一种高磁感取向硅钢及其制备方法与流程

1.本发明属于钢铁材料技术领域，具体涉及一种高磁感取向硅钢及其制备方法。


背景技术：

2.目前，全国钢铁行业大面积亏损，钢铁行业已经步入亏损或微利时期，且此趋势预计短时期内不会发生根本性改变。因此将公司做大做强，在未来的钢铁行业兼并重组的大潮中不被吞并是钢铁企业继续生存的唯一途径。而丰富公司产品结构，提高产品性价比和市场竞争力，是钢铁公司健康、可持续发展的重要工作之一。
3.由于取向硅钢成品晶粒具有尖锐的高斯织构择优取向特点，其在轧制方向上极易磁化并能够获得较高的饱和磁感应强度。取向硅钢用于做大型变压器，是一种应用于变压器(铁芯)制造行业的重要硅铁合金，具有高磁感、低铁损特性。但是，现有取向硅钢的市场价格较高、工艺复杂、制造技术严格，一旦控制不好，最终产品性能很难达到工艺和客户要求。
4.现有技术通过增加si/al合金元素含量、提高材料电阻率，以及减薄硅钢成品厚度，降低涡流损耗来降低铁损。但提高si/al合金含量，会导致材料脆性增加，导致取向硅钢在冷轧过程中极易发生断带问题，降低取向硅钢冷轧成材率。减薄取向硅钢成品厚度，会增加冷轧生产难度，且降低冲片过程效率。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高磁感取向硅钢及其制备方法。本发明的高磁感取向硅钢合理调配si、als、mn、p等元素的含量，同时严格管控fe和杂质的含量，并合理添加合金元素sn，使制得的高磁感取向硅钢无断带并具有高磁感、低铁损的性能，以满足用户要求。
6.第一个方面，本发明提供的一种高磁感取向硅钢，包括以下质量百分比的组分：
7.8.余量为fe和杂质。
9.本发明中，碳(c)是极有害的元素，它与铁形成间隙固溶体，晶格畸变，增加矫顽力，降低导磁率，使磁性明显下降。碳是产生磁时效的主要元素，如果在电气设备产生磁时效，那么铁损就大幅增加，以致损坏设备，因此碳对硅钢的磁性极为有害。将取向硅钢中碳的质量百分比降低到0.062％以下，就不会产生磁时效。本发明中，c的质量百分比控制为0.052～0.062％；优选地，c的质量百分比控制为0.052～0.06％。
10.钢中加硅(si)能提高电阻率，减少涡流损失，促进晶粒粗化，使矫顽力和磁滞损耗降低，从而降低铁损。所以硅是提高电工钢磁性的主要元素，但硅含量过高，使硅钢脆性增加，冷加工变坏，另外随si含量增加，硅钢导热系数和热膨胀系数降低，连铸坯易产生裂纹。本发明中，si的质量百分比为3.2～3.3％；优选地，si的质量百分比为3.22～3.28％。
11.在取向硅钢中加入铝(al)，铝做为一种良脱氧剂，能提高电阻率，减少矫顽力，降低铁损，减小磁时效，提高磁感强度。一般硅钢中，铝含量在0.05～0.14％易形成细小的aln质点，aln质点是在冷轧退火中析出，阻碍晶粒长大，使铁损增加。本发明中，als的质量百分比为0.0265～0.0295％；优选地，als的质量百分比为0.027～0.029％。
12.硅钢中加入锰(mn)，可降低铁损，但含量过高，会使钢脆化。因此，合理控制mn的质量百分比为0.09～0.12％，不仅可以有效降低铁损，可以避免钢脆化。优选地，mn的质量百分比为0.10～0.11％。
13.锡(sn)为铁磁性元素，能有效提高硅钢电阻率，提高成品磁感应强度。同时sn元素能有效提高硅钢耐蚀性，减少冲片后截面基体的氧化。与其他降低铁损元素相比，sn对磁感损耗较小，同时sn可提高高牌号硅钢的室温韧性，进而提高高牌号硅钢的可轧制性，大幅降低高牌号取向硅钢冷轧过程断带比例，提高了轧制生产效率。本发明中，sn的质量百分比为0.04～0.06％；优选地，sn的质量百分比为0.045～0.055％。
14.磷(p)能使晶粒长大，提高电阻率，降低铁损，减轻磁时效。但磷是晶界偏聚元素，含量过高使冷加工性变坏。本发明中，p的质量百分比为0.027～0.033％；优选地，p的质量百分比为0.028～0.032％。
15.硫(s)属于仅次于碳的第二有害元素，s使铁损和矫顽力增大，使导磁率和磁感降低，因此，要严格控制硅钢中s的含量。本发明中，s的质量百分比为≤0.008％；优选地，s的质量百分比为≤0.007％。
16.氮(n)可形成细小aln产生磁时效。当n含量过高，钢板内容易出现气泡，造成断带，而且氧形成氧化夹杂物，它们对硅钢磁性都是有害的，因此n含量越低越好。本发明中，n的质量百分比为≤0.0085％；优选地，n的质量百分比为≤0.0070％。
17.进一步地，si和p的质量百分比c1＝si+p为3.25～3.33％。
18.磷是晶界偏聚元素，含量过高使冷加工性变坏，能使钢的可塑性及韧性明显下降；硅也会使可塑性和韧性下降。为了保证钢材的可塑性和韧性，需要合理控制si和p两种元素的总含量。本发明中，控制si和p的质量百分比c1＝si+p为3.25～3.33％。
19.进一步地，质量百分比的比值c2＝mn/s为≥12。
20.钢中的锰与硫形成硫化锰(mns)，控制mn与s的质量比，当mn/s≥12时，不仅可以防止轧制的热脆现象，还可以改善硅钢的热轧塑性。
21.进一步地，质量百分比的比值c3＝si/als为110～120。
22.本发明中，al和si的作用相似，可以提高钢的比电阻，减少铁损失，并降低磁感应强度，但al和si均会使材料变脆，影响产品的硬度，因此需要合理控制al和si的含量。其中，控制si的质量百分比为3.2～3.3％，并控制als的质量百分比为0.0265～0.0295％。此外，al和si各自具有一定的特性，尤其是al对磁性有利，减少磁时效现象，同时控制质量百分比的比值c3＝si/als为110～120，可以使产品兼具良好的硬度以及磁感强度。
23.进一步地，质量百分比的比值c4＝sn/(si+als)为0.012～0.017。
24.本发明中，sn的添加量和钢中si、al元素的含量有重要关系，当钢中只含有si和al，不含sn时，带钢的脆性增加，冷轧过程易出现断带问题。加入适量的sn，控制c4＝sn/(si+als)为0.012～0.017时，可改善材质韧性，提高冷轧可轧制性。
25.第二个方面，本发明提供的一种高磁感取向硅钢的制备方法，包括以下步骤：
26.步骤s1：铁水预处理：将铁水进行脱硫处理；
