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CN116287626B - 一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法 - Google Patents

一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法 Download PDF

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CN116287626B CN202310290762.9A CN202310290762A CN116287626B CN 116287626 B CN116287626 B CN 116287626B CN 202310290762 A CN202310290762 A CN 202310290762A CN 116287626 B CN116287626 B CN 116287626B
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赵鹏飞
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Abstract

本发明公开了一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，高磁感取向硅钢生产技术领域，以解决取向硅钢磁性波动大的技术问题，该方法包括如下步骤：获得热轧带钢；多个所述热轧带钢依次连接后加热，控制每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度均高于中部的加热温度100～300℃；将所述加热后的热轧带钢冷连轧，控制每个所述热轧带钢中部的冷轧速率高于头部和尾部的冷轧速率，以获得磁性均匀的取向硅钢。采用本发明提供的方法，取向硅钢的纵向磁感极差最大值为0.001～0.005T，取向硅钢纵向磁感均匀性好。

Description

一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法
技术领域
本发明属于高磁感取向硅钢生产技术领域，具体涉及一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法。
背景技术
高磁感取向硅钢是指磁感强度不低于1.88T的取向硅钢，是制造变压器铁芯等磁性器件的重要硅铁合金。取向硅钢一般经过炼钢、连铸、热轧、常化酸洗、冷轧、脱碳渗氮、高温退火以及拉伸平整退火等工艺获得。
取向硅钢单卷长度长，以0.23mm为例，长度达10000m以上，生产过程中长度方向工况差别较大，极易引起带钢长度方向的组织不均匀，这样取向硅钢成品在长度方向的磁性能波动大，不仅导致形成的不同磁性器件之间性能波动大，同时取向硅钢的分卷和切边过程困难。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，可以提高取向硅钢在长度方向的磁性均匀性。
本发明的技术方案为：提供了一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，包括如下步骤：
获得热轧带钢；
多个所述热轧带钢依次连接后加热，控制每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度均高于中部的加热温度100～300℃；
将所述加热后的热轧带钢冷连轧，控制每个所述热轧带钢中部的冷连轧速率高于头部和尾部的冷连轧速率，以获得磁性均匀的取向硅钢。
在一些实施例中，每个所述热轧带钢中部的加热温度为80～150℃，每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度为180～450℃。
在一些实施例中，每个所述热轧带钢中部的冷连轧速率为500～1500mpm，每个所述热轧带钢头部和尾部的冷连轧速率为100～500mpm。
