CN116004961A - 取向硅钢的制备方法及取向硅钢 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种取向硅钢的制备方法及取向硅钢。本申请提供的取向硅钢的制备方法包括：对钢液进行连铸处理，得到铸坯；其中，以质量百分比计，所述铸坯的组分包括：C：0.03‑0.09％，Si：2.8‑4.4％；Als：0.015‑0.030％，N：0.0050‑0.0095％，Mn：0.1‑0.4％，Sb：0.01‑0.05％，Cu:0.05‑0.25％，S：0.01‑0.03％，Ni：0.05‑0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；将铸坯经热轧‑冷轧‑脱碳渗氮退火‑高温退火‑涂绝缘层及拉伸平整退火处理得到取向硅钢。本申请通过优化钢材的化学成分，采用一种复合抑制剂体系，在不同的退火阶段采用不同的主抑制剂，在省去常化的同时，保证良好的磁性能，简化了工艺，减少设备投资并降低了生产成本。
Description
技术领域
本申请涉及钢材制备技术领域，具体涉及一种取向硅钢的制备方法及取向硅钢。
背景技术
取向硅钢是一种重要的软磁功能材料，主要用作各种变压器铁芯。其特点是在轧制方向具有优异的磁性能，这种优异的磁性能是通过二次再结晶获得的：即通过晶粒长大抑制剂抑制正常晶粒的长大，使某些特殊位向的晶粒吞并正常晶粒，发生异常长大。
取向硅钢的生产方法按抑制剂的获得方式可分为先天型和后天型。先天型抑制剂取向硅钢由于需要使铸坯中析出的粗大析出物颗粒充分固溶，因此需要较高的热轧加热温度，带来的问题是能耗高，效率低，加热炉维修频繁。后天型抑制剂取向硅钢由于可以通过后工序补充抑制剂，因此可以采用较低的热轧加热温度，生产成本大大降低，已成为当前取向硅钢主流的生产方法。
然而，后天抑制剂型高磁感取向硅钢现有技术基本都需要常化。常化会带来三个问题：1)设备投资增加；2)工艺流程复杂；3)生产成本增加。
发明内容
本申请实施例提供一种取向硅钢的制备方法及取向硅钢，旨在通过免常化的方法制备出取向硅钢以降本增效、节能减排。
第一方面，本申请实施例提供一种取向硅钢的制备方法，包括：对钢液进行连铸处理，得到铸坯；铸坯中包括如下质量百分含量的组分：C：0.03-0.09％，Si：2.8-4.4％；Als：0.015-0.030％，N：0.0050-0.0095％，Mn：0.1-0.4％，Sb：0.01-0.05％，Cu:0.05-0.25％，S：0.01-0.03％，Ni：0.05-0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；将铸坯经热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理得到取向硅钢。
根据本申请第一方面的实施例，得到铸坯的步骤中，铸坯中的等轴晶率20％～60％。
根据本申请第一方面的实施例，热轧处理包括：将连铸坯加热到1150℃-1280℃进行热轧，控制热轧终轧温度890℃-970℃，得到热轧钢板。
根据本申请第一方面的实施例，冷轧处理包括：将热轧钢板进行一次冷轧或带中间退火的二次冷轧，得到冷轧钢板，冷轧处理的压下率≥70％。
根据本申请第一方面的实施例，在进行脱碳渗氮退火处理时，脱碳的温度满足790℃～900℃。
根据本申请第一方面的实施例，在进行脱碳渗氮退火处理时，在500℃-750℃温度段升温速率v满足40～70℃/s。
根据本申请第一方面的实施例，脱碳渗氮退火处理包括：在H2+N2+NH3气氛中对钢带进行连续脱碳渗氮退火，渗氮的温度满足800-950℃，渗氮量b的范围满足150ppm-300ppm。
根据本申请第一方面的实施例，得到取向硅钢的步骤还包括：在脱碳渗氮退火处理后，在钢材表面涂覆MgO、干燥后进行高温退火处理。
第二方面，本申请提供一种取向硅钢，由前述方法制备，包括如下质量百分含量的组分：C：0.03-0.09％，Si：2.8-4.4％；Als：0.015-0.030％，N：0.0050-0.0095％，Mn：0.1-0.4％，Sb：0.01-0.05％，Cu:0.05-0.25％，S：0.01-0.03％，Ni：0.05-0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质。
根据本申请第二方面的实施例，磁感B8的取值范围满足B8≥1.89T，铁损P17/50的取值范围满足P17/50≤1.05W/kg。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本申请提供了一种取向硅钢的制备方法，通过优化钢材的化学成分，采用一种复合抑制剂体系，在不同的退火阶段采用不同的主抑制剂，在省去常化的同时，保证良好的磁性能。简化了工艺，减少设备投资并降低了生产成本。
具体地，在成分中加入Al和N，作为抑制剂形成元素，形成AlN析出物，在二次再结晶开始前起到主要抑制初次晶粒正常长大的作用，Als含量低于0.015％或N含量低于0.005％，最终形成有效抑制剂的量不够，得不到完成二次再结晶所需的抑制剂强度；Als含量高于0.030％或N含量低于0.0095％，Als和N的溶度积过大，导致热轧加热时铸坯中粗大AlN难以完全固溶，最终作为有效抑制剂的AlN的量不够。
成分中加入Sb作为晶界偏聚元素，起辅助抑制剂作用，Sb含量低于0.01％达不到辅助抑制剂的效果，Sb含量超过0.05％会导致表面质量严重恶化。
成分中加入Cu和S，形成CuxS，作为初次再结晶过程中的主抑制剂，Cu低于0.05％或S低于0.01％，则抑制剂的量太少，Cu高于0.26％或S高于0.03％，则所需热轧加热温度太高，生产难度大。
成分中加入适宜的Ni主要是改善初次再结晶组织的均匀性。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不要求严格意义上的垂直，而是可以包含允许的误差。“平行”并不要求严格意义上的平行，而是可以包含允许的误差。
