[发明专利]以铜析出为单一抑制剂的取向电工钢及其生产方法

说明书

本发明公布了以铜析出粒子为抑制剂的一类取向电工钢及其生产方法，所述取向电工钢化学成分的质量百分比为：C：0.001％～0.07％；Si：2.5％～3.5％；Si+Mn+Al：≤3.5％；Cu：1.0％～2.0％；S：≤0.003％；N：≤0.0045％；其余为Fe和不可避免杂质元素。该取向电工钢的生产工艺步骤可以包括：连铸坯板坯加热、热轧、常化、冷轧、脱碳处理、时效处理、二次再结晶退火处理等。本方法免除了高温热轧加热和二次再结晶后高温长时间加热以净化钢板基体的退火环节，进而可实现连续式二次再结晶退火，大幅度降低了生产能耗，并显著提高生产效率。

技术领域

本发明属于取向电工钢生产技术领域，具体涉及以铜析出粒子为抑制剂的取向电工钢及其生产方法。

背景技术

取向电工钢的生产涉及使弥散细小的析出物粒子作为抑制剂均匀散布于钢板之内，以便在最终的高温长时间二次再结晶退火过程中抑制非戈斯(非Goss)晶粒的生长，进而促进戈斯(Goss)晶粒异常长大。

传统的生产流程中需要采用很高温度的热轧加热，以促使抑制剂析出物首先固溶于钢的基体内，为抑制剂粒子的后续弥散析出创造条件。取向电工钢所采用的主要抑制剂为MnS、AlN、Cu₂S/CuS等化合物及Se、Sb、Sn等多种其它辅助性抑制元素。戈斯(Goss)晶粒在二次再结晶退火过程中充分长大后，还需促使MnS、AlN、Cu₂S/CuS等化合物粒子在高温下分解和固溶，随后在罩式炉或隧道炉内的长时间加热时脱除钢中的S、N等有害元素，净化钢板基体，进而确保钢板优异的磁性能。多次的长时间高温加热使取向电工钢的生产成为一个高能耗过程。

近些年来，采用多种化合物粒子复合抑制，以及后续渗氮等改进技术可以大幅度降低热轧加热温度，使其低于1300℃，甚至低于1200℃，降低了取向电工钢生产的总能耗。二次再结晶之后高温长时间净化钢板基体的加热过程是一个更为耗能过程。虽经过长期多种尝试，迄今为止仍未获得实质性突破，导致取向电工钢生产的能耗仍居高不下。当前，取向电工钢的应用从传统的大型变压器领域正快速地向更大用量的高性能电机领域拓展，突破取向电工钢生产的高能耗瓶颈、开发进一步节能降耗技术显得尤为迫切。

本世纪初，国外就出现了以连续退火方式取代罩式炉或隧道炉作为二次再结晶及之后高温退火加热的设想[K.Günther,G.Abbruzzese,S.Fortunati,G.Ligi,SteelResearch International,2005,76(6):413-421.]，借以降低生产能耗。然而，如果仍采用原成分设计，则不可能缩短或取消高温长时间净化钢板基体的高耗能加热过程；因此只是改变加热设备而仍采用原工艺流程，实际上并不能真正降低能耗。过去几十年内出现了许多含铜的取向电工钢成分设计，但仍包含了多种传统抑制剂成分，因而仍无法避免高温长时间净化钢板基体所需的加热过程。