一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法
2023-06-15 00:43:06
專利名稱：：一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法。
背景技術：
：現在較為成熟的普通取向矽鋼(CGO)生產技術，採用MnS作為主要抑制劑，熱軋加熱溫度在1350度以上，能耗較高，並且這樣的高溫條件下鋼坯表面出現化渣，加熱設備需定期清理，影響產量，並且能耗高，設備易損壞，生產成本高。因此國內外的科研人員開展了大量的研究來降低矽鋼的加熱溫度，其主要改進方法的趨勢按照加熱溫度範圍來區分有兩種，一種熱軋加熱溫度在1150-1250°C，稱為低溫板坯加熱技術，主要採用後階段滲氮形成抑制劑的方法來獲得抑制能力現階段低溫板坯加熱技術發展較快，例如美國專利US5049205、國內專利CN1978707和韓國專利KR2002074312但這幾種方法都要增加滲氮設備，造成成本增加，並且存在滲氮不均勻引起最終產品磁性能不均勻的問題。另一種熱軋加熱溫度在1250-1320°C，作為與上述低溫技術的區分，亦可稱為中溫板坯加熱技術。中溫板坯加熱技術採用含Cu的抑制劑，對經過冶煉和連鑄的板坯使用兩次冷軋法，在兩次冷軋之間採用中間脫碳退火(一次性脫碳退火)的方法，將鋼板中的碳含量脫到30ppm以下；第二次冷軋後直接塗MgO隔離劑，或低溫回復退火後再塗MgO隔離劑，接著進行高溫退火及後續處理。歐洲專利EP0709470中國專利CN1786248A公開了的技術方案屬於中溫板坯加熱技術，兩者的共同問題是硫含量過低，造成抑制劑數量不足和分布不均勻，從而影響局部或整體的抑制能力，使二次再結晶驅動力不足，磁性能劣化和不均勻化。
發明內容本發明的目的在於提供一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法，通過控制板坯成分和工藝獲得較好的二次再結晶和底層質量，達到提高取向矽鋼產品的電磁性能的目的。本發明是這樣實現的一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法，包括用轉爐或電爐煉鋼，鋼水經二次精煉和連鑄後，獲得板坯，之後進行熱軋、第一次冷軋、脫碳退火、第二次冷軋，塗布以氧化鎂為主要成分的退火隔離劑，然後進行高溫退火，最後塗絕緣塗層和進行拉伸平整退火，所述板坯的組分(按重量百分比計)為C:0.020%~0.050%Si:2.60/0~3.60/0S:0.015%~0.025%Als:0.008%~0.028%N:0.005%~0.020%Mn:0.15%~0.5%，且10《Mn/S《20Cu:0.3%1.2%，且Cu/Mn>2其餘為Fe及不可避免的雜質。Als為酸溶性鋁。所述熱軋工藝為板坯在加熱爐內加熱到125(TC以上，保溫兩小時以上，再進行熱軋，熱軋精軋過程的開軋溫度為1050~1200°C，終軋溫度為80(TC以上。所述熱軋精軋過程的開軋溫度為1070~1130°C,終軋溫度為850°C以上。最終軋成2.0~2.8mm厚度的熱軋板。之後進行酸洗和第一次冷軋，軋制到0.500.70mm的中間厚度。接著進行中間脫碳退火，將中間脫碳退火鋼板加熱到80(TC以上的均熱溫度，在溼氫保護氣氛中進行10分鐘以內中間脫碳退火，退火後使鋼板的碳含量降到30ppm以下。中間脫碳退火後，進行第二次冷軋，軋制到成品所需厚度0.15~0.35mm0在鋼板上塗布以MgO為主要成分的退火隔離劑。最後進行高溫退火，工藝為在氣氛為氫佔75%100%的氮氫混合氣、幹氣氛(即露點01<0°0、溫度為11701230。C的條件下進行保溫15小時以上的高溫退火。