CN115704073A

CN115704073A - 一种表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN115704073A
Application number: CN202110908763.6A
Authority: CN
Inventors: 吕学钧; 张峰; 宗震宇; 孙业中; 胡瞻源; 刘金学
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2023-02-17
Anticipated expiration: 2041-08-09
Also published as: CN115704073B

Abstract

本发明公开一种表面状态良好的无取向电工钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：0＜C≤0.005％，Si：1.0～2.0％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.2～1.0％，Ca：0.0003～0.010％，Sb：0.005～0.2％，其中Si+Al：1.4～2.6％。此外，本发明还公开了一种上述的无取向电工钢板的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼；(2)铸造：控制连铸坯在连铸机出口位置处的表面温度≥780℃，以使得连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比为2.5～6.0；(3)热轧：在热轧粗轧结束之后，控制中间坯头尾温度之差≤25℃；(4)冷轧；(5)连续退火。该表面状态良好的无取向电工钢板无瓦楞缺陷，其具有较低的铁损以及优良的磁感，其具有十分良好的推广前景和应用价值。

Description

一种表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种无取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

众所周知，硅含量较高的无取向电工钢板，在其成品带钢表面沿轧制方向，会出现凸凹不平的波纹，这种波纹类似瓦楞，俗称“瓦楞状缺陷”。该瓦楞状缺陷能显著降低成品带钢的叠片系数，导致成品带钢磁性变坏和绝缘膜层间电阻降低，进而降低用电设备或产品的使用性能和工作寿命。因此，在实际应用过程中，绝大多数用户都明确要求，不允许成品带钢存在瓦楞状缺陷。

瓦楞状缺陷的产生机理可以解释为，连铸坯中的等轴晶率较低，而柱状晶粗大、发达。其中，柱状晶的生长方向<001>，该方向对应(001)法向，是热流梯度最大方向。在热轧过程中，粗大的柱状晶因动态回复和再结晶缓慢而不能彻底破碎；而连铸坯中的柱状晶极易沿热流方向长大，形成具有一定取向关系的粗大柱状晶，造成轧制过程中的不均匀变形；在热轧轧制结束之后，板厚中心主要是纤维组织，并在后续工序中无奥氏体与铁素体相变，以后的冷轧和退火过程中难以再结晶，使得组织均匀性无法消除，遗传至成品，最终形成凸凹不平的瓦楞状缺陷。

为此为了满足市场需求，亟需获得一种表面状态良好的无取向电工钢板，其不存在瓦楞状缺陷，为了获得无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板，已有部分研究人员结合不同的钢种成分设计和生产线特点，给出了不同的解决办法。

例如：公开号为CN1548569A，公开日为2004年11月24日，名称为“无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法，其组分(重量百分比)为：C：0.006％～0.01％，0≤Si≤2.0％，0≤Al≤0.4％，Mn≤1.0％，其余为Fe和不可避免的夹杂；Si/C的比例为180～260。制造方法包括以下步骤：a.板坯连铸；b.铸坯加热，粗轧，粗轧道次≤4道次，粗轧累计压下率≥80％，其中至少有一个道次的压下率≥40％，粗轧终轧温度≥980℃；c.精轧,精轧连轧机组前面几个机架中，至少有一个机架采用辊面较为粗糙的轧辊，辊面粗糙度至少≥5μm；d.卷取，热轧板≥710℃高温卷取。该发明经过化学组分及工艺优化，可以获得完全消除瓦楞状缺陷的成品钢板；此外，该发明省略了热轧板常化工序，其在降低生产成本的同时，还可以提高钢材的物理性能。

