一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼及生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼，其組分及wt%為：C：0.015～0.075%，Si：2.80～3.50%，Mn：0.06～1.80％，Als：0.010～0.020%，N：0.0050～0.0090％，S≤0.0030%，不超過(guò)0.20%的P、Cu、Mo、Sb、Cr中的一種或幾種的復(fù)合；生產(chǎn)步驟：冶煉、連鑄成坯；對(duì)鑄坯加熱；熱軋；卷??；?；?；經(jīng)常規(guī)酸洗后冷軋至產(chǎn)品厚度；在常規(guī)保護(hù)氣氛下進(jìn)行脫碳退火并涂布常規(guī)隔離劑；常規(guī)高溫退火及進(jìn)行后工序。本發(fā)明不僅鑄坯加熱溫度不超過(guò)1280℃，?；瘻囟仍?50~1050℃，且無(wú)需進(jìn)行滲氮，并采用一次冷軋法生產(chǎn)出磁性能為B800≥1.91T，P17/50≤1.14W/kg的取向硅鋼成品。
【專利說(shuō)明】一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼及生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種取向硅鋼及生產(chǎn)方法，具體地屬于一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼及 生產(chǎn)方法，其適用于采用230mm以上厚鑄坯生產(chǎn)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，生產(chǎn)取向硅鋼的鑄坯加熱溫度多在1400°C，在如次高溫下加熱，其存在氧化 渣增多、燒損大、成材率降低、修爐頻率高、制造成本增高、產(chǎn)品表面缺陷多等不足。為了解 決此問(wèn)題，人們研究降低鑄坯加熱低溫，即控制加熱溫度< 1280°C，如，采用固有抑制劑的 俄羅斯的（AIN+Cu)成分系及德國(guó)蒂森克虜伯的Cu2S系；2)采用后期獲得抑制劑的以日本 新日鐵為代表的在熱軋后至高溫退火前滲氮工藝；3) JFE開發(fā)的通過(guò)高純化無(wú)抑制劑的生 產(chǎn)工藝。
[0003] 在上述的采用低溫加熱鑄坯典型生產(chǎn)方法中，雖能提高磁性能，但各自存在的不 足是：俄羅斯的（AIN+Cu)系工藝，其存在要要提高銅的含量，即在0. 50%，工藝上采用二次 冷軋法進(jìn)行生產(chǎn)。其不足是成本高，且表面質(zhì)量難以控制，磁感B8< 1.89T;而德國(guó)蒂森克 虜伯的工藝則要采用較高的常化溫度，即不能低于ll〇〇°C進(jìn)行?；?；新日鐵工藝則要增加 滲氮設(shè)備；而JFE的無(wú)抑制劑工藝則要求鋼質(zhì)高純凈化（S，N，0, Als等均< 30ppm)，增加了 煉鋼成本。
[0004] 經(jīng)檢索：中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110033117.6的文獻(xiàn)，其公開了一種高磁感 取向硅鋼的生產(chǎn)方法，其板坯成分重量百分比為：C 0.05?0.10%，Si 2. 5?4.0%， S 0. 008 ?0. 028%，Als 0. 008 ?0. 040%，N 0. 004 ?0. 012%，Mn 0. 08 ?0. 20%，Cu 0. 08?0. 30%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；工藝包括如下步驟：a)煉鋼、連鑄生產(chǎn)出板 坯；b)上述板坯在加熱爐內(nèi)經(jīng)不高于1250°C的溫度保溫后進(jìn)行熱軋，終軋溫度在850°C以 上；c)對(duì)熱軋板進(jìn)行退火、酸洗、一次冷軋或包含中間退火的兩次冷軋，乳至成品厚度；d) 對(duì)冷軋板進(jìn)行脫碳退火，即將冷軋板加熱到800?880°C的均熱溫度，在濕的氮?dú)浔Ｗo(hù)氣氛 中保溫，保溫時(shí)間不大于5分鐘，脫碳退火后鋼板平均晶粒直徑為13?29 y m ;e)涂布以氧 化鎂為主要成分的退火隔離劑，之后進(jìn)行高溫退火；f)在最終冷軋后、高溫退火二次再結(jié) 晶之前進(jìn)行滲氮處理；g)涂布絕緣涂層，并進(jìn)行拉伸平整退火。此文獻(xiàn)要在最終冷軋后、高 溫退火二次再結(jié)晶之前進(jìn)行滲氮處理，增加了生產(chǎn)成本。
