專利名稱：一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取向硅鋼生產(chǎn)方法，特別是一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
取向硅鋼是電力、電子和軍事工業(yè)不可缺少的重要軟磁合金，主要用作變壓器鐵芯、發(fā)電機(jī)和大型電機(jī)等。要求有優(yōu)良的磁性能，特別是低的鐵損。取向硅鋼是利用二次再結(jié)晶技術(shù)，使Goss織構(gòu)(Goss織構(gòu){110}晶面平行軋面， <001>晶向平行軋向)發(fā)生異常晶粒長大，吞并其它位向的晶粒后得到優(yōu)良的軋向磁性能。傳統(tǒng)的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法如下板坯在專用高溫加熱爐內(nèi)加熱到1350°C 1400°C的溫度，并進(jìn)行Ih以上的保溫， 使得有利夾雜A1N，MnS或MMe充分固溶，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度達(dá)到950°C以上，熱軋鋼帶快速噴水冷卻后進(jìn)行卷取。在隨后的?；^程中，使基體內(nèi)析出細(xì)小、彌散的第二相質(zhì)點(diǎn) (即晶粒長大抑制劑)，熱軋板?；筮M(jìn)行酸洗，除去表面氧化鐵皮。進(jìn)一步冷軋至成品厚度后，進(jìn)行脫碳退火把鋼板中的[C]降低到不影響成品磁性的程度(<30ppm)，然后涂布以MgO為主要成分的退火隔離劑進(jìn)行高溫退火，使鋼板發(fā)生二次再結(jié)晶、形成Mg2SiO4底層及凈化鋼質(zhì)，最后涂布絕緣涂層并進(jìn)行拉伸退火，得到磁感高、鐵損低和絕緣良好的高性能取向硅鋼產(chǎn)品。以上生產(chǎn)方法存在如下問題1.加熱溫度高，板坯燒損大；2.加熱爐需頻繁修補(bǔ)，生產(chǎn)效率低；3.熱軋溫度高，熱軋卷邊裂大；為了解決這些問題，國外一些公司摸索和開發(fā)出了以較低的板坯加熱溫度生產(chǎn)取向硅鋼的方法，比如1、中溫取向硅鋼生產(chǎn)方法俄羅斯的新利佩茨克冶金常廠、VIZ廠等采用中溫取向硅鋼生產(chǎn)技術(shù)，板坯加熱溫度1200-1300°c，化學(xué)成分中含較高的Cu(0. 4% -0. 7% )，以AlN和CuS為抑制劑。該方法可以避免板坯高溫加熱帶來的諸多問題，缺點(diǎn)是只能生產(chǎn)一般取向硅鋼。2、板坯低溫加熱、滲氮方法在冷軋板通過脫碳退火爐的時(shí)候，通入NH3對鋼板內(nèi)部進(jìn)行滲氮，形成一種后天的獲得型抑制劑。通過該方法，可以使得板坯加熱溫度降低到1250°C以下，該方法既可以生產(chǎn)一般取向硅鋼，也可以生產(chǎn)高磁鋼取向硅鋼。3、無抑制劑的取向硅鋼生產(chǎn)方法冶煉的時(shí)候，控制材料的高度純化，將Se、S、N、0的含量都降低至30ppm以下，從而排除了 Se、S、N、0等偏析帶來的影響，利用高能晶界與其他晶界在移動(dòng)速度方面的差別來制造取向硅鋼。M. Barisoni等提出?；笠?0°C /s速度將鋼板冷卻到800 850°C，然后以IOO0C /s的冷速進(jìn)行淬火，使鋼中形成體積百分比約8 %，硬度Hv ^ 600(該鋼板基體 Hv彡230)的彌散馬氏體相，同時(shí)析出大量約IOnm的A1N。因?yàn)樾纬闪笋R氏體，使得儲能增高，冷軋后的儲能更高，而儲能使得脫碳退火時(shí){110}晶粒更容易再結(jié)晶和長大，脫碳退火后{110}組分得以加強(qiáng)，所以成品的磁性提高。馬氏體相變可由快速冷卻(淬火)弓丨起，即熱致馬氏體相變；另外，也可由應(yīng)力或應(yīng)變所引起，即應(yīng)力或應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變。從相變自由能的角度，應(yīng)力誘導(dǎo)馬氏體相變所作的功與驅(qū)動(dòng)相變的自由能變化是相同的。因此，馬氏體相變的驅(qū)動(dòng)力由兩部分組成，即化學(xué)驅(qū)動(dòng)力和力學(xué)驅(qū)動(dòng)力。在應(yīng)力狀態(tài)下，馬氏體相變溫度降低。而在居里點(diǎn)溫度Tc(770°C )以下，取向硅鋼呈現(xiàn)自發(fā)的鐵磁伸長，能夠部分地抵消冷卻時(shí)體積自動(dòng)收縮，使得馬氏體相變溫度下降增加。馬氏體相變經(jīng)歷了形核和長大兩個(gè)階段。根據(jù)固態(tài)相變理論可以看到，變形儲能的引入，使馬氏體的形核率大大提高，幅度可達(dá)數(shù)十到幾百個(gè)數(shù)量級。