基于低温板坯加热法生产具有高磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的方法技术

公开了一种生产用作变压器铁芯等的具有高的磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的方法。在此方法中，抑制初次再结晶粒长大的抑制剂在冷轧至成品厚度后形成，从而使低温加热板坯成为可能。此方法以下列方式实现。加热并加热轧硅钢板坯后，热轧钢板退火。单次冷轧退火后的钢板而得冷轧钢板，把冷轧钢板进行脱碳。然后在脱碳后的钢板上涂布退火隔离物，之后进行成品高温退火。所述硅钢板坯的重量百分比组成成分为：０．０２－０．０４５％的Ｃ，２．９０－３．３０％的Ｓｉ，０．０５－０．３０％的Ｍｎ，０．００５－０．０１９％的Ａｌ，０．００３－０．００８％的Ｎ，等于或小于０．００６％的Ｓ（以上是主要成分），０．００１－０．０１２的Ｂ，和余量的Ｆｅ及其它不可避免的杂质；或上述主要成分加０．３０－０．７０％的Ｃｕ，０．０３－０．０７％的Ｎｉ，０．０３－０．０７％的Ｃｒ，及余量的Ｆｅ和其它不可避免的杂质；或者上述主要成分加０．００１－０．０１２％的Ｂ，０．３０－０．７０％的Ｃｕ，０．０３－０．０７％的Ｎｉ，０．０３－０．０７％的Ｃｒ和余量的Ｆｅ及其它不可避免的杂质。钢板坯的加热温度是１０５０－１２５０℃。脱碳工序在露点为３０－７０℃的含氮气氛下进行，脱碳的温度是８５０－９５０℃，时间为３０秒至１０分钟，以同时脱碳和氮化，从而实现低温加热法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种制造晶粒择优取向电工钢板的方法，这种电工钢板用作变压器等电器设备的铁芯。具体讲，本专利技术涉及一种制造具有高磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的方法，此方法中，冷轧至成品厚度后，形成抑制初次再结晶晶粒长大的抑制剂，因而使得在低温加热下制造电工钢板成为可能。2.现有技术晶粒择优取向的电工钢板在轧制方向具有(110)织构。生产这种钢板的方法首次为N.P.高斯(GOSS)公开，从那以后，许许多多的研究人员努力改善这种方法，并改善这种钢板的性能。晶粒择优取向的电工钢板的磁性出现在二次再结晶组织中，而二次再结晶组织是通过抑制一次再结晶晶粒的生长并且有选择地使(110)晶粒从受到抑制的上述一次再结晶晶粒中长大而得到。因此，要想生产具有优良磁性的晶粒择优取向的电工钢板，重要的是如何形成抑制剂，以及从受到抑制的晶粒中获得稳定的(110)织构的工艺如何组成。具体而言，抑制剂通过使用细小的沉淀相和偏析元素而形成。沉淀相应该以足够的数量和适当的尺寸均匀分布，以使在二次再结晶晶粒形成之前，初次再结晶晶粒的长大受到抑制。此外，沉淀相不应因为保持在二次再结晶晶粒就要形成之前的最高温度下的热稳定状态下而分解。目前使用的满足上述条件的抑制剂是MnS，MnS+AlN，MnS(Se)+Sb。仅仅使用MnS生产电工钢板的技术在日本专利公报Sho-40-15644中公开。在该技术中，通过两次冷轧、一次中间退火而得到稳定的二次再结晶组织。但是，这种方法不能获得高的磁感应强度，而且，因为进行了两次冷轧，生产成本增加。日本专利公报Sho-30-3651中说明了用MnS+AlN作为抑制剂生产晶粒择优取向电工钢板的典型技术。在这种方法中，进行一次压下率为80％或以上的冷轧，因而得到高磁感应强度。但是，如果把这种方法应用在工业生产中，其生产条件太苛刻，因此，各工艺条件必须严格控制。具体而言，在这种方法中，要进行高温板坯加热、热轧、沉淀析出退火、冷轧、脱碳退火及高温退火。此处，高温退火指的是在成品板中出现二次再结晶而生成(110)织构的过程。在任何使用抑制剂的方法中，为了防止钢板之间的粘结，在进行高温退火前，在钢板上散布退火隔离层，而在脱碳过程中，钢板表面的氧化层与退火隔离层反应而形成一层玻璃状膜，因而为钢板间提供了绝缘性能。这样，经过高温退火，具有(110)织构的成品钢板在其表面上便有了一层绝缘膜。用MnS(Se)+Sb作为抑制剂生产晶粒择优取向的钢板的典型技术在日本专利公报Sho-51-13469中公开。