CN101748259B

CN101748259B - 一种低温加热生产高磁感取向硅钢的方法

Info

Publication number: CN101748259B
Application number: CN2008102297712A
Authority: CN
Inventors: 蒋奇武; 金文旭; 庞树芳; 游清雷; 付勇军; 张静; 张海利
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: CN101748259A

Abstract

本发明公开了一种低温加热生产高磁感取向硅钢的方法，将用通常工艺生产的取向硅钢板坯进行加热，接着进行热轧，热轧板退火或常化后经一次大压下率冷轧，轧制到接近成品厚度，再在湿气氛中进行脱碳退火，之后进行渗氮，涂敷隔离剂，最后进行高温退火，其特征在于：板坯加热温度控制在1280℃以下；脱碳退火板渗氮之前在不润滑的情况下进行1.5％～3％的临界变形冷轧来破坏SiO₂薄膜；所述的隔离剂是尺寸＜10um的Al₂O₃细颗粒，其中加入重量百分比为5％～30％TiO₂。本发明解决脱碳退火板表面形成的SiO₂薄膜阻碍渗氮的问题，同时获得性能优良的玻璃膜底层。

Description

一种低温加热生产高磁感取向硅钢的方法

技术领域

本发明涉及一种高磁感取向硅钢的生产方法，尤其是一种低温加热生产高磁感取向硅钢的方法。

背景技术

目前，取向硅钢生产工艺流程一般为：高炉炼铁→转炉冶炼→炉外精炼→连铸+电磁搅拌→铸坯喷涂防氧化膜→加热及热轧→常化(Hi-B)→冷轧→中间退火(GO)→二次冷轧(GO)→脱碳退火及涂敷MgO隔离剂→成品高温退火→热平整拉伸退火及涂敷绝缘膜→重卷包装。

在工业范围内，抑制剂的控制技术可以分为两类。一种是普通的技术，即板坯被加热到抑制剂(如AlN和MnS)的固溶温度以上，以便它们弥散析出，叫做“内在抑制剂的方法”(＞1300℃)；另一类是由新日铁公司发展起来的“获得抑制剂方法”(1100～1200℃)，即板坯加热温度足够低，二次再结晶所必需的抑制剂是在脱碳退火完成至最终成品退火的二次再结晶开始之前形成，其手段就是向钢中渗氮，使之与钢中原有的元素结合，形成有抑制剂功能的(Al，Si)N析出物。

在制造以AlN+MnS为固有抑制剂的Hi-B取向硅钢时，铸坯的加热温度＞1300℃，并且采用一次冷轧压下率大于85％的大压下率轧制，最重要一点是确保从炼钢到常化过程中AlN弥散析出。

在热轧过程中，终轧温度必须在1100℃以上，因为硅钢必须从γ-相体积分数大于给定值的区域快速冷却；因为要求有体积分数是40％～50％的γ-相，Si含量是3.25％时，要求的C含量是0.07％～0.08％。这些特点导致了开发新产品的如下困难。

高温加热困难

高温加热使氧化铁皮多，成材率低；修炉率高，产量降低；燃料消耗多；炉子寿命短；制造成本高；产品表面缺陷增多。

(1)增加Si含量困难

若要通过增加硅含量来降低铁损，也必须增加C含量，然而，增加C含量使硅钢的脱碳困难，结果会导致成品的磁滞现象。

(2)生产薄规格硅钢产品困难

以冷轧压下率大约是87％来生产薄规格产品，需要降低热轧卷厚度规格。然而，对低于特定等级的热轧卷又不能维持高的终轧温度。

为了避免以AlN作为固有抑制剂制造Hi-B取向硅钢的冶金学问题，也为了制造新产品，现在常采用板坯低温加热的获得抑制剂方法。固有抑制剂和获得抑制剂方法的制造过程基本相同，通过一次冷轧的方法来制造Hi-B产品。两种方法的本质区别如表1所示，获得抑制剂的方法以AlN为抑制剂，采用低温板坯加热，脱碳退火后要进行渗氮。

表1两种制造方法的特点

Mn在脱碳退火后形成MnO可作为MgO与SiO₂反应的触媒，改善了玻璃膜质量。MnS在形成玻璃膜时起到了有效的作用。以AlN为主要抑制剂，采用上述获得抑制剂的方法来生产取向硅钢时不再使用MnS，而且脱碳退火后表面形成10～20nm厚的SiO₂薄膜对渗氮是个很大的障碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温加热生产高磁感取向硅钢的方法，解决脱碳退火板表面形成的SiO₂薄膜阻碍渗氮的问题，同时获得性能优良的玻璃膜底层。

为实现上述目的，本发明采取的主要技术方案如下：

(1)将用通常工艺生产的取向硅钢板坯在1280℃以下加热，接着进行热轧，热轧板退火或常化后经一次大压下率冷轧，轧制到接近成品厚度，再在湿气氛中进行脱碳退火；

(2)脱碳退火板在不润滑的情况下进行1.5％～3％的临界变形冷轧来破坏SiO₂薄膜，接着进行渗氮处理，渗氮温度为830～870℃；渗氮时间为5～50秒；渗氮介质为NH₃；

(3)在渗氮后的钢板表面上，用静电法涂尺寸＜10um的细颗粒Al₂O₃，其中加入重量百分比为5％～30％TiO₂；

(4)经高温退火、热拉伸平整退火及涂敷绝缘涂层最终制造成性能优良的Hi-B取向硅钢。

采用获得抑制剂法生产以AlN为抑制剂的低温Hi-B取向硅钢时，脱碳退火之后必须要通过渗氮处理来加强AlN的抑制能力，但是在脱碳退火过程中形成的致密SiO₂膜，会使渗氮能力急剧变坏。在不润滑的情况下，经1.5％～3％临界变形冷轧，破碎SiO₂氧化膜，以便渗氮过程更容易进行。

MgO与SiO₂在高温退火过程中反应形成硅酸镁玻璃膜底层，现在由于临界变形冷轧破坏了SiO₂膜，形成的玻璃膜质量变差。因为Al₂O₃不与SiO₂发生反应，以尺寸＜10um的细颗粒Al₂O₃作为高温退火的主要隔离剂，高温退火后不形成玻璃膜，表面呈金属光泽，冲片性能明显提高，P_1.7也降低。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)脱碳退火板在不润滑的情况下经1.5％～3％的临界变形冷轧，可以有效破坏脱碳退火后形成的SiO₂表面氧化膜，提高渗氮效率；

2)优异的Al₂O₃涂层，不形成玻璃膜底层，表层均匀，得到良好的磁性能；

3)保证了后续热平整退火及绝缘涂层的实施。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

1、工艺总体要求

(1)工艺流程：

高炉炼铁→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热及热轧→大压下率一次冷轧→脱碳退火→临界变形冷轧→渗氮处理→涂Al₂O₃隔离剂→成品高温退火→热平整拉伸退火及涂敷绝缘膜→重卷包装

(2)钢水化学成分(重量百分比)：0.02％～0.09％C，2.8％～3.8％Si，0.01％～0.2％Mn，≤0.035％P，0.001％～0.02％S，≤0.01％N，≤0.03％Als，其余为铁和少量夹杂物；

(3)铸坯入加热炉温度≥300℃，最好≥900℃，在1200℃～1280℃范围保温＜3h，接着进行热轧，热轧板退火或常化后经一次大压下率冷轧，轧制到接近成品厚度，再在湿气氛中进行脱碳退火；

(4)渗氮工艺之前，脱碳退火板在不润滑情况下先经1.5％～3％的临界变形冷轧，再在830～870℃的温度下，分解NH₃气氛中进行5～50s的渗氮处理；

(5)用静电法在渗氮后的钢板表面上涂尺寸＜10um的细颗粒Al₂O₃，其中加入重量百分比为5％～30％TiO₂；

(6)经高温退火、热拉伸平整退火及涂敷绝缘涂层最终制造成性能优良的Hi-B取向硅钢。

2、具体实施例

取成分如表2所示的铸坯，切头去尾之后平均分割成6块，分别按照上述工艺进行试验。试验的工艺参数及磁性能检测结果见表3。

表2实验用钢的化学成分(wt％)

C	Si	Mn	P	S	Als	N
							0.055	3.3	0.20	0.033	≤0.005	0.03	0.008

Claims

1.一种低温加热生产高磁感取向硅钢的方法，将用通常工艺生产的取向硅钢板坯进行加热，接着进行热轧，热轧板退火或常化后经一次大压下率冷轧，轧制到接近成品厚度，再在湿气氛中进行脱碳退火，之后进行渗氮，涂敷隔离剂，最后进行高温退火，其特征在于：板坯入加热炉温度为≥300℃，加热温度控制在1200℃～1280℃范围，保温＜3h；渗氮之前脱碳退火板在不润滑的情况下进行1.5％～3％的临界变形冷轧来破坏SiO₂薄膜；脱碳退火板的渗氮温度为830～870℃，渗氮时间为5～50秒，渗氮介质为NH₃；所述的隔离剂为Al₂O₃细颗粒，其中加入重量百分比为5％～30％TiO₂。

2.根据权利要求1所述的低温加热生产高磁感取向硅钢的方法，其特征在于：隔离剂Al₂O₃细颗粒尺寸＜10um，并且用静电法涂敷。