專利名稱：一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一般取向硅鋼的生產(chǎn)方法，特別涉及一次冷軋法生產(chǎn)一般取向硅鋼的方法。
背景技術：
1、傳統(tǒng)上一般冷軋取向硅鋼的生產(chǎn)方法如下:(I)、用轉爐(或電爐)煉鋼，進行真空處理、成分精煉及合金化，連鑄成板坯，其基本化學成分為:Si(2.5 5.0)、C (0.01 0.10)、Mn (0.02 0.10)、S (0.01 0.05)、Als (0.05 0.08)、N (0.003 0.015)、Cu (0.05 0.10)，有的成分體系還含有 Mo、Sb、Cr、B、Bi等元素中的一種或多種，其余為鐵及不可避免的雜質元素，有時產(chǎn)品也可能含Cu ；(2)、板坯熱軋前在專用加熱爐內加熱到1400°C左右的溫度，并進行30分鐘以上的保溫，使有利夾雜物充分固溶，以便在隨后的熱軋過程中在硅鋼基體內析出細小、彌散的第二相質點——即抑制劑；(3)、熱軋板?；?或不?；?后，進行酸洗，除去鋼帶表面的氧化鐵皮；(4)、用包含·中間退火的兩次冷軋法軋到成品厚度(在傳統(tǒng)方法中一般取向硅鋼多是用兩次冷軋才能軋到成品厚度，所以兩次冷軋之間需要有中間退火，只有另一種高磁感取向硅鋼可以用一次軋制法)；(5)、進行脫碳退火和涂布以氧化鎂為主要成分的退火隔離劑，并把鋼板中的碳脫到不影響成品磁性的水平(一般應在30ppm以下)；(6)、高溫退火過程中依次發(fā)生=MgSiO4底層的生成反應(涂布的氧化鎂與鋼板表面的二氧化硅反應生成)，二次再結晶的發(fā)生、發(fā)育與成長，凈化鋼質(此階段是在高溫退火工藝部分的最后階段，把硅鋼中除了鐵和硅以外的元素盡可能的清除干凈，包括在前面取向硅鋼生產(chǎn)過程中作為有利夾雜予以保護并在二次再結晶發(fā)生之前作為抑制劑組成部分的N、S等成分)的物理化學反應，獲得取向度高、鐵損低的冷軋取向硅鋼；(7)、在鋼帶表面涂布絕緣涂層并進行拉伸平整退火，得到商業(yè)應用形態(tài)的取向硅鋼產(chǎn)品。2、傳統(tǒng)一般冷軋取向硅鋼的生產(chǎn)方法的顯著特點有:(I)、抑制劑從煉鋼開始就形成，在隨后各工序中要對其進行調整、控制，由于在各工序依次進行中抑制劑有所損失，必須以適當?shù)姆绞郊右詮浹a，以便到關鍵時刻發(fā)揮作用，作用完成后要從鋼中除去；(2)、熱軋前的板坯高溫加熱，加熱溫度高達1400°C左右，為一般加熱爐的極限水平，熱連軋線的降溫控制也是現(xiàn)有熱軋技術的極限；(3)、生產(chǎn)工藝技術的關鍵是控制各工序每個階段鋼板的組織、織構，以及抑制劑的形態(tài)、數(shù)量和行為；(4)、由于板坯加熱溫度高，加熱爐需要頻繁修補，利用效率低，同時鋼坯燒損大、能耗高，熱軋卷邊裂大，致使冷軋工序生產(chǎn)困難，成材率低，綜合成本高；
(5)、高溫板還加熱一般冷軋取向娃鋼的生產(chǎn)工藝復雜,技術含量高，生產(chǎn)設備投資大。該技術經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，已經(jīng)非常成熟，為電力、電子工業(yè)的發(fā)展作出了很大的貢獻，但正是由于其生產(chǎn)工藝復雜，技術含量高，生產(chǎn)設備投資大和生產(chǎn)企業(yè)間的技術封鎖，限制了其產(chǎn)量的較快發(fā)展，尤其像中國這樣經(jīng)濟快速發(fā)展的國家，往往還滿足不了快速增加的市場需求。3、相關的改進與專利技術為了解決這些問題，在長期的生產(chǎn)實踐中和研究工作中人們摸索和開發(fā)出了一些成功的辦法，現(xiàn)簡述如下:(I)、日本專利特開平5-112827中介紹的方法，其化學成分為:[C]0.025 0.075%, Si2.90 4.50%, S ≤ 0.012%, Als0.010 0.060%, N ≤ 0.010%, Mn0.08 0.45%,P0.015 0.045%,其余為Fe及不可避免的夾雜物，板坯1200°C以下加熱后進行熱車L，用一次冷軋或帶中間退火的兩次以上的方法軋制到最終成品厚度，脫碳退火后鋼帶在行進過程中進行連續(xù)滲氮，涂氧化鎂隔離劑后進行高溫退火，生產(chǎn)磁性和底層質量俱佳的取向娃鋼。連續(xù)滲氮方法:保護氣氛為氫和氮的混合氣體，其中NH3含量為IOOOppm以上，氧勢為PH20/PH2 ( 0.04滲氮溫度為500 900°C。(2)、韓國POSCO公司，其低溫取向硅鋼化學成分為:[C] 0.020 0.045 %，Si2.90 3.30 %，S ≤ 0.006 %，Als0.005 0.019 %, N0.003 0.008 %, Mn0.05 0.30%, Cu0.30 0.70%, Ni0.30 0.70%, Cr0.30 0.70%，其余為 Fe 及不可避免的
雜質，此外，鋼中含B0.001 0.012%。脫碳與滲氮同時進行，在濕氣氛中滲氮。該方法的基礎是以BN為主抑制劑。(3)、中國寶鋼申請的專利如ZL200410099080.7及CN101768697A所述方法在于脫
碳前滲氮或脫碳與高溫退火兩工序同時都需要滲氮。通過對國內外基于滲氮工藝的低溫板坯加熱生產(chǎn)取向硅鋼的專利、文獻等的查詢與分析，可以發(fā)現(xiàn):由于低溫板坯加熱的方式造成硅鋼帶內原有抑制劑到了高溫度退火1000°C左右時顯得不夠，必須在后工序(必須是在高溫退火1020°C前)通過滲氮加以補充，也就是增加了(Al、Si)N新抑制劑。但是滲氮的過程又不能對硅酸鎂底層的生成反應有影響，滲氮的過程要簡單易行以能保證滲氮的穩(wěn)定與均勻，而這一切都是保證冷軋取向硅鋼具有良好的磁性與表面硅酸鎂底層的基本條件，本發(fā)明較好地解決了這些問題。

發(fā)明內容
由于用高溫板坯加熱生產(chǎn)一般冷軋取向硅鋼技術具有能耗高、材料損耗高、鋼帶邊裂大、生產(chǎn)性不好和成本高等固有缺點，低溫板坯加熱技術生產(chǎn)一般冷軋取向硅鋼可以較好地解決這些問題，因而具有強大的開發(fā)動力。從目前公開的專利文獻和相關的技術資料的用低溫板還加熱技術生產(chǎn)一般冷軋取向娃鋼，幾乎都是建立在滲氮工藝基礎上的。本發(fā)明的目的在于提供一種用一次冷軋法生產(chǎn)一般冷軋取向硅鋼的方法，通過開展熱軋板常化退火工藝，利用板坯在高溫退火時最終磁性性能形成前的特定時間段滲氮，以形成足夠的(Al、Si)N有利夾雜，利用其對一次再結晶晶粒的抑制作用，促使二次再結晶晶粒的長大、發(fā)育與完善，有利于獲得優(yōu)良的成品磁性與良好的硅酸鎂底層?？朔似渌鼘＠惺褂冒睔鉂B氮對硅酸鎂底層的不良影響，同時克服了在脫碳退火和高溫退火這兩工序都需要滲氮帶來在操作上與在滲氮量上的難以控制。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:⑴、冶煉用轉爐(或電爐)煉鋼，對鋼水進行真空處理、成分精煉及合金化處理，然后連鑄成板坯,其基本化學成分為:Si(2.5 5.0)、C(0.01 0.10) ,Mn (0.02 0.10)、S(0.01 0.05) ,Als (0.01 0.05)、Ν(0.003 0.015)，有的成分體系還含有Mo、Sb、Cr、等元素中的一種或多種，其余為鐵及不可避免的雜質元素，本產(chǎn)品也可不含Cu ；(2)、熱軋板坯熱軋前在硅鋼專用加熱爐內加熱到1200°C左右的溫度，并進行30分鐘以上的保溫，使有利夾雜物充分固溶，以便在隨后的熱軋過程中在硅鋼基體內析出細小、彌散的第二相質點——即抑制劑；采用低溫板坯加熱，取向硅鋼板坯的加熱溫度在1200°C左右，其優(yōu)點是熱軋卷無邊裂，生產(chǎn)性好，加熱爐使用壽命長，硅鋼成材率高；其缺點是有利夾雜固溶不夠充分，抑制劑的量在后工序通過滲N得到有效補充；(3)、?；铀嵯礋彳埌宄；嘶鸩⑦M行酸洗，除去鋼帶表面的氧化鐵皮；?；嘶饻囟?1050 11850C (I 20s)+850 980°C (30 180s)，冷卻速度:60°C/s 10°C/s ;酸洗條件:在5%左右的鹽酸溶液中酸洗；(4)、冷軋用一次冷軋法直接從熱軋板厚度軋到成品厚度，冷軋壓下率> 82%。大壓下率使鋼帶內部組織中的位錯密度顯著增加，產(chǎn)生的大量位錯以及高斯織構，有利于高斯晶核的形核，只要在高溫退火工序二次再結晶發(fā)生時有足夠的有利夾雜存在，這些高斯晶核就可發(fā)育成完善的二次再結晶；(5)、脫碳退火對軋到成品厚度的硅鋼帶進行脫碳退火和涂布以氧化鎂為主要成分的退火隔離齊U，脫碳溫度控制范圍:750 890°C，保護氣氛為氫、氮混合氣體，H2含量占15 80%，保護氣氛露點25 75°C;脫碳時間:90 350秒于并把鋼板中的碳脫到不影響成品磁性的水平(一般應在30ppm以下)；脫鋼帶表面總氧[O]:170/t ( [O] ( 315/t(t為鋼帶實際厚度臟);(6)、高溫退火在高溫退火工序采用兩個臺階(第一個在< 600°C，第二個在< 700°C )的低溫保溫和只有一個臺階的高溫保溫(凈化鋼質)，在第二個臺階的低溫保溫階段和升溫到1020°C之前的過程中爐內采用純N2氣作保護氣體，對鋼帶進行滲氮，通人純氮的露點要求(-60°C，爐內氣氛的露點要求< 30°C ；高溫退火過程中依次發(fā)生=MgSiO4底層的生成反應(涂布的氧化鎂與鋼板表面的二氧化硅反應生成)，二次再結晶的發(fā)生、發(fā)育與成長，凈化鋼質(此階段是在高溫退火工藝部分的最后階段，把硅鋼中除了鐵和硅以外的元素盡可能的清除干凈，包括在前面取向硅鋼生產(chǎn)過程中作為有利夾雜予以保護并在二次再結晶發(fā)生之前作為抑制劑組成部分的N、S等成分)的物理化學反應，獲得取向度高、鐵損低的冷軋取向硅鋼；(7)、拉伸平整退火按常規(guī)的拉伸平整退火工藝進行。本發(fā)明方法的顯著優(yōu)點:(I)、冷軋取向硅鋼在在上述基本成分的基礎上，鋼中還可添加B0.01 0.10%和/或Bi < 0.2%，以質量百分比計算。(2)、采用低溫板坯加熱，取向硅鋼板坯的加熱溫度在1200°C左右，其優(yōu)點是熱軋卷無邊裂，生產(chǎn)性好，加熱爐使用壽命長，硅鋼成材率高；其缺點是有利夾雜固溶不夠充分，抑制劑的量需要在后工序通過滲N補充；(3)、用一次冷軋法直接從熱軋板厚度軋到成品厚度，其< 82%的大壓下率使鋼帶內部組織中的位錯密度顯著增加，產(chǎn)生的大量位錯以及有利于高斯織構的形成，有利于高斯晶核的形核，在高溫退火工序二次再結晶發(fā)生時有了足夠的有利夾雜存在，這就可發(fā)育成完善的(110)
二次再結晶組織；(4)、在高溫退火工序采用兩個臺階(第一個在< 600°C，第二個在< 700°C )的低溫保溫和一個臺階的高溫保溫(凈化鋼質)，在第二個臺階的低溫保溫階段和升溫到1020°C之前的過程中爐內采用純N2氣作保護氣體，對鋼帶進行滲氮，通入純氮的露點要求(-60°C，爐內氣氛的露點要求< 30°C ；(5)、此時滲氮的目的是增加抑制劑的量，使鋼帶內有足夠數(shù)量的有利夾雜以保護即將或正在進行的二次再結晶順利完成并發(fā)育完善，抑制劑在煉鋼時就已形成，在熱軋及隨后各工序中改變形態(tài)并有所損失，需要適當補充，此時刻滲氮起的作用就是先完備抑制劑(Al、Si)N等，以便于 完善二次再結晶；(6)、這里滲氮的特點是直接用純氮滲，不是用氨來滲氮(避免了用氨滲氮的許多不利影響)，在高溫退火階段在不增加總退火周期的前提下增加一個低溫保溫臺階，即第二個低保溫階段和1020°C之前的升溫階段組成通純氮滲氮，在滲氮的同時仍然起到了高溫退火時相應階段該起的作用；這里的滲氮也不是像有的專利介紹的那樣用氫、氮混合氣體來滲氮，而是用純氮，也不是在脫碳退火和高溫退火同時滲氮，只在高溫退火前期進行。