[發明專利]一種薄帶連鑄低磁各向異性無取向硅鋼的制備方法

有效

• 申請號: 201810081918.1
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108203788B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 焦海濤;許云波;徐海潔;程思飛;曹光明;李成剛;李建平
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C21D8/12;C21D1/26
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種薄帶連鑄低磁各向異性無取向硅鋼的制備方法。無取向硅鋼的成分按照質量百分比為：C≤0.004％，Si 1.4～2.0％，Mn 0.05～0.2％，Al 0.1～0.4％，S≤0.005％，N≤0.005％，Sn≤0.05％，P≤0.01％，Nb+V+Ti≤0.008％，余量為鐵。其制備方法為：冶煉鋼水并薄帶連鑄獲得1.5～2.5mm鑄帶，鑄帶出輥后進行在線熱軋，熱軋總壓下量為50～65％，然后進行卷曲。熱軋帶酸洗后進行冷軋，壓下量為45～60％。將冷軋板在800～1000℃退火4～8min，然后以小于50℃/s的速度冷至室溫并進行涂層處理，得到周向平均磁感值≥1.70T、各向異性小于5％的薄帶連鑄低磁各向異性無取向硅鋼。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種薄帶連鑄低磁各向異性無取向硅鋼的制備方法。

背景技術

無取向硅鋼是一種重要的軟磁材料，主要用于各種電機及發電機的鐵芯制備。電機是在運轉狀態下工作，為了減少工作過程中的能量損耗，要求硅鋼板磁性能優異且磁各向同性。但是，在實際產品中總會存在一定的磁各向異性，這將可能增加電機工作時的能量損耗或者導致錯誤的警報。

對于多晶材料而言，其在變形及再結晶過程中會展現出一定的織構，從而使得材料在橫、縱向的磁性能具有一定的差異，硅鋼的磁性能是磁晶各向異性能有關。眾所周知，體心立方單晶中<001>軸是易磁化方向，<111>軸是難磁化方向，而<110>軸則介于二者之間。因此，減少退火板中的{111}<uvw>、增強{100}<0vw>織構是減小各向異性、提高無取向硅鋼磁性能并改善電機效率的重要措施之一。

無取向硅鋼的常規生產流程一般要經過連鑄、熱軋、?；⒗滠?、退火等工藝。為了獲得滿足高效化、節能化要求的無取向硅鋼，人們對無取向硅鋼的成分、制造工藝進行許多研究，試圖開發出磁性優異的無取向硅鋼。專利公開號CN104152800A提供一種通過控制Si、Al、Mn、C、P、S含量，再添加合適的微量元素Mo、Cr和Ce的方法來降低無取向硅鋼磁化時的磁各向異性常數，從而改善鋼板組織織構、降低無取向硅鋼板磁各向異性。但是此方法仍只能使縱橫向鐵損差值小于8％、磁感差值小于9％。專利公開號CN103849810A通過控制鋼水溫度及碳、氧含量，并采用低溫張力短時退火，制備各向異性優異的無取向硅鋼，此方法只提到將鐵損異性控制到10％以下，并未提及磁感。日本川崎公司在中國的專利CN1094523則提供一種通過優化熱軋工藝來增強退火板中{100}<001>、{110}<001>織構的強度，減弱{111}織構強度的方法，并獲得橫縱向鐵損差值小于8％，磁感差值小于5％的低鐵損、高磁感無取向硅鋼。以上的方法雖然對無取向硅鋼的磁各向異性有所改善，但離我們所要求的各向同性還有一定的差距。

雙輥薄帶連鑄是一種典型的近終形成型技術，其流程是將鋼液直接澆注到由兩個旋轉的鑄輥及側封板組成的熔池內，在快速冷卻條件下直接凝固形成1～5mm的薄帶，可以省去常規的鑄坯加熱及熱軋等工藝，具有節能、環保等特點。此外，其在無取向硅鋼組織及織構控制方面也有一定的優勢。相關的研究表明，利用薄帶連鑄生產的無取向硅鋼磁感值比常規流程普遍提高0.04T以上，主要原因是退火板中存在更強的{100}<001>織構。因此，開發薄帶連鑄條件下的低磁各向異性無取向硅鋼是非常有意義的。專利CN102049479B及CN102069165B給出一種通過調整鋼液過熱度來分別獲得全柱狀晶與全等軸晶組織的薄帶坯的方法。專利CN102274936B通過控制鑄帶溫軋及冷軋板退火工藝，獲得一種高磁感無取向硅鋼。專利CN102936644B則提供一種通過控制鑄帶熱軋溫度及壓下率來提高鑄軋無取向硅鋼磁感、降低鐵損的方法。上述技術雖然均在不同程度上提高無取向硅鋼的磁性能，但它們均沒有涉及磁性能各向異性，而硅鋼性能各向異性將會影響電機的轉動損耗，是電動設備能否獲得優異特性的關鍵因素之一。因此，開發薄帶連鑄條件下具有高磁感且低磁各向異性的無取向硅鋼具有重要的意義。本專利申請是在國家自然科學基金項目(51674080)資助下完成的。

發明內容