專(zhuān)利名稱：一種低溫板坯加熱生產(chǎn)取向電工鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于取向電工鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種低溫板坯加熱生產(chǎn)取向電工鋼 的方法。
背景技術(shù)：
通常將電工鋼板分為晶粒取向電工鋼板和無(wú)取向電工鋼板。晶粒取向電工鋼板含 3% Si并具有(110)<001>的晶體織構(gòu)。沿軋制方向的優(yōu)良磁性可使取向電工鋼板用作變 壓器、發(fā)電機(jī)和其它電子設(shè)備的鐵心材料。取向電工鋼的高斯織構(gòu)是在冷軋板二次再結(jié)晶過(guò)程中形成的，這個(gè)過(guò)程以冷軋板 初次再結(jié)晶為前提。抑制初次再結(jié)晶主要依靠細(xì)小沉淀相和偏析元素。取向電工鋼制造的 關(guān)鍵點(diǎn)之一就是如何形成尺寸、分布合適的抑制劑。常用的抑制劑有AlN和MnS。取向電工鋼的生產(chǎn)技術(shù)主要有高溫加熱法和低溫加熱法。高溫加熱法是在煉鋼時(shí)就加入形成抑制劑所需的元素。以AlN或MnS為主抑制劑 的取向電工鋼傳統(tǒng)生產(chǎn)方法需要鑄坯在> 1300°C加熱爐中加熱，以使鑄坯中粗大的MnS、 AlN固溶，熱軋或常化后以細(xì)小彌散態(tài)析出。高溫加熱工藝對(duì)后面的熱軋、?；?、脫碳都有嚴(yán) 格的工藝要求。由于加熱溫度高，鑄坯燒損嚴(yán)重，能耗高，成材率低。低溫加熱法生產(chǎn)取向電工鋼，省卻了高溫固溶處理的階段，但是需要在后續(xù)的加 工階段形成更多的抑制劑。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外主要電工鋼生產(chǎn)廠家都在開(kāi)發(fā)低溫加熱生產(chǎn)取向 電工鋼技術(shù)，有些已用于工業(yè)生產(chǎn)。后續(xù)滲氮是一種比較有效的手段。根據(jù)Takashima申請(qǐng)的歐洲專(zhuān)利EP058834hl，新日鐵八幡采用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。韓國(guó)浦項(xiàng)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。韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司在中國(guó)申請(qǐng)的CN1088760C中指出，在Si-3. 15%，C-0. 03%, A1-0. 013%, Mn-O. 09%, B-0. 0033%, N-0. 0065%, S-0. 006%，其余為 Fe 和其他不可避免 的雜質(zhì)鑄坯條件下，1250度板坯加熱3小時(shí)，熱軋到2. 3mm厚，1120度退火aiiin淬入沸水 進(jìn)行?；幚恚嵯蠢滠埖?. 30mm厚。冷軋后，在含Nh30. 3 %體積的濕H2+N2，干NH3的 混合氣氛下，在875度進(jìn)行155S的同時(shí)脫碳滲氮。經(jīng)過(guò)涂MgO和高溫退火后，產(chǎn)品磁性能 W17/50 = 1. 04w/kg, BlO = 1. 93T。此專(zhuān)利強(qiáng)調(diào)，加入B元素，在脫碳滲氮退火時(shí)，形成BN 沉淀相，可以有效地改善初次再結(jié)晶晶粒尺寸。韓國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利W0/2009/091127A2中指出，在鋼中加入0. 01 % -0.05%的P， 0. 03-0. 07% Sn，0. 01-0. 05% 的 Sb，且 P+0. 5Sb 在 0. 037-0. 063%之間。高溫退火階段采用 650-850°C，1150-1250°C保溫工藝，并控制適當(dāng)?shù)母邷丶訜嵘郎厮俣?