[0005] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110444436. 6的文獻(xiàn)，其公開了一種用薄板坯連鑄連軋 生產(chǎn)的一般取向硅鋼及制造其方法。其組分及重量百分比為：C :0. 015?0. 055%，Si : 2. 5 ?4. 0%，Mn :0? 10 ?0? 40%，P 彡 0? 025t%，S 彡 0? 010%，Als :0? 010 ?0? 025%，N : 0. 0065?0. 0075%，Cu :0. 30?0. 60%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其生產(chǎn)步驟：冶煉 并采用薄板坯連鑄連軋；酸洗后第一次冷軋；在含有濕氣的N2、H2氣氛下進(jìn)行中間完全脫碳 退火；第二次冷軋，乳至所需厚度；在N2、H2氣氛下進(jìn)行回復(fù)退火、涂布氧化鎂隔離劑、進(jìn)行 高溫退火、進(jìn)行平整拉伸，并涂布絕緣層。該文獻(xiàn)利用AlN與e-Cu作為抑制劑，降低抑制 劑的固溶溫度，且后工序不需?；?、滲氮，生產(chǎn)成本降低，且成品性能均勻。雖然該文獻(xiàn)不需 進(jìn)行滲氮處理，但需經(jīng)二次冷軋，且會(huì)降低成材率，提高生產(chǎn)成本。
[0006] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810222026. 5的文獻(xiàn)，其公開了一種低溫加熱取向電工 鋼的生產(chǎn)方法。其鑄坯成分為：〇? 005 - 0? 08% C，2. 5 - 6. 5% Si，0. 015 - 0? 04% Als， 0? 001 - 0? 4% Mn，0. 01 - I. 0% Cu，S 彡 0? 03%，P 彡 0? 02%，0. 003 - 0? 010% N，其余為 Fe及不可避免的夾雜物；生產(chǎn)工藝：鑄坯在1050 - 1100°C加熱后熱軋，開軋溫度為900 - IKKTC，終軋溫度為850 - 950°C，乳成1. 5 - 3. Omm厚的熱軋板；在650 - 750°C進(jìn)行高溫 卷取，卷取后淬水或者保溫IOmin - 2h ;然后經(jīng)一次或者帶中間退火的二次冷軋到成品厚 度，其最終總壓下率為80 - 90% ;再經(jīng)脫碳退火，滲氮處理后涂MgO隔離劑并高溫退火得 到最終成品。該文獻(xiàn)同樣須在高溫退火二次再結(jié)晶之前進(jìn)行滲氮處理。
[0007] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410099080. 7的文獻(xiàn)，其公開了一種取向硅鋼及其生產(chǎn) 方法和裝置，其組分（重量百分比）為：C 0? 035?0? 060%、Si 2. 5?3. 5%、Mn 0? 08? 1.8 %、S 0.005 ?0.010 %、Als 0.015 ?0.035 %、N 0.0050 ?0.0090 %、Sn 0.01 ? 0. 15%、P 0. 010?0. 030%、Cu0. 05?0. 12%、余為Fe。其生產(chǎn)方法包括：a.冶煉；b.熱軋， 鑄坯加熱到1100?1200°C，開軋溫度小于1200°C，終軋溫度850°C以上，卷取溫度650°C以 下；c?常化，熱軋板進(jìn)行1050?1180°C (1?20秒）和850?950°C (30?200秒）的常 化退火，并快速冷卻；d.冷軋，用一次或帶中間退火的二次以上冷軋方法軋到成品板厚度； e.滲氮、脫碳，涂布以MgO為主要成分的高溫退火隔離劑；高溫退火及熱平整退火。該文獻(xiàn) 同樣須在高溫退火二次再結(jié)晶之前進(jìn)行滲氮處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種不僅鑄坯加熱溫度不超過(guò)1280°C，常 化溫度在75(Tl050°C，且無(wú)需進(jìn)行滲氮，并采用一次冷軋法生產(chǎn)出磁性能為B8tltl彡I. 91T， P17/50 < I. 14W/kg的磁性能優(yōu)良的取向硅鋼及生產(chǎn)方法。
[0009] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼，其組分及重量百分比含量為：C :0.015?0.075%，Si : 2. 80 ?3. 50%，Mn : 0? 06 ?L 80 %，Als :0? 010 ?0? 020%，N :0? 0050 ?0? 0090 %， S彡0. 0030%，不超過(guò)0. 20%的P、Cu、Mo、Sb、Cr中的一種或幾種的復(fù)合；磁性能： B800 彡 I. 91T，P17/5Q 彡 I. 14W/kg。
[0010] 生產(chǎn)一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼的方法，其步驟： 1) 冶煉、連鑄成坯； 2) 對(duì)鑄坯加熱，控制加熱溫度在110(ri280°C ; 3) 進(jìn)行熱軋：經(jīng)常規(guī)粗軋后，進(jìn)行精軋，并控制精軋終軋溫度不低于900°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在50(T65(rC ; 5) 進(jìn)行?；?，控制常化溫度在75(Tl05(TC，并在此溫度下保溫3(Tl80s ; 6) 經(jīng)常規(guī)酸洗后冷軋至產(chǎn)品厚度； 7) 在常規(guī)保護(hù)氣氛下進(jìn)行脫碳退火并涂布常規(guī)隔離劑，其間控制脫碳退火溫度在 75(T900°C，并保溫 60?180s ; 8) 常規(guī)高溫退火及進(jìn)行后工序。
[0011] 優(yōu)選地：鑄坯加熱溫度在118(Tl230°C。
[0012] 優(yōu)選地：?；瘻囟仍?6(Tl030°C。
[0013] 本發(fā)明中各元素及主要工藝的機(jī)理及作用： C，碳為取向硅鋼制造的重要元素，小于0. 03%C時(shí)，特別是小于0. 02%C的3. 25%Si鋼 已無(wú)相變，鑄坯在加熱時(shí)晶粒明顯粗化，熱軋帶沿板厚方向中心區(qū)的形變晶粒粗大，〈11〇> 纖維織構(gòu)強(qiáng)，冷軋和脫碳退火后殘存有形變晶粒，高溫退火后二次再結(jié)晶不完全，使磁性降 低；但碳含量過(guò)高，會(huì)造成脫碳困難，因此，碳含量為0. 015%?0. 075% ; Si,取向電工鋼中加入Si能夠增加電阻率，降低鐵損，但是Si含量增加會(huì)導(dǎo)致加工脆 性，因此，為保證加工性需控制Si的含量，Si含量在2. 80%?3. 50%之間； Mn、S，在彡1300°C加熱的中、高溫取向硅鋼生產(chǎn)中，Mn、S為有利析出MnS形成元素，但 本發(fā)明強(qiáng)調(diào)< 1280°C低溫?zé)彳?，同時(shí)為保證在熱軋板中無(wú) MnS析出，避免?；瘯r(shí)AlN以MnS 為核心形成復(fù)合析出，因此控制S含量彡0.0030%，Mn含量在0.06%?1.80% ; Als、N，為有利析出AlN形成元素，但本發(fā)明強(qiáng)調(diào)< 1280°C低溫?zé)彳垼慷疾灰诉^(guò)高， 否則造成AlN的固溶溫度偏高，從而導(dǎo)致熱軋加熱溫度偏高； P、Cu、Mo、Sb、Cr,為補(bǔ)充抑制劑形成元素，其總含量彡0. 20%。
[0014] 其次對(duì)制造工藝及原理進(jìn)行說(shuō)明。
[0015] 熱軋，鋼坯的加熱溫度ST，控制在IKKTC彡ST彡1280°C，加熱溫度低于IKKTC 熱軋時(shí)反彈增大，壓下困難，板坯中的AlN等析出物難以固溶；加熱溫度高于1280°C會(huì) 使得板坯晶粒粗化，燒損嚴(yán)重，能耗增加，產(chǎn)品的成材率降低。優(yōu)選地鑄坯加熱溫度在 1180?1230°C。
[0016] 終軋溫度FT滿足FT > 900°C，終軋溫度低于900°C熱軋反彈增大，乳制困難，熱軋 板厚度不易控制，大尺寸的AlN析出增多，因此終軋溫度彡900°C。
[0017] ?；?50°C?1050°C進(jìn)行保溫30-180S的?；?，使熱軋板組織更均勻和再結(jié)晶 晶粒數(shù)量更多，并使AlN等完成析出，退火時(shí)對(duì)晶粒長(zhǎng)大進(jìn)行抑制。在低于750°C的溫度下 進(jìn)行?；?，由于溫度低，難以析出；高于1050°C鋼帶晶粒粗化，導(dǎo)致初次再結(jié)晶退火后晶粒 長(zhǎng)大，同時(shí)增加成本。優(yōu)選地：?；瘻囟仍?6(Tl030°C。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅鑄坯加熱溫度不超過(guò)1280°C，?；瘻囟仍?75(Tl050 °C，且無(wú)需進(jìn)行滲氮，并采用一次冷軋法生產(chǎn)出磁性能為B_彡I. 91T， Pl7/50 彡I. 14W/kg的取向硅鋼成品。