儲能對馬氏體晶核生長速度影響并不很大。美國專利US3959033通過控制熱軋后的?；に?，特別是控制?；^程中700 900°C到室溫的冷卻速度來控制馬氏體的量，并最終實(shí)現(xiàn)提高成品磁性能。該專利不足之處在于難以實(shí)現(xiàn)板厚度方向上的冷速一致性，也就導(dǎo)致了在板厚方向上馬氏體的分布不均勻性；也是由于不均勻性，所以難以實(shí)現(xiàn)馬氏體量的有效控制。而且采用水進(jìn)行700 900°C 到室溫的冷卻速度控制，首先，容易受現(xiàn)場條件的限制，比如氣溫、噴嘴損害或者堵塞，可能會(huì)導(dǎo)致冷速的不穩(wěn)定性；其次，由于鋼板溫度檢測上的人為因素較大，難以實(shí)現(xiàn)精確控制， 使得冷速的微調(diào)難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法，通過調(diào)節(jié)?；嘧儠r(shí)鋼板所受的應(yīng)力來優(yōu)化常化后鋼板中的馬氏體含量及其分布，使馬氏體含量處于能獲得更優(yōu)成品磁性能的范圍，并實(shí)現(xiàn)成品磁性能優(yōu)化。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法，包括如下步驟1)常規(guī)冶煉、鑄造成坯；2)板坯加熱、熱軋成帶鋼；3)?；幚聿捎脙啥问匠；幚恚紫燃訜岬?100 1200°C，然后在50 200s內(nèi)降溫到 900 1000°C;隨后在10 100°C水中進(jìn)行急冷；期間，對帶鋼施加張力，在900°C 500°C 溫度區(qū)間內(nèi)使帶鋼所受應(yīng)力的大小為1 200N/mm2 ；4)冷軋進(jìn)行一次冷軋，或帶中間退火的二次冷軋；5) 一次再結(jié)晶退火，接著，涂布以MgO為主的退火隔離劑進(jìn)行包括二次再結(jié)晶退火和凈化退火組成的成品退火。進(jìn)一步，對帶鋼施加張力采用在?；癄t內(nèi)增設(shè)張力輥，或改變前后張力輥。
本發(fā)明通過調(diào)整?；嘧儠r(shí)鋼板所收的應(yīng)力，使得應(yīng)力或者應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變，從而實(shí)現(xiàn)了?；箐摪逯旭R氏體量的合理有效控制，并最終提高成品磁性能。本發(fā)明可以在板厚方向上得到較均勻的馬氏體組織。由于采用張力控制，受現(xiàn)場條件的限制較少， 對于同一厚度的樣板，可以穩(wěn)定的得到需要的馬氏體量；張力控制更加量化，人為影響因素小，更容易精確控制，可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)。通過控制熱軋板?；嘧儠r(shí)所受應(yīng)力的大小，達(dá)到優(yōu)化?；篑R氏體的量，使?；箐摪逯旭R氏體含量處于能獲得更優(yōu)成品磁性能的范圍，并最終獲得優(yōu)異磁性能的成
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ΡΠ O合適的馬氏體含量有利于提高成品磁性能&的理由(1)由于馬氏體的存在，使得儲能增加，經(jīng)過冷軋后，儲能更高，脫碳退火時(shí)(110) 晶粒更容易在結(jié)晶和長大，(110)組分加強(qiáng)，所以磁性能提高；(2)由于馬氏體的存在，經(jīng)過冷軋和脫碳退火后，大角度晶界數(shù)量增加，有利于 Goss織構(gòu)吞并其它位向的晶粒，促進(jìn)二次再結(jié)晶；(3)馬氏體經(jīng)過冷軋和脫碳退火后，材料中形成Y纖維織構(gòu)，有利于二次再結(jié)晶的進(jìn)行；由于上面分析的相關(guān)因素，實(shí)現(xiàn)了提高最終成品的晶粒取向度，提高了成品磁性能B8。如果鋼板的成分相同、制造過程的條件相同、馬氏體量的測定方法相同，則馬氏體量相同，所以可以根據(jù)前期制造的樣板中，采用相同的測定方法檢測常化后、冷軋前鋼板的馬氏體量，預(yù)先求出馬氏體量和成品磁性能的關(guān)系，可以算出?；蟆⒗滠埱颁摪逯旭R氏體量的目標(biāo)范圍。作為馬氏體量的控制手段，有如下3種常用方法(1)改變相變時(shí)鋼板所受拉應(yīng)力的大小，達(dá)到改變馬氏體相變的形核數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)馬氏體含量的改變；(2)改變?；罡邷囟?，改變最高溫度下的奧氏體量，實(shí)現(xiàn)了相變時(shí)馬氏體量的改變；(3)改變?