滲氮的時機、滲氮量等都只為了一個目的一強化抑制劑在二次再結晶階段發(fā)揮充分的作用，所以提前在前面的工序滲氮所起作用不大。在二次再結晶體完成以后，抑制劑的歷史使命也就完成，此時它在取向硅鋼中的作用已經(jīng)從原來的有利夾雜轉變?yōu)橛泻A雜了。因為在取向硅鋼成品中，除了鐵和硅以外，其他元素在存在都或多或少地對磁化過程有阻礙作用，所以對材料的磁性不利。而在煉鋼的時候在取向硅鋼中要有一定量的碳、錳、硫、鋁等元素，這是為了中間工序控制的需要——其目的只有一個:發(fā)展并完善二次再結晶——這是冷軋取向硅鋼所特有的，也是取向硅鋼的磁性之所以好的原因。
具體實施例方式實施例一:1、500公斤真空爐按照表I的最終成分煉鋼，并且熱軋條件如表2: 表1、實驗鋼煉鋼成分(％ )
權利要求
1.一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，其特征包括如下步驟: (1)、冶煉 用轉爐(或電爐)煉鋼，對鋼水進行真空處理、成分精煉及合金化處理，然后連鑄成板坯，其基本化學成分為:Si(2.5 5.0)、C (0.0l 0.10)、Mn (0.02 0.10)、S (0.01 .0.05)、Al s (0.01 0.05)、N(0.003 0.015)，有的成分體系還含有Mo、Sb、Cr、等元素中的一種或多種，其余為鐵及不可避免的雜質元素，本產(chǎn)品不含Cu ； (2)、熱軋 板坯熱軋前在硅鋼專用加熱爐內加熱到1200°C左右的溫度，并進行30分鐘以上的保溫，使有利夾雜物充分固溶，以便在隨后的熱軋過程中在硅鋼基體內析出細小、彌散的第二相質點一即抑制劑； 采用低溫板坯 加熱，取向硅鋼板坯的加熱溫度在1200°C左右，其優(yōu)點是熱軋卷無邊裂，生產(chǎn)性好，加熱爐使用壽命長，硅鋼成材率高；其缺點是有利夾雜固溶不夠充分，抑制劑的量在后工序通過滲N得到有效補充； (3)、?；铀嵯? 熱軋板常化退火并進行酸洗，除去鋼帶表面的氧化鐵皮；?；嘶饻囟?1050 11850C (I 20s)+850 980°C (30 180s)，冷卻速度:60°C /s 10°C /s ;酸洗條件:在5%左右的鹽酸溶液中酸洗； (4)、冷軋 用一次冷軋法直接從熱軋板厚度軋到成品厚度，冷軋壓下率> 82%。大壓下率使鋼帶內部組織中的位錯密度顯著增加，產(chǎn)生的大量位錯以及高斯織構，有利于高斯晶核的形核，只要在高溫退火工序二次再結晶發(fā)生時有足夠的有利夾雜存在，這些高斯晶核就可發(fā)育成完善的~■次再結晶； (5)、脫碳退火 對軋到成品厚度的硅鋼帶進行脫碳退火和涂布以氧化鎂為主要成分的退火隔離劑，脫碳溫度控制范圍:750 890°C,保護氣氛為氫、氮混合氣體,H2含量占15 80%,保護氣氛露點25 75°C;脫碳時間:90 350秒，并把鋼板中的碳脫到不影響成品磁性的水平(一般應在30ppm以下)；脫鋼帶表面總氧[O]:170/t ( [O] ( 315/t(t為鋼帶實際厚度mm)； (6)、高溫退火 在高溫退火工序采用兩個臺階(第一個在< 600°C，第二個在< 700°C )的低溫保溫和只有一個臺階的高溫保溫(凈化鋼質)，在第二個臺階的低溫保溫階段和升溫到1020°C之前的過程中爐內采用純N2氣作保護氣體，對鋼帶進行滲氮，通入純氮的露點要求< -60°C，爐內氣氛的露點要求< 30°C ； 高溫退火過程中依次發(fā)生=MgSiO4底層的生成反應(涂布的氧化鎂與鋼板表面的二氧化硅反應生成)，二次再結晶的發(fā)生、發(fā)育與成長，凈化鋼質(此階段是在高溫退火工藝部分的最后階段，把硅鋼中除了鐵和硅以外的元素盡可能的清除干凈，包括在前面取向硅鋼生產(chǎn)過程中作為有利夾雜予以保護并在二次再結晶發(fā)生之前作為抑制劑組成部分的N、S等成分)的物理化學反應，獲得取向度高、鐵損低的冷軋取向硅鋼； (7)、拉伸平整退火 按常規(guī)的拉伸平整退火工藝進行。
