[發明專利]一種節能的高磁感取向硅鋼生產方法

有效

• 申請號: 201711318051.9
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107988472B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 高洋;郭小龍;曹陽;駱忠漢;胡守天;趙勝利;駱新根;陳文聰;蘇懿;尹建國
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12;C21D11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

一種節能的高磁感取向硅鋼生產方法：冶煉并連鑄成坯后加熱；熱軋、卷取；進行兩段常化退火；冷軋；堿洗后脫碳退火；滲氮退火；涂覆高溫退火隔離劑MgO；按照T₀=1016?40×A+5.85×10⁵×Als公式確定二次再結晶溫度T₀：根據二次再結晶溫度T₀進行不同溫度階段變換氣氛的高溫退火；進行后工序。本發明采用由成分和檢測出的脫碳滲氮退火后鋼帶鐵損值P_13/50來界定出產品的二次再結晶溫度T₀，以提高二次再結晶升溫速率和氣氛轉化控制，高溫退火升溫過程時間縮短不低于40%，且通過增加二次再結晶溫度區域保溫時間以及通過氣氛針對性地維持抑制劑作用，使產品二次再結晶發育完善，性能穩定并提高至不低于1.92T。

技術領域

本發明涉及一種取向硅鋼的生產方法，具體屬于一種高磁感取向硅鋼生產方法。

背景技術

由于取向硅鋼成品晶粒具有尖銳的高斯織構擇優取向特點，其在軋制方向上極易磁化并能夠獲得較高的飽和磁感應強度。利用取向硅鋼這一特性，其在工業上被廣泛地應用于變壓器鐵芯的生產制造。取向硅鋼能夠獲得的飽和磁感應強度越高，其達到特定磁感條件下的鐵損也較低。磁性能優異的取向硅鋼制造出的變壓器鐵芯損耗也較低，對降低變壓器設備工作工程的能耗損失，改進變壓器設備質量、體積和制造成本有重要異議。

從產品磁性能上，通常將磁感（B₈₀₀）在1.88T以上的取向硅鋼稱之為高磁感取向硅鋼。從生產工藝特點來看，取向硅鋼又可以分類為高溫板坯加熱法制備取向硅鋼（簡稱“高溫取向硅鋼”，熱軋板坯加熱溫度高于1350℃）、中溫板坯加熱法制備取向硅鋼（簡稱“中溫取向硅鋼”，熱軋板坯加熱溫度介于1200℃到1350℃之間）和低溫板坯加熱法制備取向硅鋼（簡稱“低溫取向硅鋼”，熱軋板坯加熱溫度1200℃以下）。由于該技術采用較低的熱軋板坯加熱溫度，成功地解決或減少生產過程中諸如加熱爐燃料消耗多、燒損較大、氧化鐵皮多、加熱爐壽命短和修爐頻率高、成材率低、產品表面缺陷增多等問題，和傳統制造技術相比顯著降低了高磁感取向硅鋼的生產制造成本，因此采用低溫板坯加熱法制備高磁感取向硅鋼是目前的研究熱點和未來制備優異性能產品的技術趨勢。

為了達到熱軋低溫板坯加熱的目的，低溫高磁感取向硅鋼制備工藝采用固溶溫度較低的AlN為主要抑制劑。通過合適的成分設計，能將鑄坯加熱溫度降到1200℃以下。而低溫板坯再加熱技術又包括“固有抑制劑法”和“獲取型抑制劑法”。“固有抑制劑法”是在冷軋之前就形成了二次再結晶所需要的抑制劑，除了主要的AlN，還加Cu₂S、MnSe等析出相以及Sn、Sb等偏析元素作為輔助抑制劑代替固溶溫度較高的MnS，通過1100℃~1150℃的高溫短時間加熱保溫使得不穩定的二次粒子相回溶，隨后緩冷到900℃的過程實現大量細小彌散均勻的抑制劑析出，從而達到發生二次再結晶前有足夠細小彌散第二相抑制晶粒的常規長大。“獲取型抑制劑法”則是在鋼帶脫碳退火之后、高溫退火二次再結晶之前獲得生產高磁感取向硅鋼所需要抑制劑的方法。包括在進高溫退火爐之前涂覆氮化物促進劑或者涂覆含有CrN、MnN等氮化劑來實現高溫退火升溫過程中氮化，但由于獲得氮化物并不均勻、成品性能也不穩定因此并未廣泛使用。目前“獲取型抑制劑法”采用最廣泛的工藝措施仍是在脫碳爐后增設氣體滲氮處理段，采用N₂+H₂+NH₃混合方式完成滲氮處理，在鋼帶表面形成(Al,Si)N保證發生二次再結晶異常長大的抑制劑量。

采用“獲取型抑制劑法”的低溫高磁感取向硅鋼制備過程中二次再結晶異常長大過程在高溫退火工序完成，該步驟也是產品磁性能形成好壞的關鍵步驟。通過對低溫高磁感取向硅鋼二次再結晶過程的研究表明，在初次再結晶基體中只有少數晶粒會突發性地、迅速地粗化，長大成為尺寸較大的晶粒。二次再結晶晶粒長大的驅動力由初次再結晶基體儲存的驅動力（P）、第二相粒子的釘扎力（Z）以及晶粒自身類型等抑制其長大的作用。其中二次再結晶長大驅動力可以描述為與平均晶界能γ和平均晶粒尺寸有關的函數:

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