此方法中，进行了高温板坯加热、热轧、沉淀析出退火、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、脱碳退火和高温退火。此方法中，可以得到高的磁感应强度。但是，进行了两次冷轧，而且用昂贵的Sb或Se作为抑制剂，因此，生产成本增加，此外，特别是此生产线对人体有害。此外，在上述方法中，在热轧前，高温下长时间加热钢板坯，以实现MnS或AlN的固溶。之后，在热轧板的冷却过程中，MnS或AlN形成尺寸适宜、分布适宜的沉淀相，因而使得用它们作为抑制剂成为可能。具体而言，为了获得高的磁感应强度，在用MnS作抑制剂的方法中，公知的板坯加热温度必须达1300℃，在用MnS和AlN作抑制剂的方法中，板坯加热温度必须达1350℃，而在用MnS(Se)+Sb作抑制剂的方法中，板坯的加热温度必须达1320℃。事实上，当用在工业生产中时，为了得到至板坯中心区域都均匀的温度，加热必须在高达1400℃的温度下进行。当长时间在高温下加热板坯时，生产所消耗的热量大，因此，生产成本就增加。此外，板坯的表面部分熔化，结果使加热炉修理费增加，且使加热炉的使用寿命缩短。特别是，如果板坯表面的柱状晶(凝固组织)粗化长大，在后序热轧过程中就会生成深深的横向裂纹。结果，成品率大幅降低，而且可能出现其他问题。为了解决上述问题，制造晶粒择优取向的钢板时，如果降低板坯加热温度，那么，在生产成本和成品率上就能获得许多优势。因此，近来在不使用需高温固溶处理的MnS的方法上进行了大量研究。即，在这些方法中，作为抑制剂的沉淀相不仅仅靠炼钢中加入的元素形成，而且在加工过程中适当阶段中形成这种沉淀相。以上方法在日本专利公报Hei-1-230721和Hei-1-283324中进行了说明，在其中进行了氮化处理。属于此范围，引用下面内容。一是为了氮化处理钢板，在钢板上涂布一种含有能氮化的化学制剂的退火隔离层。另一个是为了氮化处理钢板，在高温退火的加热阶段，把能氮化的气体加入在控制气氛中。还有一个是脱碳之后在能氮化的气氛中对钢板进行氮化处理。日本专利公报Hei-2-228425公布了一种方法，其中，在热轧钢板或在一次冷轧钢板进行氮化的过程中，把氮加入钢中而形成沉淀相。日本专利公报Hei-2-294428公布了一种方法，其中，冷轧后，脱碳退火时同时进行了氮化和脱碳。在这种方法中，(Al，Si)N用作抑制剂，而且因氮化与脱碳同时进行，(Al，Si)N主要形成于表面层的晶界上，使得表面层的初次再结晶晶粒的长大能受抑制。因此，表面层的初次再结晶晶粒细小，而内部的再结晶晶粒粗大。结果，二次再结晶不稳定，磁感应强度降低。为了解决这个问题，日本专利公报Hei-3-2324公布了一种方法，其中，先进行脱碳退火，待晶粒长大到一定尺寸(约15μm)后，再在一附加的脱碳退火过程中用分解氨气氛进行氮化处理。在这些方法中，在500℃以上分解氨所得的氮加在钢板上。渗入到钢板中的氮与其周围的Al和Si反应而形成氮化物，这些氮化物就用作抑制剂。这种情况下的抑制剂主要是铝的氮化物，如AlN和(Al，Si)N。如上所述，低温下进行板坯加热的方法使用了能氮化的化学制剂或气体，因而完成了氮化。这样，为了生成晶粒择优取向的电工钢板，在钢板中形成了沉淀相。但是，在所有这些方法中，钢板一般含有约0.050％的碳，所以，脱碳后能向钢板加入氮。结果，必须加一个子工艺。具体指，在用气体氮化的方法中，必须加一个新的设备，或者对现有设备进行巨大改动。此外，在把能氮化处理的化学物质加到退火隔离层的方法中，在表面的镁橄榄石层中产生大量缺陷。此外，钢中的S或N含量相对高了，因此，热轧后产生了大量的不希望的MnS或AlN。脱碳之后，使初次再结晶晶粒尺寸细化，因此，为了得到稳定的二次再结晶，需准备极强的抑制剂。也即，必须形成均匀分布的细小沉淀相。为此目的，脱碳之后必须严格把晶粒尺寸控制在一小范围内，而且必须严格控制氮化的程度。因此，很难在工业上应用。如果想在工业领域应用氮化法，必须首先解决下面两个问题。第一，必须在不大幅改动现有厂房设备的基础上改善工艺。这是此种新方法的经济方面。第二在工艺控制的宽误差内，还能生产稳定的晶粒取向电工钢板。这涉及到成品率，并最终涉及到生产成本。