27.步骤s2：转炉冶炼：将所述经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气，冶炼开始时加入铝铁进行预脱氧，加入石灰、硅铁进行合金化，得到粗炼的钢水；
28.步骤s3：lf炉精炼：将所述粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气，定氧，进行喂铝线操作，加入石灰、铝粉，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，停止通氩气，开始通氮气，得到第一次精炼的钢水；
29.步骤s4：rh炉精炼：将所述第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下进行精炼处理，得到第二次精炼的钢水；
30.步骤s5：连铸连轧：采用板坯连铸连轧生产工艺，将所述第二次精炼的钢水制备得到高磁感取向硅钢。
31.其中，步骤s1中，经过脱硫处理的铁水的s含量≤0.001％。
32.其中，所制备的高磁感取向硅钢包括以下质量百分比的组分：c0.052～0.062％，si 3.2～3.3％，als 0.0265～0.0295％，mn 0.09～0.12％，p0.027～0.033％，s≤0.008％，n≤0.0085％，sn 0.040～0.060％，余量为fe和杂质，杂质含量不超过0.01％。
33.进一步地，所述转炉冶炼包括以下步骤：
34.将所述经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；
35.冶炼开始时加入50～80kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/6～1/5时，加入300～400kg/t的石灰、40～42kg/t的硅铁，进行合金化；
36.冶炼时间为总冶炼时间的4/5～5/6时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水。
37.进一步地，所述粗炼的钢水包括以下质量百分比的组分：c≤0.045％，si：3.0～3.10％，mn：余锰，p≤0.02％，s≤0.005％，n≤0.030％，sn：0.046～0.050％，其余为fe以及不可避免的杂质。其中，mn的含量(余锰)不超过0.001％，杂质含量不超过0.01％。
38.进一步地，所述lf炉精炼包括以下步骤：
39.将所述粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气1～2min后，调整底吹压力为0.1～0.2mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.030～0.033％；
40.加入500～600kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，使钢水中的si含量为3.00～3.10％；其中，si含量每上调0.01％可以加入硅铁0.14kg/t；
41.停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为500～700nl/min，得到第一次精炼的钢水。
42.进一步地，所述第一次精炼的钢水包括以下质量百分比的组分：c≤0.05％，si：3.0～3.10％，mn：余锰，p≤0.03％，s≤0.005％，als≤0.029％，sn：0.048～0.052％，其余为fe以及不可避免的杂质。其中，mn的含量(余锰)不超过0.001％，杂质含量不超过0.01％。
43.进一步地，所述rh炉精炼包括以下步骤：
44.将所述第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为800～1400nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水。其中，通过加入硅铁、锰铁、锡铁等成分调整钢水成分。
45.进一步地，所述第二次精炼的钢水包括以下质量百分比的组分：c0.052～0.062％，si 3.2～3.3％，als 0.0265～0.0295％，mn 0.09～0.12％，p0.027～0.033％，s≤0.008％，n≤0.0085％，sn 0.040～0.060％，余量为fe和杂质。其中，杂质含量不超过0.01％。
46.进一步地，所述连铸连轧包括以下步骤：
47.将所述第二次精炼的钢水经过连铸工序、精整工序、轧钢工序、常化工序、冷轧工序、退火工序，制备得到高磁感取向硅钢。
48.进一步地，连铸工序中，连铸拉速为0.9～1.0m/min。
49.进一步地，精整工序中，入加热炉铸坯温度为≥350℃，优选地，入加热炉铸坯温度为≥500℃。
50.进一步地，轧钢工序中，铸坯边部入炉温度为≥500℃，在炉时间为≥160min，出炉温度为1080～1120℃；一加热段温度为950～1000℃，二加热段温度为1050～1080℃，三加热段温度为1140～1160℃，均热段温度为1150～1170℃；r5温度为1000
±
20℃，精轧温度为990
±
20℃，终轧温度为900
±
15℃，卷取温度为580
±
15℃。
51.进一步地，退火工序包括升温段、均热段和冷却段；升温段的升温速率为35～45℃/s，升温段和均热段单位张力为3.0～4.0n/mm2。
52.本发明具有以下有益效果：
53.本发明的高磁感取向硅钢合理调配si、als、mn、p等元素的含量，同时严格管控fe和杂质的含量，并合理添加合金元素sn，提高硅钢电阻率和成品强度，还可以提高硅钢耐蚀性，同时sn可提高高牌号硅钢的室温韧性，进而提高高牌号硅钢的可轧制性，解决了高牌号取向硅钢冷轧断带问题，高牌号取向硅钢的硅含量可进一步增加，成品铁损得到进一步降低。本发明不仅合理控制各元素的含量，而且优化炼钢和轧钢关键工艺控制点参数，使高磁感取向硅钢无断带并具有高磁感、低铁损的性能，以满足用户要求。
具体实施方式
54.本发明下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。
55.除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
56.本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
57.在本发明中提及的“多种”是指两种或两种以上。“或/和”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a或/和b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
58.下面结合具体实施例1～5详细说明本发明的具体技术方案。
59.实施例1
60.本实施例提供了一种取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
61.(1)铁水预处理：将铁水进行脱硫处理，其中铁水的s含量≤0.001％；
62.(2)转炉冶炼：将经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；冶炼开始时加入60kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/5时，加入350kg/t的石灰、40kg/t的硅铁，进行合金化；冶炼时间为总冶炼时间的4/5时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水；
63.(3)lf炉精炼：将粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气1min后，调整底吹压力为0.2mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.033％；
64.加入500kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，使钢水中的si含量为3.10％；其中，si含量每上调0.01％可以加入硅铁0.14kg/t；
65.停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为600nl/min，得到第一次精炼的钢水；
66.其中，lf精炼炉连浇炉次的进站温度为1570～1595℃，吊包温度为1600～1610℃；钢水氮含量为60～80ppm；
67.(4)rh炉精炼：将第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为800～1200nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并加入硅铁、锰铁、锡铁调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水；
68.(5)连铸连轧：将第二次精炼的钢水经过连铸工序、精整工序、轧钢工序、常化工序、冷轧工序、退火工序，制备得到高磁感取向硅钢；
69.其中，连铸坯加热温度为1160℃，加热时间为190min；
70.连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.2mm，热轧终轧温度为850℃，卷取温度为630℃，热轧成品凸度c40控制在25
±
5μm；
71.常化退火均热温度为910℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为95μm；
72.冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.25mm，每道次压下率控制在30～40％；
73.退火升温段和均热段单位张力控制在4.0n/mm2，退火升温速率控制在30℃/s，退火均热温度为1000℃，均热时间为60s，为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内，退火过程中采用纯n2保护，露点控制在-20℃。
74.其中，实施例1的高磁感取向硅钢的组分如表1所示。
75.实施例2
76.本实施例提供了一种取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
77.(1)铁水预处理：将铁水进行脱硫处理，其中铁水的s含量≤0.001％；
78.(2)转炉冶炼：将经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；冶炼开始时加入50kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/6时，加入300kg/t的石灰、41kg/t的硅铁，进行合金化；冶炼时间为总冶炼时间的5/6时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水；
79.(3)lf炉精炼：将粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气2min后，调整底吹压力为0.15mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.031％；
80.加入600kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，使钢水中的si含量为3.00％；其中，si含量每上调0.01％可以加入硅铁0.14kg/t；
81.停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为500nl/min，得到第一次精炼的钢水；
82.其中，lf精炼炉连浇炉次的进站温度为1565～1590℃，吊包温度为1595～1615℃；钢水氮含量为65～75ppm；
83.(4)rh炉精炼：将第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为1000～1200nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并加入硅铁、锰铁、锡铁调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水；
