CN103451395A - 铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺，其特征是：a)选矿，保证高炉铁水Ni含量≤0.008重量%、v含量≤0.002重量%、Ti含量≤0.002重量%、As含量≤0.002重量%；b)在转炉工艺步骤中进行铬合金化，在RH真空处理工艺步骤中进行Cr含量的微调，使得钢中Cr含量为0.03～0.12重量%；c)在板坯连铸时进行结晶器电磁搅拌，电流强度350A，电流频率6Hz。其优点是：对取向硅钢进行铬合金化，鉻沿晶界偏聚，加强抑制能力，使退火后初次晶粒更细小均匀，二次再结晶完善，铁损降低，磁感应强度增加；鉻在MnS质点与基体的界面处偏聚，降低析出物界面能量，抑制析出物发生奥斯特沃德长大，结晶器电磁搅拌，减轻硫偏聚，细化晶粒，减少柱状晶。

Description

铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国发电容量在不断地增加，制作电力设备主要材料的取向硅钢的需求也在不断地增加,现年消耗达150万吨以上，中国已成为世界取向硅钢最大消费市场之一。电力***电能的损耗中，电力变压器损耗占电力***损耗的20～25%，中小变压器损耗占电力***变压器损耗的40～50%，我国政府目前已经提出把节能降耗工作放在首位，对电力能源来说，一是要提高发电效率，二是要大幅度降低电网送电损耗。解决线路损耗的途径，一是提高电压，适应远距离送电；二是变电设备技术更新，大幅度降低设备自身损耗；三是加大直流送电的建设。取向硅钢是决定变压器空载损耗的关键材料，所以要想满足高电压大容量低损耗产品的要求，必然要选用越来越多的高磁感低铁损的高牌号取向硅钢。

国外日本、俄罗斯和韩国生产的取向硅钢无论在产品质量，还是新技术和新品种开发等方面，都处于世界领先地位，并且大量出口。国内上世纪五十年代开始研究取向硅钢，1974年武汉钢铁公司从日本新日铁引进冷轧硅钢制造装备和专利，1979年正式生产11个牌号的取向及无取向硅钢，2008年宝山钢铁公司开始生产取向硅钢，随之国内民营企业通过自主研发也生产出了取向硅钢。目前，国内取向硅钢的产量逐年增加，普通取向硅钢的产品质量和产能已基本满足市场要求，但是，高牌号取向硅钢的生产工艺和产量质量与国外先进水平相比仍有一定差距，满足不了日益增长的市场需求。国外是以日本为代表的生产工艺，如新日铁公司采用以AlN+MnS为抑制剂、高温热轧和大压下率一次冷轧法生产出高磁感低铁损的Hi-B钢系列产品，川崎制铁公司是采用以MnSe＋Sb为抑制剂、高温热轧和两次冷轧法生产出高磁感低铁损的RGH钢系列产品。我国钢铁公司采用两种工艺路线，一种类似于新日铁，是采用以AlN为主作抑制剂，高温热轧，大压下率一次冷轧法，另一种是采用以AlN、Cu₂S和（MnCu）₂S作抑制剂，低温热轧，中等压下率两次冷轧法，根据热轧温度的高低，通常将前一种称为高温方法，后一种称为低温方法。高温方法采用1400℃以上温度铸坯加热，产品质量好，牌号高，但生产成本也非常高。低温方法采用Cu₂S、AIN和（MnCu）₂S作抑制剂，铸坯加热温度比高温方法低100℃，小于1300℃，由于MnS的固溶温度为1315～1320℃，铸坯凝固时会产生粗大块状的MnS等硫化物，在小于1300℃加热时，这些硫化物和其他抑制剂固溶不彻底，影响随后抑制剂的析出量，另低温方法不采用常化工艺，AIN没有细小均匀析出，这样一来，抑制剂作用没有充分发挥，相对于高温方法显得抑制力不足，退火后初次晶粒不均，二次再结晶不完善，产品磁性不好，铁损高，磁感应强度低，按照此方法生产的取向硅钢高牌号比例低，国标GB/T2521中120以上牌号仅占36%-48%，其余大部分为普通牌号，另外由于抑制力不足，无法生产更薄的带材。