在一些实施例中，相连接的两个所述热轧带钢中，前一个热轧带钢的带尾降速位置与后一个热轧带钢的带头升速位置的距离为400m～1000m。
在一些实施例中，所述前一个热轧带钢的带尾降速以及所述后一个热轧带钢的带头升速的加速度均为0.35～1m/s2。
在一些实施例中，所述获得热轧带钢，具体包括：
钢液连铸形成板坯；
所述板坯经过热轧和卷取形成热轧卷；
所述热轧卷常化处理后获得热轧带钢；所述常化处理中，控制热轧卷的头部和尾部的固溶温度低于中部的固溶温度10～30℃，控制热轧卷的头部和尾部的均热温度高于中部的均热温度10～30℃。
在一些实施例中，所述常化处理中，热轧卷的头部和尾部的固溶温度为1000～1190℃，热轧卷的中部的固溶温度为1030～1200℃；热轧卷的头部和尾部的均热温度为860～1000℃，热轧卷的中部的均热温度为850～970℃。
在一些实施例中，所述卷取中，控制钢板的头部和尾部的温度均高于中部的温度10～50℃；
所述卷取中，控制钢板的头部和尾部的温度为510～750℃，控制钢板的中部的温度为500～700℃。
在一些实施例中，所述连铸过程中，控制电磁搅拌强度为150～400A，二冷水的冷却强度为0.5～1.5L/min。
在一些实施例中，所述将所述加热后的热轧带钢冷连轧，具体包括：
将所述加热后的热轧带钢冷连轧和渗氮退火；
所述渗氮退火的温度为750～950℃，所述渗氮退火采用渗氮装置进行，所述渗氮装置包括多组沿带钢的长度方向依次间隔设置的渗氮机构，所述渗氮机构包括两个分别位于所述带钢上方和下方的渗氮单元，所述渗氮单元包括：
喷射管，两端封闭，所述喷射管设有用于连通渗氮气源的进气口以及多个沿所述带钢宽度方向依次分布的用于向所述带钢喷吹渗氮气体的喷气孔，位于所述喷射管两端的喷气孔的孔径小于位于所述喷射管中部的喷气孔的孔径；位于所述喷射管两端的相邻两个喷气孔的间距小于位于所述喷射管中部的相邻两个喷气孔的间距。
本发明的有益效果至少包括：
本发明所提供的一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，包括如下步骤：获得热轧带钢；多个所述热轧带钢依次连接后加热，控制每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度均高于中部的加热温度100～300℃；将所述加热后的热轧带钢冷连轧，控制每个所述热轧带钢中部的冷连轧速率高于头部和尾部的冷连轧速率，以获得磁性均匀的取向硅钢。控制热轧带钢中部的冷连轧速率高于头部和尾部的冷连轧速率，可以降低头部和尾部的连接处由于连接强度低易出现断裂的风险，还可以提高冷连轧的生产效率；控制热轧带钢头部和尾部的加热温度高于中部的加热温度，可以补偿热轧带钢头部和尾部冷连轧速率低、散热快导致的温度损失，提高热轧带钢在冷连轧过程中头部、尾部以及中部的组织均匀性，从而保证了取向硅钢在长度方向的磁性均匀性。采用本发明提供的方法，取向硅钢的纵向磁感极差最大值为0.001～0.005T，取向硅钢纵向磁感均匀性好。
附图说明
图1示出了本申请实施例的一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法的工艺步骤图；
图2示出了本申请实施例的板坯的电镜照片。
图3示出了二冷水冷却强度为0.4L/min的板坯的电镜照片。
图4示出了本申请实施例的渗氮装置的结构示意图。
图5示出了图4的渗氮装置中的喷射管的结构示意图。
附图标记说明：
100-带钢；2000-渗氮机构，200-渗氮单元，210-喷射管，211-喷气孔，220-稳压管，230-连通管。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
本实施例中所提及的带钢的头部和尾部以及带钢的中部是指沿着带钢的长度方向也是轧制方向的头部、尾部以及中部，钢板的头部和尾部以及钢板的中部亦是指沿着钢板的长度方向的头部、尾部以及中部。带钢的头部可以是沿带钢的运行方向从带钢的头端开始至L长度的部分，L的取值可以为5～200m，同理，带钢的尾部可以是沿带钢的运行方向从带钢的尾端开始至L长度的部分，L的取值可以为5～200m；钢板的头部和尾部分别与带钢的头部和尾部相同。