后天型抑制剂取向硅钢传统的生产工艺路线是炼钢-热轧-常化酸洗-冷轧-脱碳渗氮涂氧化镁-高温退火-涂层和拉伸平整退火。热轧板退火即常化是高磁感取向硅钢生产中的关键工序，常化的作用对于先天型和后天型取向硅钢不同。对于先天型取向硅钢而言，常化是确定抑制剂形态和数量的最终也是最关键的工序；对于后天型而言，常化的作用是改善组织并形成部分抑制剂，抑制剂的最终确定是在脱碳渗氮和高温退火。
后天型抑制剂高磁感取向硅钢现有技术基本都需要常化，这会增加设备投资和生产成本，而通过高温卷取来代替常化由于抑制能力不足，导致成品性能不稳定。
有鉴于此，本申请实施例提供一种取向硅钢的制备方法及取向硅钢，本申请实施例提供的制备方法采用复合抑制剂体系，在不同的退火阶段采用不同的主抑制剂，在省去常化的同时，保证良好的磁性能，简化了工艺，可以减少设备投资并降低生产成本。
取向硅钢的制备方法
第一方面，本申请实施例提供一种取向硅钢的制备方法，包括：对钢液进行连铸处理，得到铸坯；铸坯中包括如下质量百分含量的组分：C：0.03-0.09％，Si：2.8-4.4％；Als：0.015-0.030％，N：0.0050-0.0095％，Mn：0.1-0.4％，Sb：0.01-0.05％，Cu:0.05-0.25％，S：0.01-0.03％，Ni：0.05-0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；将铸坯经热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理得到取向硅钢。
取向硅钢是通过二次再结晶获得良好磁性能的，二次再结晶的发生取决于两个条件：1)初次再结晶晶粒尺寸；2)抑制剂的尺寸和分布。初次再结晶是在脱碳退火过程中完成的，为了获得合适的初次再结晶晶粒尺寸，脱碳退火前必须要有一定尺寸和数量的初次再结晶抑制剂，因此，传统的后天抑制剂型低温高磁感取向硅钢以AlN作为初次再结晶抑制剂，为了使AlN细小弥散析出，一次冷轧前必须经过常化处理，为了在二次再结晶前获得更强的抑制能力，脱碳退火后还需要经过渗氮处理。本申请实施例通过优化钢材的化学成分，在脱碳退火过程中以CuxS+晶界偏聚元素作为主抑制剂控制初次再结晶晶粒尺寸，之后在高温退火过程中以通过渗氮获得的(SiAl)N作为主抑制剂阻碍普通晶粒的正常长大，使高斯晶粒发生异常长大，完成二次再结晶，可以省去常化工艺，获得高磁感取向硅钢。
具体地，成分中加入Cu和S，形成CuxS，作为初次再结晶过程中的主抑制剂，Cu低于0.05％或S低于0.01％，则抑制剂的量太少，Cu高于0.26％或S高于0.03％，则所需热轧加热温度太高，生产难度大。
成分中加入适宜的Ni主要是改善初次再结晶组织的均匀性。
成分中加入Sb作为晶界偏聚元素，起辅助抑制剂作用，Sb含量低于0.01％达不到辅助抑制剂的效果，Sb含量超过0.05％会导致表面质量严重恶化。
在成分中加入Al和N，作为抑制剂形成元素，形成AlN析出物，在二次再结晶开始前起到主要抑制初次晶粒正常长大的作用，Als含量低于0.015％或N含量低于0.005％，最终形成有效抑制剂的量不够，得不到完成二次再结晶所需的抑制剂强度；Als含量高于0.030％或N含量高于0.0095％，Als和N的溶度积过大，导致热轧加热时铸坯中粗大AlN难以完全固溶，最终作为有效抑制剂的AlN的量不够。
涂绝缘层后进行拉伸平整退火可以在钢带表面形成烧结后的绝缘涂层，为取向硅钢提供绝缘性能，以减少取向硅钢在后期使用过程中的涡流损耗。
在一些实施例中，在拉伸平整退火处理后还包括激光刻痕的处理步骤，激光刻痕可以进一步降低取向硅钢的铁损，提高取向硅钢的质量。
本申请提供的取向硅钢的制备方法，通过优化钢材的化学成分，采用一种复合抑制剂体系，在不同的退火阶段采用不同的主抑制剂，在省去常化的同时，保证良好的磁性能，简化了工艺，可以减少设备投资并降低生产成本。
在一些实施方式中，在得到铸坯的步骤中，铸坯的中等轴晶率的取值范围为20％～60％。
通过在连铸过程中控制冷却强度和电磁搅拌参数，控制连铸工艺将铸坯等轴晶率控制在60％以下，防止形成大量粗大的析出物，为热轧加热时析出物的充分固溶奠定基础。
在一些实施方式中，所述热轧处理包括：将所述连铸坯加热到1150℃-1280℃进行热轧，控制热轧终轧温度890℃-970℃，得到热轧钢板。
铸坯在热轧过程中需要控制加热和轧制过程温度控制抑制剂的固溶和析出。加热温度低于1150℃，难以使铸坯中粗大析出物充分固溶，加热温度高于1280℃，则会使加热炉积渣严重，板坯边部质量恶化，能耗增加，烧损增加。热轧终轧温度低于890℃，则精轧结束前大量析出粗大的AlN和CuxS，导致有效抑制剂量严重不足，热轧终轧温度高于970℃不利于CuxS的细小弥散析出，且容易造成轧制故障率增加。在上述温度范围内进行热轧，可获得满足优异性能质量要求的最终产品。
在一些实施方式中，得到冷轧钢板的步骤中，冷轧的压下率a满足a≥70％。
根据本申请的实施例，当冷轧压下率高于70％时，例如，压下率为75％、78％、80％、82％和85％。根据本申请的实施方式，将压下率设置为75％～85％，有利于得到准确的高斯位向，而高斯织构是硅钢表现优异磁性能的根本原因，同时，有利于改善晶粒均匀性，降低钢材成品的铁损。
在一些实施方式中，在进行脱碳渗氮退火处理时，脱碳的温度满足790℃～900℃。
脱碳温度低于790℃会导致C扩散速率下降，脱碳困难，脱碳温度高于900℃，初次晶粒长大粗化，容易造成二次再结晶不良。
在一些实施方式中，在进行连续脱碳渗氮退火时，在500-750℃温度段升温速率v的取值范围为40～70℃/s。
脱碳渗氮退火采用快速加热，在居里温度以下快速加热，控制加热温度40℃/s以上，防止冷轧储能在再结晶开始前过度释放，在再结晶过程中具有大的形核速率，从而获得细小均匀的初次再结晶组织。
在一些实施方式中，脱碳渗氮处理包括：在H2+N2+NH3气氛中对钢带进行连续渗氮退火，渗氮的温度满足800℃-950℃，渗氮量b的范围满足150ppm-300ppm。
经过渗氮处理，易形成二次再结晶抑制剂，渗氮温度低于800℃会导致渗氮效率太低，渗氮温度高于950℃会导致初次晶粒长大粗化。控制渗氮量在150-300ppm范围内，低于150ppm抑制能力不足，高于300ppm二次再结晶不稳定，且底层缺陷增加。
