專利名稱：一種高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硅鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)方法，采 用低溫滲氮方法生產(chǎn)高磁感取向硅鋼。
背景技術(shù)：
取向硅鋼生產(chǎn)中，最關(guān)鍵的是對抑制劑的有效控制。抑制劑的獲得有兩種思路一 是在煉鋼時加入；二是在硅鋼生產(chǎn)的后工序加入。以煉鋼時加入抑制劑為思路，形成了板坯 高溫加熱工藝；以后工序加入為思路，形成了板坯低溫加熱工藝。以下分別加以敘述。一股傳統(tǒng)取向硅鋼生產(chǎn)方法即為板坯高溫加熱工藝，具體步驟為板坯高溫加熱 (> 1300°C )—熱軋一?；凰嵯匆灰淮卫滠?或包括中間退火的兩次冷軋)一脫碳退火 及涂覆MgO隔離劑一成品高溫退火一熱平整拉伸退火及涂覆絕緣涂層一重卷包裝。為獲得穩(wěn)定優(yōu)良的性能，必須在熱軋前使煉鋼加入的抑制劑完全固溶，因此需在 1400°C左右高溫加熱板坯。同時，必須避免彌散析出的抑制劑(硫化物和氮化物)在高溫 退火中過早固溶或粗化導(dǎo)致抑制作用降低。但高溫加熱板坯的生產(chǎn)方法存在許多不足(1)板坯高溫加熱，氧化鐵皮多、燒損大、成材率低；修爐頻率高、產(chǎn)量降低；燃料 消耗多、爐子壽命短、制造成本高；(2)熱軋卷的邊裂大，致使冷軋工序生產(chǎn)困難，成材率低，成本高；(3)板坯溫度與組織的不均勻性增加，產(chǎn)品表面缺陷增多。鑒于上述問題，國內(nèi)外的研發(fā)重點轉(zhuǎn)向了板坯低溫加熱工藝。按照抑制劑的控制 技術(shù)可以分為兩類固有抑制劑加后添加抑制劑生產(chǎn)技術(shù)和后添加抑制劑法。固有抑制劑 加后添加抑制劑生產(chǎn)技術(shù)是通過調(diào)整化學(xué)成分，加入Sn、Bi、Cu或Sb等元素，控制Al和N 含量等，降低板坯加熱溫度，使抑制劑完全或部分固溶，在后工序再添加抑制劑。后添加抑 制劑法的思路是二次再結(jié)晶所必需的抑制劑全部在硅鋼生產(chǎn)的后工序加入。可以在脫碳退 火線上，向退火爐氣氛中注入氨氣進行滲氮，或在涂退火隔離涂層工序中加熱含硫或氮的 化合物，或在罩式爐退火氣氛中采用較高含量的氮氣加強抑制作用。日本特許公報平24944 所采用的滲氮與脫碳同時進行方法，主要在鋼帶表層 的晶界中形成(Al，Si)N等抑制劑，這樣易使初次再結(jié)晶的表層晶粒細小，但內(nèi)部晶粒粗 大，二次再結(jié)晶不穩(wěn)定，難以獲得磁性穩(wěn)定的產(chǎn)品。日本特許公報平2-1擬866采用脫碳退火之后滲氮的方法，由于沒有有效抑制劑 的存在，不能夠抑制初次再結(jié)晶晶粒的長大，因此要嚴格控制工藝過程中的溫度和時間；另 一方面，由于脫碳退火先于滲氮進行，鋼板表面已經(jīng)形成一層氧化層，從而影響之后滲氮量 及氮量均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)方法，解決板坯低溫加熱技術(shù) 生產(chǎn)高磁感取向硅鋼時滲氮不均勻難以獲得穩(wěn)定磁性能產(chǎn)品的問題。通過對冷軋板進行先低溫滲氮后脫碳退火工藝，使工藝過程易于控制，這既能獲得磁性能優(yōu)異的高磁感取向硅 鋼產(chǎn)品，也可使生產(chǎn)成本得到降低。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種取向硅鋼組分(重量百分比)為C 0. 035-0. 060%, Si :2· 5 3. 5%，Mn 0. 08 0. 20%，S 0. 005 0. 010%, Als 0. 