[發(fā)明專利]一種超低碳取向硅鋼板及其制造方法

有效

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• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104313469B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉海濤;宋紅宇;魯輝虎;劉文強;王銀平;李成剛;曹光明;劉振宇;王國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C21D8/02
• 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)領域

本發(fā)明屬于鋼鐵制造領域，特別涉及一種超低碳取向硅鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)

取向硅鋼是一種重要的軟磁材料，按照磁性能可分為普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼兩類。取向硅鋼具有強烈的高斯織構(gòu)，即絕大部分晶粒的最易磁化方向（<001>軸）平行于軋制方向，從而沿軋向具有低鐵損和高磁感應強度，主要用于生產(chǎn)變壓器鐵芯。取向硅鋼的制造主要有高溫加熱和低溫加熱兩種生產(chǎn)工藝，這兩種工藝都存在工藝復雜、能耗大以及環(huán)境污染嚴重等問題。此外，我國已經(jīng)成為世界上最大的硅鋼生產(chǎn)國和消費國，但缺乏獨立自主的制造技術(shù)，取向硅鋼的生產(chǎn)和應用受制于人。因此，亟需開展短流程、低成本、易控制的取向硅鋼生產(chǎn)新工藝研究。?

取向硅鋼對化學成分要求極為嚴格，規(guī)定的成分范圍很窄。一般地，普通和高磁感取向硅鋼的碳含量分別為0.03~0.05%和0.04%~0.08%。在取向硅鋼的制備流程中，冷軋到成品厚度的鋼帶需進行脫碳退火，其目的之一是保證后續(xù)的高溫退火時處于單一的鐵素體相以發(fā)展完善的二次再結(jié)晶。此外，還有一個重要目的是消除成品的磁時效。取向硅鋼成品中多余的碳元素會引起磁時效，鐵芯在長期運轉(zhuǎn)時，特別是溫度升高到50~80℃時，這些碳原子將以細小的ε-碳化物的形式析出，從而使取向硅鋼磁性能降低。為了消除磁時效，需將取向硅鋼成品中的碳降低至0.003%以下，但是如果脫碳退火時的工藝條件控制不好，將影響脫碳效果，進而引起磁時效，使取向硅鋼的磁性能降低。

添加0.03~0.08%的碳對取向硅鋼的常規(guī)流程下的制備具有重要意義。熱軋及常化時，取向硅鋼處于奧氏體和鐵素體兩相區(qū)，可利用抑制劑形成元素在兩相中的固溶度積差來獲得預期的抑制劑粒子。如采用超低碳成分設計，則取向硅鋼在鑄造、熱軋、常化時都將處于鐵素體單相區(qū)。常規(guī)流程下，鑄坯需經(jīng)多道次的高溫熱軋，抑制劑形成元素很容易析出并粗化，二次再結(jié)晶可能難以完善。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種超低碳取向硅鋼板及其制造方法，目的是通過合理的成分設計和工藝流程，解決取向硅鋼傳統(tǒng)生產(chǎn)流程冗長、工序繁多、制造難度大、生產(chǎn)成本高和能耗及排放大的問題。

本發(fā)明的超低碳取向硅鋼板，其化學成分按照質(zhì)量百分比為：C?<0.003%，Si?2.8~3.4%，Mn?0.05~0.20%，S?0.015~0.03%，P<0.01%，O<0.004%，Cu?0~0.6%，Sn?0~0.2%，余量為Fe。

本發(fā)明的超低碳取向硅鋼板的制造方法，按照以下步驟進行：

（1）按照化學成分重量百分數(shù)計為：C?<0.003%，Si?2.8~3.4%，Mn?0.05~0.20%，S?0.015~0.03%，P<0.01%，O<0.004%，Cu?0~0.6%，Sn?0~0.2%，余量為Fe冶煉鋼水；

（2）鋼水經(jīng)雙輥連鑄機形成薄帶，空冷至室溫；

（3）將空冷的薄帶加熱至850~1150℃，保溫2~6分鐘，隨后以10~100℃/s的冷卻速度冷卻至室溫，得到常化板，常化板經(jīng)酸洗去掉表層氧化鐵皮；

（4）對酸洗后的常化板進行冷軋，控制總壓下率為50~80%，得到冷軋板；

（5）將冷軋板加熱至800~950℃，保溫2~6分鐘，得到中間退火板，對中間退火板進行第二次冷軋，得到0.27mm或0.35mm厚的冷軋板；

（6）將步驟（5）中的冷軋板加熱至800~950℃，保溫2~6分鐘，得到初次再結(jié)晶退火板，在初次再結(jié)晶退火板上涂MgO隔離劑，防止在后續(xù)高溫退火時發(fā)生粘結(jié)；

（7）在H₂和N₂的混合氣體氣氛中，將涂有隔離劑的初次再結(jié)晶退火板以10~25℃/h的速率，加熱至1200~1220℃，并在100%H₂中保溫15~20h，隨后冷卻至室溫，得到高溫退火板，在高溫退火板的表面涂覆絕緣層，得到取向硅鋼成品板。

其中，所述的薄帶厚度為1~9mm、寬度為100~1200mm。

所述的H₂和N₂混合氣體中，H₂的體積分數(shù)為75%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是：

本發(fā)明的超低碳取向硅鋼板采用了超低碳設計，并通過盡量減少合金元素的添加，達到取向硅鋼的使用要求，降低了生產(chǎn)成本。