專利名稱：具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取向硅鋼生產(chǎn)方法，特別涉及一種具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法，最終獲得磁性能優(yōu)異(B8彡I. 90T, P17/50 ( I. 00w/kg)、無露晶和霜降缺陷的良好底層高磁感取向硅鋼。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)高磁通密度取向硅鋼的生產(chǎn)方法如下用轉(zhuǎn)爐(或電爐)煉鋼，進(jìn)行二次精煉及合金化，連鑄成板坯，其基本化學(xué)成分為 Si (2. 5 4. 5 % )、C (O. 06 O. 10 % )、Mn (O. 03 O. I % )、S (O. 012 O. 050 % )、Als (O. 02 O. 05% )、Ν(0· 003 O. 012% )，有的成分體系還含有Cu、Mo、Sb、B、Bi等元素中的一種或多種，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)元素；板坯在專用高溫加熱爐內(nèi)加熱到1350°C以上的溫度，并進(jìn)行45min以上的保溫，使有利夾雜物MnS或AlN充分固溶，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度達(dá)到950°C以上，進(jìn)行快速噴水冷卻到500°C以下，然后卷取。以便在隨后的?；^程中在硅鋼基體內(nèi)析出細(xì)小、彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，即抑制劑；熱軋板?；螅M(jìn)行酸洗，除去表面氧化鐵皮；冷軋將樣品軋到成品厚度，進(jìn)行脫碳退火和涂布以MgO為主要成分的退火隔離劑，把鋼板中的[C]脫到不影響成品磁性的程度(一般應(yīng)在30ppm以下)；高溫退火過程中，鋼板發(fā)生二次再結(jié)晶、硅酸鎂底層形成及凈化(除去鋼中的S、N等對磁性有害的元素)等物理化學(xué)變化，獲得取向度高、鐵損低的高磁感取向硅鋼；最后，經(jīng)過涂布絕緣涂層和拉伸退火，得到商業(yè)應(yīng)用形態(tài)的取向硅鋼產(chǎn)品。它的不足在于為了使抑制劑充分固溶，加熱溫度最高需達(dá)到1400°C，這是傳統(tǒng)加熱爐的極限水平。此外，由于加熱溫度高，燒損大、加熱爐需頻繁修補(bǔ)，利用率低。同時，能耗高，熱軋卷的邊裂大，致使冷軋工序生產(chǎn)困難，成材率低，成本也高。正是鑒于上述這些問題，國內(nèi)外的研發(fā)人員開展了大量降低取向硅鋼加熱溫度的研究，其主要改進(jìn)的趨勢按照加熱溫度范圍來區(qū)分有兩種，一種是板坯加熱溫度在1250 1320°C，采用AlN和Cu的抑制劑；另一種是板坯加熱溫度在1100 1250°C，主要采用脫碳后滲氮形成抑制劑的方法來獲得抑制能力。(一)低溫板坯加熱取向硅鋼的滲氮技術(shù)現(xiàn)階段低溫板坯加熱技術(shù)發(fā)展較快，例如采用在1200°C以下進(jìn)行板坯加熱，最終冷軋采用80%的大冷軋壓下率，并在脫碳退火后采用氨氣進(jìn)行連續(xù)滲氮處理，獲得取向度較高的二次再結(jié)晶晶粒。但這種方法由于采用基板脫碳后滲氮形成抑制劑的方法來獲得抑制能力，在實(shí)際控制中很難克服帶鋼表面氧化嚴(yán)重、滲氮困難和不均勻等難題，因此造成獲得型抑制劑在鋼板內(nèi)形成困難、分布不均勻，其在高溫退火過程中滲入的氮不穩(wěn)定等問題，從而影響抑制能力不充分和二次再結(jié)晶不完善，引起最終產(chǎn)品磁性能不均勻。在1200°C以下進(jìn)行板坯加熱，并對已經(jīng)軋制到成品厚度的冷軋板進(jìn)行先滲氮后脫碳退火的新工藝，但是由于基板中尚有大量的碳存在，因此會使?jié)B氮變得尤為困難。也有在1200°C以下進(jìn)行板坯加熱后，采用脫碳和滲氮同步進(jìn)行的方法，這雖然可以解決后脫碳困難或后滲氮困難的問題，但仍無法避免因滲氮不均勻造成產(chǎn)品磁性能不均勻和成本昂貴等問題。