具体实施方式

本发明一实施方式提供了一种无取向硅钢，以及该无取向硅钢的生产方法。所述无取向硅钢的化学成分中，Si含量以质量百分比为0.8～1.1％，Mn含量以质量百分比为0.2～0.4％，其通过依序进行的炼钢、铸坯、热轧、常化、酸连轧、成品退火、冷却、涂层和精整制备而成。也即，所述生产方法包括依序进行的炼钢、铸坯、热轧、常化、酸连轧、成品退火、冷却、涂层和精整等各个工序。下面对所述生产方法按照以下各步骤进行详细介绍。

步骤1)按照化学成分中Si质量百分比0.8～1.1％、Mn质量百分比0.2～0.4％进行炼钢，且炼钢期间不添加Sn和Sb，并制备出铸坯。

该步骤1，也即炼钢工序和铸坯工序。

炼钢工序可包括依序进行的铁水脱硫、转炉冶炼、RH精炼等工艺，具体可采用现有可行的工艺手段予以实施，不予赘述。其中，按照化学成分中Si质量百分比0.8～1.1％、Mn质量百分比0.2～0.4％进行炼钢，且炼钢期间不添加Sn和 Sb，相应的，所得铸坯和最终所得无取向硅钢成品的化学成分中Si质量百分比 0.8～1.1％、Mn质量百分比0.2～0.4％、不含Sn和Sb。

一实施方式中，所得铸坯和最终所得无取向硅钢成品的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.004％，S≤0.004％，Si:0.8～1.1％，Mn:0.2～0.4％，P≤0.03％， Nb≤0.004％，V≤0.006％，Ti≤0.005％，Cr≤0.03％，Ni≤0.03％，Cu≤0.03％， N≤0.004％，Al:0.15～0.30％，其它为Fe及不可避免的夹杂。或者，再一实施方式中，所得铸坯和最终所得无取向硅钢成品的化学成分以质量百分比计包括：C ≤0.004％，S≤0.004％，Si:0.8～1.1％，Mn:0.2～0.4％，P≤0.03％，Nb≤0.004％， V≤0.006％，Ti≤0.005％，Cr≤0.03％，Ni≤0.03％，Cu≤0.03％，N≤0.004％， Al≤0.02％，其它为Fe及不可避免的夹杂。

优选地，该步骤1中所得铸坯的厚度≥200mm，长度为10～11m。

步骤2)将步骤1中所得铸坯加热到1060～1120℃并保温150min以上，而后轧制成厚度40～45mm的中间坯，再将中间坯经过精轧、卷取得到厚度为 3.00±0.25mm的热轧卷板。

该步骤2，也即热轧工序。其中：精轧开轧温度≤A_r1＝872℃ +1000*(11*[Si]-14*[Mn]+21*[Al])，式中[Si]、[Mn]、[Al]分别为步骤1所得铸坯中Si、Mn、Al的质量百分比。也即，根据步骤1所得铸坯中Si、Mn、Al的质量百分比[Si]、[Mn]、[Al]，计算得到A_r1＝872℃+1000*(11*[Si]-14*[Mn]+21*[Al])，在该步骤2中，控制精轧开轧温度小于等于A_r1。并且，控制精轧终轧温度≤ 820℃，卷取温度≤560℃。

如此，本实施方式中，热轧工序采用低温轧制、低温卷取工艺，确保精轧中各道次均在铁素体区进行，且精轧的终轧道次在低温铁素体区进行，如此，精轧过程中不存在γ/α的相变，所得热轧卷板的组织为完全变形铁素体的单相组织，而基于该组织，热轧卷板在头中尾散热速度不一样的情况下依然可以保证组织均匀性，进而，为后续获得通卷磁性能一致的无取向硅钢成品奠定基础。

另外，本实施方式中，热轧工序采用低温轧制、低温卷取工艺，从而降低对加热炉温度要求降低，采用低温加热，减少铸坯中析出物的固溶，有利于组织晶粒的长大，进而保证后续所得无取向硅钢成品的磁性能优异，且相对于现有的热轧工序降低生产成本。

步骤3)将步骤2所得热轧卷板依序进行常化、酸连轧，得到厚度为 0.500±0.005mm的冷硬卷，其中常化温度为850～900℃。

该步骤3中，也即常化工序和酸连轧工序。

通常常化工序应用在高牌号无取向硅钢的生产中，也即高牌号无取向硅钢的生产工艺路线采用炼钢-铸坯-热轧-常化-酸连轧-退火-涂层和精整，然而，对于中低牌号无取向硅钢的现有生产方法而言，如高牌号无取向硅钢一样增加常化工序，尽管一定程度上可以改善头中尾磁性能不一致的情况，但是会导致热轧卷板的表面晶粒相较于内部而言异常长大，导致酸连轧之后钢卷的表面严重色差判次，且增加生产成本。而本发明的生产方法中，通过在前述步骤2 热轧工序中采用低温轧制、低温卷取工艺，获得呈完全变形铁素体组织的热轧卷板，如此为常化工序奠定基础，避免如上所述现有的常化处理时钢卷出现表面晶粒相较于内部而言异常长大的问题，也即使得常化处理后的钢卷各处晶粒均匀长大，并且常化工序还可以保证最终所得无取向硅钢具有较佳的磁性能；再者，热轧卷板的完全变形铁素体组织积累了极高的储存能，从而可以降低常化难度，实现常化工序中的低温高速生产，从而避免因常化工序的增加而过度增加生产成本；另外，由于常化工序的顺利实施，可以大大提升最终所得无取向硅钢具有的磁性能，在此情况下，本发明化学成分方面，将提高磁性能的Si 元素含量由现有的1.4～1.7％降低到0.8～1.1％、不再添加用于提高磁性能的贵金属Sn和Sb、减少Mn元素的添加，如此可以取得与现有化学成分相同的磁性能，并可以降低合金成本。

进一步优选地，常化工序中，在纯干N₂气氛下常化120～150s。另外，优选地，常化工序中，常化温度波动±10℃，即常化温度控制在波动范围±10℃，如此，常化期间温度最大值和最小值不超过20°差值；且常化工序中，恒速生产，也即针对钢卷的头部、中部、尾部进行常化时的辊速恒定不变。

并且，本实施方式中，通过在前述步骤2热轧工序中采用低温加热、低温轧制、低温卷取工艺，使得热轧卷板的表面氧化铁皮减少，降低烧损，进而相对现有技术而言，使得钢板表面的氧化铁皮更容易在该步骤3的酸连轧工序中去除干净，相应降低了酸连轧工序中的酸洗难度，提升产品表面质量以及生产速率；另外，如前所述，通过在前述步骤2热轧工序中采用低温加热，利于组织晶粒的长大，并且结合常化工序的增加，使得步骤2的热轧卷板厚度可以由现有的2.0～2.5mm增厚至3.00±0.25mm，而热轧卷板的厚度越大，则相同辊速下通过该步骤3的酸连轧工序中酸洗处理的钢量越大，进而提升酸连轧工序的生产速率，整体上降低酸连轧工序的生产成本。

另外，如前所述，由于热轧工序中低温加热和常化工序的结合，使得热轧卷板厚度可以由现有的2.0～2.5mm增厚至3.00±0.25mm，热轧卷板厚度的增大，反过来又可以大幅度降低热轧工序中热轧过程的难度，提升热轧工序的生产效率。

进一步优选地，该步骤3的酸连轧工序中，先采用HCl进行三级酸洗，而后经漂洗、烘干、冷轧，得到冷硬卷。

步骤4)将步骤3所得冷硬卷采用连续退火炉在H₂+N₂的混合气氛中恒速进行成品退火，成品退火温度为820～880℃；退火后的钢带经冷却、涂层和精整，得到无取向硅钢成品。

该步骤4，也即成品退火工序、冷却工序、涂层和精整工序。

本实施方式中，通过前述可知，基于步骤2热轧工序和步骤3常化工序，所得钢卷的头中尾组织均匀，进而该步骤4中成品退火工序采用低温恒速生产，再通过常规的冷却、涂层和精整，即可获得磁性能优异且头中尾磁性能一致的厚度为0.500±0.005mm的无取向硅钢，无需如现有技术一般采用退火头尾降速生产，降低生产难度、提升生产效率。

其中，成品退火工序的恒速生产，也即成品退火工序中，恒速生产，也即针对钢卷的头部、中部、尾部进行退火时的辊速恒定不变。

进一步优选地，该步骤4的成品退火工序中，退火时间50±5s，成品退火温度波动±10℃，也即，成品退火期间温度最大值和最小值不超过20°差值。

进一步优选地，该步骤4的冷却工序中，采用三段式冷却对成品退火后的钢带进行冷却，有效控制钢带的残余应力≤50MPa，有利于板形的控制。

本发明一实施方式的无取向硅钢，其采用上述生产方法制备而成，该无取向硅钢的厚度为0.500±0.005mm，并且，如前所述，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.004％，S≤0.004％，Si:0.8～1.1％，Mn:0.2～0.4％，P≤0.03％，Nb ≤0.004％，V≤0.006％，Ti≤0.005％，Cr≤0.03％，Ni≤0.03％，Cu≤0.03％， N≤0.004％，Al:0.15～0.30％或者Al≤0.02％，其它为Fe及不可避免的夹杂。