又例如：公开号为CN110218945A，公开日为2019年9月10日，名称为“一种无瓦楞状缺陷的无取向电工钢及其制备方法”的中国专利文献，公开了一种无瓦楞状缺陷的无取向电工钢及其制备方法。该发明所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢,包括以下重量百分比的化学成分：C≤0.003％，Si:1.0％～2.2％，Mn:0.6～1.5％，Als：0.1～0.4％，S≤0.0030％，P≤0.02％，Cu≤0.1％，N≤0.0040％，Ti≤0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质，其中1.5Mn％≤Si％+2Al％≤2.5Mn％；其制备方法为：铁水预处理，转炉冶炼，RH处理，连铸连轧，酸洗冷轧，连续退火，涂覆绝缘涂层。该发明通过合金体系的合理设计，不要额外增置生产设备，在现有薄板坯连铸连轧生产线上可以顺利实施。利用铁素体轧制获得的热轧组织为再结晶晶粒，避免了沿轧向伸长的纤维状组织的存在，为无瓦楞缺陷产品的生产提供了热轧组织基础。

再例如：公开号为CN102443734B，公开日为2013年6月19日，名称为“无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法”的中国专利文献，公开了一种无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板及其制造方法，其化学成分重量百分比为：C：0.005％以下，Si:1.2～2.2％，Mn:0.2～0.4％，P：0.2％以下，S：0.005％以下，Al：0.2～0.6％，N：0.005％以下，O：0.005％以下，余Fe；经铁水预处理，转炉冶炼，RH精炼和连铸浇铸后获得板坯；其中，控制连铸二冷水量，要求冷却水比水量100～190l/min，连铸钢液平均过热度10～45℃；板坯加热，热轧；板坯出炉温度1050～1150℃，板坯加热时沿长度方向上任意两点之间的温差小于25℃；热轧包括粗轧，精轧，精轧入口温度≥970℃；酸洗，冷轧，退火和涂层后得到成品无取向电工钢板。该发明通过控制连铸浇铸时的板坯冷却速度，控制加热炉内的板坯沿长度方向上的温度差，以及控制板坯精轧前的温降，可以确保制得钢板外表面不存在瓦楞状缺陷。

基于此，针对市场的需求，不同于现有技术中公开的内容，本发明期望获得一种新的表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法，其主要通过优化制造工艺以获得一种无瓦楞状缺陷的表面状态良好的无取向电工钢板。该制造方法操作简单、成本低廉、接冷环保且磁性优良，其通过严格控制连铸浇铸时的板坯冷却温度，控制加热炉内的板坯沿长度方向上的温度差，可以实现无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的生产。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种表面状态良好的无取向电工钢板，该无取向电工钢板通过合理的化学成分设计并配合优化制造工艺，可以在控制较低生产成本的同时，确保钢材无瓦楞缺陷。

该表面状态良好的无取向电工钢板不存在瓦楞缺陷，其具有较低的铁损以及优良的磁感，其钢质洁净度高，具有十分良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提出了一种表面状态良好的无取向电工钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

0＜C≤0.005％，Si：1.0～2.0％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.2～1.0％，Ca：0.0003～0.010％，Sb：0.005～0.2％；其中Si+Al：1.4～2.6％。

进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，其各化学元素质量百分含量配比为：

0＜C≤0.005％，Si：1.0～2.0％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.2～1.0％，Ca：0.0003～0.010％，Sb：0.005～0.2％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；其中Si+Al：1.4～2.6％；。

在本发明所述的无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板中，各化学元素的设计原理如下所述：

在本发明中，采用Si、Al可以进行复合脱氧，Si+Al含量之和至关重要，只是因为：

当Si+Al含量之和低于1.4％时，在步骤(2)的铸造过程中，连铸坯在900～1300℃温度范围(热轧温度范围)有γ→α相变，在不采用结晶器、二冷区域等任何形式电磁搅拌或者电磁制动的条件下，该相变可以消除粗大的柱状晶所致组织不均匀性，对应的成品钢板表面根本不会出现瓦楞状缺陷，因此本技术方案不需要解决出现瓦楞状缺陷的技术问题。

随着钢中Si+Al含量之和的增加，相变逐渐减少，粗大的柱状晶将难以有效破碎，当Si+Al含量高于2.6％之后，γ→α相变消失，热轧无法消除铸坯中粗大柱状晶造成的组织不均匀性。此时，需要借助电磁搅拌，以提高铸坯中等轴晶率，和减少了粗大柱状晶，同时，还需要借助常化或者罩式炉中间退火，进一步消除热轧组织的不均匀性。

