[发明专利]具有优异加工性和磁性能的高硅钢板及其生产方法

说明书

本申请是2012年12月20日提交的名称为“具有优异加工性和磁性能的高硅钢板及其生产方法”的201280062641.9发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容涉及一种具有优异加工性和磁性能的高硅钢板，并且涉及一种制造该钢板的方法。

背景技术

含有硅的钢板具有良好的磁性能，并因此广泛用作电钢板。例如，硅钢板被用作变压器芯材料、电动机、发电机和其他电子器件，在这种情况下，要求硅钢板具有良好的磁性能。特别地，由于目前的环境和能源问题，要求硅钢板在降低能量损耗方面是有效的。对环境和能源问题的关注与磁通密度和磁芯损耗相关。换言之，随着磁通密度增加，磁芯的尺寸减小，从而使电子器件更小，并且随着磁芯损耗降低，能量损耗也会降低。

引起能量损耗的磁芯损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。随着交流电(AC)电流频率增加，涡流损耗量增加。当向磁芯施加磁场时，涡流损耗以发热的形式产生，向磁芯添加硅以降低磁芯的涡流损失。如钢中的硅含量增加到6.5％，则不会发生产生噪音的磁致伸缩(0％)，且钢的磁导率最大化。此外，在钢中的硅含量为6.5％的情况下，钢的磁性能可显著提高。因此，具有良好磁性能的高硅钢可用于高价值电子器件中，所述高价值电子器件如用于新型可再生能源发电站的倒相器和电抗器、用于空气涡轮发电机的电感加热器以及用于持续电力供应的电抗器。

含有6.5％硅含量的高硅钢板具有优异的磁性能。然而，随着钢板硅含量的增加，钢板的脆性增加，韧性显著降低。因此，已知实际中不可能采用常规冷轧方法加工具有3.5％以上硅含量的硅钢板。换言之，由于冷轧技术固有的局限性，已知具有良好磁性能的高硅钢板并非通过冷轧的方法加工。因此，为了克服冷轧法的局限性，长久以来致力于对新技术的研究。

由于难以通过常规热轧处理和常规冷轧(或温轧)处理加工具有良好磁性能的高硅钢板，因而试图通过其他方法加工高硅钢板。

目前已知的作为高硅钢板加工技术的方法为铸造法，该方法中通过使用单辊或双辊的铸造处理直接制造具有最终厚度的高硅钢板。专利文献1中公开了该方法的一个实例。然而，在这种方法中，控制铸造钢板的形状是非常困难的。尤其地，如将熔化的钢直接铸造成具有最终产品厚度的板材，则该板材的表面会非常粗糙并易开裂，因此采用这种直接铸造的方法难以得到具有改进磁性能的板材。此外，由于铸造板材的厚度不均匀，这种直接铸造方法不适合商业化批量生产。专利文献2公开了一种所谓的复合(clad)法，在该方法中，对覆盖有低硅钢的高硅钢进行轧制。然而，该公开方法还未商业化。

此外，专利文献3公开了一种用于制造高硅钢块的粉末冶金技术，所述高硅钢块用于替代高硅钢板。尽管结合使用了纯铁粉砂芯、高硅钢粉砂芯和铝硅铁粉砂芯，但由于制造砂芯的粉末的特性，这些砂芯具有低于高硅钢板磁性能的软磁性能。

根据目前用于制造具有6.5％硅含量的高硅钢板的批量技术，一种化学蒸汽沉积(CVD)方法用于在(扩散)退火处理过程中使SiCl₄扩散到具有3％硅含量的钢板中。已知例如专利文献4中公开了许多该技术的实例。然而，根据该技术，使用了有毒性的SiCl₄，且需要花费很长时间实施扩散退火处理。

此外，已尝试在实验室中通过一种所谓的温轧方法制造薄高硅钢板，该方法提高了轧制处理温度。如果通过常规连续铸造过程加工钢坯，钢坯热轧前在再加热炉中加热几个小时加热到1100℃以上，那么，此时，钢坯由于其表面温度和中心温度的温度差而可能开裂。此外，当钢坯从再加热炉取出并热轧时，钢坯可能断裂。例如，图1示出6.5％-Si钢，所述6.5％-Si钢在50-kg真空电感熔炉中融化、通过混炼(milling)形成200-mm的钢坯，在氩(Ar)气氛下加热一个半小时达到1100℃，并立即热轧。钢坯在热轧过程中断裂。这一升高轧制温度的技术可改进钢的轧制特性，但在热轧过程中产生许多其他问题。

(专利文献1)日本专利申请公开第S56-003625号

(专利文献2)日本专利申请公开第H5-171281号

(专利文献3)韩国专利第0374292号

(专利文献4)日本专利申请公开第S62-227078号

发明内容

技术问题

本公开内容的几个方面提供一种具有优异加工性和磁性能的高硅钢板，并且提供一种制造该钢板的方法。

技术方案