專利名稱：用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取向硅鋼制造方法，特別涉及用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑。
背景技術(shù)：
取向硅鋼在經(jīng)過熱軋、?；袄滠?zhí)幚砗?，要在H2-N2氣氛保護(hù)下進(jìn)行脫碳退火， 消除軋制應(yīng)力，形成初次再結(jié)晶，同時(shí)向爐內(nèi)通濕氣，將鋼帶中碳含量控制在30ppm以下， 以防止成品發(fā)生磁時(shí)效。脫碳退火時(shí)鋼帶表面會(huì)發(fā)生氧化，形成以SiO2和!^e2SiO4為主的氧化層，對(duì)進(jìn)一步脫碳造成不利影響。在后續(xù)高溫退火過程中，氧化層與鋼帶表面涂覆的退火隔離劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成以Mg2SiO4為主的玻璃膜底層，該玻璃膜底層在高溫退火時(shí)可以防止鋼帶粘結(jié)并起到凈化鋼質(zhì)的作用。取向硅鋼表面硅酸鎂玻璃膜底層具有較高的硬度，造成鋼板沖片性能較差，往往只有幾千次；并且玻璃膜底層與鋼板基體的嵌入式結(jié)合會(huì)阻礙磁疇壁的運(yùn)動(dòng)，增加磁滯損
^^ ο為了提高晶粒取向硅鋼的沖片性能和進(jìn)一步提高磁性能，日本人開發(fā)出無(wú)玻璃膜底層的晶粒取向硅鋼。日本專利JP49096920通過酸洗的方法去掉取向硅鋼表面玻璃膜底層，但要完全洗掉約IOym厚度的玻璃膜底層(包括與鋼板以嵌入式相結(jié)合的氧化物)，需要在強(qiáng)酸中長(zhǎng)時(shí)間浸泡，帶來制造成本高，藥劑污染環(huán)境等問題。日本專利JP05156362A采用Al2O3做高溫退火隔離劑，Al2O3與氧化層和鋼板基體均不發(fā)生反應(yīng)，可直接獲得無(wú)玻璃膜底層的取向硅鋼，但該法不能移除在脫碳退火過程中形成的氧化層及嵌入式氧化物，因而不利于改善磁性。為解決這一問題，日本專利JP2003M70M采用控制PH2OA^2的比例，形成低氧化度氣氛，不形成狗系氧化物，之后再涂布以Al2O3為主的隔離劑，從而獲得表面光潔的晶粒取向硅鋼，但脫碳過程中過低的氧化度會(huì)造成脫碳困難。日本專利JP05156364A在脫碳退火結(jié)束后，采用酸洗將鋼板表面氧化層去除，而后再涂布以Al2O3為主的隔離劑。美國(guó)專利US554719使用MgCHSW2作為退火隔離劑，在二次再結(jié)晶退火過程中鋼板表面形成疏松的硅酸鎂，然后通過刷洗將其去除，獲得無(wú)玻璃膜底層產(chǎn)品。日本專利JP2000038615使用添加氯化物的氧化鎂和氧化鋁作為退火隔離劑，通過界面反應(yīng)(2/3)MCl3+Fe+(3/2)02 — M203+FeCl2丨，將形成的玻璃膜底層去除，從而獲得無(wú)玻璃膜底層產(chǎn)品。日本JFE公司使用不與鋼板表面反應(yīng)的Al2O3等作為高溫退火隔離劑，直接獲得無(wú)玻璃膜底層的晶粒取向硅鋼。此方法要完全消除鋼板近表面氧化物夾雜需要嚴(yán)格控制脫碳露點(diǎn)使鋼板表面不形成鐵氧化物，但這勢(shì)必會(huì)帶來脫碳、滲氮等問題。美國(guó)Armco公司(現(xiàn)AK公司)在氧化鎂中添加SiO2作為退火隔離劑，二次再結(jié)晶退火過程中鋼板表面形成的疏松硅酸鎂有利于退火保護(hù)氣體進(jìn)入鋼板層間凈化鋼質(zhì)。但此方法往往難以將表面硅酸鎂完全刷洗掉，也不能將鋼板近表面的嵌入式氧化物完全消除，對(duì)降低鐵心損耗效果有限。日本NSC公司在氧化鎂中添加氯化物作為退火隔離劑，添加大量的氯化物在二次再結(jié)晶退火過程中對(duì)鋼板表面造成一定的腐蝕，影響表面抑制劑，造成二次再結(jié)晶不穩(wěn)定。表1
__隔離劑主成分__Mim_
US3785882__粗大100wt% Al2O3__不發(fā)生底層反應(yīng)_
(35-85wt%)MgO+
US554719 鋼板表面形成容易刷除的疏松底層。 __(15-65wt%)SiQ2__
MgO+Cl通過界面反應(yīng)(CaCl2+Fe (1/2)02