传统低温取向硅钢由于合金化简单、抑制作用有限、产品档次低和生产成本高等原因满足不了市场需求，限制其推广。其主要原因是：（1）因加热温度低，合金化低，抑制剂作用不足；（2）取向硅钢高牌号命中率低；（3）无法生产小于0.27mm规格产品；（4）生产成本高。

发明内容

本发明的目的是为了解决低温加热取向硅钢抑制作用不足、高牌号命中率低和薄规格产品生产困难等技术问题，提供一种通过增加铬合金化、提高纯洁度、电磁搅拌技术手段，开发出的高牌号命中率高、生产成本低的铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺包括如下步骤：

工艺流程：选矿→高炉铁水→铁水预处理→转炉→RH真空处理→板坯连铸→热装热送→板坯加热→热轧→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂氧化镁→高温罩式炉退火→拉伸涂绝缘层→纵剪、包装、入库；其中：

a)选矿，选择品位高杂质低的矿石，保证高炉铁水Ni含量≤0.008重量%、v含量≤0.002重量%、Ti含量≤0.002重量%、As含量≤0.002重量%；

b)在转炉工艺步骤中进行铬合金化，在RH真空处理工艺步骤中进行Cr含量的微调，使得钢中Cr含量为0.03～0.12重量%；

c)在板坯连铸时进行结晶器电磁搅拌，电流强度350A,电流频率6Hz；

d)轧制的产成品规格包括0.23mm、0.25mm、0.27mm、0.30mm。

本发明的有益效果：

1.精选铁矿石，确保最大幅度降低铁水中的无益元素Ni、V、Ti和As含量，提高钢材纯净度，从而提高取向硅钢磁性。

2.在钢中加入鉻后，鉻沿晶界偏聚，加强抑制能力；鉻在MnS质点与基体的界面处偏聚，降低析出物界面能量，从而抑制析出物发生奥斯特沃德长大，保持强的抑制能力。鉻使热轧板中细小的硫化物析出量增多，且分布均匀，以这些细小的硫化物为核心析出细小均匀的AIN；由于鉻的偏聚，冷轧时效处理时，有效的固溶碳和氮量增多。通过这些作用使脱碳退火后初次晶粒更细小均匀，{110}，{211}和{111}极密度增高，{100}极密度减小，二次晶核数量增多，二次再结晶温度降低，二次再结晶完善，二次晶粒尺寸更小，磁性得到提高。

3.采用结晶器电磁搅拌，可明显减轻硫偏聚，细化晶粒，减少柱状晶，增加等轴晶，使组织成分均匀，并使皮下气泡的级别大大降低。

4.钢带减薄，表层二次晶核发源区也减薄，表面积增加，晶界露在表面上形成的沟槽有阻碍二次晶粒长大的作用，作为二次晶粒长大驱动力的晶界能量的贡献减少，而表面能量作为驱动力的作用增大，二次再结晶更不易完善，需要更强的抑制力，钢中加鉻提高抑制力就为薄尺寸钢带生产提供了条件。

