M50W800 的样板 进行 200 ℃时效 48 h 前、后的性能比较, 如图 5 所 示, P1.5/50时效后多数没有变化, 个别出现铁损上升 趋势;而磁感应强度则有部分升高的趋势。总体上 看, 当碳的质量分数小于 0.005 %时, 时效不太明显。 图 4 马钢无取向电工钢M 50W800 的磁学性能:( a) 铁损 P 1.5/50分布;( b) 磁感应强度 B50 ;( c) 叠装系数分布图 Fig.4 Magnetic properties of M50W800:( a) P 1.5/50 distribution;( b) B50 distribution;( c) lamination distribu tion 图 5 200 ℃下时效处理对 M50W800 磁学性能的影响.( a) M50W800 时效前后 P1.5/50比较( b) M50W800 时效前后 B 50比较 Fig.5 Effect of aging treatment on the magnetic properties of M 50W800 at 200 ℃:( a) change in P 1.5/50 ;( b) change in B 50 3 结论 ( 1) 马钢全工艺电工钢生产工艺路线中的精炼 采用 RH +LF 双联工艺, 能够满足生产要求, 也能 满足电工钢对钢水成分的要求, 同时控制好连铸过 程的辅料和工艺, 可以有效地控制有害元素进入板 坯。 (2) 合理的热轧温度制度、压下制度及冷却模 式, 可以获得理想的热轧组织 。 ( 3) 经 CSP 、酸洗冷连轧到连续退火, 这一流程 生产的无取向电工钢 M50W800 性能良好, 铁损 P1.5/50可达到 4.6 W·kg -1 , 磁感应强度 B50可达到 1.71 T, 磁性能优越 。 ( 4) 成品碳的质量分数小于 0.005 %时, 时效不 太明显 。 ( 5) 马钢目前生产的全工艺无取向电工钢涂层 是无铬涂层, 符合环保要求 。 参 考 文 献 [ 1] Kang Y L, Fu J, Liu D L, et al.The Control of Microstructure 第 7 期 朱 涛等:CSP 流程生产全工艺无取向电工钢 · 865 ·

。866 北京科技大学学报 第31卷 and Properties for Steel Made by CSP.Beiirg:M etallurgical In- [6 Wang X Y,Liu X H,Yao J.Present situation and advantage dustry Press 2006 amlysis of electrical steel marufacture by thimshb casting pro (康永林，傅杰，柳得櫓，等。薄板坯连铸连轧钢的组织性能 cess.Res Iron Steel,2006,34(3):58 控制.北京：治金工业出版社，2006 (王小燕，刘学华，姚静。薄板坯连铸连轧生产电工钢现状及其 [2 Gan Y.The prooss of non-oriented electrical steel by CSP//Pro- 优势.钢铁研究，2006.343)：58) ced ings of CSM 2005 Ann ual Meet ing,Tangshan.2005 [7 Zhu T.Pei C X,Dong M,et al.Production of semiprocesed (干勇.CSP工艺生产无取向电工钢.205年钢铁年会论文 non-oriented electrical steel with TSCR.Iron Steel.2008. 集.唐山，2005 43(5):101 3 Ma S M,JinZ L,Ren H P,et al.Investigation of micmstructure (朱涛，裴陈新，董梅，等.薄板坯连铸连轧工艺半工艺无取 and mcrystallization texture during anneaing of CSP ooldrolled 向电工钢研制.钢铁，2008,43(5)：101) sheet.J Inner Mongolia Univ Sci Technol,2007,26(1):37 [8 LiC Y,Chen Q A.Liu Z D,et al.Texture of hot-roled non-ori- (马胜梅，金自力，任慧平，等.CSP薄板冷轧退火组织和织 ented decrical steelby CSP pmocess Iron Steel.2007.42(7): 构的研究.内蒙古科技大学学报，2007,26(1)：3列) 56 [4]Huo X D.Wang Y L.Liu D L,et al.Microstmucture and me (李昌义，朱涛，刘正东，等.CSP热轧无取向电工钢的织构 chanical properties of low catbon steel strips produced by EAF- 特征.钢铁，2007.42(7)：56 CSP process J Iron Steel Res,2004.16(3):55 [9 LiC Y.Zhu T.Liu Z D.et al.Texture evoltion of non-oriented (霍向东，王元立，柳得橹，等.CSP低碳钢板的组织和性能. electrical steel in CSP-cold roling annealing process.Iron Steel, 钢铁研究学报.2004.16(3)：55) 2007.42(12):60 [5 SuS H.He Y Z.Zhu T,et al.Strengthering mechanism of hot- (李昌义，陈其安，刘正东，等.无取向电工钢CSP一冷轧一退 mlled bw carbon steel produced by CSP.Iron Steel,2006. 火过程中的织构演变.