CN102560048A - 一种普通取向硅钢的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种普通取向硅钢的制备工艺，其特征在于工艺流程为：冶炼→连铸→热轧→酸洗→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→表面处理及涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整。通过提高中间退火温度、增加气氛露点等方式，使中间退火过程具备脱碳退火的部分功能，钢板在此时可完成脱碳。另外，由于增大了一次冷轧压下率，在退火时可形成细小的初次晶粒，增加高温退火时二次再结晶形核位置。高温退火升温过程中向钢中渗氮，使钢板中形成一批新的细小A1N，保证Goss晶粒形核时有足够的抑制力，使Goss取向二次晶粒发展完善，提高GO钢磁性能。采用本发明方法可使成品取向硅钢磁感B8增加0.02T，铁损P1.7降低0.1W/kg，相当于提高取向硅钢的一个牌号，产生巨大经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢的制备工艺，尤其是一种普通取向硅钢的制备工艺。
背景技术
取向硅钢是一种在其轧制方向上呈现优良磁性能的软磁材料，是国民经济中不可缺少的重要基础材料之一。取向硅钢分为普通磁感取向硅钢(GO)和高磁感取向硅钢(Hi-B)。
普通取向硅钢以MnS为主要抑制剂，采用二次中等压下率冷轧法进行制备。生产方法如下：铁水经冶炼，炉外精炼后，连铸成连铸板坯。热轧时连铸坯在加热炉内加热并保温，热轧后钢板进行酸洗，用包括中间退火的两次冷轧法轧到成品厚度，采用脱碳退火把钢板中的碳脱到30ppm以下，脱碳退火板涂布以MgO为主要成分的退火隔离剂。高温退火过程中，钢板发生二次再结晶、隔离剂与在脱碳退火时形成的表面氧化层发生反应形成Mg2SiO4底层同时净化钢质，最后经过涂布绝缘层和热拉伸平整退火得到成品取向硅钢。
取向硅钢的磁性能与最终高斯织构的锋锐程度有直接的关系，提高取向硅钢的磁性能，就是控制高斯织构的遗传过程。在制备过程中，中间退火工艺的目的是为了消除一次冷轧板的加工硬化，使钢板部分脱碳，并使冷轧后伸长的晶粒部分长大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种普通取向硅钢的制备工艺，通过调整中间退火工艺参数，使之兼有脱碳退火的部分功能；增大一次冷轧压下率，使初次再结晶晶粒细小；在高温退火升温过程中渗氮，形成一批新的细小AlN粒子，加强抑制力，使Goss晶粒的位向更加准确，从而提高磁性能。
1、工艺流程
冶炼→连铸→热轧→酸洗→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→表面处理及涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整。
2、具体参数
(1)成分
本方法确定的成分范围如表1所示。
表1取向硅钢成分范围(wt％)
(2)冶炼及连铸
冶炼过程中，采用表1设计的成分，连铸过程采用电磁搅拌技术，连铸坯厚度为180～250mm。
(3)热轧
板坯在1100～1300℃加热，加热时间为150～450min，热轧成1.8～2.5mm厚的热轧板。
(4)一次冷轧
热轧板经酸洗后进行3～5道次的一次冷轧，总压下率为72％～85.6％，每道次压下率平均分配，将钢板轧至0.36～0.50mm。
(5)中间退火
中间退火以800～1000℃/min速度升温，在830～850℃保温5～10min条件下，退火气氛为PH2O/PH2＝0.6～0.8的15％～20％H2+N2混合气时，完成脱碳功能，将钢板中的C含量降低至30ppm以下。
(6)二次冷轧
二次冷轧采用2道次轧制，总压下率为16.7％～54％，道次压下率平均分配，将中间退火板轧制成品厚度0.23～0.30mm。
(7)表面处理及涂MgO
在700～800℃保温5～8min条件下进行表面处理，气氛为PH2O/PH2＝0.35～0.45的15％～20％H2+N2混合气，使钢带形成SiO2为主的氧化层结构。在钢带表面涂敷以MgO为主的隔离剂，在300℃以下干燥后进入高温退火炉。
(8)高温退火
高温退火时，首先通入N2，升温至550～650℃；保温20～30h；后换成75％～80％H2+N2混合气氛，以10～30℃/h速度升温至850℃保温2～3h，同时通入渗氮介质NH3进行渗氮；然后以10-30℃/h升温至1200℃，保温约20～30h；降温采用随炉冷却，待温度降低至300℃以下时出炉。
(9)热拉伸平整退火及涂绝缘层
热拉伸平整退火并涂敷绝缘层后得到磁性能优良的GO钢。