本发明实施例提供了一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，可以提高取向硅钢在长度方向和宽度方向的磁性均匀性，既保证了形成的磁性器件的性能稳定，同时便于对取向硅钢分卷和切边。
请结合图1，本发明实施例提供的提高取向硅钢磁性均匀性的方法包括如下步骤：
S1、获得热轧带钢；
该热轧带钢可以是高磁感取向硅钢(B≥1.88T)的化学成分组成，在一些实施例中，热轧带钢中Si的质量分数为2.5～4.0％，其硅含量高，在冷连轧中脆性较大。在其他实施例中，热轧带钢可以由如下质量分数的化学成分组成：C:0.045～0.075％，Si:2.5～4.0％，Mn:0.08～0.2％，P:0.01～0.05％，S:0.005～0.012％，A1:0.025～0.035％，N:0.005～0.0100％，Cu:0～0.25％，Cr:0.05％～0.25％、Sn+Mo:0.03～0.15％，Nb+V+Ti+B≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。Sn+Mo:0.03～0.15％表示Sn的质量分数与Mo的质量分数之和为0.03～0.15％，Nb+V+Ti+B≤0.015％表示Nb的质量分数、V的质量分数、Ti的质量分数以及B的质量分数之和不超过0.015％。
具体地，获得热轧带钢，具体包括：
S11、钢液连铸形成板坯；
在一些实施例中，所述连铸过程中，控制电磁搅拌强度为150～400A，二冷水的冷却强度为0.5～1.5L/min，二冷水的冷却强度控制可使板坯中的析出物更弥散均匀(如图2)，板坯中细小且均匀分布的析出物在后序热轧过程中能均匀的钉扎位错运动，从而获得更均匀的热轧组织，为提高磁性均匀性提供基础；另外，控制二冷水的冷却强度和电磁搅拌强度，还可以以控制板坯的等轴晶率为50～100％，即板坯中等轴晶的体积占比为50～100％，其波动不超过50％，等轴晶中的晶粒的尺寸比较均匀，利于后工序产生均匀的组织；如果二冷水的冷却强度过低，会在一定程度上减少析出物的数量(见图3)，板坯中析出物过少会使得热轧卷变形不均匀，热轧卷在动态再结晶过程中，析出物多的位置等轴晶晶粒尺寸小，析出物少的地方，晶粒尺寸大。如果二冷水的冷却强度过高会使板坯出现裂纹。等轴晶的体积占比会影响冷连轧形成的剪切带面积，一般等轴晶的体积占比小冷连轧剪切带面积小，在动态再结晶中的形核点较少，晶粒有足够的空间长大；对于等轴晶较多体积占比大的位置，冷连轧形成的剪切带面积大，在动态再结晶中的形核点较多，晶粒之间会相互抑制，取向硅钢的晶粒尺寸较小，如果等轴晶的体积占比波动过大，在一定程度上会导致形成的取向硅钢中有的位置晶粒尺寸大，有的位置晶粒尺寸小，组织不均匀，取向硅钢的磁性能波动大。
S12、所述板坯经过热轧和卷取形成热轧卷；
在一些实施例中，所述卷取中，控制钢板的头部和尾部的温度均高于中部的温度10～50℃；
钢板的头部和尾部的卷取温度以及中部的卷取温度的不同可以通过钢板的冷却控制来实现，也可以通过保温手段来实现，一般来说，冷却方式采用层流冷却，在其他实施例中，还可以使用超快冷方式，在此本申请不作具体限制。热轧结束后，钢板还具有较高的温度，通过冷却可以降低钢板的温度，同时保证钢板内部形成目标组织；钢板在卷取成热轧卷后，钢板的头部和尾部分别形成热轧卷的内圈和外圈，相比于热轧卷的中部(中间圈)，内圈和外圈均与空气接触更多，散热更快，而热轧卷的中部相对保温效果更好，因此导致热轧卷头部和尾部的温度均低于中部的温度；而在卷取成卷前的冷却过程中，控制钢板头尾的温度高于中部的温度，即形成U形的卷取温度曲线，这样可以补偿卷取动作结束后热轧卷头部和尾部散热过快造成的温损，使得热轧卷在长度方向的温度更加均匀，使得带钢长度方向等轴晶区体积占比为10％～20％，带钢宽度方向等轴晶区体积占比为10％～20％，等轴晶区的比例波动范围小，等轴晶在后续的常化处理后会长大，在冷连轧中形成剪切带，而剪切带会提供退火中形成晶粒的形核点，保证取向硅钢的晶粒在带钢的长度方向更加均匀，保证带钢在长度方向的组织均匀性，提高取向硅钢的磁性均匀性。如果在冷却中，钢板的头部和尾部的温度均与中部的温度相同，这样在卷取后热轧卷内圈和外圈的温度低于中间圈的温度，带钢在长度方向的等轴晶区体积占比波动过大，会导致取向硅钢的晶粒尺寸波动大，恶化取向硅钢的磁性均匀性。