84.(5)连铸连轧：将第二次精炼的钢水经过连铸工序、精整工序、轧钢工序、常化工序、冷轧工序、退火工序，制备得到高磁感取向硅钢；
85.其中，连铸坯加热温度为1160℃，加热时间为200min；
86.连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.0mm，热轧终轧温度为845℃，卷取温度为620℃，热轧成品凸度c40控制在25
±
5μm；
87.常化退火均热温度为915℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为96μm；
88.冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.30mm，每道次压下率控制在25～40％；
89.退火升温段和均热段单位张力控制在3.5n/mm2，退火升温速率控制在25℃/s，退火均热温度为1000℃，均热时间为60s，为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内，退火过程中采用纯n2保护，露点控制在-20℃。
90.其中，实施例2的高磁感取向硅钢的组分如表1所示。
91.实施例3
92.本实施例提供了一种取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
93.(1)铁水预处理：将铁水进行脱硫处理，其中铁水的s含量≤0.001％；
94.(2)转炉冶炼：将经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；冶炼开始时加入80kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/5时，加入400kg/t的石灰、42kg/t的硅铁，进行合金化；冶炼时间为总冶炼时间的4/5时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水；
95.(3)lf炉精炼：将粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气2min后，调整底吹压力为0.1mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.030％；
96.加入500kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含
量，使钢水中的si含量为3.10％；其中，si含量每上调0.01％可以加入硅铁0.14kg/t；
97.停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为700nl/min，得到第一次精炼的钢水；
98.其中，lf精炼炉连浇炉次的进站温度为1575～1590℃，吊包温度为1600～1620℃；钢水氮含量为65～75ppm；
99.(4)rh炉精炼：将第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为800～1400nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并加入硅铁、锰铁、锡铁调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水；
100.(5)连铸连轧：将第二次精炼的钢水经过连铸工序、精整工序、轧钢工序、常化工序、冷轧工序、退火工序，制备得到高磁感取向硅钢；
101.其中，连铸坯加热温度为1170℃，加热时间为190min；
102.连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为1.9mm，热轧终轧温度为850℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度c40控制在25
±
5μm；
103.常化退火均热温度为890℃，均热时间为130s，常化后平均晶粒尺寸为97μm；
104.冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.18mm，每道次压下率控制在20～30％；
105.退火升温段和均热段单位张力控制在4.2n/mm2，退火升温速率控制在28℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内，退火过程中采用纯n2保护，露点控制在-20℃。
106.其中，实施例3的高磁感取向硅钢的组分如表1所示。
107.实施例4
108.本实施例提供了一种取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
109.(1)铁水预处理：将铁水进行脱硫处理，其中铁水的s含量≤0.001％；
110.(2)转炉冶炼：将经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；冶炼开始时加入60kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/5时，加入350kg/t的石灰、41kg/t的硅铁，进行合金化；冶炼时间为总冶炼时间的4/5时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水；
111.(3)lf炉精炼：将粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气1～2min后，调整底吹压力为0.15mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.032％；
