CN114622076A - 一种低温高磁感取向硅钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低温高磁感取向硅钢的制备方法为将原料进行冶炼，形成坯料一；将坯料一进行连铸，铸坯的厚度为200～250mm，形成坯料二；将坯料二加热；加热之后的坯料二进行热轧；热轧采用轧机压制；将压制之后的坯料二进行常化，形成坯料三；将坯料三进行冷轧，采用20辊可逆轧机进行冷轧；冷轧之后的坯料三进行脱碳渗氮加工，形成坯料四；将坯料四进行高温退火操作，形成坯料五；将坯料五平整拉伸，冷却后涂绝缘层并进行拉伸平整，本发明适用于钢铁冶炼技术领域，通过适当变形的第一次冷轧可使热轧后的晶粒压扁变形，降低了常化时再结晶温度，常化后可以得到更多更均匀的晶粒，晶粒尺寸也更大，在脱碳退火初次再结晶后可以更精准。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种低温高磁感取向硅钢的制备方法。
背景技术
钢铁冶炼是钢、铁冶金工艺过程的总称。工业生产的铁根据含碳量分为生铁，含碳量2％以上；钢，含碳量低于2％。
现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁，个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同方法炼成钢。其基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成钢，再铸成钢锭或连铸坯。
低温高磁感取向硅钢通过冶炼制成，低温高磁感取向硅钢的常规工艺为：冶炼、连铸、板坯1150～1200℃加热、热轧到2.2～2.5mm规格、常化、冷轧到0.27mm规格、脱碳渗氮、高温退火、平整拉伸。
在常规工艺生产中主要存在如下问题：
(1)、由于板坯加热温度低和轧制规格较薄，精轧终轧温度一般只能控制在880～920℃，由于AlN的峰值析出温度在950℃左右，因此热轧过程高温析出100nm以上的C类AlN增多。导致常化后有效抑制剂20～100nm的尺寸B类AlN降低；
(2)、热轧到2.2～2.5mm规格，对于一般连轧机组都有一定的轧制难度，往往需要从较厚规格开始轧制然后逐步过渡到目标规格，而过渡卷往往不能继续使用而报废。同时由于温度较低，规格较薄，轧制稳定性变差，容易出现板形问题而报废；
(3)、热轧时表层晶粒因为再结晶形成等轴晶，其它部分基本为变形晶粒，因为晶界分布的不均匀性，导致热轧二相粒子析出不均匀。常化后易造成晶粒再结晶后的晶粒不均匀性加大，在随后的冷轧过程中容易断带，同时使冷轧时形成的变形带均匀降低，进而影响到初次再结晶和二次再结晶的晶粒不均匀性，最终降低了磁性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，所述低温高磁感取向硅钢的制备方法如下：
步骤一：将原料进行冶炼，形成坯料一；
步骤二：将坯料一进行连铸，铸坯的厚度为200～250mm，形成坯料二；
步骤三：将坯料二加热；
步骤四：加热之后的坯料二进行热轧；
步骤五：热轧采用轧机压制，采用可逆轧机或连轧机经1～5道次冷轧到2.2～2.5mm规格，变形量为30％～60％；
步骤六：将压制之后的坯料二进行常化，形成坯料三；
步骤七：将坯料三进行冷轧，采用20辊可逆轧机进行冷轧；
步骤八：冷轧之后的坯料三进行脱碳渗氮加工，形成坯料四；
步骤九：将坯料四进行高温退火操作，形成坯料五；
步骤十：将坯料五平整拉伸，冷却后涂绝缘层并进行拉伸平整，最终形成低温高磁感取向硅钢。
作为本发明的进一步方案，所述步骤三中加热的加热温度为1160～1200℃，加热时间200～300min，其中1100℃以上加热时间为100～150min。
作为本发明的进一步方案，所述步骤四中热轧分为粗轧和精轧，粗轧开轧温度为1080～1150℃，粗轧终轧温度为1060～1080℃；精轧开轧温度为1050～1070℃，精轧终轧温度控制在940～980℃，卷取温度控制在520～560℃，热轧材料规格控制在3.5～5mm，粗轧道次变形量为25％～35％。
作为本发明的进一步方案，所述粗轧总变形量为75％～85％，粗轧后厚度45mm；精轧道次变形量为15％～50％，精轧总变形量为85％～95％。
作为本发明的进一步方案，所述步骤六中常化采用两段式常化工艺，分别为高温段保温温度为1050～1090℃，保温40～70s后降温到870～920℃，降温速率为15～20℃/s；在低温段保温100～150s，后出炉后采用水冷，冷却速度为40～60℃/s。
作为本发明的进一步方案，所述步骤七中冷轧总变形量控制在87～90％，道次变形量依次由大到小控制，时效轧制温度控制在200～250℃。