01 0. 04%, N 0. 002 0. 01%，P :0. 010 0. 030%，其余為 Fe 及不可避免的夾雜物。本發(fā)明的取向硅鋼生產(chǎn)中工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下，(1)冶煉用轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼，上述成分的鋼水經(jīng)二次精煉和連鑄后，獲得鑄坯；(2)熱軋鑄坯在加熱爐內(nèi)加熱到1080 1200°C，小于1170°C開軋，860°C以上終 軋成1. 2 3. 5mm厚度的熱軋板，卷取溫度為400 650°C ；(3)?；；嘶穑⑦M行冷卻。退火溫度850 1150°C，退火時間120 360 秒，冷卻速度大于25°C /s ；(4)冷軋一次冷軋軋到成品板厚度，冷軋壓下率為85 90% ；(5)滲氮對成品厚度的鋼板進行滲氮處理，滲氮溫度為600 740°C，滲氮時間為 5 40秒，滲氮介質(zhì)為干NH3,保護氣氛為H2與N2混合氣體，H2體積含量50 80%，NH3體 積含量為1 10%，滲氮量為100 200ppm ；(6)脫碳對滲氮后的鋼板進行脫碳退火，涂覆以MgO并添加2 5wt% TiO2的高 溫退火隔離劑；脫碳溫度控制范圍750 850°C，露點為25°C;脫碳時間60 360秒；保護 氣氛為濕的H2和N2混合氣體，H2體積含量15 80% ；(7)高溫退火在H2與N2混合氣體中以10 30°C /h的速度升溫至1100 12000C，并在純氫氣氣氛中保溫10 15小時高溫退火，涂敷含9 23wt %膠狀SW2及3 18wt%磷酸鎂的應(yīng)力涂層，最終制造性能優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的后添加抑制劑法有別于已有工藝技術(shù)中的先滲氮后脫碳技術(shù)，本發(fā)明是 在低溫下(600 740V )進行先滲氮，后脫碳退火的工藝；鋼板滲氮沒有氧化膜的影響，滲 氮均勻、效率高；通過控制滲氮脫碳工藝，形成適量有效的(Al，Si)N抑制劑，獲得優(yōu)異的磁 性能；低溫滲氮，能耗低、生產(chǎn)成本低，潛在效益大。本發(fā)明增加了 C的含量，可使熱軋時Y-相增多，熱軋板組織細化并為層狀分布的 形變晶粒和較小的再結(jié)晶晶粒，初次晶粒細小均勻。若C含量過低，則3% Si鋼中無相變， 鑄坯高溫加熱時晶粒粗化，熱軋時得到粗大形變晶粒，熱軋加工性差，熱軋板易產(chǎn)生橫裂。降低鋼中S的含量，阻止MnS的形成。此外考慮到本發(fā)明在脫碳之前先行滲氮，可 以降低鋼中的N含量，從而提高連鑄板坯的質(zhì)量。Mn含量的適量添加可改善熱軋和冷軋的加工性。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，對磁性不利；若Mn含量過低，則產(chǎn)生熱脆。Als含量對磁性的影響最明顯。若Als含量過高，板坯加熱溫度提高，且容易使底 層質(zhì)量變差；Als含量過低，冶煉困難，抑制作用減弱，產(chǎn)品磁性能差。本發(fā)明采用先滲氮后脫碳退火的的板坯低溫加熱工藝制度，脫碳和滲氮過程可以 單獨、有效地得到控制，確保了脫碳量、滲氮量的穩(wěn)定，形成良好的抑制劑，從而獲得穩(wěn)定的 磁性；滲氮效率高，沒有表面氧化膜的影響；采用600 740°C低溫滲氮工藝，形成以(Al、Si)N為主的抑制劑，能耗低、生產(chǎn)成本低。