112.加入550kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，使钢水中的si含量为3.10％；其中，si含量每上调0.01％可以加入硅铁0.14kg/t；
113.停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为600nl/min，得到第一次精炼的钢水；
114.其中，lf精炼炉连浇炉次的进站温度为1580～1595℃，吊包温度为1590～1600℃；钢水氮含量为60～70ppm；
115.(4)rh炉精炼：将第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为800～1400nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并加入硅铁、锰铁、锡铁调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水；
116.(5)连铸连轧：将第二次精炼的钢水经过连铸工序、精整工序、轧钢工序、常化工
序、冷轧工序、退火工序，制备得到高磁感取向硅钢；
117.其中，连铸坯加热温度为1190℃，加热时间为200min；
118.连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.0mm，热轧终轧温度为850℃，卷取温度为625℃，热轧成品凸度c40控制在25
±
5μm；
119.常化退火均热温度为895℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为98μm；
120.冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.21mm，每道次压下率控制在25～35％；
121.退火升温段和均热段单位张力控制在4.0n/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s，为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内，退火过程中采用纯n2保护，露点控制在-20℃。
122.其中，实施例4的高磁感取向硅钢的组分如表1所示。
123.实施例5
124.本实施例提供了一种取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
125.(1)铁水预处理：将铁水进行脱硫处理，其中铁水的s含量≤0.001％；
126.(2)转炉冶炼：将经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；冶炼开始时加入70kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/6时，加入300kg/t的石灰、42kg/t的硅铁，进行合金化；冶炼时间为总冶炼时间的4/5时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水；
127.(3)lf炉精炼：将粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气2min后，调整底吹压力为0.2mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.030％；
128.加入550kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，使钢水中的si含量为3.05％；其中，si含量每上调0.01％可以加入硅铁0.14kg/t；
129.停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为500nl/min，得到第一次精炼的钢水；
130.其中，lf精炼炉连浇炉次的进站温度为1580～1595℃，吊包温度为1590～1620℃；钢水氮含量为60～80ppm；
131.(4)rh炉精炼：将第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为1200～1400nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并加入硅铁、锰铁、锡铁调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水；
132.(5)连铸连轧：将第二次精炼的钢水经过连铸工序、精整工序、轧钢工序、常化工序、冷轧工序、退火工序，制备得到高磁感取向硅钢；
133.其中，连铸坯加热温度为1200℃，加热时间为220min；
134.连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为1.6mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度c40控制在25
±
5μm；
135.常化退火均热温度为905℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为95μm；
136.冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.16mm，每道次压下率控制在20～40％；
137.退火升温段和均热段单位张力控制在3.8n/mm2，退火升温速率控制在26℃/s，退火均热温度为1000℃，均热时间为60s，为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5
℃/s以内，退火过程中采用纯n2保护，露点控制在-20℃。
138.其中，实施例5的高磁感取向硅钢的组分如表1所示。
139.对比例1
140.参考实施例4的制备方法制备对比例1，除步骤(4)rh炉精炼过程中，对比例1中未加入锡铁调整钢水中的锡含量，其他步骤与实施例4的步骤相同。对比例1的硅钢的组分如表1所示。
141.对比例2
142.参考实施例4的制备方法制备对比例2，除步骤(4)rh炉精炼过程中，对比例2中加入大量的锡铁调整钢水中的锡含量，其他步骤与实施例4的步骤相同。对比例2的硅钢的组分如表1所示。
