[发明专利]一种磁性能优良的取向硅钢生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及取向硅钢生产方法，特别是一种磁性能优良的取向硅钢生产方法。

背景技术

取向硅钢是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，主要用作变压器铁芯、发电机和大型电机等。要求有优良的磁性能，特别是低的铁损。

取向硅钢是利用二次再结晶技术，使Goss织构(Goss织构：{110}晶面平行轧面，<001>晶向平行轧向)发生异常晶粒长大，吞并其它位向的晶粒后得到优良的轧向磁性能。

传统的高磁感取向硅钢生产方法如下：

板坯在加热炉内加热到1350℃～1400℃的温度，并进行1h以上的保温，使得有利夹杂AlN，MnS或MnSe充分固溶，然后进行轧制，终轧温度达到950℃以上，热轧钢带快速喷水冷却后进行卷取。在随后的常化过程中，使基体内析出细小、弥散的第二相质点(即晶粒长大抑制剂)，热轧板常化后进行酸洗，除去表面氧化铁皮。进一步冷轧至成品厚度后，进行脱碳退火把钢板中的[C]降低到不影响成品磁性的程度(≤30ppm)，然后涂布以MgO为主要成分的退火隔离剂进行高温退火，使钢板发生二次再结晶、形成Mg₂SiO₄底层及净化钢质，最后涂布绝缘涂层并进行拉伸退火，得到磁感高、铁损低和绝缘良好的高性能取向硅钢产品。

以上生产方法存在如下问题：

1、加热温度高，板坯烧损大；

2、加热炉需频繁修补，生产效率低；

3、热轧温度高，热轧卷边裂大；

为了解决这些问题，国外一些公司摸索和开发出了以较低的板坯加热温度生产取向硅钢的方法，比如：

1、中温取向硅钢生产方法

俄罗斯的新利佩茨克冶金常厂、VIZ厂等采用中温取向硅钢生产技术，板坯加热温度1200～1300℃，化学成分中含较高的Cu(0.4％-0.7％)，以AlN和CuS为抑制剂。该方法可以避免板坯高温加热带来的诸多问题，缺点是只能生产一般取向硅钢。

2、板坯低温加热、渗氮方法

在冷轧板通过脱碳退火炉的时候，通入NH₃对钢板内部进行渗氮，形成一种后天的获得型抑制剂。通过该方法，可以使得板坯加热温度降低到1250℃以下，该方法既可以生产一般取向硅钢，也可以生产高磁钢取向硅钢。

3、无抑制剂的取向硅钢生产方法

冶炼的时候，控制材料的高度纯化，将Se、S、N、O的含量都降低至30ppm以下，从而排除了Se、S、N、O等偏析带来的影响，利用高能晶界与其他晶界在移动速度方面的差别来制造取向硅钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性能优良的取向硅钢生产方法，通过调节冷轧时钢板表面所受的摩擦力(剪切应力)来控制初次再结晶板表层(1/4层)和中心层(1/2层)的初次晶粒尺寸数值(15～30um)和比例(0.5～1.2)在合适范围内，达到影响初次再结晶沿板厚方向的分布的目的，最终实现成品磁性能的优化。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种磁性能优良的取向硅钢生产方法，包括如下步骤：

1)常规冶炼、铸造成坯；

2)板坯热轧

加热到1200～1280℃，保温1～3h、热轧成2.0～3.0mm的带钢；

3)常化处理

采用两段式常化处理，首先加热到1100～1200℃，然后在50～200s内降温到900～1000℃；随后在10～100℃水中进行急冷；

4)冷轧

进行一次冷轧，或带中间退火的二次冷轧；

在上述冷轧过程中，调节冷轧时摩擦力的大小，即控制轧制油的浓度6％～20％重量比和流量1000～5000L/min，实现一次晶粒尺寸沿厚度方向的均匀化；

5)再结晶退火

在800～850℃温度下进行一次再结晶退火，一次再结晶退火时间200s～250s；

接着，涂布以MgO为主的退火隔离剂进行包括二次再结晶退火和净化退火组成的成品退火，由于其为常规工艺，在此不再赘述。

获得的取向硅钢初次再结晶板表层即1/4层和中心层即1/2层的初次晶粒尺寸数值18～24μm和比例0.9～1.1。

本发明通过调整脱碳温度(一次再结晶退火)、时间，实现对平均一次晶粒尺寸的控制。通过调节冷轧时摩擦力的大小(控制轧制油)，来实现一次晶粒尺寸沿厚度方向的均匀化，以此控制初次再结晶板表层(1/4层)和中心层(1/2层)的初次晶粒尺寸比例在合适范围。