本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高磁感取向硅鋼的方法,具體地屬于一種生產(chǎn)低溫高磁感取向硅鋼的?;刂品椒?。
背景技術(shù):
取向硅鋼片是一種重要的合金磁性材料,在工業(yè)上利用其軋制方向上所具備的優(yōu)良磁化性能來制備變壓器鐵芯。而衡量取向硅鋼磁性能主要有以下兩個主要參數(shù):在一定磁場強度T條件下檢測到硅鋼片具備的磁感強度BT(單位T),以及一定頻率和一定磁感強度下勵磁過程的鐵損PT(單位W/Kg)。為了獲得較高的磁感強度和較低的鐵損,取向硅鋼必須在高溫退火工序之后獲得良好的二次再結(jié)晶組織,即具備良好位向的高斯取向即晶體{110}面平行于軋制表面,<001>平行于軋向,以及合適的成品晶粒大小。目前,根據(jù)取向硅鋼在800A/m場強下所測得的磁感B800將產(chǎn)品分為兩類:B800在1.890T以下的,稱之為一般取向硅鋼(CGO);B800達到1.890T及以上的稱為高磁感取向硅鋼(Hi-B或HGO)?,F(xiàn)有技術(shù)中,低溫Hi-B取向硅鋼的生產(chǎn)方法主要有高溫板坯加熱溫度(高于1350℃)制備Hi-B鋼法、中溫板坯加熱溫度(介于1200℃到1350℃之間)制備Hi-B鋼法和低溫板坯加熱溫度(1200℃以下)制備Hi-B鋼法。高溫HiB鋼采用傳統(tǒng)的抑制劑法,是以鋼卷中MnS、AlN等析出相作為抑制劑來生產(chǎn)Hi-B鋼的方法。高溫Hi-B鋼碳含量在0.04~0.08%,較高的碳含量保證了熱軋過程中具備一定γ相比例;高溫Hi-B鋼中MnS、AlN等先天抑制劑在γ相固溶比例較大,經(jīng)過熱軋溫度、軋后冷卻和卷取溫度控制能夠控制熱軋板中抑制劑均勻穩(wěn)定析出。常化工藝對高溫HiB鋼的制備至關(guān)重要。從金相變化上看,?;笤俳Y(jié)晶晶粒較熱軋板明顯增多,但是?;^程織構(gòu)變化很小,主要的GOSS晶核要得以保存。?;ば虻闹饕饔迷谟谖龀鱿嗟弥匦禄厝芘c析出,其作用機理是使熱軋板中的AlN、MnS為主的抑制劑顆粒在高溫加熱回溶后經(jīng)緩冷保溫彌散析出,再快速過水急冷防止析出這類顆粒長大。?;蟮囊种苿┟芏仍黾?,具備更強的抑制能力,在初次再結(jié)晶和二次再結(jié)晶異常長大過程中都將起到重要作用。而低溫Hi-B鋼法,摒棄了以MnS作為抑制劑必須采取高溫加熱帶來的種種缺點,采用較低加熱溫度就可固溶的AlN作為抑制劑。為降低固溶溫度并對脫碳退火時初次再結(jié)晶長大起到合適抑制作用,低溫Hi-B鋼鑄坯中的Al和N必須采取嚴格的成分控制。而且低溫Hi-B法經(jīng)冶煉澆鑄獲得的內(nèi)在抑制劑對鋼卷最終高溫退火中抑制能力是不夠的,二次再結(jié)晶異常長大會不完全,還需要在脫碳退火之后進行增氮處理形成新的抑制劑以加強高溫退火過程中AlN的抑制能力。因此,低溫Hi-B鋼的常化退火作用雖然也是對抑制劑析出的控制,但是主要是控制AlN類抑制劑的析出,并且這類抑制劑的主要作用是加強對脫碳退火時初次再結(jié)晶晶粒長大的控制,從而保證二次再結(jié)晶異常長大中的驅(qū)動力。實際?;a(chǎn)過程中熱軋原料并非一成不變。即使嚴格控制煉鋼和熱軋工藝,不同爐次之間、同一爐次的不同鑄坯順序之間、以及熱軋批次之間產(chǎn)品狀態(tài)均存在不可避免的差異。當(dāng)波動在后工藝可接受的正常范圍內(nèi)不會對成品性能產(chǎn)生較大影響,但是波動程度超出正常范圍會影響產(chǎn)品質(zhì)量。前工序異常卷經(jīng)過現(xiàn)有的?;?、冷軋、脫碳、滲氮、高溫退火等較長的工序后生產(chǎn),無法得到性能相符的HiB產(chǎn)品。既降低取向硅鋼產(chǎn)品最終Hi-B合格率,也不利于降低取向硅鋼高昂的生產(chǎn)成本。本發(fā)明依據(jù)低溫Hi-B鋼實際生產(chǎn)特點和大量現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù),在現(xiàn)有鋼種成分不變的條件下,開發(fā)出一種常化工藝實施和?;鍫顟B(tài)檢測判定的控制方法,及時有效地控制?;淼姆€(wěn)定性,減少成品磁性能波動,提高取向HiB合格率的同時降低生產(chǎn)成本。低溫Hi-B鋼生產(chǎn)過程過程從熱軋卷到制備成品,通常需要經(jīng)過?;嘶?