当Si+Al含量为1.4～2.6％时，如前所述，在不采用结晶器、二冷区域等任何形式电磁搅拌或者电磁制动和采用常化或者罩式炉中间退火的条件下，依靠热轧自身的相变，将难以完全消除铸坯中粗大柱状晶造成的组织不均匀性，进而会导致成品钢板表面出现瓦楞状缺陷。因此，本技术方案就旨在解决当Si+Al含量在1.4-2.6％范围内时，没有相变的这一类钢种的瓦楞状缺陷问题。

此时，向钢中添加0.0003～0.010％的Ca元素，其可以有效抑制连铸坯中粗大的柱状晶生长；在此范围内的Ca，可以提高钢液的流动性，改善钢液在连铸过程中的可浇性。同时，基于本案制造方法的步骤(2)的铸造过程中，可以控制钢液过热度为10～45℃时，控制浇铸速度为0.6～1.8m/min。在铸坯试样的显微组织中，柱状晶沿连铸坯厚度方向呈细长条的纺锤形，且连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比为2.5～6.0。

C：在本发明所述的无取向电工钢板中，当C元素含量高于0.005％时，容易与Nb、V、Ti等有害元素结合，形成尺寸细小、数量众多的有害析出物，从而导致成品钢板的铁损劣化。基于此，为了确保无取向电工钢板的性能，在本发明所述的无取向电工钢板中，将C元素的质量百分含量配比控制为0＜C≤0.005％。

Si：在本发明所述的无取向电工钢板中，需要严格控制Si元素的含量。当钢中Si元素质量百分含量配比低于1.0％时，连铸坯在热轧过程中有相变，容易形成尺寸均匀的细小等轴晶，不会产生瓦楞状缺陷；而当钢中Si元素质量百分含量配比高于2.0％时，在没有常化或者罩式炉中间退火条件下，会显著劣化钢的磁感。基于此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Si元素的质量百分含量配比控制在1.0～2.0％之间。

Mn：在本发明所述的无取向电工钢板中，Mn元素能够与S元素结合生成MnS，从而有利于控制夹杂物形态、数量，进而有效减少对材料磁性能的危害。因此，有必要添加0.2％以上的Mn含量，以确保Mn元素能够发挥上述有益效果。但需要注意的是，钢中Mn元素的质量百分含量配比不宜过高，当Mn的质量百分含量配比高于1.0％时，不仅容易破坏成品钢板的再结晶有利织构，还会大幅增加钢的制造成本。基于此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Mn元素的质量百分含量配比控制在0.2～1.0％之间。

Al：在本发明所述的无取向电工钢板中，Al元素能明显提高材料的电阻率，改善成品钢板的铁损性能。当钢中Al元素含量低于0.2％时，则起不到良好的降低铁损作用；而当Al含量高于1.0％时，则会显著劣化连铸钢水的可浇性。基于此，综合考虑Al元素含量对于钢材性能的影响，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Al元素的质量百分含量配比控制在0.2～1.0％之间。

Ca：在本发明所述的无取向电工钢板中，Ca元素具有抑制柱状晶生成的效果，其能够有效细化晶粒尺寸，有利于减少晶粒长、短轴尺寸之比，即促进尺寸均匀的等轴晶形成。因此，为了Ca元素能够有效发挥上述有益效果，有必要添加0.0003％或以上的Ca含量；而当钢中Ca元素质量百分含量配比高于0.010％时，则会抑制热轧再结晶效果，劣化成品带钢的磁感。基于此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Ca元素的质量百分含量配比控制在0.0003～0.010％之间，在此范围内，可以提高钢液的流动性，改善钢液在连铸过程中的可浇性。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以优选地将Ca元素的质量百分含量配比控制在0.0005～0.004％之间。

Sb：在本发明所述的无取向电工钢板中，Sb为晶界偏聚元素，其能够促进{100}(001)有利织构的形成，即长、短轴尺寸之比均匀的等轴晶粒形成。因此，为了确保Sb元素能够实现上述有益效果，有必要添加质量百分含量在0.005％或以上的Sb。但需要注意的是，钢中Sb元素含量不宜过高，当Sb元素质量百分含量配比高于0.20％时，则会导致成品钢板的晶粒尺寸严重细化，劣化成品钢板的电磁性能。基于此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Sb元素的质量百分含量配比控制在0.005～0.2％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以优选地将Sb元素的质量百分含量配比控制在0.02～0.12之间。

进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，其铁损P_15/50≤3.4W/kg，磁感B₅₀≥1.72T。

相应地，本发明的另一目的还在于提供一种上述的无取向电工钢板的制造方法，该制造方法操作简单、成本低廉、接冷环保且磁性优良，其通过严格控制连铸浇铸时的板坯冷却温度，控制加热炉内的板坯沿长度方向上的温度差，可以实现无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的生产。采用该制造方法所制得的无取向电工钢板具有较低的铁损和较优的磁感，其铁损P_15/50≤3.4W/kg且磁感B₅₀≥1.72T，具有良好的推广前景和应用价值。

为了达到上述发明目的，本发明提出了一种上述的无取向电工钢板的制造方法，其包括步骤：

(1)冶炼；

(2)铸造：控制连铸坯在连铸机出口位置处的表面温度≥780℃，以使得连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比为2.5～6.0；

(3)热轧：在热轧粗轧结束之后，控制中间坯头尾温度之差≤25℃；

(4)冷轧；

(5)连续退火。

在本发明化学成分设计体系前提下，本发明所述的制造方法可以通过下述生产流程和技术要求，获得表面状态良好且不存在瓦楞状缺陷的无取向电工钢板。其中，无取向电工钢板的生产工艺流程可以具体包括以下步骤：a)炼钢工艺：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→RH精炼→连续浇铸；b)热轧工艺：连铸坯→再加热→粗轧→精轧→卷取；c)冷轧工艺：热轧卷→酸洗→冷轧→卷取；d)连续退火：冷轧卷→前清洗→连续退火→后清洗→绝缘涂层→精整出厂。

需要说明的是，在上述生产流程中，首先，需要对高炉铁水进行预处理，以适当脱除有害元素P、S、N、Ti等，然后，高炉铁水进入转炉进行冶炼，升温、脱碳，除去Si、Mn等。在转炉冶炼结束之后，钢液碳含量一般会在0.02～0.09％之间，因此，根据本发明化学成分设计的要求，还需要在RH精炼进行深脱碳，之后再采用Si、Al复合脱氧，并按照钢的成分设计进行合金化，以达到本发明设计要求的主成分Si、Mn、Al，以及微量元素Sb含量和Ca含量等，同时还要限制杂质元素C、S含量。

在本发明所述制造方法的步骤(2)的铸造过程中，将连铸坯在连铸机出口位置处的表面温度限制在780℃或以上，主要是考虑温度太低时，连铸冷却速率大，低倍组织在热轧过程中的回复效果差。相反，较高的表面温度时，连铸坯在加热炉内的升温速率低，粗大的柱状晶在热流方向上的生长速度慢，有利于控制连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，钢液在连续浇铸过程中，不采用任何形式的电磁搅拌或者电磁制动。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，钢液在连续浇铸过程中，钢液过热度为10～45℃，浇铸速度为0.6～1.8m/min。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，在粗轧阶段，采用4～6道次进行轧制，并且首道次压下率≥35％，末道次压下率≤10％。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，控制粗轧的开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为650～950℃。

在本发明的上述技术方案中，在进行后续步骤(3)的热轧操作时，可以控制连铸坯的在炉加热时间为120～360min，连铸坯的开轧温度为1050～1150℃，分4～6个道次完成热轧粗轧，终轧温度、卷取温度分别为650～950℃和500～850℃，热轧成品钢板厚度为1.2～2.8mm。