钢铁，2007,42(12)：60， 41(:658 10 He ZZ.The Electrical Stel.Beijing:Metallurgical Industry (苏世怀，何宜柱，朱涛，等.CSP热轧低碳钢的强化机制研 Pres5,1996 究.钢铁，2006.41(5)：658) (何忠治.电工钢.北京：治金工业出版社，1996 (上接第861页) Northeast Univ Nat Sci,2006,27(12):1347 [7 Li C Y.Chen Q A,Liu ZD.ct al Textureevolution of nomori- (王昭东，郭艳辉，田勇，等.铁素体区轧制工艺对F钢织 ented electrical steel in CSP-cold roling-annealing process.Iron 构及深冲性能的影响.东北大学学报：自然科学版，2006 Se,2007,42(12):60 27(12):1347 (李昌义，陈其安，刘正东等.无取向电工钢CSP冷轧退火 [11]Mao W M.Texture and Anisotropy in Metals.Beijng:Science 过程中的织构演变.钢铁，2007.42(12)：60) PEs5,2002:28 I8 Zhang WK.Mao W M.Wang YD.ct al.Influence of grain size (毛卫民。金属材料的品体学织构与各向异性.北京：科学出 in normalized hot band on texture and magnetic propent ies of non- 版社.2002：28) oriented silicon sted shec.Iron Steel,2007.42(2):64 12]Cheong S W,Hilinski E J.Rolett A D.Effect of temper molling (张文康，毛卫民，王一德，等.热轧板常化后的品粒尺寸对 on texture formation in a low los cold-rolled manetic lamination 无取向硅钢织构和磁性能的影响.钢铁，2007,42(2)：64) stedl.Metall Mater Trans A.2003.34(6):1311 [9 Luo L H.Li Y H.Xu X Q.et al.Influence of annealing temper- 13]Cheong S W,Hilinski EJ.Rolktt A D.G min grow th in a low- ature and time on stmucture and texture of cold molled nom oriented los cold-roled motor-lamination sted.Metall Mater Trans A. silicon steel.Iron Steel Vanadium Titanium,2007,28(3):47 2003,346):1321 (罗来辉，李耀辉，徐向棋.退火温度和时间对冷轧无取向硅 14 Kestens L.Jonas J J.Modeling texture change d ring the static 钢组织与织构的影响.钢铁钥钒钛，2007,28(3)：4) recrystallization of interstitial free steels.Metall Mater Trans [10 Wang Z D.Guo Y H.Tian Y.et al.Effect of ferritic hot A,1996,2N1):155 olling schedule on tex ture and deep draw ability of TiIF steel

and Properties for S teel Made by CSP .Beijing :M etallurgical In￾dustry Press, 2006 ( 康永林, 傅杰, 柳得橹, 等.薄板坯连铸连轧钢的组织性能 控制.北京:冶金工业出版社, 2006) [ 2] Gan Y.The process of non-oriented electrical steel by CS P∥Pro￾ceed ings of CS M 2005 Ann ual Meeting , Tangshan, 2005 ( 干勇.CS P 工艺生产无取向电工钢.2005 年钢铁年会论文 集.唐山, 2005) [ 3] Ma S M, Jin Z L, Ren H P, et al.Investigation of microstructure and recrystallization texture during annealing of CSP cold-rolled sheet .J Inner Mongolia Uni v S ci Technol, 2007, 26( 1) :37 ( 马胜梅, 金自力, 任慧平, 等.CSP 薄板冷轧退火组织和织 构的研究.内蒙古科技大学学报, 2007, 26( 1) :37) [ 4] Huo X D, Wang Y L, Liu D L, et al.Microstructure and me￾chanical properties of low carbon steel strips produced by EAF￾CS P process.J Iron S teel Res, 2004, 16( 3) :55 ( 霍向东, 王元立, 柳得橹, 等.CSP 低碳钢板的组织和性能. 钢铁研究学报, 2004, 16( 3) :55) [ 5] S u S H, He Y Z, Zhu T, et al.Strengthening mechanism of hot￾rolled low carbon st eel produced by CSP .Iron St eel, 2006, 41( 5) :658 (苏世怀, 何宜柱, 朱涛, 等.CS P 热轧低碳钢的强化机制研 究.