在一些实施方式中，在渗氮退火处理后，还包括在硅钢表面涂覆MgO、干燥后进行高温退火处理。
涂覆MgO可以起到隔离剂的作用，防止带钢在高温退火阶段粘连，同时可以除去钢中氮、硫等杂质，此外还要与硅钢表面的二氧化硅反应，形成优良的硅酸镁绝缘底层。
第二方面，本申请提供一种取向硅钢，由前述方法制备，包括如下质量百分含量的组分：C：0.03-0.09％，Si：2.8-4.4％；Als：0.015-0.030％，N：0.0050-0.0095％，Mn：0.1-0.4％，Sb：0.01-0.05％，Cu:0.05-0.25％，S：0.01-0.03％，Ni：0.05-0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本申请实施例提供的取向硅钢具有良好的磁性能，可用于生产变压器铁芯。
在一些实施方式中，磁感B8的取值范围满足B8≥1.89T，铁损P17/50的取值范围满足P17/50≤1.05W/kg。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1按照表1实施例1所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。将铸坯在加热炉内经1260℃，保温100min后热轧至2.3mm厚度，热轧开轧温度1142℃，终轧温度938℃。热轧板酸洗后冷轧到成品厚度0.27mm。冷轧卷进行脱碳退火，其中500-750℃温度段的升温速率为60℃/s，脱碳退火温度833℃，脱碳退火后进行渗氮退火，渗氮温度880℃，渗氮量200ppm。渗氮后涂敷MgO，烘干后按传统工艺进行高温退火，高温退火后涂绝缘层和拉伸平整退火，拉伸平整退火后进行激光刻痕。
实施例2
按照表1实施例2所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕相同。
实施例3
按照表1实施例3所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
实施例4
按照表1实施例4所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
实施例5
按照表1实施例5所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
实施例6
按照表1中实施例1的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为21％。将铸坯在加热炉内经1250℃，保温90min后热轧至2.22mm厚度，热轧开轧温度1130-1140℃，终轧温度930-1000℃。热轧板酸洗后冷轧到成品厚度0.27mm。冷轧卷进行脱碳退火，其中500-750℃温度段的升温速率为55℃/s，脱碳退火温度840℃，脱碳退火后进行渗氮退火，渗氮温度860℃，渗氮量210ppm。渗氮后涂敷MgO，烘干后按传统工艺进行高温退火，高温退火后涂绝缘层和拉伸平整退火，拉伸平整退火后进行激光刻痕。
实施例7
按照表1中实施例1的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为33％。后续处理与实施例6的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
实施例8
按照表1中实施例1的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为46％。后续处理与实施例6的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
实施例9
按照表1中实施例1的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为54％。后续处理与实施例6的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
实施例10
按照表1中实施例1的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为56％。后续处理与实施例6的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理相同。
实施例11
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中实施例11的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
实施例12
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中实施例12的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
实施例13
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中实施例13的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
实施例14
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中实施例14的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
实施例15
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火处理-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕相似，区别在于连续退火时按表4中实施例15的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
实施例16