在一些实施例中，所述卷取中，控制钢板的头部和尾部的温度为510～750℃，控制钢板的中部的温度为500～700℃，以实现钢板的头部和尾部的温度均高于中部的温度。
S13、所述热轧卷常化处理后获得热轧带钢；所述常化处理中，控制热轧卷的头部和尾部的固溶温度低于中部的固溶温度10～30℃，控制热轧卷的头部和尾部的均热温度高于中部的均热温度10～30℃。
常化处理也称为常化退火处理，在常化处理中，热轧卷的内部会发生晶粒的长大并形成抑制剂AlN，在后续的高温退火中，带钢以卷状升温，内圈和外圈(对应带钢的头部和尾部)升温快，因此内圈和外圈中抑制剂分解窗口期短，抑制剂来不及分解就会延后二次再结晶，提高了二次再结晶温度，影响带钢的头部和尾部位置的高斯织构的长大，从而使得取向硅钢的头部和尾部均与中间的磁性能存在差异。在常化退火过程中，热轧卷内部会完成抑制剂的先固溶再析出的过程，热轧卷的头部和尾部的固溶温度低，会降低抑制剂的固溶量，热轧卷的头部和尾部的均热温度高，冷却速率过慢，会降低抑制剂的析出量，也就是说，降低热轧卷头部和尾部的固溶温度，提高热轧卷头部和尾部的均热温度，既减少了热轧卷头部和尾部的抑制剂的固溶量，又减少了热轧卷头部和尾部的抑制剂的析出量，从而减少了热轧卷头部和尾部的的抑制剂数量，带钢头尾形成的抑制剂数量少于带钢中部的抑制剂数量，那么即使在高温退火中带钢头尾抑制剂分解的窗口期短，在一定程度上也不会延后二次再结晶，保证了高斯织构正常长大，使得带钢头部和尾部均与带钢的中部的二次再结晶温度接近，提高了带钢长度方向的磁性均匀性。如果热轧卷头尾的温度与中部的温度差值过小，抑制剂减少的数量有限，在一定程度上不能弥补高温退火过程中产生的差异，会减弱带钢长度方向的磁性均匀性。
在一些实施例中，所述常化处理中，热轧卷的头部和尾部的固溶温度为1000～1190℃，热轧卷的中部的固溶温度为1030～1200℃；热轧卷的头部和尾部的均热温度为860～1000℃，热轧卷的中部的均热温度为850～970℃。
热轧卷在常化处理完成了抑制剂AlN的先固溶再析出的过程，来获得充足的细小均匀分布的AlN抑制剂，热轧卷的固溶温度过低，在一定程度上抑制剂的固溶量减少，抑制剂析出数量少，反之固溶温度过高，在一定程度上抑制剂的固溶量多，抑制剂的数量多，且造成能源的浪费。热轧卷的均热温度过高，则冷却速率过慢，抑制剂析出数量过少，同时均热温度过高，析出物长大的过大；反之带钢的均热温度过低，则冷却速率过快，抑制剂析出数量过多。
S2、多个所述热轧带钢依次连接后加热，控制每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度均高于中部的加热温度100～300℃。
多个热轧带钢依次连接是指前一卷带钢的尾部与后一卷带钢的头部连接，连接方式一般选择焊接，以实现后续的冷连轧工艺。对热轧带钢加热可以提高塑性，降低后续冷连轧中断带的风险。热轧带钢的头部和尾部的高加热温度与后续的热轧带钢冷连轧中头部和尾部的低冷轧速率相匹配，热轧带钢的中部的低加热温度与后续的热轧带钢低温冷连轧速率相匹配，保证冷连轧后带钢在长度方向具有良好的组织均匀性。
在一些实施例中，每个所述热轧带钢中部的加热温度为80～150℃，每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度为180～450℃。
控制热轧带钢中部的加热温度以及头部和尾部的加热温度，既提高了塑性降低了冷连轧中断带的风险，提高了生产效率。还与轧制速率匹配，保证了取向硅钢在长度方向的磁性均匀性，另外，还节约了能源。
S3、将所述加热后的热轧带钢冷连轧，控制每个所述热轧带钢中部的冷轧速率高于头部和尾部的冷轧速率，以获得磁性均匀的取向硅钢。