5.采用加鉻合金化生产取向硅钢，可仍采用低温加热，省去常化工序，大幅度提高高牌号命中率，具有生产效率高，生产成本低的特点。

具体实施方式

本发明的应用原理、作用与功效，通过如下实施方式予以说明。

实施例1

本发明铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺，包括如下步骤：

a)铁水中Ni含量0.005重量%、V含量0.002重量%、Ti含量0.002重量%、As含量0.002重量%；

b)Cr含量0.03重量%；

c)板坯连铸时结晶器电磁搅拌，电流强度350A,电流频率6Hz；

d))将钢带轧制到0.23mm成品厚度。

实施例2

本发明铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺，包括如下步骤：

a)铁水中Ni含量0.006重量%、V含量0.001重量%、Ti含量0.001重量%、As含量0.002重量%；

b)Cr含量0.05重量%；

c)板坯连铸时结晶器电磁搅拌，电流强度350A,电流频率6Hz；

d))将钢带轧制到0.25mm成品厚度。

实施例3

本发明铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺，包括如下步骤：

a)铁水中Ni含量0.004重量%、V含量0.001重量%、Ti含量0.002重量%、As含量0.002重量%；

b)Cr含量0.06重量%；

c)板坯连铸时结晶器电磁搅拌，电流强度350A,电流频率6Hz；

d))将钢带轧制到0.27mm成品厚度。

实施例4

本发明铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的开发，包括如下步骤：

a)铁水中Ni含量0.007重量%、V含量0.001重量%、Ti含量0.002重量%、As含量0.001重量%；

b)Cr含量0.10重量%；

c)板坯连铸时结晶器电磁搅拌，电流强度350A,电流频率6Hz；

d))将钢带轧制到0.30mm成品厚度。

本发明的铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺：

精选铁矿，保证铁水的纯洁度，因为在随后的冶炼过程中无法去除这些杂质，从而提高取向硅钢的磁性；连铸过程中采用结晶器电磁搅拌降低硫偏聚，提高硫化物固溶效果，强化抑制作用；在AlN＋（Mn，Cu）₂S＋Cu₂S复合抑制剂基础上添加0.03%-0.12%Cr，鉻沿晶界偏聚，加强抑制能力；鉻在MnS质点与基体的界面处偏聚，降低析出物界面能量，从而抑制析出物发生奥斯特沃德长大，保持强的抑制能力。鉻使热轧板中细小的硫化物析出量增多，且分布均匀，以这些细小的硫化物为核心析出细小均匀的AIN；由于鉻的偏聚，冷轧时效处理时，有效的固溶碳和氮量增多，通过上述这些作用，抑制力得到加强，使脱碳退火后初次晶粒更细小均匀，{110}，{211}和{111}极密度增高，{100}极密度减小，二次晶核数量增多，二次再结晶温度降低，二次再结晶完善，磁感应强度提高，铁损降低，高牌号命中率提高，并且具备生产更薄带材的条件。

采用本发明的铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺制作的取向硅钢的主要技术指标：

1.Cr含量为0.03～0.12%，

2.产品尺寸为0.23、0.25、0.27、0.30mm；其中0.23mm是新版国标增加的，0.25mm是非标产品。

3.国家标准120以上牌号>80%，磁感值＞1.85T；

由本发明生产的高磁感低铁损取向硅钢检测的主要技术指标：

1.产品执行标准：国标GB/T2521-2008、GB/T3655-2008、GB/T2522-2007、YB/T5224-2006。

2部分产品检测指标。

其它的指标检测：

层间电阻≥60Ω.cm²/片

附着性A–C级

综上所述，本发明铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺，具有生产技术相对简单、生产成本低、磁性能更好等技术特点，同时还加宽了产品范围，提高了高牌号命中率等诸多优点。

Claims (1)

1.一种铬合金化高磁感低铁损取向硅钢的制作工艺，包括如下步骤：工艺流程：选矿→高炉铁水→铁水预处理→转炉→RH真空处理→板坯连铸→热装热送→板坯加热→热轧→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂氧化镁→高温罩式炉退火→拉伸涂绝缘层→纵剪、包装、入库，其特征是：

a)选矿，选择品位高杂质低的矿石，保证高炉铁水Ni含量≤0.008重量%、v含量≤0.002重量%、Ti含量≤0.002重量%、As含量≤0.002重量%；

b)在转炉工艺步骤中进行铬合金化，在RH真空处理工艺步骤中进行Cr含量的微调，使得钢中Cr含量为0.03～0.12重量%；

c)在板坯连铸时进行结晶器电磁搅拌，电流强度350A,电流频率6Hz；

d)轧制的产成品规格包括0.23mm、0.25mm、0.27mm、0.30mm。