還有提出在脫碳エ藝(500 900°C ) X (0 120sec)，露點(diǎn)-30 +75°C下，同時完成脫碳和滲氮步驟。雖然該方法滲氮效率大幅提高，但由于在滲氮后基板表面氧化層形成不良，會造成已滲入的氮不穩(wěn)定，進(jìn)而最終導(dǎo)致磁性不良。另外也有提出在脫碳前、中、后實(shí)施滲氮。但只考慮了滲氮后的試樣磁性問題，對底層質(zhì)量方面則涉及甚少。通過上述的分析可以發(fā)現(xiàn)，由于相關(guān)專利中都存在滲氮困難或滲氮不均勻的問題，因此實(shí)際獲得的取向硅鋼產(chǎn)品也存在較低磁性能或?qū)嵨锂a(chǎn)品磁性不均勻的不足。(ニ)脫碳滲氮板的氧化層控制技術(shù)將滲氮段的PH20/PH2在0. 00018 0. 024范圍內(nèi)，以調(diào)整氧化層來控制底層質(zhì)量。
但是滲氮效率會變得較低，并不適宜于大生產(chǎn)應(yīng)用。有提出冷軋板先在氧化性氣氛中脫碳，隨后在還原性氣氛中使氧化層致密，最后進(jìn)行滲氮。該エ藝雖然對底層形成較為有利，但同樣的問題也是由于先形成的SiO2氧化層過于致密，必然會導(dǎo)致后續(xù)滲氮時效率過低。此外，還會引起底層發(fā)生露晶和霜降的嚴(yán)重缺陷。還有提出冷軋板脫碳后在還原段及滲氮段進(jìn)行氣氛調(diào)整，増加氧化層中的FeO含量，其目的是利用這部分FeO使得硅酸鎂(Mg2SiO4)底層形成溫度降低，從而獲得良好的底層。然而，過多的FeO會使底層偏厚，導(dǎo)致成品的疊片系數(shù)降低，難以滿足用戶對取向硅鋼實(shí)物的要求。此外，F(xiàn)eO比例過高的同時，也會減少SiO2的量，從而導(dǎo)致底層露晶和霜降的發(fā)生。通過上述的分析可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)方案的主要問題是1.單純考慮氧化層結(jié)構(gòu)而忽視滲氮效率過低。2.單就FeO和SiO2兩種組分中的ー種進(jìn)行控制，這樣不可避免的會引起底層露晶和霜降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法，解決滲氮后板內(nèi)氮穩(wěn)定性問題，這樣既可以在高溫退火過程中使二次再結(jié)晶完善，最終獲得磁性能優(yōu)異(B8彡I. 90T，P17/50彡I. OOw/kg)，無露晶和霜降缺陷的良好底層高磁感取向硅鋼。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法，其包括如下步驟(I)冶煉及澆鑄取向硅鋼成分重量百分比為C 0. 035 0. 120%, Si :2. 9 4. 5%，Mn :0. 05
0.20%, S :0. 005 0. 012%, Sol. Al :0. 015 0. 035%,N :0. 001 0. 009%, Sn :0. 005
0.090%，其余為Fe及不可避免的夾雜物；采用轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼，鋼水經(jīng)二次精煉和連鑄后，獲得板還;(2)熱軋板坯在加熱爐內(nèi)加熱到彡1200°C，常規(guī)熱軋；
(3)常化兩段式?；；瘻囟?050 1150°C，時間I 20sec+?；瘻囟?50 950°C，時間30 200sec ;隨后進(jìn)行冷卻，冷卻速度10 60°C /sec ；(4)冷軋使用一次冷軋法將?；遘堉频匠善钒搴穸龋滠垑合侣?gt; 75% ；(5)脫碳退火
升溫速度15 35°C /sec,脫碳溫度800 860°C，時間90 160sec，脫碳露點(diǎn)60 7(TC，氣氛 75% H2+25% N2 ；滲氮退火滲氮溫度760 8600C，時間 20 50sec，氧化度 ΡΗ20/ΡΗ2 :0. 045 O. 200。NH3