143.表1
[0144][0145]
对实施例1～5和对比例1～2的硅钢产品进行性能检测，其检测结果如表2所示。
[0146]
表2
[0147] 铁损(w/kg)磁感(t)冲击性能(j)断带率(％)实施例15.351.9121.63％实施例25.231.9223.42％实施例35.221.9525.22％实施例45.281.9122.33％实施例55.411.9524.82％对比例16.351.8819.215％对比例25.891.8918.735％
[0148]
通过表2中的性能检测结果可知，与对比例1相比，本发明实施例1～5的高磁感取向硅钢的磁感损耗不大，但是铁损明显降低，而且冲击性能略高，断带率较低。这是因为适量添加sn元素可有效提高冷轧可轧制性，由于可轧制性提高，常化温度也得到提高，成品铁损大大降低，而且磁性能得到进一步提高。与对比例2相比，本发明实施例1～5的高磁感取向硅钢虽然具有相当的磁性能，但是断带率大大降低。这是因为对比例2硅钢中含有
0.8wt.％的sn，sn含量过多，常化过程中易形成fe-si-sn的有序相，有序相的形成会造成常化后带钢脆性增加，冷轧过程断带率提高。由此可知，本发明实施例1～5的高磁感取向硅钢，通过合理添加sn元素，且控制在0.040～0.060％，并合理调配si、als、mn、p等元素的含量，同时严格管控fe和杂质的含量，以及优化炼钢和轧钢关键工艺控制点参数，使高磁感取向硅钢无断带并具有高磁感、低铁损、高强度的性能，以满足用户要求。
[0149]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对以上实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0150]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种高磁感取向硅钢，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：余量为fe和杂质。2.根据权利要求1所述的高磁感取向硅钢，其特征在于，所述sn的质量百分比为0.045～0.055％。3.根据权利要求1所述的高磁感取向硅钢，其特征在于，si和p的质量百分比c1＝si+p为3.25～3.33％。4.根据权利要求1所述的高磁感取向硅钢，其特征在于，质量百分比的比值c2＝mn/s为≥12。5.根据权利要求1所述的高磁感取向硅钢，其特征在于，质量百分比的比值c3＝si/als为110～120。6.根据权利要求1所述的高磁感取向硅钢，其特征在于，质量百分比的比值c4＝sn/(si+als)为0.012～0.017。7.一种根据权利要求1所述的高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：铁水预处理：将铁水进行脱硫处理；转炉冶炼：将所述经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气，冶炼开始时加入铝铁进行预脱氧，加入石灰、硅铁进行合金化，得到粗炼的钢水；lf炉精炼：将所述粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气，定氧，进行喂铝线操作，加入石灰、铝粉，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，停止通氩气，开始通氮气，得到第一次精炼的钢水；rh炉精炼：将所述第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下进行精炼处理，得到第二次精炼的钢水；连铸连轧：采用板坯连铸连轧生产工艺，将所述第二次精炼的钢水制备得到高磁感取向硅钢。8.根据权利要求7所述的高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼包括以下步骤：将所述经过脱硫处理的铁水加入转炉中，向转炉中通入氮气；
冶炼开始时加入50～80kg/t的铝铁进行预脱氧，冶炼时间为总冶炼时间的1/6～1/5时，加入300～400kg/t的石灰、40～42kg/t的硅铁，进行合金化；冶炼时间为总冶炼时间的4/5～5/6时，硅铁全部加完，得到粗炼的钢水。9.根据权利要求7所述的高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述lf炉精炼包括以下步骤：将所述粗炼的钢水加入lf炉中，通入氩气1～2min后，调整底吹压力为0.1～0.2mpa测温、定氧，根据钢水定氧值进行喂铝线操作，使钢水中als的含量为0.030～0.033％；加入500～600kg/t的石灰，再加入铝粉进行白渣操作，并加入硅铁调整钢水中的硅含量，使钢水中的si含量为3.00～3.10％；停止通氩气，开始通氮气，氮气流量为500～700nl/min，得到第一次精炼的钢水。10.根据权利要求7所述的高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述rh炉精炼包括以下步骤：将所述第一次精炼的钢水加入rh炉中，在抽真空条件下对钢水成分进行微调，提升气体选用流量为800～1200nl/min的氩气，真空稳定后提升气体切换为氮气进行调氮处理，调氮处理结束后将提升气体再次转换为氩气，并调整钢水成分，得到第二次精炼的钢水。

技术总结
本发明提供了一种高磁感取向硅钢及其制备方法，该高磁感取向硅钢包括以下质量百分比的组分：C0.052～0.062％，Si3.2～3.3％，Als0.0265～0.0295％，Mn0.09～0.12％，P0.027～0.033％，S≤0.008％，N≤0.0085％，Sn0.040～0.060％，余量为Fe和杂质。余量为Fe和杂质。


技术研发人员：王艳丽 李连盈 郭小山 张瑞松 高建青
受保护的技术使用者：河北鑫达钢铁集团有限公司
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/7/13