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中实施例16的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
实施例17
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中实施例17的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
实施例18
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中实施例18的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
实施例19
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中实施例19的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
对比例1
按照表1对比例1所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与对比例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
对比例2
按照表1对比例2所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与对比例2的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
对比例3
按照表1对比例3所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为35％-45％。后续处理与对比例3的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
对比例4
按照表1中实施例1所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为(63％)。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火处理-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕相同。
对比例5
按照表1中实施例1所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为(67％)。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
对比例6
按照表1中实施例1所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为(72％)。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
对比例7
按照表1中实施例1所述的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为(77％)。后续处理与实施例1的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相同。
对比例8
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中对比例8的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
对比例9
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中对比例9的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
对比例10
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中对比例10的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
对比例11
按照表1中实施例4的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为45％-55％。后续处理与实施例4的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于热轧时按表3中对比例11的板坯加热温度和精轧终轧温度处理。
对比例12
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中对比例12的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
对比例13
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中对比例13的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
对比例14
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中对比例14的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
对比例15
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得到的铸坯组织等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中对比例15的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
对比例16
按照表1中实施例5的化学成分连铸得到铸坯，通过调整连铸工艺参数得铸坯组织到的等轴晶率为37％-47％。后续处理与实施例5的热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理-激光刻痕处理相似，区别在于连续退火时按表4中对比例16的500-750℃温度段升温速率、脱碳温度、渗氮温度、渗氮量进行处理。
成品采用爱泼斯坦方圈法测试磁性能，磁性能如表1-表4所示。
表1不同成分对应的成品磁性能
表2不同等轴晶率的成品磁性能
表3不同热轧工艺对应的成品磁性能
| 板坯加热温度(℃) | 精轧终轧温度(℃) | <![CDATA[P<sub>17/50</sub>(W/kg)]]> | <![CDATA[B<sub>8</sub>(T)]]> | |
| 实施例11 | 1153 | 935 | 1.059 | 1.892 |
| 实施例12 | 1220 | 945 | 1.008 | 1.902 |
| 实施例13 | 1250 | 950 | 0.983 | 1.911 |
| 实施例14 | 1280 | 958 | 0.962 | 1.916 |
| 对比例8 | 1120 | 875 | 1.358 | 1.812 |
| 对比例9 | 1145 | 930 | 1.118 | 1.874 |
| 对比例10 | 1276 | 972 | 1.142 | 1.884 |
| 对比例11 | 1315 | 975 | 1.137 | 1.879 |
表4不同脱碳渗氮工艺对应的成品磁性能
由表1可见，实施例1-5的取向硅钢的成分在本申请范围内的情况下，成品磁感B8都在1.89T以上，达到高磁感取向硅钢性能水平；对比例1-3的钢材成分有一种或几种不在发明范围内的情况下，成品磁感B8在1.89T以下，达不到高磁感取向硅钢性能水平。
由表2可见，实施例6-10的铸坯组织等轴晶率在60％以上时，对应成品的平均磁感都在1.89T以下，达不到高磁感取向硅钢性能水平；对比例4-7当铸坯组织等轴晶率在60％以下时，对应成品的平均磁感都在1.89T以上，铁损都在1.05W/kg以下，达到高磁感取向硅钢性能水平。
由表3可见，实施例11-14的板坯加热温度和热轧终轧温度都在本申请的范围内时，对应成品的平均磁感都在1.89T以下，达到了高磁感取向硅钢性能水平；对比例8-11的板坯加热温度和热轧终轧温度有一项不在发明范围内时，对应的成品平均磁感都在1.89T以下，铁损都在1.10W/kg以上，达不到高磁感取向硅钢性能水平。
由表4可见，实施例15-19脱碳和渗氮工艺都在本申请范围内的情况下，成品磁感B8都在1.89T以上，达到高磁感取向硅钢性能水平；对比例12-16脱碳和渗氮工艺有一项或几项不在发明范围内的情况下，成品磁感B8都在1.89T以下，达不到高磁感取向硅钢性能水平。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种取向硅钢的制备方法，其特征在于，包括：
连铸以获得铸坯，所述铸坯中包括如下质量百分含量的组分：C：0.03-0.09％，Si：2.8-4.4％；Als：0.015-0.030％，N：0.0050-0.0095％，Mn：0.1-0.4％，Sb：0.01-0.05％，Cu:0.05-0.25％，S：0.01-0.03％，Ni：0.05-0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；
将所述铸坯经热轧-冷轧-脱碳渗氮退火-高温退火-涂绝缘层及拉伸平整退火处理得到取向硅钢。
2.根据权利要求1所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，得到所述铸坯的步骤中，所述铸坯中的等轴晶率为20％～60％。
3.根据权利要求1所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述热轧处理包括：将所述连铸坯加热到1150℃-1280℃进行热轧，控制热轧终轧温度890℃-970℃，得到热轧钢板。
4.根据权利要求3所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述冷轧处理包括：将所述热轧钢板进行一次冷轧或带中间退火的二次冷轧，得到冷轧钢板，所述冷轧处理的压下率≥70％。
5.根据权利要求1所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，在进行所述脱碳渗氮退火处理时，所述脱碳的温度满足790℃～900℃。
6.根据权利要求5所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，在进行所述脱碳渗氮退火处理时，在500℃-750℃温度段升温速率v满足40℃/s～70℃/s。
7.根据权利要求1所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述脱碳渗氮退火处理包括：在H2+N2+NH3气氛中对钢带进行连续脱碳渗氮退火，所述渗氮的温度满足800℃-950℃，渗氮量b的范围满足150ppm-300ppm。
8.根据权利要求3所述的取向硅钢的制备方法，其特征在于，得到取向硅钢的步骤还包括：在所述脱碳渗氮退火处理后，在钢材表面涂覆MgO、干燥后进行所述高温退火处理。
9.一种取向硅钢，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：C：0.03-0.09％，Si：2.8-4.4％；Als：0.015-0.030％，N：0.0050-0.0095％，Mn：0.1-0.4％，Sb：0.01-0.05％，Cu:0.05-0.25％，S：0.01-0.03％，Ni：0.05-0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质。
10.根据权利要求9所述的取向硅钢，其特征在于，所述取向硅钢的磁感B8的取值范围满足B8≥1.89T，铁损P17/50的取值范围满足P17/50≤1.05W/kg。
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