[发明专利]用于改善高磁感取向硅钢边部晶粒状态的生产方法

说明书

本发明公开了一种用于改善高磁感取向硅钢边部晶粒状态的加工方法，属于冶金中钢铁的后处理技术领域。它包括高温退火工艺，高温退火工艺由前至后包括升温阶段I、保温阶段I、升温阶段II、升温阶段III、升温阶段IV及保温阶段II；且升温阶段III采用控制升温速度S并升温至二次再结晶开始温度；在升温阶段III通入N₂与H₂的混合气体，气体流量Q与升温速度S满足如下数学关系式：0.8S≤Q≤S；速度S满足如下数学关系式：46.14+0.0924Al_r‑15.14P₁₃max≤S≤46.14+0.0924Al_r‑15.14P₁₃min。该方法对于钢带宽度方向晶粒的状态和磁性的均匀性有很好的改善作用。

技术领域

本发明涉及取向硅钢的生产方法，属于冶金中钢铁的后处理技术领域，具体地涉及一种用于改善高磁感取向硅钢边部晶粒状态的生产方法。

背景技术

取向硅钢是一种优良的软磁材料，被广泛应用于大型变压器等输变电产品中，用于制造变压器中的铁芯。硅钢片在制作铁芯时，钢卷会沿着宽度方向被分成不同宽度的窄条(称之为纵剪)，再横剪成不同形状进行叠片，最后经过夹具进行固定，如果这些分条后的硅钢片每一片之间磁性水平参差不齐波动，将显著的影响到变压器三相的平衡从而影响到变压器空载损耗值。虽然可以通过叠片工艺的调整，减小这种影响，但硅钢材料本身磁性的均衡对变压器的铁芯的空载损耗的影响也不容忽视。

同时硅钢板宽方向磁性的不均匀性也影响到了硅钢产品磁性检测的精准度。如果硅钢片在宽度方向上存在磁性的不均匀性，在离线检测时，不同部位的取样必然会对磁性检测结果造成较大影响(刻痕产品尤为突出)。因此，有时会导致磁测结果的代表性较差，也会对用户的使用造成影响。

这种磁性的不均匀性是由二次再结晶晶粒的不均匀性造成的，由于钢卷在环形炉中需要立式放置，导致了环形炉升温过程中钢卷各部分温度的不均匀。钢卷上端面和外圈的升温速度明显高于中部和下端面的升温速度，造成钢卷内外圈，上下端面温度温差可达几百摄氏度，从而造成上端面二次再结晶发展更早，发生更快，中部和下端面二次再结晶较慢。出现如图2所示的巨大的柱状晶，从而影响了中部和边部的磁性均匀性。

由于边部柱状晶巨大，已经超过了宏观晶粒评级的最高等级M0的范围，为了便于评价晶粒的大小，可以统计一定面积内晶粒的个数，然后通过面积除以晶粒个数来估算每个区域晶粒的平均面积。根据边部柱状晶出现的区域，将统计面积控制在20×20cm²较为合适。

在低温高磁感取向硅钢的制备过程中，不同初次再结晶和抑制剂状态产品，发生二次再结晶异常长大的能力不同，导致不同成分工艺状态条件下发生二次再结晶异常长大的温度点不一致。为了便于监控连续退火过程中初次再结晶的状态，通常我们采用测量P_13/50的办法来估计初次晶粒大小(以下简单表示为：P₁₃，单位：w/kg)。根据电工钢^[1]中的记载，P₁₃和初次晶粒之间存在如下关系因此P₁₃与初次晶粒大小存在负相关性。

有关改善低温取向钢不同部位磁性和均匀性的专利文献主要查阅如下：中国发明专利申请(申请公布号：CN108070708A，申请公布日：2018-05-25)介绍了一种取向钢高温退火处理的遮热板组合装置及退火方法，其特征在于，在钢卷进行高温退火时，采用低黑度的金属薄板作为遮热板，将包括多个圆环形遮热板的一组遮热板组合放置在钢卷上，使所述遮热板组合能够遮盖钢卷的整个上端面，且对应各所述圆环形遮热板，钢卷上端面被分成多个环形面；通过适当设定各所述圆环形遮热板的黑度系数，使钢卷上端面各环面区域平均温度相近，从而将钢卷上端面的温度分布趋势由一个大的抛物线型转变为多个小波浪型。该方法没有考虑实际生产过程中钢卷直径的大小，支架的高温耐用性等问题，不适合在大生产中推广应用。