本发明提供的退火工艺，通过提高中间退火温度、增加气氛露点等方式，使中间退火过程具备脱碳退火的部分功能，钢板在此时可完成脱碳。另外，由于增大了一次冷轧压下率，在退火时可形成细小的初次晶粒，增加高温退火时二次再结晶形核位置。高温退火升温过程中向钢中渗氮，使钢板中形成一批新的细小A1N，保证Goss晶粒形核时有足够的抑制力，使Goss取向二次晶粒发展完善，提高GO钢磁性能。
采用本发明方法可使成品取向硅钢磁感B8增加0.02T，铁损P1.7降低0.1W/kg，相当于提高取向硅钢的一个牌号，产生巨大经济效益。
附图说明
图1高温退火工艺；
图2为常规方法和本发明方法制备的取向硅钢成品金相组织。
具体实施方式
1、工艺流程
冶炼→连铸→热轧→酸洗→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→表面处理及涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整。
2、具体参数
(1)成分
表2为本发明钢种的化学成分。
表2GO钢化学成分(Wt％)
(2)热轧
连铸坯厚度为220mm，经加热后热轧到2.2mm，热轧温度参数见表3。
表3热轧温度参数(℃)
(3)一次冷轧
第一次冷轧采用3道次，总压下率为80％，每道次压下率平均分配，将钢板轧至0.44mm。
(4)中间退火
中间退火以800℃/min速度升温，退火制度见表4。中间退火后将C脱到30ppm以下。
表4中间退火工艺参数
(5)二次冷轧
第二次冷轧采用2道次，总压下率为36.3％，每道次压下率平均分配，将中间退火板轧至成品厚度0.28mm。
(6)表面处理及涂MgO
表面处理工艺为750℃保温6min，在15％H2+85％N2，PH2O/PH2＝0.4气氛下形成氧化膜。在钢带表面涂敷以MgO为主的退火隔离剂，在200℃下干燥后准备高温退火。
(7)高温退火
高温退火在N2气氛中以50℃/h速度升温至650℃，保温24h；后换成80％H2+N2混合气氛，以20℃/h继续升温至850℃保温3h，并通入渗氮介质NH3进行渗氮处理；然后以18℃/h升温至1200℃并保温20h。降温采用随炉冷却，待温度降低至300℃时出炉。高温退火工艺如图1所示。
(8)热拉伸平整退火及涂绝缘涂层
高温退火钢卷进行涂敷绝缘层及热拉伸平整退火，制成GO钢成品。
3、实施效果
(1)微观组织
图2为常规方法和本发明方法制备的取向硅钢成品金相组织(a-成分A1；b-成分A2；c-成分A3；1-常规方法；2-本发明方法)。从图中可以看出成品均发生了完善的二次再结晶，本方法制得成品的晶粒尺寸大。
(2)磁性能检测
本发明方法制备的成品磁性能检测结果见表5。由表中可以看出，采用本发明方法生产的取向硅钢磁性能明显优于常规方法生产的GO钢。
表5成品磁性能
Claims (3)
1.一种普通取向硅钢的制备工艺，其特征在于工艺流程为：
冶炼→连铸→热轧→酸洗→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→表面处理及涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整；
热轧板经酸洗后进行3～5道次的一次冷轧，总压下率为72％～85.6％，每道次压下率平均分配，将钢板轧至0.36～0.50mm；
中间退火以800～1000℃/min速度升温，在830～850℃保温5～10min条件下，退火气氛为PH2O/PH2＝0.6～～0.8的15％～20％H2+N2混合气时，完成脱碳功能，将钢板中的C含量降低至30ppm以下；
在700～800℃保温5～8min条件下进行表面处理，气氛为PH2O/PH2＝0.35～0.45的15％～20％H2+N2混合气，使钢带形成SiO2为主的氧化层结构；在钢带表面涂敷以MgO为主的隔离剂，在300℃以下干燥后进入高温退火炉；
高温退火时，首先通入N2，升温至550～650℃，保温20～30h；后换成75％～80％H2+N2混合气氛，以10～30℃/h速度升温至850℃保温2～3h，同时通入渗氮介质NH3进行渗氮；然后以10-30℃/h升温至1200℃，保温约20～30h；降温采用随炉冷却，待温度降低至300℃以下时出炉。
2.根据权利要求1所述的一种普通取向硅钢的制备工艺，其特征在于钢种化学成分的重量百分比为：C0.01％～0.1％、Si2.8％～3.4％、Mn0.05％～0.1％、P≤0.030％、S0.01％～0.03％、Als0.004％～0.03％、N≤0.005％；连铸过程采用电磁搅拌技术，连铸坯厚度为180～250mm；板坯在1100～1300℃加热，加热时间为150～450min，热轧成1.8～2.5mm厚的热轧板。
3.根据权利要求1或2所述的一种普通取向硅钢的制备工艺，其特征在于二次冷轧采用2道次轧制，总压下率为16.7％～54％，道次压下率平均分配，将中间退火板轧制成品厚度0.23～0.30mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |