[发明专利]一种大型发电机转子用无取向电工钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无取向硅钢及生产方法，具体地属于一种大型发电机转子用无取向电工钢及生产方法，特别适用于产品厚度在1.00±0.03mm的大型发电机转子用无取向电工钢及生产方法。

背景技术

随着水轮发电机组向大型化、巨型化方向发展，磁轭用钢的要求也逐渐提高。九十年代以前，磁轭用钢全部依赖进口，转子材料以高强度为主要指标。由于机组功率不断提高，转子材料不仅要有高强度而且要有高精度。目前国内已开发出屈服强度达到600MPa及以上级别的热轧磁轭钢，但存在以下两个问题：其一，热轧板厚度精度无法达到30μm以内；其二，磁性能指标不能达到要求，特别是因为厚度通常都在2.0mm以上，其铁损P_1.0/50无法降到5.0W/kg以下，不能满足需要。

经检索：中国专利公开号为CN103173678A的文献，公开了一种转子用无取向硅钢及其制造方法。其通过在传统高牌号无取向硅钢中添加少量硼（B≤0.005%），主要合金元素满足4.1%≤（Si+Al/2+Mn）≤6.0%，还通过钙处理脱S(S≤10ppm)和850~900℃×90S常化、>100℃温轧、920~950℃×20S再结晶退火等技术手段，实现优良磁性能(B₅₀₀₀≥1.66T，P_1.5/50≤2.70W/kg，各向异性≤9%)和高强度（屈服强度≥420MPa，低周疲劳强度≥420MPa）。该文献存在屈服强度低，加工难度大的不足，不能满足大型电机转子用钢的要求。

中国专利公开号为CN103409684A的文献，公开了一种高强度冷轧磁极钢及其制备方法。其通过添加0.05~0.07%C、1.0~1.2%Mn、0.3~0.5%Si、0.02~0.07%Als、Ti≤0.04%、Nb≤0.04%等化学元素，并通过在连续退火+平整工艺获得高强度和高磁感性能。但是，经平整以后铁损很高，也没有考虑到疲劳强度的问题，对于大型电机转子用钢来讲，不能满足要求。

中国专利公开号为CN201010278193.9的文献，公开了一种高磁感含钒含钛无取向电工钢，其化学成分重量百分比为C：0.001～0.005％、Si：0.50～0.65％、Mn：0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.008％、Als：0.25～0.35％、N≤0.007％、0＜Ti≤0.01％、0＜V≤0.01％、余量为Fe和不可避免的杂质，通过合理的成分设计，减少细小弥散的钒钛碳氮化物的析出。其制备方法，加热温度为1130～1160℃；精轧开轧温度为≥1020℃、终轧温度为870～910℃，卷取温度为≥650℃。通过抑制钒钛的不利影响，能生产满足电磁性能要求的含钒含钛无取向电工钢。但该文献不仅没有考虑疲劳强度、而且屈服强度与磁性能等指标均不能满足大型发电机组的转子磁轭要求。

中国专利申请号为201310420802.3的文献，公开了一种Rm≥600MPa的优良磁性能无取向电工钢及其生产方法。其成分重量百分比含量为：Si：2.5～3.5%，Mn：0.1～1.0%，Ni+Al不超过1.0%，N≤0.005%，S≤0.015%，C≤0.003%，P≤0.05%,其余为铁及残余含量；且要满足：1.0≤Al/Ni≤2.0；性能：Rm≥600MPa，Rel≥500MPa，P_1.0/400≤17W/kg，B₅₀₀₀≥1.66T。该文献为高转速的驱动电机设计，要求高频铁损低，通过Ni和Al等元素的固溶强化获得高强度，厚度为0.35mm及以下的薄规格产品。因要求铁损低所以成本相对较高，也没有考虑疲劳强度。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一，在交变应力的作用下，虽然材料所承受的应力低于材料的屈服点，但经过长时间的工作后也会产生裂纹或突然发生完全断裂。如果将该材料用于大型发电机的转子，一方面因厚度同板差难以保证，另一方面因叠片较多对铆接要求更高，相反不利于提高疲劳强度。

中国专利申请号为200910049782.7的文献，公开了一种500Mpa级冷轧磁极钢的制造方法.其成分重量百分比含量为：C：0.07~0.1%，Si：0.18~0.31%，Mn：1.00~1.50%，P≤0.02%，S≤0.007%，O≤0.004%，N≤0.004%，Nb：0.046~0.06%，Ti≤0.003%，V：0.050~0.070%，余量为Fe和不可避免的杂质；性能：Rm≥570MPa，B5000≥1.570T，但没有考虑控制铁损（Si含量太低），这对转子发热不利。