此时，在粗轧阶段，还可以进一步地限制首道次压下率≥35％，以对连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比为2.5～6.0的柱状晶进行有效破碎，粗轧轧制设备能力较高时，应该尽可能的提高首道次压下率，但一般会控制在50％之内。同时，还要将末道次压下率限制在≤10％，以降低中间坯的组织储能，促进热轧的精轧阶段显微组织的充分再结晶。

为了改善热轧带钢显微组织的均匀性，连铸坯在热轧粗轧结束之后，中间坯头、尾温度之差应该≤25℃。在热轧结束之后，不进行任何形式的保温处理、加热处理，或者常化中间退火处理，或者罩式炉中间退火处理，即可以获得再结晶充分，等轴晶尺寸均匀的热轧带钢显微组织。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，控制卷取温度为500～850℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(5)中，控制连续退火的升温速率为50～800℃/s。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(5)中，控制连续退火的升温速率为80～200℃/s。

在本发明的上述技术方案中，在连续退火过程中，与常规的采用燃气和/或电加热的慢速升温钢板(一般升温速率低于30℃/s)连续退火相比，本发明可以优选地采用具有快速加热、升温功能的电磁感应加热装置，以实现在较短的时间内快速加热钢板至设定温度，其一般可以自室温起开始即可以进行快速加热升温。

需要说明的是，在本发明中可以控制连续退火的升温速率为50～800℃/s，但是限于设备投资费用和能源介质消耗，可以优选地控制连续退火的升温速率为80～200℃/s。采用这种较高升温速率进行升温，可以调节连续退火之后成品钢板的储能大小，为成品钢板在完成等轴晶的再结晶时，提供充足的驱动力以克服晶界阻力，从而可以实现成品钢板的晶粒尺寸迅速、均匀长大。在连续退火结束之后，成品钢板表面状态良好，其表面没有瓦楞状缺陷出现。

本发明所述的表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：

在采用本发明所述制造方法生产无取向电工钢板时，其在热轧后不进行任何形式的保温处理、加热处理，或者常化中间退火处理，或者罩式炉中间退火处理，即可以获得再结晶充分，等轴晶尺寸均匀的热轧带钢显微组织。

本发明所述的表面状态良好的无取向电工钢板的制造方法操作简单、成本低廉、接冷环保且磁性优良，其通过严格控制连铸浇铸时的板坯冷却温度，控制加热炉内的板坯沿长度方向上的温度差，可以实现无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的生产。

采用本发明所述制造方法制得的无取向电工钢板，表面不存在瓦楞状缺陷，其具有较低的铁损和较优的磁感，其铁损P_15/50≤3.4W/kg且磁感B₅₀≥1.72T，具有十分良好的推广前景和应用价值。

附图说明

图1示意性地显示了不同的Ca含量对于连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比和成品钢板磁感B₅₀的影响。

图2为实施例3的无取向电工钢板的微观组织照片。

图3为对比例2的对比钢板的微观组织照片。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-6以及对比例1-3

实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板采用以下步骤制得：

(1)冶炼：高炉铁水经过铁水预处理“三脱”之后，与适量废钢按照比例进行搭配入炉，经顶底复吹转炉冶炼之后，依次在RH精炼过程中进行深脱碳，Al、Si复合脱氧、合金化以调整钢液化学成分，添加适量的微量元素Sb和Ca含量，以获得表1所示的化学元素组分配比。

(2)铸造：钢液经过RH精炼之后安排吊运至连铸机进行连续浇铸，在连续浇铸过程中，不采用任何形式的电磁搅拌或者电磁制动，钢液在连续浇铸过程中，钢液过热度为10～45℃，浇铸速度为0.6～1.8m/min，控制连铸坯在连铸机出口位置处的表面温度≥780℃，以使得连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比为2.5～6.0，得到170～250mm厚、800～1400mm宽的铸坯。