具體實施例方式實施例1 按照表1所述的化學(xué)成分冶煉和澆鑄。板坯在1160°C加熱爐內(nèi)保溫池后熱軋至 厚度為2. 5mm的熱軋板，開軋和終軋溫度分別為1085°C和890°C。熱軋板經(jīng)過900°C保溫 5min?；笱杆倮鋮s，酸洗后冷軋至0. 35mm。在管式爐中進行滲氮處理，滲氮溫度700°C， 之后在濕的H2-N2混合氣氛下脫碳，脫碳溫度為800°C，時間5min，露點25 V。涂覆MgO隔 離劑后進行高溫退火和平整退火，涂絕緣層，測磁。實驗結(jié)果如表2所示。表1實驗鋼化學(xué)成分 單位
權(quán)利要求
1. 一種高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下(1)冶煉用轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼，鋼水經(jīng)二次精煉和連鑄后，獲得鑄坯；所述煉鋼成分設(shè) 計為各組分重量百分比為:C :0. 035-0. 060%, Si :2. 5 3. 5%，Mn :0. 08 ~ 0. 20%, S 0.005 0. 010%, Als 0. 01 0. 04%, N :0. 002 0. 01%, P :0. 010 0. 030%，其余為 Fe及不可避免的夾雜物；(2)熱軋鑄坯在加熱爐內(nèi)加熱到1080 1200°C，小于1170°C開軋，860°C以上終軋成1.2 3. 5mm厚度的熱軋板，卷取溫度為400 650°C ；(3)?；；嘶穑⑦M行冷卻。退火溫度850 1150°C，退火時間120 360秒， 冷卻速度大于25°C /s ；(4)冷軋一次冷軋軋到成品板厚度，冷軋壓下率為85 90%；(5)滲氮對成品厚度的鋼板進行滲氮處理，滲氮溫度為600 740°C，滲氮時間為5 40秒，滲氮介質(zhì)為干NH3,保護氣氛為吐與隊混合氣體，H2體積含量50 80%，NH3體積 含量1 10%，滲氮量為100 200ppm ；(6)脫碳對滲氮后的鋼板進行脫碳退火，涂覆以MgO并添加2 5wt%TiO2的高溫退 火隔離劑；脫碳溫度控制范圍750 850°C，露點為25°C;脫碳時間60 360秒；保護氣氛 為濕的H2和N2混合氣體，H2體積含量15 80% ；(7)高溫退火在H2與N2混合氣體中以10 30°C/h的速度升溫至1100 1200°C， 并在純氫氣氣氛中保溫10 15小時退火，涂敷含9 23wt%膠狀SiO2及3 18wt%磷 酸鎂的應(yīng)力涂層，最終制造性能優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。
全文摘要
一種高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)方法，屬于硅鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。工藝為冶煉、精煉、連鑄獲得鑄坯；熱軋；常化，?；嘶稹⒗鋮s；冷軋，一次冷軋，冷軋壓下率為85～90％；滲氮，滲氮溫度600-740℃；滲氮時間為5～40秒；滲氮介質(zhì)為干NH3；脫碳，脫碳溫度750～850℃；露點為25℃；脫碳時間60～360秒；高溫退火，涂敷應(yīng)力涂層。優(yōu)點在于，采用600～740℃滲氮、后脫碳退火的板坯低溫加熱工藝，鋼板滲氮沒有氧化膜的影響，滲氮均勻、效率高；通過控制滲氮脫碳工藝，形成適量有效的(Al，Si)N抑制劑，獲得優(yōu)異的磁性能；低溫滲氮，能耗低、生產(chǎn)成本降低。
文檔編號C21D8/12GK102041440SQ20111000866
公開日2011年5月4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, 張莉霞, 潘麗梅, 王全禮, 王寶川, 王崇學(xué), 耿立, 董浩, 許學(xué)勇, 趙楠 申請人:首鋼總公司