两个热轧带钢的连接处为焊接，在冷连轧中容易出现脆断，因此控制每个带钢的头部和尾部的冷轧速率低于中部的冷轧速率，既保证了带钢轧制过程中的稳定性，还提高了冷轧的效率；同时，热轧带钢长度方形不同位置的冷连轧速率与冷连轧前的加热温度匹配，在一定程度上进一步地提高了带钢冷连轧后的组织均匀性，保证了取向硅钢的磁性均匀性。
在一些实施例中，每个所述热轧带钢中部的冷轧速率为500～1500mpm，每个所述热轧带钢头部和尾部的冷轧速率为100～500mpm。
如果两个热轧带钢的连接过渡处的轧制速率过高，在一定程度上会导致相邻两个热轧带钢的连接焊缝开裂出现断带风险；如果两个热轧带钢的连接过渡处的轧制速率过慢，会在一定程度上影响生产效率。冷连轧时，尽可能的提高连接过渡处的速率，进一步地与带钢中部速率接近，这样既可提高带钢在长度方向的组织均匀性，还可以降低冷连轧的断带风险，保证取向硅钢的冷连轧顺行。
在一些实施例中，相连接的两个所述热轧带钢中，前一个热轧带钢的带尾降速位置与后一个热轧带钢的带头升速位置的距离为400m～1000m，该距离过短，在一定程度上可能会提高带钢的断带风险，该距离过长会在一定程度上会降低生产效率。
在一些实施例中，所述前一个热轧带钢的带尾降速以及所述后一个热轧带钢的带头升速的加速度均为0.35～1m/s2。加速度过大，易损害设备，加速度过小，会降低生产效率。
在一些实施例中，所述将所述加热后的热轧带钢冷连轧，具体包括：将所述加热后的热轧带钢冷连轧和渗氮退火。渗氮退火一般在脱碳退火之后，即先冷连轧然后再依次脱碳退火和渗氮退火。渗氮退火的温度为750～950℃，渗氮退火采用渗氮装置进行，请参阅图4和图5，渗氮装置包括多组渗氮机构2000，多组渗氮机构2000沿带钢100的长度方向依次间隔设置，以提高渗氮效率，渗氮机构2000包括两个分别位于带钢100上方和下方的渗氮单元200，以对带钢100的上表面和下表面同时渗氮，渗氮单元200包括喷射管210，喷射管210的两端封闭形成盲端，喷射管210设有用于连通渗氮气源的进气口以及多个沿带钢100宽度方向依次分布的用于向带钢100喷吹渗氮气体的喷气孔211，位于喷射管210两端的喷气孔211的孔径小于位于喷射管210中部的喷气孔211的孔径，使得喷至带钢100宽度方向两侧的含氮气体量高于带钢100宽度中部的含氮气体。
相关技术中，喷射管210沿带钢100也就是取向硅钢的宽度方向延伸，喷射管210的一端封闭形成盲端，喷射管210的另一端连通含氮气源，喷射管210沿长度方向均匀布置多个喷气孔211，含氮气源通过均匀布置的多个喷气孔211喷至带钢100的表面，由于喷射管210的一端是盲端，含氮气体在该位置会压力变大，因此靠近盲端的喷气孔211喷出的含氮气体流量较大，喷射管210的另一端连通含氮气源，因此靠近喷射管210的另一端的喷气孔211喷出的含氮气体流量也较大，从喷射管210的中部的喷气孔211喷出的含氮气体压力减弱，因此从中部的喷气孔211喷出的含氮气体流量较弱，这样就形成了带钢100宽度方向的中部含氮气体少，带钢100宽度方向的两侧含氮气体多的流场，体现在带钢100性能就是带钢宽度方向两侧的磁性高，带钢100宽度方形的中部的磁性低的规律。本申请中喷射管210两端封闭均形成盲端，位于喷射管210两端的喷气孔211的孔径小于喷射管210中部的喷气孔211的孔径，这样可以提高位于带钢100宽度方向中部的含氮气体的流量，提高带钢100宽度方向的喷气量的均匀性，提高带钢100宽度方向渗氮量的均匀性，带钢100在宽度方向的磁性更均匀。
为了进一步地提高渗氮均匀性，在一些实施例中，位于喷射管210两端的喷气孔211的孔径是位于喷射管210中部的喷气孔211的孔径的四分之一至五分之四；在某些实施例中，位于喷射管210中部的喷气孔211的孔径为10～20mm，例如，位于喷射管210中部的喷气孔211的孔径为12mm，位于喷射管210两端的喷气孔211的孔径为3～9mm；位于喷射管210中部的喷气孔211的孔径为15mm，位于喷射管210两端的喷气孔211的孔径为3.75～12mm。
为了更好的保证渗氮均匀性，在一些实施例中，请结合图2，位于喷射管210两端的相邻两个喷气孔211的间距小于位于喷射管210中部的相邻两个喷气孔211的间距，孔距的分布配合孔径，保证了渗氮气氛在带钢宽度方向的均匀性。在某些实施例中，位于喷射管210中部的相邻两个喷气孔211的间距为100～300mm，例如，中部的相邻两个喷气孔211间距为120mm时，位于喷射管210两端的相邻两个喷气孔211的间距为40～60mm，中部的相邻两个喷气孔211间距为150mm时，位于喷射管210两端的相邻两个喷气孔211的间距为50～75mm。在一些实施例中，喷气孔211的数量可以为8～15个，喷气孔211的数量可根据带钢100的宽度来调整，本申请不作具体限制。
在一些实施例中，请结合图4，进气口设有多个，多个进气口沿带钢100的宽度方向依次间隔分布，例如，进气口设有两个或者三个，进气口位于进气管沿长度方向的中部，在某些实施例中，结合图4，进气口设有三个。
请继续结合图4，渗氮单元200还包括用于连通渗氮气源的稳压管220，稳压管220与喷射管210平行，稳压管220一端封闭形成盲端，稳压管220的另一端与渗氮气源连通，稳压管220设有与进气口数量相同的排气口，进气口通过连通管230与对应的排气口连通，稳压管220的内径不小于喷射管210的内径，以为喷射管210提供压力稳定的气源，并且稳压管220还可以进一步的实现渗氮气氛中的三种不同气体的均匀混合；在某些实施例中，稳压管220的内径是喷射管210的内径的1～1.5倍，例如1.2倍，1.3倍；在一些实施例中，连通管230的内径小于喷射管210的内径，以提高连通管230内的含氮气源的压力，稳定喷气孔211喷出的气体压力，同时还以较小的内径对喷射管210定向匹配，确保进入喷射管210内的渗氮气氛混合均匀；在某些实施例中，连通管230的内径是喷射管210的内径的0.2～0.8倍，例如0.3倍，0.5倍或者0.7倍；在某些实施例中，喷射管210的内径可以为120～200mm，例如，在喷射管210的内径为150mm时，连通管230的内径为30～120mm，在喷射管210的内径为180mm时，连通管230的内径为36～144mm。
在一些实施例中，喷气孔211的轴向与带钢100的去料方向的夹角为30°～60°，便于含氮气源与带钢的上表面和下表面充分接触。在某些实施例中，喷气孔211的轴向与带钢100的运行方向的夹角可以为30°、40°、45°或者50°等。
在一些实施例中，渗氮退火在退火炉内进行，渗氮装置位于退火炉内，退火炉的出口侧压力与入口侧压力差为5～10Pa。带钢从退火炉的入口侧进入，退火炉的出口侧出，退火炉的出口侧压力与入口侧压力差为5～10Pa，退火炉的出口侧的压力大，退火炉的入口侧的压力小，促进含氮气氛从出口侧向入口侧移动，同时配合喷气孔211与带钢去料方向的夹角，提高带钢的渗氮均匀性。如果退火炉的出口侧压力与入口侧压力差过大，在一定程度行将会造成喷射出来的含氮气体难以破坏带钢表面的气流边界层，从而无法到达带钢表面，进而导致渗氮量降低；如果退火炉的出口侧压力与入口侧压力差过小，将会弱化炉压含氮气体均匀性的改善效果，影响渗氮均匀性。
在一些实施例中，渗氮气体中NH3的压力范围为10～40KPa，每个渗氮单元200中的两个喷射管210的喷吹渗氮气体的总流量为10～40m3/h，控制渗氮气体中NH3的压力范围以及流量范围，与渗氮装置中喷气孔211的分布以及孔径配合，提高渗氮均匀性，如果渗氮气体中NH3的压力过小，将会在一定程度上导致渗氮气体中NH3不易与其他气体例如H2和N2混合，导致渗氮量过低，降低取向硅钢成品磁性能。如果渗氮气体中NH3的压力过大，将会在一定程度上导致渗氮气体中NH3与其他气体例如H2和N2混合不均匀，在一定程度上恶化渗氮不均匀性，并且在一定程度行可能会导致局部渗氮量过高，造成取向硅钢成品表面质量异常。如果渗氮气体的总流量过小，将会在一定程度上导致取向硅钢渗氮量过低，造成取向硅钢成品磁性能异常。如果渗氮气体的总流量过大，将会在一定程度上导致渗氮量过高，极易导致取向硅钢成品表面质量异常。
在其他实施例中，渗氮退火后还对带钢高温退火和热拉伸平整退火，高温退火中控制带钢长度及宽度方向晶粒尺寸为0.5D3～1.5D2，D2为高温退火后平均晶粒尺寸，D2为2～4cm。热拉伸平整退火中，带钢头尾采用变温控制，带钢头尾温度高出中部温度5～10℃，增强带钢头、尾的去应力效果。
