[发明专利]纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法

说明书

本发明公开了一种纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法，属于炼钢技术领域。它包括的工艺流程为常规炼钢→连铸→热轧→酸洗常化→冷轧→脱碳退火→渗氮处理→涂层→高温退火→热平整拉伸→涂覆绝缘涂覆层；常规炼钢中，控制酸溶铝[Als]的浓度为250～320ppm，控制剩铝[Alr]的浓度为100～160ppm；脱碳退火中，从距离卷尾为L的钢卷中部开始对每个钢卷进行工艺调整至整个钢卷生产完毕，工艺调整为选自提高脱碳温度或提高加热段温度或提高还原段温度或延长退火时间中的一种；L满足如下数学关系式：50×(170‑Alr)≤L≤50×(200‑Alr)；本发明的生产方法有效的提高了高温退火后钢卷头部尾部磁性能水平。

技术领域

本发明涉及取向硅钢的生产方法，属于炼钢技术领域，具体地涉及一种纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法。

背景技术

取向硅钢成品晶粒具有高度的取向一致性(一般为高斯取向)，从而具有优良的磁性能，广泛用于变压器等铁芯的制造中，为铁芯提供高的磁通量，实现高效的电磁能量转换。取向硅钢的生产制造方法比较成熟，可分为一般取向硅钢制造方法、高温高磁感取向硅钢制造方法和低温高磁感取向硅钢制造方法。目前，低温高磁感取向硅钢因其生产成本低、产品性能好而获得世界范围内的高度关注，很多生产厂家已经具备或正在开发该生产技术。低温高磁感取向硅钢技术最早由新日铁于20世纪80年代研究开发，基于低温板坯加热技术(采用1200℃以下的板坯加热温度)，后工序采用氨气渗氮的方法，增加钢带中的辅助抑制剂，促进完整二次再结晶的完成，最终得到优良的磁性能。21世纪初，宝钢和武钢也分别开展相关研究，分别自主开发了基于自身装备特点的低温高磁感取向硅钢技术，并实现了批量化大生产。

目前比较成熟的低温高磁感取向硅钢生产流程为：转炉炼钢—真空处理—连铸—板坯低温加热—热轧成卷—热轧卷退火—冷轧—脱碳退火及渗氮—涂布隔离剂—钢卷罩式炉或环形炉退火—热平整拉伸—涂布绝缘涂层—成品剪切包装。为了得到良好的二次再结晶组织和纯净的钢质，钢卷必须要经过高温退火过程。这一过程通常采用罩式炉或环形炉，生产周期非常长，一般为120小时以上。在高温退火过程中，特别是在加热阶段，由于钢卷体积大，传热耗时长，钢卷内圈和外圈受热不均，升温制度不同，同时气氛也有显著差异。这些差异会导致钢带中抑制剂演变的不同，导致二次再结晶状态的差异，最终造成钢带内圈和外圈磁性能的差异。具体表现在，高温退火后的钢卷在热平整拉伸线生产时，在线测量的铁损值在钢卷纵向上有显著差异。一般来说钢卷外圈(对应在线测量铁损曲线的开始端，常常称为头部)铁损偏高，从外向内铁损会有一逐渐降低的变化，几百米或几千米后，在线铁损趋于稳定，如说明书附图的图1所示。而到接近内圈尾部时(几百米到一千米)，铁损又有升高的变化，直至最内圈。

上述钢卷纵向铁损的不均匀分布现象是普遍存在的，因工艺控制水平的差异，不均匀度会有大有小，铁损偏高的范围有长有短。这种纵向性能的不均，严重影响了对整个钢卷磁性能的测量评价，增加了重复取样测量的工作量，降低了钢卷整体性能水平，导致高性能材料比例不高，影响整体材料牌号的提高。另外，纵向性能的持续变化也会造成变压器铁芯实际性能的差异，影响变压器铁芯的性能稳定性。

为了保证低温高磁感取向硅钢钢卷纵向磁性能的均匀，常规做法是严格控制各工序工艺的一致性和设备稳定性，但越是前工序工艺稳定一致，材料参数纵向均匀，钢卷内外圈因高温退火实际工艺不同所造成的二次再结晶状态差异就越大，钢卷纵向性能不均性就越明显。另外，仅通过调整高温退火温度制度和气氛控制，无法消除钢卷内外圈实际工艺的差异，无法彻底消除纵向磁性的不均。姑且的做法是将钢卷头部尾部铁损最高的部分单独剪切为小卷(即常说的头尾卷)，单独检测判级，以最大程度的减少头尾铁损偏高对整个钢卷性能判级的影响，最大限度的提高牌号率。但头尾小卷的单独判级、包装及销售增加了工作量和成本，也在一定程度上影响了整体高牌号率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于提高高温退火后钢卷头部尾部磁性能水平的低温高磁感取向硅钢的生产方法。