JP08269560A
_I Cl加入量控制在0.05-0.5wt% I -^CaO+FeCl2t)去除底層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，使高溫退火過程中鋼板表面不形成玻璃膜底層，同時(shí)利用氯化物的腐蝕反應(yīng)移除基板近表面的嵌入式氧化物，從而獲得表面光潔和磁性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，其成分重量百分比為 Al2O3粉末77 98%，堿土金屬氧化物粉末1 8%，堿金屬氯化物或/和堿土金屬氯化物 1 15%。進(jìn)一步，所述的堿土金屬氧化物包括BeO、MgO、CaO, SrO、或BaO。又，所述的堿金屬氯化物包括LiCl、NaCl、KCl、或RbCl。所述的堿土金屬氯化物包括BeCl2、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2 或 SiCl2。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在高溫退火中使用不與基板氧化層發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)作為退火隔離劑，并在其中添加少量的堿土金屬氧化物，以帶入不高于2. 5Wt%的水分，另外添加一定的氯化物，水分與氯化物添加劑中氯離子相互作用形成具有一定酸性的腐蝕液，對(duì)消除基板近表面氧化層是十分有效的。本發(fā)明鏡面取向硅鋼退火隔離劑，通過加水?dāng)嚢栊纬梢欢舛鹊耐恳?，繼而在脫碳板表面進(jìn)行涂覆得以施行。涂覆結(jié)束后在不高于300°C的溫度下烘烤30s以上時(shí)間以驅(qū)除隔離劑中的自由水分，此時(shí)隔離劑形成一種具有微孔狀物質(zhì)，其主要成分為A1203、 Ca(OH)2以及一種或幾種氯化物的混合物，具有良好的透氣性。該水解過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為Ca0+H20 = Ca (OH) 2①在高溫退火前期，Ca(OH)2在溫度高于580°C即發(fā)生分解反應(yīng)，重新生產(chǎn)CaO，釋放出水分。水分的存在一方面提供了一定的溶解液，另一方面也和氯離子共同作用形成一定腐蝕作用的酸性物質(zhì)HC1，高溫退火過程中依次發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下Ca (OH) 2 = CaCHH2O②
4H20+Cr^HCl t+OH “③HCl以氣相形式透過隔離劑，與基板氧化層物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并推動(dòng)化學(xué)平衡式 ③持續(xù)不斷地向右移動(dòng)，繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。HCl與氧化層物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下2HC1+Fe0 = FeCl2+H20 個(gè)④4HCl+Fe2Si04 = 2FeCl2+Si02+2H20 ⑤經(jīng)HCl腐蝕的氧化層，蛻化成為疏松多孔狀物質(zhì)，與基體的結(jié)合力顯著下降，在高溫退火后經(jīng)過輕酸洗和刷洗，便可輕易將該氧化層去除，最終經(jīng)過熱拉伸平整工藝形成表面光潔的鏡面取向硅鋼。傳統(tǒng)晶粒取向硅鋼高溫退火過程中形成的玻璃膜底層具有較高的硬度，降低硅鋼片的沖片性能，加工時(shí)會(huì)對(duì)模具造成一定程度損傷。并且，氧化物在基體中釘扎結(jié)構(gòu)阻礙了磁疇壁的運(yùn)動(dòng)，對(duì)磁性能造成不利的影響。無(wú)底層晶粒取向硅鋼可以大幅提高硅鋼片的加工性能，磁性能也可因釘扎結(jié)構(gòu)的消失而進(jìn)一步提高，從而獲得超低鐵心損耗產(chǎn)品。本發(fā)明之前，獲得鏡面取向硅鋼的專利主要以MgO和氯化物或Al2O3為主，前者會(huì)造成磁性能的不穩(wěn)定，后者不能移除在脫碳退火過程中形成的嵌入式氧化物。有人采用在 Al2O3隔離劑中同樣添加氯化物，但氯化物本身需要輔以一定的水分才能與嵌入式氧化物發(fā)生反應(yīng)，從而將其移除。本發(fā)明創(chuàng)造性的引入了堿土金屬氧化物，根據(jù)堿土金屬氧化物本身的水溶性特征可以很容易的控制高溫退火中帶入到水分，方法便捷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的鏡面取向硅鋼產(chǎn)品。所用設(shè)備為取向硅鋼的常規(guī)生產(chǎn)設(shè)備，具有極佳的實(shí)用性和推廣性，因而具有良好的推廣前景。


圖1為比較例1的鋼板光學(xué)截面照片(隔離劑=MgO 65fft% +SiO2 35fft% )；圖2為比較例2的鋼板光學(xué)截面照片(隔離劑MgO 90fft% +CaCl2 Wt %份)；圖3為比較例3的鋼板光學(xué)截面照片(隔離劑=Al2O3 IOOfft % )；圖4為本發(fā)明實(shí)施例鋼板的光學(xué)截面照片(隔離劑Al2O3 86 Wt% +CaO 4fft% +MgCl2 10Wt%)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。用500kg真空爐煉鋼，板坯化學(xué)成分(Wt% )為0. 045% C、3. 25% Si、0. 006% S、 0. 027%Als,0. 006% Ν,Ο. 15% Cu、0. 012% Mn 其余為！^ 及不可避免的雜質(zhì)。鋼坯在 1150°C 下加熱后，熱軋成2. 6mm厚的熱軋板。熱軋板經(jīng)1150°C?；嘶?分鐘后，酸洗并冷軋成最終板厚0.觀5讓。冷軋板在835°C進(jìn)行120秒的脫碳退火處理，表面氧含量為0. 8和1. 6g/ m2兩個(gè)水平；經(jīng)滲氮處理后，鋼板的氮含量為250ppm。脫碳退火板涂布退火隔離劑(配比見表幻，成卷后在干的氮、氫保護(hù)性氣氛中進(jìn)行1200°C、保溫20小時(shí)的高溫退火；開卷后經(jīng)過涂絕緣涂層及拉伸平整退火。表2單位重量百分比
權(quán)利要求
1.用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，其成分重量百分比為 Al2O3 粉末 77 98%，堿土金屬氧化物粉末1 8%， 堿金屬氯化物或/和堿土金屬氯化物1 15%。
2.如權(quán)利要求1所述的用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，其特征是，所述的堿土金屬氧化物包括BeO、MgO、CaO, SrO、或BaO。
3.如權(quán)利要求1所述的用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，其特征是，所述的堿金屬氯化物包括LiCl、NaCl、KCl、或RbCl。
4.如權(quán)利要求1所述的用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，其特征是，所述的堿土金屬氯化物包括BeCl2、MgCl2、CaCl2, SrCl2, BaCl2或&iCl2。
全文摘要
用于具有優(yōu)良磁性能的鏡面取向硅鋼制備的退火隔離劑，其成分重量百分比為Al2O3粉末77～98％，堿土金屬氧化物粉末1～8％，堿金屬氯化物或/和堿土金屬氯化物1～15％。本發(fā)明的退火隔離劑使高溫退火過程中鋼板表面不形成玻璃膜底層，同時(shí)利用氯化物的腐蝕反應(yīng)移除基板近表面的嵌入式氧化物，從而獲得表面光潔和磁性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C21D1/26GK102453793SQ20101051803
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者吉亞明, 李國(guó)保, 李登峰, 楊勇杰, 許云鵬, 趙自鵬 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司