(3)热轧：热轧可以包括粗轧和精轧，在粗轧阶段，可以采用4～6道次进行轧制，并且首道次压下率≥35％，末道次压下率≤10％，控制粗轧的开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为650～950℃；在热轧粗轧结束之后，控制中间坯头尾温度之差≤25℃；热轧粗轧完成后，可以进一步地进行精轧，而后再对钢板进行卷取，并控制卷取温度为500～850℃。

(4)冷轧：对热轧钢卷进行酸洗，而后进行冷轧，冷轧后卷取并清洗。

(5)连续退火：采用带有电磁感应快速加热装置的连续退火设备，控制连续退火的升温速率为50～800℃/s，优选地控制连续退火的升温速率为80～200℃/s，对冷轧钢板进行快速加热升温。

需要说明的是，在本发明中，实施例1-6的无取向电工钢板的化学成分设计以及相关制造工艺均满足本发明设计规范要求。而对比例1-3对比钢板在化学成分设计以及相关制造工艺中，均存在不满足本发明设计规范要求的参数。

表1列出了实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板的各化学元素的质量百分含量配比。

表1.(wt％，余量为Fe和其他不可避免的杂质)

编号	C	Si	Mn	Al	Ca	Sb	Si+Al
								实施例1	0.0021	1.1	0.3	1.0	0.0003	0.08	2.1
实施例2	0.0009	1.5	0.8	0.4	0.0027	0.005	1.9
								实施例3	0.0038	1.7	0.4	0.8	0.0032	0.06	2.5
实施例4	0.0016	1.8	0.5	0.5	0.0100	0.20	2.3
								实施例5	0.0047	1.3	0.2	0.6	0.0005	0.020	1.9
实施例6	0.0027	2.0	1.0	0.2	0.0065	0.016	2.2
								对比例1	0.0039	<u>2.2</u>	0.6	0.2	0.0005	0.02	2.4
对比例2	0.0022	1.6	0.2	<u>1.2</u>	<u>0.0120</u>	-	<u>2.8</u>
								对比例3	0.0013	1.2	0.4	0.5	-	-	1.7

表2列出了实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板在上述制造方法中的工艺步骤的具体工艺参数。

表2-1.

表2-2.

将得到的实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板分别取样，并对各实施例和对比例成品钢板进行观察和分析，观察得到实施例1-6的无取向电工钢板的表面均不存在瓦楞状缺陷；而对比例1-3的对比钢板的表面却均存在瓦楞装缺陷，具体观察结果可以列于下述表3之中。

相应地，在针对实施例和对比例钢材的观察和分析完毕后，可以对实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板的各项性能进行检测，检测获得各实施例和对比例钢板的厚度、铁损和磁感，各实施例和对比例成品钢板的检测结果分别列于表3中。

相关性能测试手段，如下所述：

铁损检测：在20℃条件下，采用爱博斯坦方圈法进行磁性测量。磁性测量试样的尺寸为30×320mm，试样重量为0.5kg；测量铁损指标为，在1.5T、50Hz条件下的铁损数值。基于此，可以分别求的实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板的铁损。

磁感检测：在20℃条件下，采用爱博斯坦方圈法进行磁性测量。磁性测量试样的尺寸为30×320mm，试样重量为0.5kg；测量磁感指标为，在5000A/m、50Hz条件下的磁感数值。基于此，可以分别求的实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板的磁感。

表3列出了实施例1-6的无取向电工钢板以及对比例1-3的对比钢板的观察分析结果与性能检测试验结果。

表3.

如上述表3所示，在本发明中，相较于对比例1-3的对比钢材，实施例1-6的无取向电工钢板具有更加优异的性能，其不仅不存在瓦楞状缺陷，而且还具有较低的铁损以及优良的电磁性能，实施例1-6的无取向电工钢板的铁损P_15/50均≤3.40W/kg，且在3.05-3.40W/kg之间；磁感B₅₀均≥1.724T，且在1.724-1.738T之间。

