硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金，一般硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~4.5%，加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率，降低矯頑力、鐵芯損耗（鐵損）和磁時(shí)效，主要用來制作各種變壓器、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵芯。無取向硅鋼的合金硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%~3.0%，W470是指無取向、鐵損值0.47 W/kg，冷軋無取向硅鋼片最主要的用途是用于發(fā)電機(jī)制造，故又稱冷軋電機(jī)硅鋼，經(jīng)冷軋至成品厚度，供應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格多為0.35 mm和0.5 mm厚的鋼帶，冷軋無取向硅鋼的飽和磁通密度（Bs）高于取向硅鋼，與熱軋硅鋼相比，其厚度均勻，尺寸精度高，表面光滑平整，從而提高了填充系數(shù)和材料的磁性能[1−4]。隨著節(jié)能降耗的要求，電工鋼越來越追求低鐵損，高磁感，許多生產(chǎn)單位多采用提高合金元素Mn含量的方法，不同廠家的無取向電工鋼，在做成小電機(jī)之后，能耗相差很大，有的價(jià)格相當(dāng)昂貴[5−8]。

開展低鐵損冷軋電工鋼W470冶煉軋制工藝研究，優(yōu)化精煉、連鑄、熱軋、退火和冷軋工藝參數(shù)，開發(fā)一種高性能冷軋電工鋼W470制備的方法，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.   研究概述

低鐵損冷軋電工鋼W470冶煉軋制工藝研究基于長流程冶煉軋制生產(chǎn)工藝流程來開發(fā)，本文研究的生產(chǎn)工藝流程為：100 t轉(zhuǎn)爐冶煉→RH精煉→連鑄（保護(hù)澆鑄+電磁攪拌）→工字型鋼墊底封蓋→熱軋全連軋→退火→酸洗→冷軋，其中主要控制的關(guān)鍵工藝參數(shù)為：轉(zhuǎn)爐鋼水氧含量；RH精煉爐控制的硫和碳含量、真空度、脫碳時(shí)間、精煉時(shí)間；連鑄鋼坯緩冷方式與溫度及時(shí)間；熱軋溫度與變形量；退火溫度及時(shí)間；冷軋變形量。研究以上工藝參數(shù)對(duì)低鐵損冷軋電工鋼W470性能的影響，探索低鐵損冷軋電工鋼W470的生產(chǎn)制備工藝，最終使冷軋電工鋼W470達(dá)到使用要求。

2.   關(guān)鍵工藝研究

2.1   化學(xué)成分設(shè)計(jì)

根據(jù)各元素在冷軋電工鋼中的作用以及參考冷軋電工鋼W470設(shè)計(jì)規(guī)范，冷軋電工鋼W470化學(xué)成分如表1所示。

2.2   RH精煉工藝研究

RH精煉可以降低鋼的氧含量，從而防止了C、P的氧化。RH精煉爐冶煉過程中控制硫和碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)12×10–6以下，真空度在60 Pa以下，轉(zhuǎn)爐鋼水為帶氧鋼，氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在5×10–4~7×10–4之間，脫碳時(shí)間大于20 min，冶煉時(shí)間大于40 min。試驗(yàn)具體控制工藝參數(shù)如表2所示。

2.3   鋼坯緩冷工藝研究

采用連鑄工藝鑄坯，將鑄坯在加熱爐中升溫，鋼坯加熱至1120~1200 ℃出爐，利用工字型鋼墊底，將鋼坯與工字型鋼交錯(cuò)分布方式依次堆垛，最上面用工字型鋼封蓋，采用保溫罩包裹保溫8~20 h，保溫后采用鹽水冷或油冷。利用交錯(cuò)堆垛方式的緩冷工藝減緩鋼坯的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，試樣具體控制工藝參數(shù)如表3所示。

2.4   熱軋工藝研究

鋼坯在加熱爐中溫度控制在1300~1350 ℃，溫度均勻后熱軋，開軋溫度1120~1250 ℃，熱軋板厚度為0.6~2.0 mm，鋼坯加熱分為4個(gè)階段，鋼坯在爐時(shí)間控制在40~55 min，終軋溫度控制在920~1040 ℃，取卷溫度為640~710 ℃，試驗(yàn)具體控制工藝參數(shù)如表4所示。

2.5   退火工藝研究

退火處理工藝的條件為：退火溫度300~400 ℃，保溫時(shí)間2~5 h，然后隨爐冷卻，得到退火后熱軋板，熱軋板退火時(shí)走帶速度90~95 m/min，試驗(yàn)的具體控制工藝參數(shù)如表5所示。

2.6   酸洗與冷軋工藝研究

在退火后將熱軋板進(jìn)行酸洗，酸洗的酸液溫度為75~80 ℃，在室溫條下進(jìn)行冷軋，道次軋制變形量為15%~30%，冷軋過程為4道次~7道次軋制，得到厚度為0.1~1.5 mm的冷軋電工鋼W470薄帶，試驗(yàn)的具體控制工藝參數(shù)如表6所示。

2.7   結(jié)果分析與討論

對(duì)1#和2#試樣獲得的冷軋電工鋼W470和市場上普通電工鋼W470（下稱對(duì)比例）進(jìn)行性能檢測，獲取檢測結(jié)果如表7所示，從表7可以看出，兩個(gè)試樣的最大鐵損、最小磁感、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、硬度均大幅優(yōu)于對(duì)比例，最小彎曲次數(shù)小幅優(yōu)于對(duì)比例，其中1#試樣綜合性能最高。

3.   結(jié)束語

通過成分設(shè)計(jì)，并對(duì)精煉、緩冷、熱軋、退火和冷軋等工藝的參數(shù)控制，獲得的試樣的鐵損硬度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等性能均大幅優(yōu)于普通電工鋼，為高性能冷軋電工鋼W470的制備提供了一定的參考與借鑒。

文章來源——金屬世界