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的鑄坯在1230°c加熱溫度下熱軋板的金相組織圖； 圖2為本發(fā)明在KKKTC保溫60s時(shí)?；宓慕鹣嘟M織圖； 圖3為本發(fā)明初次再結(jié)晶組織的金相組織圖； 圖4為本發(fā)明熱軋后的熱軋板析出相圖； 圖5為本發(fā)明熱軋后的熱軋板析出相能譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述： 表1為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表； 表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的主要工藝參數(shù)列表； 表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例性能檢測(cè)情況列表。
[0021] 本發(fā)明各實(shí)施例按照以下步驟生產(chǎn)： 1) 冶煉、連鑄成坯； 2) 對(duì)鑄坯加熱，控制加熱溫度在110(ri280°C ; 3) 進(jìn)行熱軋：經(jīng)常規(guī)粗軋后，進(jìn)行精軋，并控制精軋終軋溫度不低于900°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在50(T65(rC ; 5) 進(jìn)行?；刂瞥；瘻囟仍?5(Tl05(TC，并在此溫度下保溫3(Tl80s ; 6) 經(jīng)常規(guī)酸洗后冷軋至產(chǎn)品厚度； 7) 在常規(guī)保護(hù)氣氛下進(jìn)行脫碳退火并涂布常規(guī)隔離劑，其間控制脫碳退火溫度在 75(T900°C，并保溫 60?180s ; 8) 常規(guī)高溫退火及進(jìn)行后工序。
[0022] 表1本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表（wt%)

【權(quán)利要求】
1. 一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼，其組分及重量百分比含量為：C :0. 015?0.075%， Si :2. 80 ?3. 50%，Mn : 0? 06 ?1. 80 %，Als :0? 010 ?0? 020%，N :0? 0050 ?0? 0090 %， S彡0. 0030%，不超過(guò)0. 20%的P、Cu、Mo、Sb、Cr中的一種或幾種的復(fù)合；磁性能： B800 彡 1. 91T，P17/5Q 彡 1. 14W/kg。
2. 生產(chǎn)一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼的方法，其步驟： 1) 冶煉、連鑄成坯； 2) 對(duì)鑄坯加熱，控制加熱溫度在110(ri280°C ; 3) 進(jìn)行熱軋：經(jīng)常規(guī)粗軋后，進(jìn)行精軋，并控制精軋終軋溫度不低于900°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在50(T65(rC ; 5) 進(jìn)行?；?，控制?；瘻囟仍?5(Tl05(TC，并在此溫度下保溫3(Tl80s ; 6) 經(jīng)常規(guī)酸洗后冷軋至產(chǎn)品厚度； 7) 在常規(guī)保護(hù)氣氛下進(jìn)行脫碳退火并涂布常規(guī)隔離劑，其間控制脫碳退火溫度在 75(T900°C，并保溫 60?180s ; 8) 常規(guī)高溫退火及進(jìn)行后工序。
3. 如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)一種磁性能優(yōu)良的取向娃鋼的方法，其特征在于：鑄述加 熱溫度在118(Tl230°C。
4. 如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)一種磁性能優(yōu)良的取向硅鋼的方法，其特征在于：?；瘻?度在 86(Tl030°C。
【文檔編號(hào)】C22C38/38GK104451378SQ201410721901
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】楊佳欣, 黎世德, 駱忠漢, 龔海菊, 申明輝, 鄭澤林, 李準(zhǔn) 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司