本發(fā)明屬于金屬材料退火工藝，特別涉及取向硅鋼脫碳的退火方法，更具體地涉及一種含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法。

背景技術(shù)：

1、含銅取向硅鋼生產(chǎn)的主要工藝流程如下：冶煉→熱軋→酸洗→一次冷軋→脫碳退火→二次冷軋→氧化鎂涂覆→高溫退火→應(yīng)力涂層涂覆及拉伸平整退火→分條、包裝。

2、含銅取向硅鋼制備技術(shù)特點(diǎn)是：成分添加約0.5％的cu，cu的添加可以提高奧氏體量，降低aln抑制劑固溶溫度，以aln、cu2s作為抑制劑，熱軋加熱溫度降低至1250～1300℃；低c含量，以便于在中間退火時(shí)作完全脫碳處理，即使采取二次冷軋，也無(wú)需進(jìn)行第二次冷軋后的脫碳退火。顯然，含銅取向硅鋼屬于低生產(chǎn)成本取向硅鋼生產(chǎn)流程工藝，已得到越來(lái)越多的關(guān)注和實(shí)際應(yīng)用。這種流程工藝生產(chǎn)的普通取向硅鋼成品板的二次再結(jié)晶晶粒大，磁性能高于高溫加熱普通取向硅鋼。

3、含銅取向硅鋼脫碳退火工藝在第一次冷軋結(jié)束后進(jìn)行，脫碳退火工藝采用露點(diǎn)在25℃～55℃之間、體積百分比在25％～50％之間的氫氣氛進(jìn)行中間厚度完全脫碳。研究表明，在合適氣氛下，板溫從400℃開始就具備了氧化能力，在760～890℃的時(shí)期具備了脫碳能力。表層的碳被氧化生成co從鋼板表面溢出，表層碳勢(shì)開始降低，基體內(nèi)部的碳向表層擴(kuò)散，脫碳反應(yīng)隨著溫度的升高而加劇；脫碳過(guò)程不可避免地也會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，此時(shí)，氧化會(huì)生成sio2、fexoy以及它們的復(fù)合物。

4、傳統(tǒng)含銅取向硅鋼脫碳退火工藝中，表層脫碳與氧化反應(yīng)是交織在一起的過(guò)程，脫碳過(guò)程中附帶完成表層氧化物的控制，退火后產(chǎn)品的氧含量及氧化物成分結(jié)構(gòu)控制波動(dòng)大，導(dǎo)致成品表面質(zhì)量波動(dòng)。因此，表面質(zhì)量控制是含銅取向硅鋼脫碳退火工藝的難點(diǎn)，其中精準(zhǔn)控氧是關(guān)鍵。

5、名稱為“一種普通取向硅鋼的生產(chǎn)方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)cn1978673a、名稱為“提高低溫go取向硅鋼磁性能的方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)cn101748258a、名稱為“一種提高普通取向硅鋼磁性能的生產(chǎn)方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)cn102534364a、名稱為“低溫取向硅鋼生產(chǎn)全工藝”的中國(guó)專利cn102330021b等現(xiàn)有專利，重點(diǎn)就含銅取向硅鋼磁性能及工序優(yōu)化進(jìn)行了相關(guān)研究，公開了提升產(chǎn)品磁性能、優(yōu)化生產(chǎn)流程等方面的內(nèi)容，但均未涉及脫碳退火工序工藝中精準(zhǔn)控氧相關(guān)內(nèi)容。

6、名稱為“cgo取向硅鋼脫碳工藝研究”、“普通冷軋取向硅鋼中間完全脫碳退火工藝的確定”、“取向硅鋼脫碳過(guò)程的數(shù)值模擬分析”等相關(guān)現(xiàn)有文獻(xiàn)，研究了脫碳溫度、氣氛、爐壓差和脫碳時(shí)間對(duì)碳含量的影響；還借助掃描電鏡及電子背散射衍射技術(shù)，研究了不同工藝脫碳退火后的組織、織構(gòu)和脫碳效果；進(jìn)一步通過(guò)對(duì)硅鋼鋼帶表面的脫碳反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和碳在鋼帶內(nèi)部擴(kuò)散機(jī)理的研究，建立取向硅鋼脫碳過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，同樣未涉及脫碳退火工序工藝中精準(zhǔn)控氧的相關(guān)內(nèi)容。

7、名稱為“一種制備低溫高磁感取向硅鋼的工藝方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)cn201910563069.8、名稱為“一種生產(chǎn)低溫高磁感取向硅鋼的脫碳及滲氮退火方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)cn201611016468.5、名稱為“一種高磁感取向硅鋼的脫碳退火工藝”的中國(guó)專利申請(qǐng)cn202110441863.2等現(xiàn)有專利，均針對(duì)的是低溫加熱高磁感取向硅鋼脫碳、滲氮控制技術(shù)，也未涉及脫碳退火工序工藝中精準(zhǔn)控氧的相關(guān)內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，通過(guò)在脫碳退火過(guò)程中精準(zhǔn)控制氧含量，解決了含銅取向硅鋼表面質(zhì)量和表面質(zhì)量穩(wěn)定性差的難題，填補(bǔ)了本領(lǐng)域的技術(shù)空白。