而在本发明所述的对比例1中，对比例1的对比钢材中Si元素含量为2.2％，超出本发明设计上限2.0％；且连铸坯在连铸机出口温度只有680℃，低于本发明设计下限780℃；热轧粗轧末道次压下率为50％，超出本发明设计要求上限10％；并且冷轧钢板在连续退火时，采用的是常规升温速率15℃/s进行退火。相应的，采用这种技术方案得到的对比例1的成品钢板的电磁性能较差，铁损P_15/50达到3.89W/kg、磁感B₅₀达到1.685T，成品钢板表面有严重的瓦楞状缺陷出现。

相应地，在本发明所述的对比例2、对比例3中，其在成分设计、生产工艺中均存在的一项或者几项不能满足本发明设计要求。同样的，对比例2、对比例3的成品钢板电磁性能较差，二者所制得的成品钢板表面有严重的瓦楞状缺陷出现。

如图1所示，曲线A表示Ca含量与成品钢板磁感B50的关系，曲线B表示Ca元素含量与连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比的关系。对于曲线A，可以看出，在钙含量低于0.003％时，磁感会低于1.72T。而在钙含量高于0.01％之后，磁感会快速劣化，并重新低于1.72T。对于曲线B，当钙含量低于0.003％时，连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比会小于2.5；随着钙含量的升高，连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比有震荡升高的趋势；而在钙含量高于0.010％时，部分样本连铸坯在其厚度方向上与宽度方向上的晶粒尺寸之比会高于6.0。

需要说明的是，本技术方案采用Olymbus光学显微镜对晶粒尺寸进行测量，在测量过程汇总分别观察沿轧向和垂直于轧向方向的金相显微组织。晶粒尺寸的分析统计采用面积法，统计的是平均尺寸及其分布。

图2为实施例3无取向电工钢板的微观组织照片。

如图2所示，在本实施方式中，实施例3的无取向电工钢板的显微组织已完全再结晶，已形成较为匀称的等轴晶粒，且晶粒尺寸粗大、发达。

图3为对比例3的对比钢板的微观组织照片。

如图3所示，在本发明中，对比例2的无取向电工钢板，显微组织未能完全再结晶，已完成再结晶的晶粒之间，存在着较多比例的条带状纤维组织，导致再结晶发生比例较低，且晶粒尺寸之间的匀称度低。

综上所述，本发明所述的表面状态良好的无取向电工钢板的制造方法操作简单、成本低廉、接冷环保且磁性优良，其通过严格控制连铸浇铸时的板坯冷却温度，控制加热炉内的板坯沿长度方向上的温度差，可以实现无瓦楞状缺陷的无取向电工钢板的生产。

采用本发明所述制造方法制得的无取向电工钢板不存在瓦楞状缺陷，其具有较低的铁损和较优的磁感，其铁损P_15/50≤3.4W/kg且磁感B₅₀≥1.72T，具有十分良好的推广前景和应用价值。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种表面状态良好的无取向电工钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

2.如权利要求1所述的无取向电工钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分含量配比为：

0＜C≤0.005％，Si：1.0～2.0％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.2～1.0％，Ca：0.0003～0.010％，Sb：0.005～0.2％；余量为Fe及其他不可避免的杂质；其中Si+Al：1.4～2.6％。

3.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分含量还满足下述各项的至少其中一项：

Ca：0.0005～0.004％；

Sb：0.02～0.12％。

4.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，其铁损P_15/50≤3.4W/kg，磁感B₅₀≥1.72T。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的无取向电工钢板的制造方法，其包括步骤：

(1)冶炼；

(4)冷轧；

(5)连续退火。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，钢液在连续浇铸过程中，不采用任何形式的电磁搅拌或者电磁制动。

7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，钢液在连续浇铸过程中，钢液过热度为10～45℃，浇铸速度为0.6～1.8m/min。

8.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，在粗轧阶段，采用4～6道次进行轧制，并且首道次压下率≥35％，末道次压下率≤10％。

9.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制粗轧的开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为650～950℃。

10.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制卷取温度为500～850℃。

11.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(5)中，控制连续退火的升温速率为50～800℃/s。

12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，步骤(5)中，控制连续退火的升温速率为80～200℃/s。