專利名稱：一種表面覆膜良好的低溫加熱取向電工鋼及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取向電工鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種表面覆膜良好的低溫加 熱取向電工鋼及生產(chǎn)方法，具有良好表面覆膜質(zhì)量和磁特性，并且低成本。
背景技術(shù)：
晶粒取向電工鋼主要用作變壓器及其他電器的鐵芯材料，要求磁通密度(在 800A/m的磁場中的磁通密度，用B·表示)高和鐵損(1.7T最大磁通密度下的50Hz的交流 鐵損，用P17表示)和磁致伸縮小。特別是近年來，從節(jié)能和節(jié)約資源方面考慮，對晶粒取向 電工鋼磁特性要求更高。要得到磁特性優(yōu)良的晶粒取向電工鋼板，鋼板在最終高溫退火過程中通過二次再 結(jié)晶形成高密度集聚的Goss織構(gòu)是非常必要的。在傳統(tǒng)取向電工鋼生產(chǎn)方法中，電工鋼以Al、Mn、N、S、k等作為抑制劑元素，為了 使它們發(fā)揮作用，保證獲得穩(wěn)定的高磁性，必須在熱軋前使這些抑制劑完全固溶，因此需要 將板坯加熱至1350-1450°C的高溫，由于加熱溫度高，鑄坯燒損嚴重，能耗高，成材率低。因 此，在過去的數(shù)十年間，幾乎所有的生產(chǎn)廠都在致力于開發(fā)更緊湊、更廉價的生產(chǎn)工藝，以 縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。措施之一就是采用低溫板坯加熱工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫板坯 加熱工藝。降低板坯加熱溫度的途徑主要有二類。一類一類是改進成分方案，如采用新的 固溶溫度較低的抑制劑或添加強化抑制劑成分，如Cu2S, AlN等，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以MnS為主的 抑制劑。韓國浦項鋼鐵公司提出以AlN為主抑制劑，Cu2S和MnS為輔助抑制劑，鑄坯在 1250-1320°C范圍內(nèi)加熱，采用帶中間退火的兩次冷軋法，生產(chǎn)普通取向和高磁感取向電工 鋼。德國蒂森也采用CU2S+A1N為主要抑制劑把板坯加熱溫度降低到了 U60_1280°C， 熱軋經(jīng)980-1080°C?；蟛捎靡淮卫滠埛ú⑦M行冷軋時效。俄羅斯上依謝特和新利佩茨克廠生產(chǎn)的普通取向電工鋼，成分中Cu，Mn含量較高 且部分添加了 Ni，Cr等，以Cu2S+A1N為主要抑制劑，1250_U80°C低溫板坯加熱并熱軋后進 行第一次冷軋，在中間退火階段完成鋼板脫碳，從而可以省略二次冷軋后的脫碳退火工藝， 而以低溫回復(fù)退火代替初次再結(jié)晶退火，降低了能耗。武漢鋼鐵公司的專利CN1414119A中也介紹了一種低溫取向電工鋼的制造工藝， 以Mn，Cu的硫化物為主要抑制劑，在1280°C以上溫度條件下加熱熱軋，采取兩次冷軋法，第 一次冷軋后先預(yù)熱到490-550°C，保溫35-80s，然后加熱到860°C進行中間脫碳退火，再進 行第二次冷軋，經(jīng)脫碳退火，高溫退火成取向電工鋼成品。而阿奇亞斯佩絲阿里特爾尼公司于1997年申請的CN1M8817A，其所述成分在以 AlN和MnS (或MnSe)為主要抑制劑基礎(chǔ)上，添加強化抑制劑元素Sn，澆鑄出薄板坯后，進行 1150-1300°C加熱溫度，熱軋后?；?，采用大于80%壓下率一次冷軋法，最終高溫退火時控 制退火氣氛，使鋼的吸氮量小于50ppm。該方法主要適合于薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)取向電工鋼。另一類方法是不要求在板坯加熱過程中抑制劑形成元素完全固溶，而是通過在高 溫退火前進行滲氮處理的方法獲得抑制劑，從而可以進一步降低板坯加熱溫度。這類專 利很多，如Takashima在1993年申請的歐洲專利EP0588342A1，采用AlN為抑制劑，采用 1150-1250°C鑄坯加熱和后續(xù)滲氮處理生產(chǎn)高磁感取向電工鋼。類似工藝的專利還有寶鋼公司2004年申請的CN1796587A涉及滲氮法制作電工鋼寸。低溫板坯加熱技術(shù)是近期研究的熱點也是未來的發(fā)展方向。目前的專利文獻中低 溫板坯加熱技術(shù)生產(chǎn)的取向電工鋼，很多都采取了滲氮處理，但在成分設(shè)計，工藝流程尤其 是滲氮工藝等方面都有各自的特點。提高取向電工鋼表面覆膜質(zhì)量的專利有日本川崎制鐵株式會社在1999年申請的 99125018. 4中的覆膜特性和磁特性優(yōu)越的晶粒取向硅鋼板及其制造方法。該方法利用在補 充晶粒取向硅鋼板主抑制劑作用的輔助抑制劑Bi，可得到超過過去水平的高磁通密度，和 最終退火時難以得到的良好的鎂橄欖石覆膜。日本新日鐵2000年申請的00128416. 9覆膜特性優(yōu)良的取向性電工鋼板及其制造 方法中提出的通過優(yōu)化取向電工鋼涂覆成分，使一種主要在覆膜具有一定張力，粘合性、耐 蝕性上與磁特性優(yōu)異，還在實用的耐蝕性上優(yōu)異的高占空因數(shù)取向性電工鋼板及其絕緣覆 膜的制造方法，上述鋼板在表面具有二價或三價金屬的磷酸氫鹽和氧化硅為主要成分的層 作為第一層和表面粗糙度Ra(中心線平均粗糙度)0. 1-0. 35 μ m的硼酸鋁為主要成分的層 作為第二層構(gòu)成的絕緣覆膜的取向性電工鋼板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種表面覆膜良好的低溫加熱取向電工鋼及生產(chǎn)方法，通 過在CU2S+A1N低溫取向鋼中另添加利于表面覆膜質(zhì)量提高和改善磁性能的微量元素Cr和 Sn;采用降低中間退火溫度等工藝，使能耗降低，生產(chǎn)效率提高，更重要的是提高產(chǎn)品表面 覆膜質(zhì)量；具有良好表面覆膜質(zhì)量和磁特性，并且低成本。本發(fā)明的鑄坯成分為0.005-0. 08wt % C, 2. 5-6. 5wt % Si，0. 005-0. 03wt % Als,0. 001-0. 4wt % Μη,Ο. 01-1. Owt % Cu,0. 003-0. OlOwt % N,0. 001-0. 03wt % S, P ^0. 01wt%,0. 003-0. 3wt% Sn，0. 001-0. Iwt% Cr，其余為 1 及不可避免的夾雜物，均為
質(zhì)量百分比?；蛘邽?.03-0. 05wt% C, 2. 5-3. 5wt% Si，0. 005-0· 03wt% Als，0. 05-0. 25wt% Μη,Ο. 01-1. Owt % Cu,0. 005-0. 008wt % N,0. 005-0. 025wt % S,0.01-0. 3wt % Sn, 0. 001-0. Iwt% Cr，P ^ 0. 01wt%，其余為！^及不可避免的夾雜物。本發(fā)明中鑄坯經(jīng)加熱后進行熱軋，酸洗后進行一次冷軋、中間退火，經(jīng)二次冷軋軋 到成品厚度，進行改善底層的回復(fù)退火，涂MgO隔離劑并高溫退火得到最終成品，在工藝流 程中控制如下技術(shù)參數(shù)1)熱軋，鑄坯在1150-1300 °C加熱，開軋溫度為1000-1200°C，終軋溫度為 900-1000°C，卷取溫度為400-600°C，軋成1. 5-3. Omm厚的熱軋板；2)冷軋，用二次冷軋法軋制到成品厚度，其最終總壓下率為80-90% ；
3)中間退火，第一次冷軋后鋼板在800-900°C保溫3-6min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和 N2的混合氣體，其中H2含量體積百分比為1-30% ；4)回復(fù)退火，二次冷軋后鋼板在400_700°C保溫l-5min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和N2 的混合氣體，其中H2含量體積百分比為1-30% ；5)涂隔離劑及高溫退火，在鋼板表面涂覆以MgO為主要成分并添加2-5wt% TiO2 的隔離劑后進行高溫退火，在400-700°C階段以10-100°C /h的速度升溫。本發(fā)明中以Cu2S和AlN為主要抑制劑，因Cu2S和AlN固溶溫度比MnS低，所以可 以采用1150-1300°C的較低的板坯加熱溫度即可使鑄坯中的抑制劑形成元素全部或者部分 固溶，并在熱軋的過程中析出形成細小均勻的抑制劑。鋼中添加輔助抑制劑一晶界偏聚元 素Sn更有利于穩(wěn)定二次再結(jié)晶，添加Cr有利于形成細小均勻的初次再結(jié)晶，同時擴大板坯 加熱溫度范圍，改善玻璃薄膜質(zhì)量。熱軋后的鋼板經(jīng)二次冷軋法軋制到成品厚度，并在二次冷軋中間進行中間退火。 傳統(tǒng)的中間退火制度是在850-1000°C保溫2. 5-8min,以消除第一次冷軋產(chǎn)生的加工硬化， 便于第二次冷軋并保證合適的壓下率，同時進行部分脫碳，在二次冷軋完成后再進行脫碳 退火，將碳脫到0.003%以下，保證高溫退火時鋼板處于單一的α相，發(fā)展完善的二次再結(jié) 晶組織，消除磁時效。本發(fā)明將中間退火的溫度降低至800-900°C，省去冷軋后的脫碳退火， 簡化了工藝流程，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明將中間退火的溫度降低至800-850°C，保溫3-6min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和 N2的混合氣體，其中吐含量體積百分比為1-30%。在中間退火工序?qū)崿F(xiàn)全脫碳即中間退火 后的碳含量在0. 003%以下，從而在冷軋后不需進一步脫碳退火。本發(fā)明在二次冷軋后進行400-700°C保溫l-5min的回復(fù)退火，主要目的是改善玻 璃薄膜特性，并使之在高溫退火過程中形成細小而均勻的一次再結(jié)晶晶粒。