2、本發(fā)明提供的含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法包括：

3、退火初期進(jìn)行表面處理，其中，采用≤-40℃的低露點(diǎn)h2為主要保護(hù)氣體，防止表面過(guò)氧化；

4、退火中期進(jìn)行脫碳，降低h2含量至≤10％以及爐內(nèi)氣氛露點(diǎn)至≤30℃進(jìn)行脫碳；

5、退火末期進(jìn)行獨(dú)立控氧，調(diào)節(jié)h2含量及爐內(nèi)氣氛露點(diǎn)進(jìn)行氧含量和表面氧化層結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)控制。

6、進(jìn)一步地，上述含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法包括：

7、(1)將取向硅鋼一次冷軋板放入退火爐內(nèi)，在退火爐加熱段進(jìn)行取向硅鋼一次冷軋板的表面處理，其中，退火爐升溫速率控制在20℃/s～80℃/s之間，通入露點(diǎn)≤-40℃的h2，h2含量控制為20％～50％，防止取向硅鋼一次冷軋板表面過(guò)氧化；

8、(2)在退火爐均熱段以低氫退火氣氛進(jìn)行取向硅鋼板的脫碳退火，其中，爐溫控制在800℃～850℃之間，h2含量降低至1％～10％，爐內(nèi)氣氛露點(diǎn)調(diào)整至≤30℃；

9、(3)在退火爐均熱段末端部分進(jìn)行精準(zhǔn)控氧，其中，爐溫在脫碳爐溫基礎(chǔ)上提升5℃～15℃，通過(guò)將h2含量調(diào)整至5％～50％、爐內(nèi)氣氛露點(diǎn)調(diào)整為0～40℃，控制退火板的氧含量及表面氧化層結(jié)構(gòu)。

10、進(jìn)一步地，在上述含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法中，在脫碳退火中，水和h2分壓比控制在0.25～0.50。

11、進(jìn)一步地，在上述含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法中，所述取向硅鋼一次冷軋板的含硅重量百分?jǐn)?shù)為2.9％～3.3％、含銅重量百分?jǐn)?shù)為0.3％～0.7％。

12、本發(fā)明的含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

13、(1)本發(fā)明的含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，采用了低氫退火氣氛脫碳和脫碳后獨(dú)立精準(zhǔn)控制氧含量的復(fù)合技術(shù)，由此控制取向硅鋼脫碳板的氧含量和表面氧化層物質(zhì)，制備得到表面質(zhì)量穩(wěn)定且優(yōu)良的含銅取向硅鋼板材，解決了含銅取向硅鋼表面質(zhì)量和表面質(zhì)量穩(wěn)定性差的難題，填補(bǔ)了本領(lǐng)域的技術(shù)空白；

14、(2)本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了低氫脫碳退火、獨(dú)立精準(zhǔn)控氧工藝及相應(yīng)的退火溫度、升溫速率、退火氣氛及露點(diǎn)的參數(shù)控制，大幅度降低了氫氣用量、減小了能源消耗，不僅生產(chǎn)成本低、操作靈活簡(jiǎn)單、控制精度高，而且能生產(chǎn)滿足不同用戶需求的氧含量及表面氧化層結(jié)構(gòu)的含銅取向硅鋼脫碳退火板，并最終促使形成表面質(zhì)量穩(wěn)定且優(yōu)良的成品板，具有重大的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，其特征在于，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，其特征在于，在脫碳退火中，水和h2分壓比控制在0.25～0.50。

4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，其特征在于，所述取向硅鋼一次冷軋板的含硅重量百分?jǐn)?shù)為2.9％～3.3％、含銅重量百分?jǐn)?shù)為0.3％～0.7％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含銅取向硅鋼低氫控氧的脫碳退火方法，包括：在退火爐加熱段進(jìn)行取向硅鋼一次冷軋板的表面處理，升溫速率控制在20℃/s～80℃/s，通入露點(diǎn)≤?40℃的H<subgt;2</subgt;；在退火爐均熱段以低氫退火氣氛進(jìn)行脫碳，爐溫控制在800℃～850℃之間，H<subgt;2</subgt;含量降低至1％～10％，爐內(nèi)露點(diǎn)調(diào)整至≤30℃；在退火爐均熱段末端部分進(jìn)行精準(zhǔn)控氧，爐溫在脫碳爐溫基礎(chǔ)上提升5℃～15℃，并通過(guò)調(diào)整H<subgt;2</subgt;及露點(diǎn)來(lái)控制退火板的氧含量及表面氧化層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用了低氫退火氣氛脫碳和脫碳后獨(dú)立精準(zhǔn)控制氧含量的復(fù)合技術(shù)，控制取向硅鋼脫碳板的氧含量和表面氧化層物質(zhì)，制備得到表面質(zhì)量穩(wěn)定且優(yōu)良的含銅取向硅鋼板材，填補(bǔ)了本領(lǐng)域的技術(shù)空白，具有重大的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：侯鵬飛,林媛,胡志強(qiáng),陳祥,王麗霞,趙建偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西太鋼不銹鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6