[发明专利]一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法

说明书

本发明的一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法，化学组成及质量百分比为Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。生产工艺为：连铸、铸坯加热、热轧、常化、冷轧、初次再结晶退火、二次再结晶退火。本发明采用超低碳的成分，取消了常规取向硅钢脱碳退火工艺，简化了生产流程。通过稀土微合金化解决了因超低碳成分导致的单向铁素体组织抑制剂析出困难的技术难题。本发明制备的含钇取向硅钢厚度为0.2～0.35mm，磁感应强度B8为1.85～1.94T，铁损P17/50为0.9～1.2W/kg，可以用于变压器的铁芯材料，制备流程更为简洁。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法。

背景技术

取向硅钢是电力、电子及军事工业不可或缺的软磁合金，是制备变压器铁芯的基础原料。传统取向硅钢生产工艺复杂冗长，主要包括：冶炼—连铸—铸坯加热—热轧—常化—冷轧—脱碳退火—高温退火等工艺步骤。碳是取向硅钢最为重要的控制元素之一。在冶炼时，添加质量分数为0.03～0.05％的碳可以使硅钢在高温时(1050～1150℃)形成一定量的奥氏体相，由于取向硅钢中的主要抑制剂AlN在奥氏体和铁素体的溶解度差十倍左右，可在后续常化冷却过程中，利用奥氏体向铁素体相变，促进AlN抑制剂快速析出。然而，另一方面，碳在硅钢中是有害元素，会使硅钢片矫顽力提髙，造成铁损增加，磁性下降。因此在完成AlN抑制剂调控之后，需要通过脱碳退火工序来消除碳对硅钢的不利影响。相关研究表明残余碳含量超过0.0200％后，硅钢高温退火样品二次再结晶不完善，磁性能较差。中国发明专利(公开号CN104294155A)公开了一种超低碳取向硅钢的制备方法，该专利主要特征是在成分上采用超低碳设计及两阶段冷轧工艺制备高磁感取向硅钢，这种技术在省略连铸、热轧和常化工序的同时，进一步省略脱碳退火工序，通过控制凝固及二次冷却路径避免了粗大析出物的形成。但是同时超低碳成分取向硅钢也存在着单相铁素体AlN抑制剂析出困难的问题，必须通过两阶段冷轧的中间退火工序来调整抑制剂析出。

发明内容

针对因超低碳成分体系导致取向硅钢中单相铁素体AlN等抑制剂析出困难的问题，本发明提供一种超低碳含钇取向硅钢的制备方法，通过在超低碳成分体系设计的基础上添加稀土钇元素，有效促进AlN等抑制剂的析出，并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，进一步简化了生产流程。

本发明的一种超低碳含钇取向硅钢，化学组成及其质量百分比为：

Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

在本发明的超低碳含钇取向硅钢中，含钇取向硅钢成品厚度为0.2～0.35mm，磁感应强度B8为1.85～1.94T，铁损P17/50为0.9～1.2W/kg。

本发明的一种超低碳含钇取向硅钢的制备方法，通过在超低碳成分体系的基础上添加稀土钇元素，促进抑制剂的析出，并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，包括如下步骤：

步骤1：按设定成分冶炼钢水，化学组成及其重量百分比为Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

步骤2：连铸出厚度为20～200mm的连铸坯，连铸坯在1250～1300℃加热，并保温；

步骤3：连铸坯加热后经热轧至2～2.5mm厚度，开轧温度为1000℃～1050℃，终轧温度为850～950℃；