[发明专利]一种提高取向硅钢电磁性能的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及取向硅钢的生产方法，特别涉及一种提高取向硅钢电磁性能的生产方法。

背景技术

传统取向硅钢的生产方法如下：

用转炉(或电炉)炼钢，进行二次精炼及合金化，连铸成板坯，其基本化学成分为Si(2.5～4.5%)、C(0.06～0.10%)、Mn(0.03～0.1%)、S(0.012～0.050%)、Als(0.02～0.05%)、N(0.003～0.012%)，有的成分体系还含有Cu、Mo、Sb、B、Bi等元素中的一种或多种，其余为铁及不可避免的杂质元素；板坯在专用高温加热炉内加热到1350℃以上的温度，并进行45min以上的保温，使有利夹杂物MnS或AlN充分固溶，然后进行轧制，终轧温度达到950℃以上，进行快速喷水冷却到500℃以下，然后卷取。以便在随后的常化过程中在硅钢基体内析出细小、弥散的第二相质点，即抑制剂；热轧板常化后，进行酸洗，除去表面氧化铁皮；冷轧将样品轧到成品厚度，进行脱碳退火和涂布以MgO为主要成分的退火隔离剂，把钢板中的[C]脱到不影响成品磁性的程度(一般应在30ppm以下)；高温退火过程中，钢板发生二次再结晶、硅酸镁底层形成及净化(除去钢中的S、N等对磁性有害的元素)等物理化学变化，获得取向度高、铁损低的高磁感取向硅钢；最后，经过涂布绝缘涂层和拉伸退火，得到商业应用形态的取向硅钢产品。

它的不足在于为了使抑制剂充分固溶，加热温度最高需达到1400℃，这是传统加热炉的极限水平。此外，由于加热温度高，烧损大、加热炉需频繁修补，利用率低。同时，能耗高，热轧卷的边裂大，致使冷轧工序生产困难，成材率低，成本也高。

正是鉴于上述这些问题，国内外的研发人员开展了大量降低取向硅钢加热温度的研究，其主要改进的趋势按照加热温度范围来区分有两种：一种是板坯加热温度在1250~1320℃，采用AlN和Cu的抑制剂；另一种是板坯加热温度在1100~1250℃，主要采用脱碳后渗氮形成AlN的方法来获得抑制能力。

现阶段低温板坯加热技术发展较快，例如美国专利US5049205和日本专利JP5112827采用在1200℃以下进行板坯加热，最终冷轧采用80%的大冷轧压下率，并在脱碳退火后采用氨气进行连续渗氮处理，获得取向度较高的二次再结晶晶粒。但这种方法的问题在于由于其不考虑各工序后基板的内部组织和析出物情况，仅是单方面考虑渗氮量这一参数。因此造成“获得型抑制剂——AlN”在钢板内形成困难、尺寸不合适、分布不均匀，从而影响抑制能力和二次再结晶的均匀性，最终引起产品磁性能波动。

日本专利JP54120214、JP55119126提出在热轧和常化过程中的C类AlN析出物对二次再结晶不起作用。日本专利JP40215644、JP46223819提出有效的AlN是在热轧板进行常化处理的冷却过程中发生相转变时大量析出。日本专利JP59126722提出A类AlN析出物经常化处理后被固溶消失，继而以B类AlN形式析出。虽然上述提及的现有专利均与常化处理阶段AlN析出物的尺寸和形态相关，但是由于这些专利所涉及的均是高温板坯加热技术下的情况，并不关心脱碳后氮化处理的工艺设定与成品电磁性能之间的关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高取向硅钢电磁性能的生产方法，根据热轧板常化处理后钢板内析出的30~100nm尺寸的AlN比例，控制氮化处理过程中向板内渗入合适的氮含量，从而获得电磁性能更好的取向硅钢成品。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种提高取向硅钢电磁性能的生产方法，包括如下步骤：

1)冶炼、浇铸

用转炉或电炉炼钢，钢水经二次精炼和连铸后，获得以下成分的铸坯：C 0.030~0.090%，Si 2.5~4.0%，Mn 0.05~0.20%，S 0.005~0.010%，Als 0.015~0.035%，N 0.004~0.010%，Sn 0.001~0.150%，其余为Fe及不可避免杂质，重量百分比计；

2)热轧

铸坯在加热炉内加热到1100~1250℃，开轧温度小于1180℃，终轧温度860℃以上，铸坯由180mm~250mm厚度轧成1.5~3.5mm厚度的热轧板，层流冷却后卷取；

3)常化

第一段常化温度1050~1150℃，时间1~20sec；第二段常化温度850~950℃，时间30~200sec，随后进行冷却；常化后钢板内尺寸在30~100nm的AlN析出物占总AlN析出物的30~80%体积比；

4)冷轧