[发明专利]取向电工钢板及其制造方法

说明书

本发明一个实施例的取向电工钢板按重量％包含Si：2.0至4.5％、C：0.005％以下(不包含0％)、Mn：0.005至0.05％、S：0.005％以下(不包含0％)、Se：0.0005至0.2％，以及剩余量的Fe及不可避免的杂质，满足下式1。[式1]3×[Mn]≥[Se]≥1.5×[Mn](在式1中，[Mn]及[Se]分别代表Mn及Se的含量(重量％)。)

技术领域

本发明的一个实施例涉及取向电工钢板及其制造方法。具体而言，本发明的一个实施例涉及一种不将AlN、MnS析出物用作晶粒生长抑制剂，而是在钢板中适量添加Mn、Se元素来提高磁性及生产率的取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

取向电工钢板是钢板面的所有晶粒的方位为{110}面、轧制方向的结晶方位平行于001轴而构成所谓高斯(Goss)织构(texture)的沿钢板轧制方向的磁特性非常卓越的软磁性材料。

一般而言，磁特性可以表现为磁通密度和铁损，高磁通密度可以通过将晶粒的方位准确排列于{110}001方位而获得。磁通密度高的电工钢板不仅可以减小电气设备的铁芯材料大小，而且由于磁滞损耗降低，可以同时实现电气设备小型化与高效率化。

铁损作为在对钢板施加任意交变磁场时以热能形式消耗的电力损失，根据钢板的磁通密度、板厚度、钢板中的杂质量、电阻率以及二次再结晶晶粒大小等而极大地变化，磁通密度和电阻率越高，而且，板厚度和钢板中杂质量越低，则铁损越下降，电气设备的效率越增加。

现在全世界范围内为了减少CO₂发生、应对地球变暖，呈现出在节能的同时指向高效率产品化的趋势，随着对扩大普及电能使用较少的高效率电气设备的需求增加，对开发具有更优秀低铁损特性的取向电工钢板的社会要求正在增大。

另一方面，就磁特性优秀的取向电工钢板而言，沿钢板轧制方向上的{110}001方位的高斯织构(Goss texture)需强大发育，为了形成这种织构，高斯方位的晶粒需形成称之为二次再结晶的非正常晶粒生长。这种不正常的晶粒生长不同于通常的晶粒生长，当正常的晶粒生长因析出物、夹杂物或者因固溶或在晶界中偏析的元素而抑制了正常生长的晶界的移动时发生。将如此抑制晶粒生长的析出物或夹杂物等特别地称为晶粒生长抑制剂(inhibitor)，对基于{110}001高斯方位的二次再结晶的取向电工钢板制造技术的研究，致力于使用强力的晶粒生长抑制剂来形成相对于{110}001方位的集结度高的二次再结晶，确保优秀的磁特性。

初期开发的取向电工钢板，将MnS用作晶粒生长抑制剂，通过2次冷轧法制造。因此，二次再结晶虽然稳定地形成，但磁通密度处于不太高的水平，铁损也较高。后来，提出了复合地利用AlN、MnS析出物，按80％以上的冷轧率进行1次冷轧而制造取向电工钢板的方法。

最近提出一种取向电工钢板制造方法，不使用MnS，而是在实施1次冷轧及脱碳后，通过利用氨气的另外的氮化工序，向钢板内部供应氮，借助于发挥强力晶粒生长抑制效果的Al类氮化物而引起Goss方位晶粒的二次再结晶。

迄今为止，生成取向电工钢板的几乎所有制造商正在使用主要将AlN、MnS[Se]等的析出物用作晶粒生长抑制剂来确保二次再结晶及磁特性的制造方法。这种将AlN、MnS析出物用作晶粒生长抑制剂的取向电工钢板制造方法具有可以稳定地引起二次再结晶的优点，但为了发挥强烈的晶粒生长抑制效果，必须使析出物非常微细、均一地分布于钢板中。为了如此使微细的析出物均一分布，需在热轧前，将钢胚在高温下长时间加热，使钢中存在的粗大的AlN、MnS析出物固溶后，在很短时间内实施热轧，在不发生析出的状态下结束热轧。为此，需要大型钢胚加热设备，为了在热轧过度中最大限度抑制析出，存在的制约是，需非常严格地管理热轧温度及卷取工序，管理使得在热轧之后的热轧板退火工序中固溶的析出物微细地析出。另外，如果高温加热钢胚，则形成熔点低的Fe₂SiO₄，因而发生钢胚冲洗(washing)现象，热轧实际收率低下。