具體實施例方式實施例1 用25kg真空爐煉鋼，化學成分如表1，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。鑄 坯在1250°C加熱2.證后熱軋到2. 3mm。帶鋼經(jīng)第一次冷軋后進行中間退火，工藝制度為在 濕的H2和N2的混合氣體下840°C保溫5min，其中H2含量體積百分比為15%。第二次冷軋 到成品厚度0. ^5mm，之后進行改善帶鋼表面質(zhì)量的回復(fù)退火，退火制度為在濕的HjPN2的 混合氣體下550及650°C保溫1. 5min，涂布MgO隔離劑后進行高溫退火，其中在400_700°C 階段以50°C/h速度升溫。比較例為中間退火在H2和N2的混合氣體下920°C保溫5min，其中H2含量體積百 分比為30%，第二次冷軋后835°C脫碳退火5min，之后進行涂MgO隔離劑及高溫退火，其余 工藝與上述工藝相同。磁測量結(jié)果如表2所示。表1實驗鋼化學成分單位wt % 余量Fe
權(quán)利要求
1.一種表面覆膜良好的低溫加熱取向電工鋼，其特征在于，鑄坯成分為 0. 005-0. 08wt% C, 2. 5-6. 5wt% Si，0· 005-0. 03wt% Als,0. 001-0. 4wt%Mn,0. 01-1. Owt% Cu，0. 003-0. OlOwt % Ν，0· 001-0. 03wt % S, P ^ 0. Olwt %,0. 003-0. 3wt % Sn, 0. 001-0. Iwt% Cr，其余為1 及不可避免的夾雜物，均為質(zhì)量百分比。鑄坯經(jīng)加熱后進行熱軋，酸洗后進行一次冷軋、中間退火，經(jīng)二次冷軋軋到成品厚度， 進行改善底層的回復(fù)退火，涂MgO隔離劑并高溫退火得到最終成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取向電工鋼，其特征在于，鑄坯成分為0.03-0. 05wt % C, 2. 5-3. 5wt % Si,0. 005-0. 03wt % Als,0. 05-0. 25wt % Mn,0. 01-1. Owt % Cu, 0. 005-0. 008wt % N,0. 005-0. 025wt % S,0. 01-0. 3wt % Sn,0. 001-0. Iwt % Cr, P^ 0. 01Wt%，其余為！^及不可避免的夾雜物。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的取向電工鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，在工藝流程中控制 如下技術(shù)參數(shù)1)熱軋鑄坯在1150-1300°C加熱，開軋溫度為1000-1200°C，終軋溫度為900-1000°C， 卷取溫度為400-600°C，軋成1. 5-3. Omm厚的熱軋板；2)冷軋，用二次冷軋法軋制到成品厚度，其最終總壓下率為80-90%；3)中間退火，第一次冷軋后鋼板在800-900°C保溫3-6min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和N2的 混合氣體，其中吐含量體積百分比為1-30% ；4)回復(fù)退火，二次冷軋后鋼板在400-700°C保溫l-5min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和N2的混 合氣體，其中H2含量體積百分比為1-30% ；5)涂隔離劑及高溫退火，在鋼板表面涂覆；涂隔離劑為MgO加2-5wt%TiO2，涂隔離劑 后進行高溫退火，在400-700°C階段以10-100°C /h的速度升溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一次冷軋后的鋼板在800-850°C保溫 3-6min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和N2的混合氣體，其中H2含量體積百分比為1_15%。
全文摘要
一種表面覆膜良好的低溫加熱取向電工鋼及生產(chǎn)方法，屬于取向電工鋼技術(shù)領(lǐng)域。鑄坯成分為0.005-0.08wt％C，2.5-6.5wt％Si，0.005-0.03wt％Als，0.001-0.4wt％Mn，0.01-0.3wt％Cu，0.003-0.010wt％N，0.001-0.03wt％S，0.01-0.3wt％Sn，0.001-0.1wt％Cr，P≤0.02wt％，其余為Fe及不可避免的夾雜物。鑄坯在1150-1300℃加熱后熱軋，熱軋板經(jīng)酸洗后進行帶中間退火的二次冷軋到成品厚度，中間退火溫度為在750-850℃保溫3-6min，爐內(nèi)氣氛為濕的H2和N2的混合氣體。優(yōu)點在于，通過添加輔助抑制劑及改進中間退火工藝，進行冷軋后短時低溫回復(fù)退火工藝，縮短了中間全脫碳退火時間，提高了生產(chǎn)效率，改善了產(chǎn)品表面覆膜質(zhì)量。
文檔編號C22C38/34GK102127716SQ20111000855
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月16日
發(fā)明者馮莉莉, 周誼軍, 夏兆所, 杜守志, 潘麗梅, 王全禮, 王崇學, 耿立, 董浩, 許學勇, 趙楠 申請人:首鋼總公司