O.5 4. 0%，滲入氮含量90 260ppm ;在此工藝下，先完成了向鋼板內(nèi)的高效率滲氮，再在滲氮層外形成了一層致密的SiO2氧化層,氧化層厚度O. 47 3. 35g/m2 ；(6) MgO涂層及高溫退火對上述脫碳退火的鋼板進(jìn)行MgO涂層和在罩式爐中進(jìn)行高溫退火；(7)絕緣涂層在高溫退火板表面涂敷絕緣涂層，并經(jīng)熱拉伸平整退火得到磁性優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。作為優(yōu)選，SiO2氧化層厚度(H)與Si含量、滲氮溫度、滲氮時間和氧化度還可以滿
足下列關(guān)系
權(quán)利要求
1.具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法，其包括如下步驟 (1)冶煉及澆鑄 取向硅鋼成分重量百分比為c :0. 035 O. 120 %, Si :2. 9 4. 5 %，Mn :0. 05 O. 20%, S 0. 005 O. 012%, Sol. Al 0. 015 O. 035%,N 0. 001 O. 009%, Sn 0. 005 O.090%，其余為Fe及不可避免的夾雜物；采用轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼，鋼水經(jīng)二次精煉和連鑄后，獲得板還; (2)熱軋 板坯在加熱爐內(nèi)加熱到< 1200°C，常規(guī)熱軋； (3)?；? 兩段式?；；瘻囟?050 1150°C，時間I 20sec+?；瘻囟?50 950°C，時間30 200sec ;隨后進(jìn)行冷卻，冷卻速度10 60°C /sec ； (4)冷軋 使用一次冷軋法將?；遘堉频匠善钒搴穸龋滠垑合侣?gt; 75% ； (5)脫碳退火 升溫速度15 35°C /sec,脫碳溫度800 860°C，時間90 160sec，脫碳露點(diǎn)60 70°C，氣氛 75% H2+25% N2 ； 滲氮退火滲氮溫度 760 860°C，時間 20 50sec，氧化度 PH20/PH2 :0. 045 O. 200。NH3 :0. 5 4.0%，滲入氮含量90 260ppm ;在此工藝下，先完成了向鋼板內(nèi)的高效率滲氮，再在滲氮層外形成了一層致密的SiO2氧化層，氧化層厚度O. 47 3. 35g/m2 ； (6)MgO涂層及高溫退火 對上述脫碳退火的鋼板進(jìn)行MgO涂層和在罩式爐中進(jìn)行高溫退火； (7)絕緣涂層 在高溫退火板表面涂敷絕緣涂層，并經(jīng)熱拉伸平整退火得到磁性優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。
2.如權(quán)利要求I所述的具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法，其特征是，作為優(yōu)選，SiO2氧化層厚度(H)與Si含量、滲氮溫度、滲氮時間和氧化度還可以滿足下列關(guān)系
全文摘要
具有優(yōu)異磁性能和良好底層的高磁感取向硅鋼生產(chǎn)方法，其包括如下步驟(1)冶煉及澆鑄，采用轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼，鋼水經(jīng)二次精煉和連鑄后，獲得板坯；(2)熱軋；(3)常化，兩段式?；?，隨后進(jìn)行冷卻；(4)冷軋，使用一次冷軋法將?；遘堉频匠善钒搴穸龋?5)脫碳退火，滲氮退火；(6)MgO涂層及高溫退火；(7)絕緣涂層，在高溫退火板表面涂敷絕緣涂層，并經(jīng)熱拉伸平整退火得到磁性優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。本發(fā)明解決滲氮后板內(nèi)氮穩(wěn)定性問題，這樣即可以在高溫退火過程中使二次再結(jié)晶完善，最終獲得磁性能優(yōu)異(B8≥1.90T，P17/50≤1.00w/kg)，無露晶和霜降缺陷的良好底層高磁感取向硅鋼。
文檔編號C22C33/04GK102758127SQ201110108269
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者儲雙杰, 吉亞明, 孫業(yè)中, 崔健, 徐樂江, 李國保, 李海平, 楊勇杰, 沈侃毅, 章華兵, 胡卓超, 趙斌 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司