该无取向硅钢的铁损P_1.5/50≤4.2W/kg，磁感应强度B₅₀₀₀≥1.72T，磁性能优异，与现有Si含量1.4～1.7％的无取向硅钢的磁性能基本相同，能够满足中小型电机对中低牌号无取向硅钢的需求，并且通卷磁性能一致，头中尾的铁损P_1.5/50波动≤0.2W/kg、磁感应强度B₅₀₀₀波动≤0.02T，也即，无取向硅钢成品钢卷的头中尾的铁损P_1.5/50的最大值和最小值的差值≤0.2W/kg、且头中尾的B₅₀₀₀的最大值和最小值的差值≤0.02T。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)采用所述生产方法制备所得无取向硅钢成品，磁性能优异，能够满足中小型电机对中低牌号无取向硅钢的要求，并且通卷磁性能一致，头中尾的铁损P_1.5/50和磁感应强度B₅₀₀₀的波动小，提升了无取向硅钢成品的磁性能稳定性；

(2)通过在热轧工序中采用低温轧制、低温卷取工艺，获得呈完全变形铁素体组织的热轧卷板，再结合增加的常化工序，保证最终所得无取向硅钢具有较佳的磁性能的同时，在成品退火工序中恒速生产的情况下，解决现有技术中无取向硅钢成品的头中尾磁性能不一致的问题，并避免常化处理时钢卷出现表面晶粒相较于内部而言异常长大的情况；

(3)尽管增加了常化工序，但生产成本并不会增加，保证较低的生产成本，具有极高的经济价值。具体地，热轧工序和常化工序的结合，充分发挥常化工序对无取向硅钢热轧钢板组织和成品磁性能改善效果，降低炼钢、热轧、酸连轧、常化和退火各工序生产成本，确保全流程成本不增加。炼钢工序，化学成分方面，将提高磁性能的Si元素含量由现有的1.4～1.7％降低到0.8～1.1％、不再添加用于提高磁性能的贵金属Sn和Sb、减少Mn元素的添加，如此在取得与现有化学成分相同的磁性能的前提下，降低炼钢合金成本。热轧工序中采用低温轧制、低温卷取工艺，一方面，降低对加热炉温度要求，采用低温加热，相对于现有的热轧工序减少能耗、降低生产成本；另一方面，使得热轧卷板的表面氧化铁皮减少，降低烧损，提高成材率降低生产成本。同时，热轧卷板厚度由现有的2.0～2.5mm增厚至3.00±0.25mm，提升热轧工序的生产速率，整体上降低热轧工序的生产成本。常化工序，由于热轧采用低温轧制、低温卷取工艺，热轧卷板内部畸变能较常规高温轧制、高温卷取增加，常化难度降低，可实现常化工序中的低温高速生产；另外，热轧卷板厚度由现有的2.0～2.5mm增厚至 3.00±0.25mm，提升常化工序的生产速率，整体上降低常化工序的生产成本。酸连轧工序，由于热轧采用低温轧制、低温卷取工艺，进而相对现有技术而言，使得钢板表面的氧化铁皮更容易在酸连轧工序中去除干净，相应降低了酸连轧工序中的酸洗难度，提升产品表面质量以及生产速率；同时，热轧卷板厚度由现有的2.0～2.5mm增厚至3.00±0.25mm，提升酸连轧工序的生产速率，整体上降低酸连轧工序的生产成本。退火工序，由于采用热轧工序和常化工序的结合，所得钢卷的头中尾组织均匀，使得退火工序可以采用恒速低温生产，降低生产难度，提升生产效率，进而降低生产成本。

上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

下面通过3个对比例和2个实施例来进一步说明本发明的有益效果，当然，这2个实施例仅为本发明所含众多变化实施例中的一部分，而非全部。3个对比例和2个实施例分别提供了一种无取向硅钢，其生产方法具体如下。

步骤1)

炼钢，而后制备出铸坯，铸坯的化学成分以质量百分比计如表1所示，铸坯的厚度同样如表1所示、长度为10～11m。

[表1]

步骤2)

将步骤1中所得铸坯经过加热，而后轧制成中间坯，再将中间坯经过精轧、卷取得到热轧卷板。其中，实施例1和实施例2根据步骤1所得铸坯中Si、Mn、 Al的质量百分比[Si]、[Mn]、[Al]，计算得到A_r1＝872℃