、冷軋、脫碳退火、滲氮退火、高溫退火和成品涂層退火等復(fù)雜熱處理環(huán)節(jié)。各熱處理環(huán)節(jié)相互適配,才能在最終高溫退火之前形成合乎要求的晶體組織和析出物形態(tài),成具有優(yōu)良磁性能的二次再結(jié)晶組織。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的低溫HiB鋼?;療崽幚磉^程的材料檢測繁瑣且耗時較長、難以對常化后異常卷進行及時檢測的問題,提供一種利用低溫Hi-B鋼?;彖F損值P1.1/50與產(chǎn)品最終磁性能之間的關(guān)系來界定出不同Als含量下?;淼淖罴裀1.1/50范圍,并根據(jù)?;彖F損值P1.1/50與?;療崽幚砀邷囟螠囟戎g的聯(lián)系進行?;瘻囟裙に嚳刂?,使得?;箐摪錚1.1/50值能夠控制在最佳范圍內(nèi),從而實現(xiàn)?;に嚺c鋼種成分的合理匹配,穩(wěn)定生產(chǎn)出磁性優(yōu)良的低溫高磁感取向硅鋼的?;刂品椒?。實現(xiàn)上述目的的具體措施:一種生產(chǎn)低溫高磁感取向硅鋼的?;刂品椒?,其步驟:1)所適用鋼的組分及重量百分比含量為:Si:3.00~3.35%、C:0.045~0.065%、Als:0.0220~0.0320%、Mn:0.080~0.090%、S:0.005~0.010%、N:0.006~0.010%、Cu:0.014~0.015%、Sn:0.040~0.042%、Cr及Ni總含量小于0.25%,其余為Fe和不可避免夾雜物;2)按照上述成分冶煉并連鑄成坯后加熱,加熱溫度在1150~1250℃;3)經(jīng)常規(guī)熱軋后,進行兩段式?;嘶穑旱谝欢纬;摪鍦囟萒根據(jù)熱軋卷中Als含量進行控制,并保溫20~30S;然后降低鋼板溫度至890~910℃開始進行第二段?;⒈?00~120s;其中?;谝欢武摪鍦囟萒的控制范圍根據(jù)以下經(jīng)驗公式進行控制:1182.1-0.400×106×[Als]≤T≤1237.9-0.495×106×[Als]上式中:T—表示熱電偶所顯示的退火爐內(nèi)鋼板實測溫度,單位為℃;Als—表示鋼板中Als的含量,用純小數(shù)值相乘;4)對?;蟮匿摼頎顟B(tài)進行判定:檢測鋼板的P1.1/50值,并判斷該值是否在α≤P1.1/50≤β范圍內(nèi),其中:α=10.71×e197.5×[Als]+1.35×D-14×[Si]+0.055;β=10.95×e158.1×[Als]+1.35×D-14×[Si]+0.055;式中:Als—表示鋼板中Als的含量,公式中用純小數(shù)值代入計算;Si—表示鋼板中Si的含量,公式中用純小數(shù)值代入計算;D—表示所?;宓暮穸?,單位為:mm;若P1.1/50在α≤P1.1/50≤β范圍內(nèi),則表明P1.1/50滿足要求,繼續(xù)進行后工序;若P1.1/50小于α或P1.1/50大于β,則說明P1.1/50不正常;5)在150~220℃下時效軋制至成品厚度;6)進行脫碳退火,并控制C含量在10ppm以下;再進行滲氮退火,控制最終N含量140-300ppm;7)常規(guī)進行涂布氧化鎂退火隔離劑、最終高溫退火;涂布張力涂層、拉伸平整等后工序。本發(fā)明通過依據(jù)不同Als的磁性優(yōu)良產(chǎn)品所對應(yīng)的P1.1/50范圍,在?;ば虿捎肞1.1/50=e(2.86-0.000395×T)+1.35×D-14×[Si]+0.055的經(jīng)驗公式進行常化工藝溫度控制,使得常化卷P1.1/50值在合理范圍之內(nèi),在?;髾z測?;宓腜1.1/50值就能迅速判別出?;碚Ec否,從而采取相應(yīng)限制措施,將要產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的異常卷及時限制下送生產(chǎn),將不合格品消滅在前期而不是在整個工藝周期完成之后,使得成品的HiB合格率得以提高,相應(yīng)的成本消耗得以降低。