下面将结合具体的实施例对本申请提供的提高取向硅钢磁性均匀性的方法做进一步地说明。
实施例1至实施例5及对比例1至对比例5
实施例1至实施例5提供了一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，取向硅钢成分为见表1，其中实施例1～3为A1成分，实施例4～5为A2成分，对比例1～3为A1成分，对比例4～5为A2成分。
表1
类别 C/％ Si/％ Mn/％ P/％ S/％ Als/％ N/％ Cu/％ Cr/％
A1 0.06 3.4 0.12 0.027 0.007 0.027 0.007 0.005 0.13
A2 0.05 3.3 0.11 0.026 0.006 0.028 0.008 0.018 0.12
表1续
类别 Sn/％ Mo/％ Nb/％ V/％ Ti/％ B/％ Sn+Mo/％ Nb+V+Ti+B/％
A1 0.04 0.025 0.003 0.002 0.001 0.0005 0.065 0.011
A2 0.07 0.05 0.005 0.004 0.003 0.001 0.120 0.013
该方法包括如下步骤：
步骤1：将符合前述成分的钢液连铸，连铸过程控制二冷水流量，形成板坯，然后将板坯送入加热炉中加热后热轧，热轧过程中控制层流冷却，以控制带钢的头部和尾部的卷取温度均高于中部的温度，温度控制可参见表2。
步骤2：将热轧带钢常化处理和酸洗，常化处理过程控制头部、尾部和中部的固溶温度和均热温度，具体如表3所示。
步骤3：将酸洗后的带钢送入六机架连轧机组中冷连轧，冷连轧过程控制头部和尾部的升降距离、升降加速度以及中部冷连轧速率，具体如表4所示。
步骤4，将冷连轧后的带钢依次脱碳渗氮，并高温退火处理，最后热拉伸平整退火后获得磁性均匀的取向硅钢。
表2
表3
表4
表5
表6
编号 氮含量差值/ppm
实施例1 3
实施例2 10
实施例3 7
实施例4 5
实施例5 5
对比例1 13
对比例2 20
对比例3 17
对比例4 15
对比例5 15
表7
表8
将实施例1至实施例5及对比例1至对比例5提供的渗氮处理后的带钢沿宽度方向在中心以及距离边部20mm处共取三个试样检测氮含量，并计算中心处与距离边部20mm处的氮含量差值的最大值，如表6所示。
将实施例1至实施例5及对比例1至对比例5提供的取向硅钢，沿长度方向在头部、尾部以及中部分别取样，每个样品贯穿带钢的宽度方向，再在每个样品沿带钢宽度方向分别在中部(对应表7和表8中的“中”)以及距离边沿20mm处(对应表7和表8中的“边1”和“边2”)的位置取样检测磁性能，检测结果如表7所示。对头部、中部以及尾部的各试样分别处理，分别计算出头部、尾部以及中部的横向三个试样的最大值和最小值的差值，并计算边1对应的头部试样、中部试样和尾部试样的磁性能最大值和最小值的差值，计算宽度中心对应的头部试样、中部试样和尾部试样的磁性能最大值和最小值的差值，计算边2对应的头部试样、中部试样和尾部试样的磁性能最大值和最小值的差值，如表8所示。
由表8中的数据可知，采用本发明实施例1至实施例5提供的方法，取向硅钢的横向磁感极差最大值为0.001～0.005T，取向硅钢的横向磁感均匀性好，取向硅钢的纵向磁感极差最大值为0.001～0.005T，取向硅钢纵向磁感均匀性好。
采用对比例1至对比例5提供的方法，取向硅钢的横向磁感极差最大值为0.011～0.03T，高于本发明实施例1至实施例5，取向硅钢的横向磁感均匀性差，取向硅钢的纵向磁感极差最大值为0.013～0.05T，高于本发明实施例1至实施例5，取向硅钢的纵向磁感均匀性差。
本发明提供了一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，至少具有如下优点：
1、采用冷连轧轧制取向硅钢，控制热轧带钢头部和尾部的加热温度高于中部的加热温度，并配合热轧带钢中部的冷连轧速率高于头部和尾部的冷连轧速率，在降低带钢冷连轧断带风险的同时保证较高的生产效率，同时保证了带钢在长度方向的磁性均匀性。