本發明通過對板坯成分含量的設計，硫含量提高到S:0.015%~0.025%、錳硫比IO《Mn/S《20、以及銅錳比Cu/Mn》2，從成分上控制Cu2S和MnS的化合物比例，使得熱軋過程中有利於向Cu2S的析出形式發展。並且，在熱軋過程中嚴格控制開軋和終軋溫度，使熱軋過程中大多數硫僅以Cu2S抑制劑的形式，儘可能避免MnS+Cu2S的複合析出，從而避免了抑制劑的粗大和不均勻化。Cu2S析出溫度約為900~1100°C，析出峰值為1000°C;而MnS的析出峰值大於1100°C，因此大於105(TC的開軋溫度和80(TC以上的終軋溫度，最大程度的保證了Cu2S有足夠的析出量和分布，同時抑制了MnS和Cu2S的複合析出，從而確保生產工藝的後階段Cu2S和A1N—起完成對其他位向晶粒生長的抑制作用，促使二次再結晶(110)高斯方向的晶核具有足夠的生長驅動力，最終產品磁性能顯著提高。當硫含量高時，鑄態組織中硫容易在中心形成偏聚，因此板坯加熱時必須在125(TC以上的溫度下保證足夠的保溫時間，才能使中心的硫化物充分固溶，才有可能在之後的熱軋中使足夠的CU2S以細小彌散的狀態析出。高溫退火時，大量細小的Cu2S和少量MnS處於彌散狀態，使表面脫S減慢，增強了抑制力並提高了二次再結晶溫度，使二次晶粒位向更準確，磁性能提高。由於本發明方法提高了硫含量，如果最終高溫退火脫硫不完全，會引起產品磁性能劣化，尤其是鐵損性能，並引起磁時效，同時產品的加工性能也會明顯降低。因此對高溫退火工藝中的淨化退火時間有更嚴格的要求，即需要在氣氛為氫佔75%~100%的氮氫混合氣、幹氣氛下露點D,RO。C的條件下進行淨化退火，在1170123(TC下保溫時間15小時以上。溫度過低或保溫時間過短，N、S等有害元素無法完全排除，磁性能降低；溫度過高，二次再結晶晶粒粗大，鐵損增加，並且玻璃膜質量下降。本發明具有以下有益效果本發明通過板坯成分含量的設計、板坯加熱和熱軋條件的控制，有效改善熱軋過程中硫化物析出形式，最大程度避免了MnS+Cu2S的複合抑制劑的析出形式，從而保證足夠量的抑制劑均勻和細小的析出，在保持低生產成本的情況下能夠顯著提高磁性，有效降低鐵損，獲得高磁感取向矽鋼。具體實施方式實施例1:按取向矽鋼板坯中硫含量、錳含量和銅含量的不同分為多種組分。各組分中除S、Mn、Cu三種成分外，其他成分的重量百分比保持不變，分別為C:0.040%，Si:3.17%，Als:0.017%，N:0.01%，S、Mn、Cu三種成分含量見表l，其餘為Fe及不可避免的雜質。之後將上述板坯按下面的工藝進行處理在128(TC的再加熱溫度下在加熱爐內保溫3小時後，熱軋至厚度為2.5mm的熱軋板，熱軋過程保證精軋的開軋溫度在1050~1200°C，終軋溫度在800。C以上；酸洗後進行第一次冷軋，軋制到0.65mm厚度後，在85(TC、溼氫保護氣氛中進行中間脫碳退火，使鋼板中碳含量降到30ppm以下；中間脫碳退火後進行第二次冷軋，軋制到成品厚度0.30mm;塗布MgO為主要成分的隔離劑，成巻後在氣氛為100%H2、露點為-l(TC，溫度為1200'C的條件下進行20小時的高溫退火；開巻後經過塗絕緣塗層及拉伸平整退火，得到的成品磁性能見表l(高磁感取向矽鋼常規產品的磁性能參考標準為磁感B8^L88T，鐵損P17/50《1.30W/kg，以下同)。表l成分對磁性能的影響tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7實施例2:取向矽鋼板坯的組分及重量百分比為C:0.032%，Si:3.2%，Als:0.012o/o，N:0.01%，S:0.016%，Mn:0.18%,Cu:0.42%，其餘為Fe及不可避免的雜質。