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,其利用低溫Hi-B鋼?;彖F損值P1.1/50與常化熱處理高溫段鋼板溫度之間的聯(lián)系來進行?;瘻囟仍O(shè)定,使得不同Als?;淼腜1.1/50值控制在磁性合格產(chǎn)品所需的P1.1/50范圍內(nèi),從而獲得磁性優(yōu)良的產(chǎn)品,實現(xiàn)常化工藝與鋼種成分的合理匹配,控制異常常化產(chǎn)品浪費生產(chǎn),達到穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)良品的目的。具體實施方式下面對本發(fā)明予以詳細描述:表1為本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表;表2為發(fā)明各實施例及對比例材料參數(shù)、成品的平均磁性和HiB合格率列表;本發(fā)明各實施例生產(chǎn)的低溫高磁感取向硅鋼的成分均在以下成分及含量范圍(以wt%計)取值:Si:3.00~3.35%、C:0.045~0.065%、Als:0.0220~0.0320%、Mn:0.080~0.090%、S:0.005~0.010%、N:0.006~0.010%、Cu:0.014~0.015%、Sn:0.040~0.042%、Cr及Ni總含量小于0.25%,其余為Fe和不可避免夾雜物。本發(fā)明各實施例按照以下步驟生產(chǎn):一種生產(chǎn)低溫高磁感取向硅鋼的?;刂品椒ǎ洳襟E:1)所適用鋼的組分及重量百分比含量為:Si:3.00~3.35%、C:0.045~0.065%、Als:0.0220~0.0320%、Mn:0.080~0.090%、S:0.005~0.010%、N:0.006~0.010%、Cu:0.014~0.015%、Sn:0.040~0.042%、Cr及Ni總含量小于0.25%,其余為Fe和不可避免夾雜物;2)按照上述成分冶煉并連鑄成坯后加熱,加熱溫度在1150~1250℃;3)經(jīng)常規(guī)熱軋后,進行兩段式?;嘶穑旱谝欢纬;摪鍦囟萒根據(jù)熱軋卷中Als含量進行控制,并保溫20~30S;然后降低鋼板溫度至890~910℃開始進行第二段?;⒈?00~120s;其中?;谝欢武摪鍦囟萒的控制范圍根據(jù)以下經(jīng)驗公式進行控制:1182.1-0.400×106×[Als]≤T≤1237.9-0.495×106×[Als]上式中:T—表示熱電偶所顯示的退火爐內(nèi)鋼板實測溫度,單位為℃;Als—表示鋼板中Als的含量,用純小數(shù)值相乘;4)對常化后的鋼卷狀態(tài)進行判定:檢測鋼板的P1.1/50值,并判斷該值是否在α≤P1.1/50≤β范圍內(nèi),其中:α=10.71×e197.5×[Als]+1.35×D-14×[Si]+0.055;β=10.95×e158.1×[Als]+1.35×D-14×[Si]+0.055;式中:Als—表示鋼板中Als的含量,公式中用純小數(shù)值代入計算;Si—表示鋼板中Si的含量,公式中用純小數(shù)值代入計算;D—表示所常化板的厚度,單位為:mm;若P1.1/50在α≤P1.1/50≤β范圍內(nèi),則表明P1.1/50滿足要求),繼續(xù)進行后工序;若P1.1/50小于α或P1.1/50大于β,則說明P1.1/50不正常;5)在150~220℃下時效軋制至成品厚度;6)進行脫碳退火,并控制C含量在10ppm以下;再進行滲氮退火,控制最終N含量140-300ppm;7)常規(guī)進行涂布氧化鎂退火隔離劑、最終高溫退火;涂布張力涂層、拉伸平整等后工序。表1本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表續(xù)接表1表2為發(fā)明各實施例及對比例材料參數(shù)、成品的平均磁性和HiB合格率列表表2中成品HiB合格率的計算方法,為成品檢驗過程中鋼卷磁感符合B800≥1.89T部分重量與總質(zhì)量之比。從實施例表2可以看出,采用本發(fā)明方法對?;に囘M行調(diào)整控制鋼卷P1.1/50值在合理范圍內(nèi),生產(chǎn)出的成品B800≥1.90T,P1.7/50≤0.98W/kg的高磁感取向硅鋼,并且整體HiB合格率在86%以上。而對比例中采用常規(guī)方式生產(chǎn)的產(chǎn)品磁性能在1.9T以下,且最終的HiB合格率整體低于80%。本具體實施方式僅為最佳例舉,并非對本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實施。