[发明专利]一种硅钢薄带的制备方法

说明书

本发明涉及一种硅钢薄带的制备方法，属于金属材料的冶炼技术领域，解决了现有硅钢薄带制备工艺过程中资源消耗大，残余氧和夹杂物影响钢材质量的问题。本申请的硅钢薄带的制备方法包括以下步骤：步骤1、制备硅铁碳合金薄带；步骤2、对硅铁碳合金薄带脱碳处理,得到硅钢薄带；步骤3、检测薄带的碳元素分布、微观组织、物相、平均碳含量和磁性能。本申请的硅钢薄带制备方法省去了转炉冶炼等工序，对节约能耗投资，缩短冶炼流程，降低生产以及环境保护具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及金属材料的冶炼技术领域，尤其涉及一种硅钢薄带的制备方法。

背景技术

硅钢亦称为“电工钢”，是一种含碳极低(约0.02wt％)的硅铁软磁合金，Si的含量一般为1.5wt％-4.5wt％。硅钢占到磁性材料总量的90％以上，是使用量最大的一种软磁合金，主要应用于军事工业和电子电力行业。其生产技术复杂、制造技术严格，因此被称为“钢铁产品中的工艺品。”

脱碳对硅钢最终的产品性能有着很大的影响，钢中残余的碳含量越少，在其服役过程中发生磁失效而降低磁性能的可能性就会越少。我国传统硅钢的冶炼工艺为高炉炼铁-转炉吹氧脱碳-炉外精炼加合金脱氧去夹杂-连铸。整个流程本质上是还原-氧化-还原的过程，此过程造成了大量的资源消耗。此外，精炼之后钢液中残余的氧和夹杂物依旧会对钢材的质量有一定的影响。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种硅钢带的制备方法，用以解决现有硅钢带制备工艺过程中资源消耗大、残余氧和夹杂物影响钢材质量的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种硅钢薄带的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备硅铁碳合金薄带；

步骤2、对硅铁碳合金薄带脱碳处理,得到硅钢薄带；

步骤3、检测硅钢薄带的碳元素分布、微观组织、物相、平均碳含量和磁性能。

进一步地，在步骤1中，利用高真空单辊旋淬电弧熔炼系统制备硅铁碳合金薄带，包括以下步骤：

步骤1.1将高纯铁粉、石墨粉和硅粉按照一定比例混合后得到混合原料；

步骤1.2将混合原料放入第一石英试管中，利用卧式加热炉将混合原料加热至1780～1800K，加热时间为25～35min，得到块状母合金；

步骤1.3将块状母合金放入开设有喷出孔且固定于喷铸枪下的第二石英试管中加热，冷却铜模置于喷出孔下方，将熔化的块状母合金喷入冷却铜模中，得到硅铁碳合金薄带。

进一步地，在步骤2中，利用管式加热炉将硅铁碳合金薄带进行脱碳处理，脱碳处理时，将硅铁碳合金薄带放入管式炉加热区内并升温至设定温度，升温过程中向管式炉中通入Ar-H₂混合气体，开启气路管道加热装置，脱碳时将气体路径转换使其通过水浴箱，混合气体通过水浴箱带出的水蒸气进入管式炉内，硅铁碳合金薄带中碳被水蒸气氧化脱除，获得硅钢薄带。

进一步地，在步骤1.2中，卧式加热炉炉膛在加热前要将进行抽真空处理，真空度要达到1×10^-1Pa以下，随后进行惰性气体洗炉后通入Ar+3.5％H₂混合气体，混合气体总流量设定为875～890ml/min。

进一步地，在步骤1.3中，冷却铜模外形为圆柱体，冷却铜模的高度为60～70mm，直径为110～120mm，冷却铜模中间空心部分为铜模铸造室。

进一步地，在步骤1.3中，将喷铸室进行抽真空处理，先用机械泵抽真空至5Pa，然后采用分子泵抽真空度至5×10^-3Pa，最后向喷铸室内通入高纯氩气使喷铸室压力处于5×10^-2Pa状态下。