[发明专利]用薄钢坯生产具有高的磁性能的晶粒取向电工钢带的工艺

说明书

发明领域

本发明涉及用薄钢坯生产具有高的磁性能的晶粒取向电工钢板的工艺，尤其是涉及这样的工艺：按此工艺，控制了铸造条件，从而在此钢坯中得这样一种微观组织特点(高的等轴晶与柱状晶之比，特定的等轴晶的尺寸，较小的析出物尺寸及其特定的分布)，从而简化该生产工艺，但仍能获得优越的磁性能。

背景技术

晶粒取向电工钢通常被分为两个主要类别，其基本区别在于在800As/m磁场作用下的相应的磁感值，即被称为B800的值不同，常规的晶粒取向钢产品的B800约小于1890mT，而高导磁率钢产品的B800大于1900mT。进一步的细分是根据在给定的磁感和频率下的，以W/kg表达的铁损值进行的。这种常规的晶粒取向钢板首先产生于30年代，而且仍有重要的应用范围；高导磁率的晶粒取向钢出现于60年代后半叶，而且也有很多用途，主要是这样一些可用其高的导磁率和较低的铁损的优点弥补与常规产品相关的高成本的领域。

在高导磁率的电工钢中，利用充分析出的第二相(尤其是AlN)取得较高的特性，这些第二相降低了晶界的迁移率，从而使具有平行于轧制方向的棱边及平行于钢板表面的对角线面(Goss组织)的晶粒(体心立方结构的)有选择地生长，由此减少了相对于轧制方向的取向混乱。

但，在钢水凝固期间，可获得这类较佳效果的AlN以粗大的形式析出，因而对所追求的效果是无益的，因而必须使其溶解，再以合适的形式重新析出，所述的合适形式必须在冷轧至最终尺寸之后，在最终退火阶段期间保持到获得具有所需的尺寸及取向的结晶组织的时刻，直至复杂而昂贵的转变过程结束。立即可以想到的是，主要与获得良好产率及均匀的质量的困难相关的生产问题主要归因于在整个钢的转变过程中为保持具有所需形式及分布的AlN所必需的全部必要预防措施。

在这方面，开发过一些技术，比如，叙述于US.4,225,366及EP 339,474的技术，按此技术，借助于钢带渗氮，尤其是在冷轧后渗氮产生适于控制晶粒生长过程的AlN。

按此技术，利用低的钢坯加热温度(低于1280℃，更好是低于1250℃)在热轧前使在钢的缓慢凝固过程中析出的粗大的AlN保持在这种状态；在钢带脱碳后，引入其中的氮立即反应，从而形成Si和Mn/Si的氮化物，它们具有相对低的溶解温度，因而在最后的箱式退火期间溶解；这样获得的游离氮在钢带中扩散并与Al反应，结果以细的和均匀的形式，作为Al/Si的氮化物的混合物沿钢带厚度重新析出。这一技术要求将钢在700-850℃下保持至少4小时。

在上述专利中提到，由于缺乏适宜的抑制剂，所以为避免晶粒不可控制地生长，渗氮温度必须接近脱碳温度(约850℃)，而且无论如何也不得大于900℃。实际上，最佳的渗氮温度大致为750℃，为避免晶粒不可控制地生长，850℃是该温度上限。

这种工艺似乎有一些优点，如，相对低的热轧前的钢坯加热温度，相对低的脱碳和渗氮温度，以及需将该钢带在箱式退火炉中于700-850℃下至少保持4小时的时间(为得到控制晶粒所需的混合的Al/Si氮化物)实际上并未增加总的生产成本，因为在任何情况下，箱式退火炉的加热都需要相似的时间。

但，上面所述看上去似乎是优点，实际不然：(ⅰ)低的钢坯加热温度保持了不能控制晶粒生长过程的AlN析出物的粗大形态，因而，全部的后续加热，尤其是脱碳和渗氮过程必须在相当低的，小心控制的温度下进行，以便精确地避免了晶粒不可控制的生长；(ⅱ)在这样低的温度下的处理时间因而必须延长；(ⅲ)不可能在最终退火时，比如，用连续炉替代不连续的箱式退火炉以产生可能的改进，从而缩短加热时间。

对发明的描述

本发明旨在适时地用薄钢坯连铸工艺消除已知生产工艺中的这些缺点，以获得具有特定凝固及显微组织特征的薄的硅钢坯，这些特征得以获得一种不存在某些限制性步骤的转变工艺。特别是，实施此连铸工艺，以在钢坯中得到规定的等轴晶与柱状晶之比，等轴晶的特定尺寸及细的析出物。本发明涉及高磁性能硅钢带的生产工艺，按该工艺连铸含(％重量)2.5-5Si、0.002-0.075C、0.05-0.4Mn、S(或S+0.504Se)＜0.015、0.010-0.045Al、0.003-0.0130N，最多为0.2Sn、0.040-0.3Cu，余为Fe及次要杂质的钢，将其高温退火、热轧及以单步骤或带中间退火的多步骤冷轧，将这样得到的冷轧带退火，以进行初次退火和脱碳，涂退火隔离剂及进行箱式退火以便进行最终的二次再结晶处理，所述工艺的特征在于以下组合：