+1000*(11*[Si]-14*[Mn]+21*[Al])，在该步骤2中，控制精轧开轧温度小于等于A_r1。并且，控制精轧终轧温度≤820℃，卷取温度≤560℃，以获得完全变形组织。而对比例1～3采取常规高温终轧、高温卷取工艺，以获得尽量多的再结晶组织。

对比例1～3和实施例1～2的加热温度、保温时长、中间坯厚度、精轧开轧温度、精轧终轧温度、卷取温度、热轧卷板厚度如表2所示。

[表2]

在此，对对比例1～3和实施例1～2所得的热轧卷板分别进行显微金相组织检测，所得检测结果如图1～5所示，从中可以发现：对比例1～3的组织均为变形铁素体和等轴铁素体的复合组织；实施例1～2的组织均为完全变形铁素体组织，而不含等轴铁素体组织。

步骤3)

将步骤2所得对比例1和对比例3所得热轧卷板直接进行酸连轧，得到厚度为0.500±0.005mm的冷硬卷；将步骤2所得对比例2和实施例1～2所得热轧卷板依序进行常化、酸连轧，得到厚度为0.500±0.005mm的冷硬卷，其中，常化在在纯干N₂气氛下进行，常化温度为850～900℃。

具体地，各个对比例以及实施例的关键参数，例如常化温度、常化时长、常化温度波动、酸洗速度、冷硬卷厚度及原料厚度如表3所示。

[表3]

在此，对对比例2和实施例1～2中常化工序后所得的热轧卷板分别进行显微金相组织检测，发现：参图6所示对比例2的检测结果，对比例2的常化工序后的热轧卷板的表面出现异常晶粒长大；而实施例1～2常化工序后所得热轧卷板的组织为完全等轴铁素体组织，组织均匀。

另外，对比例1～3和实施例1～2中，酸洗后所得冷硬卷均表面质量良好。可见，实施例1～2在酸连轧之前的热轧卷板的厚度3.00mm，高于对比例1～3的厚度2.50mm，实施例1～2实际生产效率高。

步骤4)

将步骤3所得冷硬卷采用连续退火炉在H₂+N₂的混合气氛中进行成品退火。在成品退火期间，对比例2和实施例1～2全程恒速生产，对比例1和3采用头尾降速生产以期尽量消除头中尾差异；其中，退火温度波动±10℃，也即，成品退火期间温度最大值和最小值不超过20°差值。

退火后的钢带经冷却、涂层和精整，得到无取向硅钢成品。冷却工序中，采用三段式冷却对成品退火后的钢带进行冷却，有效控制钢带的残余应力≤ 50MPa，有利于板形的控制。

其中，成品退火温度、退火时间、退火速度、头尾退火时间和头尾退火速度分别如表4所示。

[表4]

对对比例1～3和实施例1～2所得的无取向硅钢成品进行检测，磁性能和表面判定结果如表5所示。

[表5]

从表5可见：对比例1和对比例3，未经过常化工序，即使退火过程头尾进行了降速生产，也不能完全消除头尾与中部磁性能的差异；对比例2和实施例 1～2，经过常化工序，退火过程全程恒速生产，头尾与中部磁性能差异较小；但对比例2常化过程表面出现晶粒异常长大，导致成品表面质量判次。

而结合整个生产过程来看，实施例1～2与对比例3相比，Si、Mn元素的含量均大大降低且炼钢过程中不添加Sn(成品中所含Sn为铁水中或者其它合金中不可避免所引入的)，，也即炼钢合金成本降低，而且，热轧卷板厚度增加，提高了热轧、常化、酸连轧速度，降低生产成本，退火过程恒速生产提高退火生产效率降低成本，如此，在整体合金成本和生产成本低的情况下，获得的无取向硅钢成品的铁损低、头中尾铁损波动小、磁感应强度B₅₀₀₀大幅度升高、且头中尾磁感应强度B₅₀₀₀波动小。

总的来讲，从上述实施例1～2可以看出，采用本发明一实施方式生产无取向硅钢，生产效率高、成本低；并且，所得无取向硅钢成品的磁性能高于同等含量Si含量的现有无取向硅钢(例如，实施例1～2无取向硅钢Si含量0.94％、 1.05％，不含Sn的磁性能，高于现有技术对比例3无取向硅钢Si含量 1.54％+0.025％Sn的无取向硅钢的磁性能)，且退火过程恒速生产，头中尾的磁性能一致性高。