2.如權利要求I所述的一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，其特征是冷軋取向硅鋼在在上述基本成分的基礎上，鋼中還可添加BO. 01 O. 10%和/或Bi ( O. 2%，以質量百分比計算。
3.如權利要求I所述的一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，其特征是采用低溫板坯加熱，取向硅鋼板坯的加熱溫度在1200°C左右，其優(yōu)點是熱軋卷無邊裂，生產(chǎn)性好，加熱爐使用壽命長，硅鋼成材率高；其缺點是有利夾雜固溶不夠充分，抑制劑的量在后工序通過滲N得到有效補充。
4.權利要求I所述的一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，其特征是用一次冷軋法直接從熱軋板厚度軋到成品厚度，其>82%的大壓下率使鋼帶內部組織中的位錯密度顯著增加，產(chǎn)生的大量位錯以及有利于高斯織構的形成，有利于高斯晶核的形核，在高溫退火工序二次再結晶發(fā)生時有了足夠的有利夾雜存在，這就可發(fā)育成完善的(110)
二次再結晶組織。
5.如權利要求I所述的一般取向硅鋼由兩次冷軋改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，其特征是在高溫退火的前階段時包含有滲氮，這里滲氮的特點是直接用純氮滲，不是用氨來滲氮(避免了用氨滲氮的許多不利影響)，在高溫退火階段在不增加總退火周期的前提下增加一個低溫保溫臺階，即第二個低保溫階段和1020°C之前的升溫階段組成通純氮滲氮，在滲氮的同時仍然起到了高溫退火時相應階段該起的作用；這里的滲氮也不是像有的企業(yè)那樣用氫、氮混合氣體來滲氮，而是用純氮，滲氮的時機、滲氮量等都只為了一個目的——強化抑制劑在二次再結晶階段發(fā)揮充分的作用；在二次再結晶體完成以后，抑制劑的歷史使命也就完成，此時它在取向硅鋼中的作用已經(jīng)從原來的有利夾雜轉變?yōu)橛泻A雜了 ；因為在取向硅鋼成品中，除了鐵和硅以外，其他元素在存在都或多或少地對磁化過程有阻礙作用，所以對材料的磁性不利；而在煉鋼的時候在取向硅鋼中要有一定量的碳、錳、硫、鋁等元素，這是為了中間工序控制的需要——其目的只有一個發(fā)展并完善二次再結晶——這是冷軋取向硅鋼所特有的，也是取向硅鋼的磁性之所以這么好的原因。
全文摘要
一般取向硅鋼由兩次改為一次冷軋的生產(chǎn)方法，包括如下步驟(1)冶煉、真空處理、精煉并連鑄成坯；(2)熱軋；(3)?；铀嵯矗?4)一次冷軋壓下率≥82％；(5)脫碳退火溫度750～890℃，氣氛露點25～75℃，脫碳時間90～350秒，鋼帶表面總氧量170/t≤
≤315/t；(6)高溫退火，氣氛露點≤30℃，設置兩個臺階的低保溫和一個臺階高保溫，N氣滲氮量≥16ppm；(7)拉伸平整退火，含酸洗、涂層、退火平整。本發(fā)明通過一次冷軋，大壓下率有利于形成高斯織構與成核，于高溫退火的前期滲氮，形成足夠數(shù)量的(Al、Si)N夾雜，利用其抑制作用，有利于二次再結晶的發(fā)展、穩(wěn)定與完善；本發(fā)明克服了其它專利中使用氨滲氮和多次滲氮對產(chǎn)品的不良影響。
文檔編號C22C38/04GK103255274SQ20121029267
公開日2013年8月21日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權日2012年8月10日
發(fā)明者張維林, 魏智強, 張愛春, 計甫祥, 張宗恩, 許潔濱, 聶若坤 申請人:新萬鑫(福建)精密薄板有限公司