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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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant |