取向电工钢的热轧方法及使用该方法制备的取向电工钢

摘要

本发明涉及一种取向电工钢的热轧方法及使用该方法制备的取向电工钢，所述方法包括取向电工钢连铸坯从加热炉取出后，以小于32％的道次的压下率作热初轧开坯；初轧至板坯厚度低于30mm并进入热精轧加工阶段时，其板坯温度应低于1100℃；随后把板坯作热精轧，精轧总压下率不低于85％，并在850℃以上完成热轧；热精轧各道次的压下率不超过32％；在热轧后常化退火的加热过程中以平均每分钟5～300℃的速度升温。本发明技术方案使高牌号取向电工钢产品在保持原有铁损的水平基础上使其磁致伸缩系数明显降低、制成变压器铁心后噪声明显降低。

说明书

技术领域：

本发明涉及黑色金属加工领域，更具体涉及一种低磁致伸缩和低噪声取 向电工钢的热轧方法及使用该方法制备的取向电工钢。

背景技术：

随着我国城市化进程的快速推进，先前处于郊区的变电站越来越多的出 现在城市中心人口密集地带，噪声过大的变电站因此常常受到周边居民的投 诉。变电站噪声主要产生于变压器，而铁心用取向电工钢在50Hz工作频率 下发生周期性磁致伸缩是变压器噪声的根本来源，且磁致伸缩系数越大，对 应产生的噪声越大。为了降低城市变电站噪声，满足国家环境保护要求，改 善周围居住环境，亟待从源头上开发低磁致伸缩、低噪声的取向电工钢板。

取向电工钢中{100}织构表现为许多晶粒的{100}面平行于钢板表面时 所形成的织构，这种织构有利于降低冷轧取向电工钢产品的磁致伸缩系数。 因此，强{100}织构是取向电工钢的理想织构。然而，迄今为止人们始终没 有发现具有工业应用价值的技术手段以在取向电工钢中获得强{100}织构。 研究发现，在热轧板中获得强{100}织构是导致冷轧取向电工钢板产品低磁 致伸缩和低噪声的重要前提条件；通过后续冷轧和再结晶退火可以使具有强 {100}织构的热轧板转变成很强{100}织构的成品钢板，从而制备出具有低磁 致伸缩和低噪声特性的取向电工钢板。因此如何在热轧板中制备出强的{100} 织构可被看作是低磁致伸缩和低噪声取向电工钢制备的关键点之一。

观察发现，经连续铸造生产的取向电工钢板坯中总会保留一定比例的、 具备{100}织构的柱状晶区。取向电工钢连铸坯在冷却过程中基体不会发生 奥氏体相变，因此冷却后，其具备{100}织构的柱状晶区会保留到室温。在 通常情况下，连铸坯中的{100}织构会被后续的热轧加工过程破坏，无法对 经冷轧退火后的低磁致伸缩取向电工钢最终成品带来积极的影响。

研究发现，采用适当的热轧加工技术有可能增强热轧板内的{100}织构， 为降低最终产品的磁致伸缩系数和噪声提供前提条件。在通常的电工钢生产 中，高效率的热轧加工是企业追求的重要目标之一。在这种思想指导下，热 轧加工通常采用偏高的热轧温度以降低变形抗力；同时还采用高至35％或更 高的偏大轧制道次压下率、以及热轧后采用很高的热轧板常化退火升温制度， 以此保证高的生产效率。如果细致调整和控制这些热轧加工条件，可以切实 为提高最终产品的{100}织构和磁感值提供前提条件。

研究表明，适当降低热轧温度有利于在热轧板中保留{100}取向的微观 亚结构；而高温铁素体的变形抗力很低，适当降低热轧温度不会造成热轧加 工的困难。研究进一步表明，适当降低热轧道次压下率也有利于在热轧板中 保留{100}取向的微观亚结构；适当降低连铸坯的厚度就可以在同样热轧生 产线上实现偏低道次压下率的热轧加工。研究还表明，适当降低热轧板常化 退火加热时的升温速度有利于在退火的再结晶过程中形成较多{100}取向的 再结晶晶粒；降低连续再结晶退火的升温速度或采用罩式炉退火就可以实现 低速升温的常化退火。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低磁致伸缩和低噪声取向电工钢的热轧方法 及使用该方法制备的取向电工钢，使高牌号取向电工钢产品在保持原有铁损 的水平基础上使其磁致伸缩系数明显降低，制成变压器铁心后噪声明显降低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种取向电工钢的热轧方 法，包括取向电工钢连铸坯从加热炉取出后，以小于32％的道次的压下率作 热初轧开坯；初轧至板坯厚度低于30mm并进入热精轧加工阶段时，其板坯 温度应低于1100℃；随后把板坯作热精轧，精轧总压下率不低于85％，并在 850℃以上完成热轧；热精轧各道次的压下率不超过32％；在热轧后常化退 火的加热过程中以平均每分钟5～300℃的速度升温。

所述道次的压下率为26％-32％之间的范围。

所述初轧至板坯厚度为20.6-26.6mm并进入热精轧加工阶段。

所述板坯温度为960-1090℃。

所述板坯作5道次热精轧，轧至3mm厚。

所述完成热轧的温度为850℃-950℃。

所述在热轧后常化退火的加热过程中以平均每分钟5～300℃的速度升温 至850-1000℃。

所述的热轧方法制备的取向电工钢，其铁损为0.921-0.934瓦/千克。

所述取向电工钢磁致伸缩系数λp-p为245-283nm/m。

所述取向电工钢制成的变压器铁芯的模拟A计权噪声为48.7-49.6分贝。

和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果

1、本发明技术方案开发了低磁致伸缩、低噪声的取向电工钢板；

2、本发明技术方案降低城市变电站噪声，满足国家环境保护要求，改 善周围居住环境；

3、本发明技术方案保证高的生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例1中取向硅钢产品的磁致伸缩特性曲线示意图；

图2为本发明实施例2中取向硅钢产品的磁致伸缩特性曲线示意图；

图3为本发明实施例3中取向硅钢产品的磁致伸缩特性曲线示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

实施例1：

本例的发明提供的一种低磁致伸缩和低噪声取向电工钢的热轧方法及 使用该方法制备的取向电工钢；所述方法包括：

将基本成分为Fe-3％Si-1％Mn-0.3％Al-0.05％C-0.002％Bi的取向电工钢连 铸坯从加热炉取出后，以小于32％的道次压下率作热初轧开坯；初轧至板坯 厚度低于30mm并进入热精轧加工阶段时，其板坯温度应低于1100℃；随后 把板坯送入热连轧机作热精轧，精轧总压下率不低于85％，并在850℃以上 完成热轧；热精轧各道次的压下率不超过32％；在热轧后常化退火的加热过 程中以平均每分钟5～300℃的速度升温。

其中，低磁致伸缩取向电工钢制成变压器铁心后噪声的模拟计算公式为 (即磁致伸缩系数λ(也可用δ表示)与噪声AWV之间的等效关系)：

$AWV=20{\log }_{10}\frac{\rho c\sqrt{{\Sigma }_i{\left[\left(2{\mathrm{\pi f}}_i\right)\left(\frac{{\delta }_i}{\sqrt{2}}\right){\alpha }_i\right]}^2}}{P_{e0}}$

其中，AWV：磁致伸缩时模拟A计权噪声值，dB(A)

ρ：空气密度，kg/m³

c：声速，m/s

f_i：磁致伸缩时i次谐波分量的频率，Hz

δi(λi)：磁致伸缩时i次谐波分量的大小

α_i：频率为f_i时A计权系数

P_e0：最小可听声压(2×10^-5)，Pa

选择加工高牌号27QG95取向电工钢。对厚度为20.6mm、温度为1090℃ 的板坯作5道次热精轧加工，轧至约3mm厚；道次压下率保持在26％～29％ 的范围，终轧温度为950℃；热轧板采用平均每分钟300℃的速度升温至 1000℃，作低速连续退火。常化退火板经后续常规冷轧退火后检测制得成品 的铁损为：P1.5＝0.934W/kg，磁致伸缩系数为l p-p(磁通密度为1.7T时)为： 283nm/m，如图1所示，其磁致伸缩特性图，噪声AWV为：49.6dB(模拟 A计权)。

实施例2：选择加工高牌号27QG95取向电工钢。对厚度为22.5mm、温 度为990℃的板坯作5道次热精轧加工，轧至约3mm厚；道次压下率保持在 28％～31％的范围，终轧温度为860℃；热轧板采用平均每分钟100℃的速度 升温至950℃，作超低速连续退火。常化退火板经后续常规冷轧退火后检测 制得成品的铁损为：P1.5＝0.921W/kg，磁致伸缩系数为l p-p(磁通密度为1.7T 时)为：245nm/m，如图2所示，其磁致伸缩特性图，噪声AWV为：48.7dB (模拟A计权)。

实施例3：选择加工高牌号27QG95取向电工钢。对厚度为26.6mm、温 度为960℃的板坯作5道次热精轧加工，轧至约3mm厚；道次压下率保持在 29％～32％的范围，终轧温度为850℃；热轧板采用平均每分钟5℃的速度升 温至850℃，作罩式炉退火。常化退火板经后续常规冷轧退火后检测制得成 品的铁损为：P1.5＝0.927W/kg，磁致伸缩系数为l p-p(磁通密度为1.7T时) 为：261nm/m，如图3所示，其磁致伸缩特性图，噪声AWV为：49.1dB(模 拟A计权)。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其 限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对 本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范 围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之 内。