，生產(chǎn)取向電工鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低溫板坯加熱生產(chǎn)取向電工鋼的方法，通過(guò)調(diào)整鋼的成分，采用板坯低溫加熱和鋼帶冷軋后滲氮脫碳處理，涂MgO高溫退火，來(lái)得到磁性能穩(wěn)定 的取向電工鋼；即通過(guò)后天抑制劑生產(chǎn)取向電工鋼的方法。本發(fā)明是提供一種新的取向電工鋼生產(chǎn)方法，即采用P、Cu、Mn合金元素，經(jīng)過(guò)板 坯低溫加熱、熱軋、?；?，一次冷軋，滲氮脫碳退火同時(shí)處理，涂層高溫退火后得到成品。該 發(fā)明是通過(guò)加入合適的元素，使?jié)B氮處理后鋼中存在AIN+SiN(SiMnN)、AIN+CuS析出物，有 效的增加抑制能力。通過(guò)高溫退火，得到高性能取向電工鋼產(chǎn)品。在工藝中控制如下技術(shù) 參數(shù)鑄坯成分設(shè)計(jì)C彡 0. 005wt %, Si 2. 5-4. 5wt %, Mn :0. 01-0. 25wt %, Als 0. 01-0. 04wt %，Cu :0. 05-0. 3wt %, S :0. 005-0. 04wt %, N 0. 003-0. 015wt %, P 0. 01-0. 05wt%，余量為！^和不可避免的雜質(zhì)；在鋼中添加一定量的P、Mn、Cu，可以有效地 改變初次再結(jié)晶退火晶粒尺寸；Al、Mn、Cu、S、N形成AIN+SiN(SiMnN)、AIN+CuS復(fù)合抑制劑 提高抑制能力。鑄坯熱軋鑄坯經(jīng)1100-1200°C加熱后熱軋，一次冷軋后進(jìn)行脫碳滲氮退火同時(shí)處理脫碳滲氮退火同時(shí)處理時(shí)，退火溫度在 850-920度，退火時(shí)間Ι-lOmin，通入濕的氫氣+氮?dú)?氨氣；其中，氫氣50% _90%，氮?dú)?10% -50%，氨氣0. 1% -10%，均為體積百分?jǐn)?shù)，保溫時(shí)間1-lOmin。該改進(jìn)方法包括以下條件鋼中Si在2. 5-4. 5%。若Si含量小于2. 5%，磁晶各向異性常數(shù)和飽和磁致伸縮 值過(guò)高，磁化困難，磁滯損耗高，并且鋼的電阻率低，渦流損耗高；若Si含量大于4. 5 %，軋 制困難。鋼中C > 0. 005%。若C含量過(guò)低，則3% Si鋼中無(wú)相變，鑄坯高溫加熱時(shí)晶粒粗 化，熱軋時(shí)得到粗大形變晶粒，<110>纖維織構(gòu)強(qiáng)，冷軋后殘存有形變晶粒，高溫退火后二次 再結(jié)晶不完全。鋼中0. 01% < Mn彡0. 25%。若Mn > 0. 25 %，則鋼中的S主要和Mn結(jié)合生成 MnS,形成大塊的MnS析出物，對(duì)磁性不利；若Mn含量過(guò)低，則產(chǎn)生熱脆。鋼中0.01% < Als彡0.04%。若Al過(guò)高，則鑄坯中出現(xiàn)粗大的AlN夾雜物，對(duì)磁 性不利；若Al過(guò)低，冶煉困難，并且會(huì)抑制能力不足，產(chǎn)品磁性能差。鋼中0. 05%<Cu<0. 3%。若高于1. 0%，熱軋時(shí)邊裂嚴(yán)重；若低于0.04%，硅鋼 中的奧氏體相區(qū)變窄，且滲氮退火后初次晶粒細(xì)小，成品性能降低。鋼中含有一定量的Cu， 可以在鋼中存在一些CuS化合物，具有一定的先天抑制能力，有效改善磁性能。鋼中0.005%< S < 0.04%。若高于0. 04%，易引發(fā)熱脆；若低于0. 005%，則熱 軋后鋼板中的CuS數(shù)量減少，減弱了初始抑制能力，同時(shí)增加了煉鋼難度。鋼中0. 003%< N < 0. 015%。若高于0. 015%，澆鑄易冒漲，產(chǎn)品出現(xiàn)起皮和起泡 缺陷；若低于0. 003%，冶煉困難，加大后續(xù)滲氮處理的難度。鋼中0. 01%< P彡0. 05%。P促進(jìn)低溫下初次晶粒的長(zhǎng)大，適當(dāng)添加P元素可以 增加初次再結(jié)晶晶粒的尺寸，避免滲氮處理后的晶粒不均勻；由此可以提高二次再結(jié)晶起 始溫度，增加成品中具有準(zhǔn)確高斯位向晶粒的數(shù)量，改善磁性能；P是晶界偏聚元素，能提 高抑制能力。添加過(guò)多，鋼的脆性大，軋制困難。鋼中通過(guò)加入一定量的P、Mn、Cu元素，可以有效地?cái)U(kuò)大硅鋼中的奧氏體區(qū)，并增加初次晶粒尺寸，既避免了后續(xù)滲氮處理中的晶粒細(xì)化現(xiàn)象；P、Cu又保證了鋼的初始抑制 能力，不必像韓國(guó)專(zhuān)利CN1088760C中添加B，也不必像韓國(guó)專(zhuān)利WCV2009/091127A2中加入 大量的Sn、Sb，降低了成本。鋼中Mn元素在后續(xù)滲氮處理中形成SiMnN，高溫退火過(guò)程中發(fā) 生轉(zhuǎn)化，起積極地抑制作用。鑄坯加熱溫度在1100-120(TC，熱軋鋼板厚度在2. 0-3. Omm0熱軋板經(jīng)常化酸洗后 進(jìn)行一次大壓下率冷軋。鋼板冷軋后進(jìn)行脫碳滲氮同時(shí)退火。退火溫度在850_920°C，氣氛為濕的 (50% -90% )氫氣+(10% -50% )氮?dú)?(0. 1% -10% )氨氣，保溫時(shí)間Ι-lOmin。鋼中滲
入一定含量的N。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，利用滲氮方法實(shí)現(xiàn)了低溫加熱穩(wěn)定生產(chǎn)取向電工鋼。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1鋼A連鑄坯的化學(xué)成分(wt % )如表1。表1鋼A連鑄坯的化學(xué)成分(wt % )余量Fe
權(quán)利要求
1. 一種低溫板坯加熱生產(chǎn)取向電工鋼的方法，采用P、Cu、Mn合金元素，經(jīng)過(guò)板坯低溫 加熱、熱軋、?；?，一次冷軋，滲氮脫碳退火同時(shí)處理，涂層高溫退火后得到成品；其特征在 于，在工藝中控制如下技術(shù)參數(shù)鑄坯成分設(shè)計(jì)c 彡 0. 005wt %, Si 2. 5-4. 5wt %, Mn :0. 01-0. 25wt %, Als 0. 01-0. 04wt %，Cu :0. 05-0. 3wt %, S :0. 005-0. 04wt %, N 0. 003-0. 015wt %, P 0. 01-0. 05Wt%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；在鋼中添加一定量的P、Mn、Cu，有效地改變 初次再結(jié)晶退火晶粒尺寸；々1^11、01、5州形成41貼5丨則5丨1^0、41貼015復(fù)合抑制劑提高 抑制能力；鑄坯熱軋鑄坯經(jīng)1100-120(TC加熱后熱軋，一次冷軋后進(jìn)行脫碳滲氮退火同時(shí)處理脫碳滲氮退火同時(shí)處理時(shí)，退火溫度在 850-920度，退火時(shí)間Ι-lOmin，通入濕的氫氣+氮?dú)?氨氣；其中，氫氣50%_90%，氮?dú)?10% -50%，氨氣，均為體積百分?jǐn)?shù)0. 1% -10%，保溫時(shí)間1-lOmin。
全文摘要
一種低溫板坯加熱生產(chǎn)取向電工鋼板的方法，屬于取向電工鋼技術(shù)領(lǐng)域。鑄坯在1100-1200℃加熱后熱軋，熱軋板經(jīng)?；嵯春筮M(jìn)行一次冷軋，鋼板冷軋后用脫碳滲氮同時(shí)退火，最后涂層并高溫退火，得到二次再結(jié)晶組織的成品。鋼中添加P、Cu、Mn合金元素，使鋼中具有一定的初始抑制能力；鋼帶冷軋后用850℃-920℃脫碳滲氮同時(shí)退火，通入濕的氫氣+氮?dú)?NH3，向鋼中滲氮形成AlN+SiN(SiMnN)、AlN+CuS等析出物，增強(qiáng)鋼中沉淀相的抑制能力。優(yōu)點(diǎn)在于，利用滲氮方法實(shí)現(xiàn)了低溫加熱穩(wěn)定生產(chǎn)取向電工鋼。
文檔編號(hào)C23C8/26GK102127708SQ20111000866
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)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, 潘麗梅, 王全禮, 董浩, 許學(xué)勇, 趙楠 申請(qǐng)人:首鋼總公司