將板坯按表2中不同的再加熱制度在加熱爐內保溫後熱軋至厚度為2.5mm的熱軋板，其熱軋精軋的開軋和終軋溫度參考表2;酸洗後進行第一次冷軋，軋制到0.60mm厚度後，在85(TC、溼氫保護氣氛中進行中間脫碳退火，使鋼板中碳含量降到30ppm以下；中間脫碳退火後進行第二次冷軋，軋制到成品厚度0.27mm;塗布MgO為主要成分的隔離劑，成巻後在氣氛為100%H2、露點為-l(TC，溫度為120(TC的條件下進行20小時的高溫退火；開巻後經過塗絕緣塗層及拉伸平整退火，得到的成品磁性能見表2。表2成分、板坯加熱制度及熱軋制度對磁性能的影響tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8實施例3:取向矽鋼板坯的組分及重量百分比為C:0.032%，Si:3.2%，Als:0.012%，N:0.01%，S:0.016%，Mn:0.18%，Cu:0.42%，其餘為Fe及不可避免的雜質。將其在128(TC加熱爐內保溫3小時後熱軋至厚度為2.5mm的熱軋板，其中熱軋精軋的開軋和終軋溫度分別為IIO(TC和930°C;酸洗後進行第一次冷軋，軋制到0.60mm厚度後，在850°C、溼氫保護氣氛中進行中間脫碳退火，使鋼板中碳含量降到30ppm以下；中間脫碳退火後進行第二次冷軋，軋制到成品厚度0.27mm;塗布MgO為主要成分的隔離劑後，通過施加不同的高溫退火工藝如表3，驗證其對成品磁性的影響，後經過塗絕緣塗層及拉伸平整退火，得到高溫退火工藝對應的成品磁性能見表3。表3高溫退火工藝變化對磁性能的影響tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1.一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法，包括用轉爐或電爐煉鋼，鋼水經二次精煉和連鑄後，獲得板坯，之後進行熱軋、第一次冷軋、脫碳退火、第二次冷軋，塗布以氧化鎂為主要成分的退火隔離劑，然後進行高溫退火，最後塗絕緣塗層和進行拉伸平整退火，其特徵在於，所述板坯的組分(按重量百分比計)為C0.020％～0.050％Si2.6％～3.6％S0.015％～0.025％Als0.008％～0.028％N0.005％～0.020％Mn0.15％～0.5％，且10≤Mn/S≤20Cu0.3％～1.2％，且Cu/Mn≥2其餘為Fe及不可避免的雜質。2、如權利要求l所述的高電磁性能取向矽鋼的生產方法，其特徵在於，所述熱軋工藝為板坯在加熱爐內加熱到125(TC以上，保溫兩小時以上，再進行熱軋，熱軋精軋過程的開軋溫度為10501200°C，終軋溫度為80(TC以上。3、如權利要求2所述的高電磁性能取向矽鋼的生產方法，其特徵在於，所述熱軋精軋過程的開軋溫度為1070113(TC，終軋溫度為850。C以上。4、如權利要求l所述的高電磁性能取向矽鋼的生產方法，其特徵在於，所述高溫退火工藝為在氣氛為氫佔75%100%的氮氫混合氣、幹氣氛、溫度為1170123(TC的條件下進行保溫15小時以上的高溫退全文摘要本發明涉及一種高電磁性能取向矽鋼的生產方法，包括用轉爐或電爐煉鋼，鋼水經二次精煉和連鑄後，獲得板坯，之後進行熱軋、第一次冷軋、脫碳退火、第二次冷軋，塗布以MgO為主要成分的退火隔離劑，然後進行高溫退火，最後塗絕緣塗層和進行拉伸平整退火，所述板坯的組分(按重量百分比計)為C0.020％～0.050％、Si2.6％～3.6％、S0.015％～0.025％、Als0.008％～0.028％、N0.005％～0.020％、Mn0.15％～0.5％，且10≤Mn/S≤20、Cu0.3％～1.2％，且Cu/Mn≥2，其餘為Fe及不可避免的雜質。本發明在保持低生產成本的情況下能夠顯著提高磁性，有效降低鐵損，獲得高磁感取向矽鋼。文檔編號C22C38/16GK101545072SQ200810035079公開日2009年9月30日申請日期2008年3月25日優先權日2008年3月25日發明者吉亞明,孫煥德,李國保,楊國華,黑紅旭申請人:寶山鋼鐵股份有限公司