作为本发明的进一步方案，所述步骤八中脱碳渗氮中脱碳的升温速度控制在20～50℃/s，退火温度采用820～860℃，退火时间控制在2.5～3.5min。
作为本发明的进一步方案，所述步骤九中高温退火在N2气氛下全速升温到650～750℃，然后在体积分数为50％的N2和50％的H2的氛围下保温18～25小时，之后在氨分解气的氛围下以17～25℃/h的升温速率升温到1200℃，然后在纯H2氛围下保温25h。
作为本发明的进一步方案，所述步骤八中脱碳渗氮中渗氮采用两段式渗氮，第一段渗氮温度为850～900℃，第二段渗氮温度为780～800℃。
作为本发明的进一步方案，所述步骤十中平整拉伸采用压平机和拉伸机操作。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
(1)、通过适当变形的第一次冷轧可使热轧后的晶粒压扁变形，降低了常化时再结晶温度，常化后可以得到更多更均匀的晶粒，晶粒尺寸也更大，在脱碳退火初次再结晶后可以更精准。
(2)、热轧规格较厚，温降较小，热轧时精轧终轧温度较高，可有效减少高温析出的100nm以上C类AlN，从而增加常化后20～100nm的B类AlN数量；
(3)、有效减小了头尾温差，减小了通卷的不均匀性；
(4)、有效减少过渡材和板形不良带来的材料损失；
(5)、一次冷轧后，钢带厚度规格均匀，可以实现二次冷轧变形量的精准控制；
(6)、两次冷轧变形量的增加促进了初次再结晶的均匀化发展。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的低温高磁感取向硅钢的制备方法流程框架示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。
低温高磁感取向硅钢的制备方法如下：
步骤一：将原料进行冶炼，形成坯料一；
步骤二：将坯料一进行连铸，铸坯的厚度为200～250mm，形成坯料二；
步骤三：将坯料二加热；
步骤四：加热之后的坯料二进行热轧；
步骤五：热轧采用轧机压制，采用可逆轧机或连轧机经1～5道次冷轧到2.2～2.5mm规格，变形量为30％～60％；
步骤六：将压制之后的坯料二进行常化，形成坯料三；
步骤七：将坯料三进行冷轧，采用20辊可逆轧机进行冷轧；
步骤八：冷轧之后的坯料三进行脱碳渗氮加工，形成坯料四；
步骤九：将坯料四进行高温退火操作，形成坯料五；
步骤十：将坯料五平整拉伸，冷却后涂绝缘层并进行拉伸平整，最终形成低温高磁感取向硅钢。
【实施例1】
一：将原料进行冶炼；
二：冶炼之后进行连铸，铸坯厚度为200～250mm；
三：将铸坯在500℃进行热装，加热温度为1185℃，加热时间235min，其中1100℃以上加热时间为115min；
四：之后进行热轧，粗轧开轧温度为1125℃，粗轧终轧温度为1069℃，粗轧道次变形量为25％～35％，粗轧总变形量为75％～85％，粗轧后厚度45mm；精轧开轧温度为1060℃，精轧终轧温度控制在965℃，卷取温度控制在520～560℃，精轧道次变形量为15％～50％，精轧总变形量为85.3％，热轧材料规格控制在3.95mm；
五：轧机压制，采用连轧机组经5道次冷轧到2.25mm规格；
六：采用两段式常化工艺，常化高温段保温温度为1080℃，保温50s后降温到890℃，降温速率为18℃/s，保温120s后出炉后采用水冷，冷却速度为48℃/s；
七：总变形量控制在88.9％，道次变形量依次由大到小控制，时效轧制温度控制在150～250℃；
八：升温速度为30℃/s，脱碳段保温温度为830℃，退火时间控制在185s；渗氮采用两段式渗氮，第一段渗氮温度为860℃，第二段渗氮温度为800℃，平均渗氮量为239ppm；
九：在N2气氛下全速升温到730℃，然后在体积分数为50％的N2和50％的H2的氛围下保温20小时，之后在氨分解气的氛围下以19℃/h的升温速率，升温到1200℃，然后在纯H2氛围下保温25h；
十：涂绝缘层并进行拉伸平整。
【实施例2】
一：将原料进行冶炼；
二：冶炼之后进行连铸，铸坯厚度为200～250mm；
三：将铸坯在600℃进行热装，加热温度为1185℃，加热时间235min，其中1100℃以上加热时间为115min；
四：之后进行热轧，粗轧开轧温度为1135℃，粗轧终轧温度为1072℃，粗轧道次变形量为25％～35％，粗轧总变形量为75％～85％，粗轧后厚度45mm；精轧开轧温度为1065℃，精轧终轧温度控制在963℃，卷取温度控制在520～560℃；精轧道次变形量为15％～50％，精轧总变形量为85.4％，热轧材料规格控制在4.30mm；
五：轧机压制，采用连轧机组经5道次冷轧到2.25mm规格；