2、控制常化处理中内圈、外圈以及中间圈的不同固溶温度和不同的均热温度，在带钢的头部和尾部形成较少数量的抑制剂，在一定程度上解决了高温退火中头尾抑制剂无法快速分解导致的。
3、控制连铸过程的二冷水的冷却强度，降低等轴晶的波动范围，提高取向硅钢在长度以及宽度方向的磁性均匀性。
4、采用渗氮装置进行渗氮退火，提高了带钢在宽度方向的渗氮均匀性，提高了取向硅钢在宽度方形的磁性均匀性。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获得热轧带钢；
多个所述热轧带钢依次连接后加热，控制每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度均高于中部的加热温度100～300℃；每个所述热轧带钢中部的加热温度为80～150℃，每个所述热轧带钢头部和尾部的加热温度为180～450℃；
将所述加热后的热轧带钢冷连轧，控制每个所述热轧带钢中部的冷连轧速率高于头部和尾部的冷连轧速率，每个所述热轧带钢中部的冷连轧速率为500～1500mpm，每个所述热轧带钢头部和尾部的冷连轧速率为100～500mpm，以获得磁性均匀的取向硅钢。
2.根据权利要求1所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，相连接的两个所述热轧带钢中，前一个热轧带钢的带尾降速位置与后一个热轧带钢的带头升速位置的距离为400m～1000m。
3.根据权利要求2所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，所述前一个热轧带钢的带尾降速以及所述后一个热轧带钢的带头升速的加速度均为0.35～1m/s2。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，所述获得热轧带钢，具体包括：
钢液连铸形成板坯；
所述板坯经过热轧和卷取形成热轧卷；
所述热轧卷常化处理后获得热轧带钢；所述常化处理中，控制热轧卷的头部和尾部的固溶温度低于中部的固溶温度10～30℃，控制热轧卷的头部和尾部的均热温度高于中部的均热温度10～30℃。
5.根据权利要求4所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，所述常化处理中，热轧卷的头部和尾部的固溶温度为1000～1190℃，热轧卷的中部的固溶温度为1030～1200℃；热轧卷的头部和尾部的均热温度为860～1000℃，热轧卷的中部的均热温度为850～970℃。
6.根据权利要求4所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，所述卷取中，控制钢板的头部和尾部的温度均高于中部的温度10～50℃；
所述卷取中，控制钢板的头部和尾部的温度为510～750℃，控制钢板的中部的温度为500～700℃。
7.根据权利要求4所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，所述连铸过程中，控制电磁搅拌强度为150～400A，二冷水的冷却强度为0.5～1.5L/min。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的提高取向硅钢磁性均匀性的方法，其特征在于，所述将所述加热后的热轧带钢冷连轧，具体包括：
将所述加热后的热轧带钢冷连轧和渗氮退火；
所述渗氮退火的温度为750～950℃，所述渗氮退火采用渗氮装置进行，所述渗氮装置包括多组沿带钢的长度方向依次间隔设置的渗氮机构，所述渗氮机构包括两个分别位于所述带钢上方和下方的渗氮单元，所述渗氮单元包括：
喷射管，两端封闭，所述喷射管设有用于连通渗氮气源的进气口以及多个沿所述带钢宽度方向依次分布的用于向所述带钢喷吹渗氮气体的喷气孔，位于所述喷射管两端的喷气孔的孔径小于位于所述喷射管中部的喷气孔的孔径；位于所述喷射管两端的相邻两个喷气孔的间距小于位于所述喷射管中部的相邻两个喷气孔的间距。
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