钢铁, 2006, 41( 5) :658) [ 6] Wang X Y, Liu X H, Yao J.Present situation and advantage analysis of electrical st eel manuf acture by thin-slab casting pro￾cess.Res Iron S teel, 2006, 34( 3) :58 ( 王小燕, 刘学华, 姚静.薄板坯连铸连轧生产电工钢现状及其 优势.钢铁研究, 2006, 34( 3) :58) [ 7] Zhu T, Pei C X, Dong M , et al.Production of semi-processed non-oriented electrical steel with TSCR. Iron S teel, 2008, 43( 5) :101 ( 朱涛, 裴陈新, 董梅, 等.薄板坯连铸连轧工艺半工艺无取 向电工钢研制.钢铁, 2008, 43( 5) :101) [ 8] Li C Y, Chen Q A, Liu Z D, et al.Texture of hot-rolled non-ori￾ent ed electrical st eel by CSP process.Iron S teel, 2007, 42( 7 ) : 56 ( 李昌义, 朱涛, 刘正东, 等.CSP 热轧无取向电工钢的织构 特征.钢铁, 2007, 42( 7) :56) [ 9] Li C Y, Zhu T, Liu Z D, et al.Texture evolution of non-oriented electrical steel in CSP-cold rolling-annealing process.Iron Steel, 2007, 42( 12) :60 ( 李昌义, 陈其安,刘正东, 等.无取向电工钢 CSP -冷轧-退 火过程中的织构演变.钢铁, 2007, 42( 12) :60) [ 10] He Z Z .The Electrical S teel .Beijing :Metallurgical Industry Press, 1996 ( 何忠治.电工钢.北京:冶金工业出版社, 1996) ( 上接第 861 页) [ 7] Li C Y, C hen Q A, Liu Z D, et al.Texture evolution of non-ori￾ented electrical st eel in CSP-cold rolling-annealing process.Iron S teel, 2007, 42( 12) :60 ( 李昌义, 陈其安, 刘正东, 等.无取向电工钢 CSP-冷轧-退火 过程中的织构演变.钢铁, 2007, 42( 12) :60) [ 8] Zhang W K, Mao W M, Wang Y D, et al.Influence of grain size in normalized hot band on textu re and magnetic properties of non￾oriented silicon steel sheet .Iron Steel, 2007, 42( 2) :64 ( 张文康, 毛卫民, 王一德, 等.热轧板常化后的晶粒尺寸对 无取向硅钢织构和磁性能的影响.钢铁, 2007, 42( 2) :64) [ 9] Luo L H, Li Y H, Xu X Q, et al.Influence of annealing temper￾ature and time on structure and texture of cold rolled non- orient ed silicon steel.Iron S teel Vanadium Titanium , 2007, 28( 3) :47 ( 罗来辉, 李耀辉, 徐向棋.退火温度和时间对冷轧无取向硅 钢组织与织构的影响.钢铁钒钛, 2007, 28( 3) :47) [ 10] Wang Z D, Guo Y H, Tian Y, et al.Eff ect of ferritic hot rolling schedule on tex ture and deep draw ability of Ti-IF st eel.J Northeast Uni v Nat Sci, 2006, 27( 12) :1347 ( 王昭东, 郭艳辉, 田勇, 等.铁素体区轧制工艺对 IF 钢织 构及深冲性能的影响.东北大学学报:自然科学版, 2006, 27( 12) :1347) [ 11] Mao W M .Texture an d A nisotropy in Metals .Beijing :S cience Press, 2002:28 ( 毛卫民.金属材料的晶体学织构与各向异性.北京:科学出 版社, 2002:28) [ 12] Cheong S W, Hilinski E J, Rollett A D.Effect of t emper rolling on t exture f ormation in a low loss cold-rolled m agneti c lamination steel.Metall Mater Trans A, 2003, 34( 6) :1311 [ 13] Cheong S W, Hilinski E J, Rollett A D.G rain grow th in a low￾loss cold-rolled motor-lamination steel.Metall Mater Trans A , 2003, 34( 6) :1321 [ 14] Kestens L, Jonas J J.Modeling t exture change du ring the static recryst allizati on of interstitial free steels.Metall Mat er Trans A, 1996, 27( 1) :155 · 866 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