；瘯r(shí)二次冷卻速度，實(shí)現(xiàn)相變后馬氏體含量的改變。將常化后鋼板的馬氏體量測定值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，根據(jù)兩者的偏差，進(jìn)行通過調(diào)節(jié)增設(shè)在爐子內(nèi)的張力輥或改變卷曲張力的至少一種處理來實(shí)現(xiàn)改變?；嘧儠r(shí)(范圍900°C 500°C)的鋼板所受應(yīng)力的大小(1 200N/mm2)，達(dá)到優(yōu)化?；逯旭R氏體含量及其分布的目的，使其處于能獲得更優(yōu)成品磁性能范圍。本發(fā)明方法中第1、2、4、5步驟均為取向硅鋼生產(chǎn)的常規(guī)技術(shù)手段，在此不再贅述。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明通過調(diào)整?；嘧儠r(shí)鋼板所收的應(yīng)力，使得應(yīng)力或者應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變，從而實(shí)現(xiàn)了?；箐摪逯旭R氏體量的合理有效控制，并最終提高成品磁性能。本發(fā)明可以在板厚方向上得到較均勻的馬氏體組織，并且可以根據(jù)需求進(jìn)行馬氏體含量的微調(diào)。本發(fā)明采用張力控制，受現(xiàn)場條件的限制較少，對于同一厚度的樣板，可以穩(wěn)定的得到需要的馬氏體量；張力控制更加量化，人為影響因素小，更容易精確控制，可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)。


圖1為本發(fā)明的取向硅鋼?；篑R氏體含量(體積比％ )與成品磁性能B8之間的關(guān)系。圖2為本發(fā)明的取向硅鋼橫截面的馬氏體板厚分布示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1對多種成分的鋼板進(jìn)行?；幚恚摪逯饕煞秩绫?所示表1單位重量百分比
權(quán)利要求
1.一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法，包括如下步驟1)常規(guī)冶煉、鑄造成坯；2)板坯加熱、熱軋成帶鋼；3)?；幚聿捎脙啥问匠；幚?，首先加熱到1100 1200°C，然后在50 200s內(nèi)降溫到900 1000°C;隨后在10 100°C水中進(jìn)行急冷；期間，對帶鋼施加張力，在900°C 500°C溫度區(qū)間內(nèi)使帶鋼所受應(yīng)力的大小為1 200N/mm2 ；4)冷軋進(jìn)行一次冷軋，或帶中間退火的二次冷軋；5)一次再結(jié)晶退火，接著，涂布以MgO為主的退火隔離劑進(jìn)行包括二次再結(jié)晶退火和凈化退火組成的成品退火。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法，其特征是，對帶鋼施加張力采用在?；癄t內(nèi)增設(shè)張力輥，或改變前后張力輥。
全文摘要
一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼生產(chǎn)方法，包括如下步驟1)常規(guī)冶煉、鑄造成坯；2)板坯加熱、熱軋成帶鋼；3)?；幚恚捎脙啥问匠；幚?，首先加熱到1100～1200℃，然后在50～200s內(nèi)降溫到900～1000℃；隨后在10～100℃水中進(jìn)行急冷；期間，對帶鋼施加張力，在900℃～500℃溫度區(qū)間內(nèi)使帶鋼所受應(yīng)力的大小為1～200N/mm2；4)冷軋，進(jìn)行一次冷軋，或帶中間退火的二次冷軋；5)一次再結(jié)晶退火，接著，涂布以MgO為主的退火隔離劑進(jìn)行包括二次再結(jié)晶退火和凈化退火組成的成品退火。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)?；嘧儠r(shí)鋼板所受的應(yīng)力來優(yōu)化?；箐摪逯械鸟R氏體含量及其分布，使馬氏體含量處于能獲得更優(yōu)成品磁性能的范圍，并實(shí)現(xiàn)成品磁性能優(yōu)化。
文檔編號C21D8/12GK102477483SQ20101056105
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者吳美洪, 孫煥德, 李國保, 楊國華, 沈侃毅, 胡德?lián)P, 靳偉忠, 黃杰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司