[發(fā)明專利]一次軋制制備取向高硅鋼板的方法

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• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104120233A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左良;沙玉輝;柳金龍;姚勇創(chuàng);張芳
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12;C22C38/60
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一次軋制制備取向高硅鋼板的方法。

背景技術(shù)

取向硅鋼主要用于變壓器、鎮(zhèn)流器等電力電子器件的鐵芯，其特點是沿鋼板軋向的磁感高。按照硅含量取向硅鋼可分為普通取向硅鋼(硅的重量百分含量＜3.5％)和取向高硅鋼(硅的重量百分含量介于3.5％Si～7.0％％之間)。隨著硅含量增大，取向硅鋼磁導(dǎo)率增加、電導(dǎo)率和磁致伸縮系數(shù)下降，所以取向高硅鋼具有顯著的低鐵損和低噪音優(yōu)勢。

在制造取向高硅鋼時，由于涉及抑制劑的控制問題，需要嚴(yán)格限制熱軋之前的板坯加熱溫度，例如日本專利JP4224625中提到，板坯加熱溫度T(℃)和加熱時間t(h)滿足以下條件：T≤1300-10t。但板坯高溫加熱對取向高硅鋼的生產(chǎn)造成較大的負面影響，制造成本較高，主要原因有：①高溫加熱板坯氧化嚴(yán)重，比普通碳鋼的燒損量提高4倍以上，成材率低；②高硅鋼晶粒粗大且熔點低，板坯高溫加熱將加劇晶粒粗化，并導(dǎo)致晶界氧化甚至熔化，熱軋時邊裂嚴(yán)重，成型性差；③高溫形成的氧化鐵皮很難清除干凈，降低產(chǎn)品表面質(zhì)量；④高溫下板坯中的鋁、硅和碳與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其含量降低，產(chǎn)品磁性能不穩(wěn)定；⑤設(shè)備維護費用高、壽命短。

在日本專利JP4080321和JP4362134中提出了可以降低板坯加熱溫度的取向高硅鋼板的制造技術(shù)，主要包括冶煉、熱軋、冷軋和退火工序，其特征在于：在初次再結(jié)晶退火后、二次再結(jié)晶退火前，進行滲氮退火處理；并且通過控制初次再結(jié)晶退火工藝在鋼板表面形成有利于滲氮的氧化層，促使抑制劑可以穩(wěn)定均勻的擴散到鋼板內(nèi)部。由于采用了AlN為主要抑制劑，其板坯加熱溫度可以降低到1150～1250℃范圍內(nèi)。但是此制造方法的缺點是需要在脫碳退火工序后增加滲氮退火工序，用來形成細小彌散的AlN抑制劑，使取向高硅鋼的生產(chǎn)工序更加復(fù)雜，成本進一步提高。

取向高硅鋼在760℃以下存在B2和DO₃有序結(jié)構(gòu)，溫冷變形能力差，容易產(chǎn)生邊裂。專利CN?201310734401公開了一種采用二次或者多次冷軋法制造取向高硅鋼的方法。兩次或多次軋制法有利于減小加工硬化，降低軋機負荷。但沒有中間退火的一次軋制法，通過連續(xù)的溫冷軋可有效降低有序度并形成有利于塑韌性的纖維狀組織，有利于提高加工塑性，而且一次軋制法簡化了生產(chǎn)流程，可減少設(shè)備投資并縮短生產(chǎn)周期。

綜上所述，針對磁性能優(yōu)異、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高的取向高硅鋼，開發(fā)板坯低溫加熱技術(shù)和不含有中間退火的一次軋制法是目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有取向高硅鋼在制備技術(shù)上存在的上述問題，本發(fā)明提供一種一次軋制制備取向高硅鋼板的方法，板坯不需要在1250℃以上進行高溫加熱，不使用含有中間退火的二次或者多次軋制，通過嚴(yán)格控制化學(xué)成分、軋制和退火工藝參數(shù)，即可實現(xiàn)完善的二次再結(jié)晶，從而獲得取向高硅鋼薄板。

本發(fā)明的一次軋制制備取向高硅鋼板的方法，具體包括以下步驟：

步驟1：按設(shè)定成分冶煉，并在1400～1600℃澆鑄成板坯，設(shè)定成分按重量百分比為，C：0.05～0.30％，Si：4.0～7.0％，Mn：0.01～1.0％，Als：≤0.20％，Sn：≤0.50％，Sb：≤0.50％，Cu：≤0.50％，Mo：≤0.10％，Ni：≤0.50％，N：≤0.01％，S：≤0.02％，P：≤0.10％，余量為Fe；

步驟2，分兩種情況處理：

(1)當(dāng)板坯的余溫小于1000℃時，將板坯在1000～1250℃保溫5～600min均熱處理；

(2)當(dāng)板坯的余溫為1000～1300℃時，可以進行或不進行均熱處理；進行均熱處理時將板坯在1000～1250℃保溫5～600min。

步驟3：進行熱軋，開軋溫度950～1180℃，終軋溫度750～1000℃，熱軋壓下率50～99％，獲得熱軋鋼板；

步驟4：采用一次軋制法，軋制溫度為0～400℃，總壓下率為50～92％，獲得薄鋼板；

步驟5：將薄鋼板脫碳退火和成品退火；脫碳退火溫度為750～900℃，時間為0.5～60min，之后冷卻到室溫；成品退火在非氧化氣氛保護下進行，先將薄鋼板以35～1000℃/h的速度升溫到600～900℃，然后以5～70℃/h的速度加熱至1000～1200℃，最后在1000～1200℃保溫0～10h，獲得取向高硅鋼板。

其中，對步驟3獲得的熱軋鋼板可以進行常化處理后再進行步驟4，進行常化處理時，將熱軋鋼板在800～1200℃進行常化退火，退火時間為0.5～200min。