六：采用两段式常化工艺，常化高温段保温温度为1080℃，保温50s后降温到890℃，降温速率为18℃/s，保温120s后出炉后采用水冷，冷却速度为48℃/s；
七：总变形量控制在88.9％，道次变形量依次由大到小控制，时效轧制温度控制在150～250℃；
八：升温速度为30℃/s，脱碳段保温温度为830℃，退火时间控制在185s；渗氮采用两段式渗氮，第一段渗氮温度为860℃，第二段渗氮温度为800℃，平均渗氮量为239ppm；
九：在N2气氛下全速升温到730℃，然后在体积分数为50％的N2和50％的H2的氛围下保温20小时，之后在氨分解气的氛围下以19℃/h的升温速率，升温到1200℃，然后在纯H2氛围下保温25h；
十：涂绝缘层并进行拉伸平整。
由上可知：
实施例一的成材率为85.3％，P1.7为0.96W/kg，B8为1.93；
实施例二的成材率为85.4％，P1.7为0.97W/kg，B8为1.93。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述低温高磁感取向硅钢的制备方法如下：
步骤一：将原料进行冶炼，形成坯料一；
步骤二：将坯料一进行连铸，铸坯的厚度为200～250mm，形成坯料二；
步骤三：将坯料二加热；
步骤四：加热之后的坯料二进行热轧；
步骤五：热轧采用轧机压制，采用可逆轧机或连轧机经1～5道次冷轧到2.2～2.5mm规格，变形量为30％～60％；
步骤六：将压制之后的坯料二进行常化，形成坯料三；
步骤七：将坯料三进行冷轧，采用20辊可逆轧机进行冷轧；
步骤八：冷轧之后的坯料三进行脱碳渗氮加工，形成坯料四；
步骤九：将坯料四进行高温退火操作，形成坯料五；
步骤十：将坯料五平整拉伸，冷却后涂绝缘层并进行拉伸平整，最终形成低温高磁感取向硅钢。
2.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤三中加热的加热温度为1160～1200℃，加热时间200～300min，其中1100℃以上加热时间为100～150min。
3.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤四中热轧分为粗轧和精轧，粗轧开轧温度为1080～1150℃，粗轧终轧温度为1060～1080℃；精轧开轧温度为1050～1070℃，精轧终轧温度控制在940～980℃，卷取温度控制在520～560℃，热轧材料规格控制在3.5～5mm，粗轧道次变形量为25％～35％。
4.根据权利要求3所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述粗轧总变形量为75％～85％，粗轧后厚度45mm；精轧道次变形量为15％～50％，精轧总变形量为85％～95％。
5.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤六中常化采用两段式常化工艺，分别为高温段保温温度为1050～1090℃，保温40～70s后降温到870～920℃，降温速率为15～20℃/s；在低温段保温100～150s，后出炉后采用水冷，冷却速度为40～60℃/s。
6.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤七中冷轧总变形量控制在87～90％，道次变形量依次由大到小控制，时效轧制温度控制在200～250℃。
7.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤八中脱碳渗氮中脱碳的升温速度控制在20～50℃/s，退火温度采用820～860℃，退火时间控制在2.5～3.5min。
8.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤九中高温退火在N2气氛下全速升温到650～750℃，然后在体积分数为50％的N2和50％的H2的氛围下保温18～25小时，之后在氨分解气的氛围下以17～25℃/h的升温速率升温到1200℃，然后在纯H2氛围下保温25h。
9.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤八中脱碳渗氮中渗氮采用两段式渗氮，第一段渗氮温度为850～900℃，第二段渗氮温度为780～800℃。
10.根据权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述步骤十中平整拉伸采用压平机和拉伸机操作。
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