具有优异加工性和磁性能的高硅钢板及其生产方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种具有优异加工性和磁性能的高硅钢板和一种制造该钢板的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及一种具有优异加工性和磁性能的高硅钢板，并且涉及一种制造该钢板的方法。
技术介绍
含有硅的钢板具有良好的磁性能，并因此广泛用作电钢板。例如，硅钢板被用作变压器芯材料、电动机、发电机和其他电子器件，在这种情况下，要求硅钢板具有良好的磁性能。特别地，由于目前的环境和能源问题，要求硅钢板在降低能量损耗方面是有效的。对环境和能源问题的关注与磁通密度和磁芯损耗相关。换言之，随着磁通密度增加，磁芯的尺寸减小，从而使电子器件更小，并且随着磁芯损耗降低，能量损耗也会降低。引起能量损耗的磁芯损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。随着交流电(AC)电流频率增加，涡流损耗量增加。当向磁芯施加磁场时，涡流损耗以发热的形式产生，向磁芯添加硅以降低磁芯的涡流损失。如钢中的硅含量增加到6.5%，则不会发生产生噪音的磁致伸缩(0% )，且钢的磁导率最大化。此外，在钢中的硅含量为6.5%的情况下，钢的磁性能可显著提高。因此，具有良好磁性能的高硅钢可用于高价值电子器件中，所述高价值电子器件如用于新型可再生能源发电站的倒相器和电抗器、用于空气涡轮发电机的电感加热器以及用于持续电力供应的电抗器。 含有6.5%娃含量的高娃钢板具有优异的磁性能。然而，随着钢板娃含量的增加，钢板的脆性增加，韧性显著降低。因此，已知实际中不可能采用常规冷轧方法加工具有3.5%以上硅含量的硅钢板。换言之，由于冷轧技术固有的局限性，已知具有良好磁性能的高硅钢板并非通过冷轧的方法加工。因此，为了克服冷轧法的局限性，长久以来致力于对新技术的研究。由于难以通过常规热轧处理和常规冷轧(或温轧)处理加工具有良好磁性能的高硅钢板，因而试图通过其他方法加工高硅钢板。目前已知的作为高硅钢板加工技术的方法为铸造法，该方法中通过使用单辊或双辊的铸造处理直接制造具有最终厚度的高硅钢板。专利文献I中公开了该方法的一个实例。然而，在这种方法中，控制铸造钢板的形状是非常困难的。尤其地，如将熔化的钢直接铸造成具有最终产品厚度的板材，则该板材的表面会非常粗糙并易开裂，因此采用这种直接铸造的方法难以得到具有改进磁性能的板材。此外，由于铸造板材的厚度不均匀，这种直接铸造方法不适合商业化批量生产。专利文献2公开了一种所谓的复合(clad)法，在该方法中，对覆盖有低硅钢的高硅钢进行轧制。然而，该公开方法还未商业化。此外，专利文献3公开了一种用于制造高硅钢块的粉末冶金技术，所述高硅钢块用于替代高硅钢板。尽管结合使用了纯铁粉砂芯、高硅钢粉砂芯和铝硅铁粉砂芯，但由于制造砂芯的粉末的特性，这些砂芯具有低于高硅钢板磁性能的软磁性能。根据目前用于制造具有6.5%硅含量的高硅钢板的批量技术，一种化学蒸汽沉积(CVD)方法用于在(扩散)退火处理过程中使SiC14扩散到具有3%硅含量的钢板中。已知例如专利文献4中公开了许多该技术的实例。然而，根据该技术，使用了有毒性的SiC14，且需要花费很长时间实施扩散退火处理。此外，已尝试在实验室中通过一种所谓的温轧方法制造薄高硅钢板，该方法提高了轧制处理温度。如果通过常规连续铸造过程加工钢坯，钢坯热轧前在再加热炉中加热几个小时加热到1100°c以上，那么，此时，钢坯由于其表面温度和中心温度的温度差而可能开裂。此外，当钢坯从再加热炉取出并热轧时，钢坯可能断裂。例如，图1示出6.5%-Si钢，所述6.5%-Si钢在50-kg真空电感熔炉中融化、通过混炼(milling)形成200_mm的钢还，在氩(Ar)气氛下加热一个半小时达到1100°C，并立即热轧。钢坯在热轧过程中断裂。这一升高轧制温度的技术可改进钢的轧制特性，但在热轧过程中产生许多其他问题。(专利文献I)日本专利申请公开第S56-003625号(专利文献2)日本专利申请公开第H5-171281号(专利文献3)韩国专利第0374292号(专利文献4)日本专利申请公开第S62-227078号
技术实现思路
技术问题本公开内容的几个方面提供一种具有优异加工性和磁性能的高硅钢板，并且提供一种制造该钢板的方 法。技术方案根据本公开内容的一方面，一种具有优异加工性和磁性能的高硅钢板包含以重量％计的C:0.05%以下(不包括0% )，Ν:0.05%以下(不包括0% ), S1:4%至7%，Α1:0.5%至3%，Si+Al:4.5%至8%，且余量为Fe和不可避免的杂质。根据本公开内容的另一方面，一种制造具有优异加工性和磁性能的高硅钢板的方法包括:将熔化的金属铸造成具有5mm以下厚度的带材，所述熔化的金属包括以重量％计的 C:0.05% 以下(不包括 0% ), N:0.05% 以下(不包括 0% )，S1:4% 至 7%，Al:0.5%至3%，Si+Al:4.5%至8%，且余量为Fe和不可避免的杂质；在800°C以上的温度下热轧所述铸造带材；在900°C至1200°C的温度范围内将所述热轧后的带材退火；冷却所述退火的带材；在300°C至700°C的温度范围内温轧所述冷却的带材；最后将所述温轧后的带材在800°C至1200°C的温度范围内退火。本公开的上述方面不包括本专利技术公开的所有方面和特点。从以下实施方案阐述中将清晰理解本公开的其他方面或特点、优势和效果。有益效果根据本公开，可通过对具有5重量％以上的硅含量的钢结合实施带材铸造、热轧、热轧带材退火、冷却、温轧和退火过程，可提供一种具有良好磁性能的高硅钢板。此外，通过控制硅(Si)和铝(Al)彼此的相对含量，可提供一种具有改进轧制特性的高硅钢板。【附图说明】图1为热轧钢板在热轧过程中断裂的照片。图2A和图2B为S1-Fe相图和示出B2有序结构和DO3有序结构中的原子排列的示意图。图3为不出闻娃钢板的伸长率与温度相对应关系的图。图4为示出带材铸造过程中发生S1-偏析的照片。【具体实施方式】专利技术人已对防止钢板在热轧过程中断裂和改善钢板冷轧处理脆性的技术进行了研究。研究结果表明，专利技术人发现通过合理调节钢的成分，经由带材铸造过程直接加工薄的钢板，并随后温轧该薄钢板，可大量生产避免热轧过程中断裂并在冷轧处理脆性方面得到改善的高娃钢板。本下文中，将根据本公开的一个实施方案详细阐述一种高硅钢板。本公开的一个实施方案提供一种具有优异加工性和磁性能的高娃钢板。所述高娃钢板包括以重量％计的C:0.05%以下(不包括0% )，N:0.05%以下(不包括0% )，S1:4%至7%，Al:0.5%至3%，Si+Al:4.5%至8%，且余量为Fe和不可避免的杂质。碳(C):0.05重量％以下(不包括0% )由于钢中的碳(C)以细化析出并阻碍轧制过程中的位错移动，如钢板中的碳(C)含量高，则钢板的轧制性能会变差。此外，如碳(C)未从最终成品中去除，则残留的碳(C)会阻碍AC磁场中磁畴的移动，并因此使最终产品的磁性能变差。如钢板中的碳(C)含量大于0.05%，则钢板的脆性会上升，并因此使钢板的轧制性能变差。 氮(N):0.05重量％以下(不包括0%)氮(N)是一种间隙元素，并且像碳(C) 一样阻碍轧制过程中的位错移动。因此，如钢板中加入大量的氮，则钢的轧制性能会降低。此外，如最终成品中含有大量的氮(N)，则会阻碍磁畴在AC磁场中的移动，并因此使最终产品的磁性能变差。因此，氮(N)含量的上限优选为0.05重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有优异加工性和磁性能的高硅钢板的方法，所述方法包含：将熔化的金属铸造成具有5mm以下厚度的带材，所述熔化的金属包括基于重量％计的C：0.05％以下(不包括0％)，N：0.05％以下(不包括0％)，Si：4％至7％，Al：0.5％至3％，Si+Al：4.5％至8％，且余量为Fe和不可避免的杂质；在800℃或更高的温度下热轧所述铸造带材；在900℃至1200℃范围内的温度下将所述热轧后的带材退火；冷却所述退火带材；在300℃至700℃范围内的温度下温轧所述淬火带材；以及最后将所述温轧后的带材在800℃到1200℃范围内的温度下退火。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.20 KR 10-2011-01384781.一种制造具有优异加工性和磁性能的高硅钢板的方法，所述方法包含: 将熔化的金属铸造成具有5mm以下厚度的带材，所述熔化的金属包括基于重量％计的C:0.05% 以下(不包括 0% )，N:0.05% 以下(不包括 0% )，S1:4%至 7%，Al:0.5%至.3%, Si+Al:4.5%至8%，且余量为Fe和不可避免的杂质； 在800 °C或更高的温度下热轧所述铸造带材； 在900°C至1200°C范围内的温度下将所述热轧后的带材退火； 冷却所述退火带材； 在300°C至700°C范围内的温度下温轧所述淬火带材；以及 最后将所述温轧后的带材在800°C到1200°C范围内的温度下退...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪炳得，具真谟，李载坤，朴晟珍，金相勋，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR