[發明專利]方向性電磁鋼板的氮化處理方法及氮化處理裝置

有效

• 申請號: 201480009184.6
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104995327B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 松田廣志;高橋秀行;山口廣;新垣之啟;早川康之;寺島敬
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C23C8/38
• 分類號: C23C8/38;C21D8/12;C21D9/46;C23C8/50;H01F1/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 楊宏軍

技術領域

本發明涉及適用于對方向性電磁鋼板實施氮化處理的方向性電磁鋼板的氮化處理方法及氮化處理裝置。

背景技術

方向性電磁鋼板是被用作變壓器、發電機的鐵芯材料的軟磁性材料，要求其磁化特性優異，特別是要求其鐵損低。該鋼板具有作為鐵的易磁化軸的＜001＞取向在鋼板的軋制方向上高度集中的織構。并且，這樣的織構可通過所謂的二次再結晶而形成，即，在方向性電磁鋼板的制造工序中的二次再結晶退火時，使(110)〔001〕取向(其被稱為高斯(Goss)取向)的晶粒優先高度生長。

以往，上述方向性電磁鋼板是如下制造而成的：將含有4.5質量％以下的Si、和MnS、MnSe、AlN等抑制劑成分的板坯加熱至1300℃以上，使抑制劑成分暫時固溶后，進行熱軋，根據需要實施熱軋板退火后，通過1次冷軋或隔著中間退火的2次以上的冷軋而制成最終板厚，接著在濕潤氫氣氛中實施一次再結晶退火，進行一次再結晶及脫碳，接著涂布以氧化鎂(MgO)為主劑的退火分離劑，然后于1200℃進行5h左右的最終退火以進行二次再結晶和抑制劑成分的純化(例如，專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)。

然而，就板坯的高溫加熱而言，不僅在實現加熱方面設備成本增加，而且存在由于熱軋時生成的氧化皮量也增大而導致成品率降低、以及設備的維護變得復雜等問題，存在無法適應近年來對制造成本降低的要求的問題。

因此，針對在板坯中不含抑制劑成分的情況下使二次再結晶出現的技術，不斷進行了各種開發。例如，提出了下述技術，即，即使在板坯中不含抑制劑成分的情況下，通過在一次再結晶退火后、二次再結晶結束前增加鋼基體(steel matrix)中的S量，也能夠使二次再結晶穩定地出現的技術(“增硫法”)(專利文獻4)。

此外，提出了下述技術：通過在脫碳退火之前或之后實施氣體氮化，即使在板坯中不含抑制劑成分的情況下，也能夠在一次再結晶退火后、二次再結晶結束前強化抑制劑，從而使二次再結晶穩定地出現的技術(專利文獻5)；在氮化區域前設置用于對鋼板表面的氧化層賦予還原作用的還原區域的技術(專利文獻6)。

此外，為了在上述氣體氮化工序中在帶鋼(strip)整體范圍內均勻地氮化，提出了將通過噴嘴或噴霧裝置供給的氮化氣體在鋼板中央部和鋼板兩端部分開進行調整的方法(專利文獻7)。

專利文獻1：美國專利第1965559號說明書

專利文獻2：日本特公昭40-15644號公報

專利文獻3：日本特公昭51-13469號公報

專利文獻4：日本專利4321120號公報

專利文獻5：日本專利2771634號公報

專利文獻6：日本特開平03-122227號公報

專利文獻7：日本專利3940205號公報

發明內容

然而，就上文記載的專利文獻4所公開的技術而言，存在下述情況：卷材(coil)加熱時的溫度不均、氣氛不均使得卷材內的增硫量發生變化，在二次再結晶行為方面產生差異，結果在磁特性方面產生偏差。

此外，就專利文獻5～7所公開的技術而言，因為其是將氮化性氣體吹噴在鋼板上從而進行氮化的方法，所以存在下述情況：由于爐內溫度的時間上及/或位置上的不均勻、由熱引起的管道中的氮化性氣體的分解量的差異等，使得氮化增量根據帶鋼的部位不同而不同，結果存在二次再結晶變得不均勻而導致磁特性的惡化的情況。

本發明是鑒于上述現狀而開發的，其目的在于：提供一種極其有用的方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在方向性電磁鋼板的制造時，即使在板坯中不含抑制劑成分的情況下，通過在二次再結晶前實施適當的氮化處理，使抑制劑形成元素在帶鋼的全長和全寬范圍內均勻分散，也能夠獲得沒有偏差的優異的磁特性；并且提供一種適用于實施所述氮化處理方法的氮化處理裝置。

于是，本申請發明人為解決上述課題而反復進行了深入研究。

結果，在對帶鋼(鋼板)進行氮化時，獲得了下述發現：

(1)在利用從氣相的反應進行的氮添加中，由于顯著受到處理時的溫度、表面的反應性等的影響，因此無法避免偏差的發生；

(2)在這一點上，通過使氮化處理自身為從液相的反應，具體而言，通過在熔融鹽中進行氮化處理，能夠使作為產生偏差的原因的上述因子的影響停留在最小限度，結果能夠在帶鋼整體內穩定地獲得優異的磁特性。