专利技术概述为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的专利技术人进行了研究，基于研究的结果，专利技术人提出本专利技术。因此，本专利技术的一个目的是提供一种生产晶粒择优取向的电工钢板的方法，此方法中，把低C含量和适当B含量的硅钢板坯减薄至成品厚度，并在适当条件下进行氮化处理而形成BN沉淀相，结果使板坯低温加热成为可能，且在不改动现有厂房设备的条件下能生产电工钢板，而且在氮化处理后能得到均匀的初次再结晶组织，进而获得高的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产具有高的磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的方法，包括步骤如下：加热板坯后热轧硅钢板坯获得热轧钢板；所述热轧钢板退火；单次冷轧所述退火后的钢板而得到冷轧钢板；所述冷轧钢板脱碳；在所述脱碳后的钢板上涂布退火隔离物；进行成品高温退火，其特征在于： 所述硅钢板坯的重量百分比组成成分为：０．０２－０．０４５％的Ｃ，２．９０－３．３０％的Ｓｉ，０．０５－０．３０％的Ｍｎ，０．００５－０．０１９％的Ａｌ，０．００３－０．００８％的Ｎ，小于等于０．００６％的Ｓ，０．３０－０．７０％的Ｃｕ，０．０３－０．０７％的Ｎｉ，０．０３－０．０７％的Ｃｒ，及余量的Ｆｅ和其它不可避免的杂质； 所述钢板坯的加热温度为１０５０－１２５０℃；及 脱碳是在露点为３０－７０℃的含氮气氛下进行，温度为８５０－９５０℃，时间为３０秒至１０分钟，所得残余Ｃ量小于或等于３０ｐｐｍ，总的Ｎ量等于１３０－８２．９×｛Ｃｕ％＋１０×（Ｎｉ％＋Ｃｒ％）↑［２］｝ｐｐｍ，进而实现低温加热工艺。

【技术特征摘要】
KR 1997-6-27 1997/28305;KR 1997-8-4 1997/372471.生产具有高的磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的方法，包括步骤如下加热板坯后热轧硅钢板坯获得热轧钢板；所述热轧钢板退火；单次冷轧所述退火后的钢板而得到冷轧钢板；所述冷轧钢板脱碳；在所述脱碳后的钢板上涂布退火隔离物；进行成品高温退火，其特征在于所述硅钢板坯的重量百分比组成成分为0.02-0.045％的C，2.90-3.30％的Si，0.05-0.30％的Mn，0.005-0.019％的Al，0.003-0.008％的N，小于等于0.006％的S，0.30-0.70％的Cu，0.03-0.07％的Ni，0.03-0.07％的Cr，及余量的Fe和其它不可避免的杂质；所述钢板坯的加热温度为1050-1250℃；及脱碳是在露点为30-70℃的含氮气氛下进行，温度为850-950℃，时间为30秒至10分钟，所得残余C量小于或等于30ppm，总的N量等于130-82.9×{Cu％+10×(Ni％+Cr％)2}ppm，进而实现低温加热工艺。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢板坯的厚度为150-350mm；所述热轧钢板的厚度为1.5-2.6mm；及所述冷轧钢板的厚度为0.23-0.35mm。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，热轧后钢板在900-1150℃温度下退火30秒至10分钟。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，脱碳用的含氮气氛气体是氨+氢气+氮气的混合气体。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，脱碳用的含氮气氛气体由一种氨+氢气+氮气的混合气体构成。6.如权利要求1、2或5所述的方法，其特征在于，成品高温退火时，在干氢或混合氢气十氮气气氛下以10-40℃/小时的升温速度把温度升至1150-1250℃，并保温1-30小时。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，成品高温退火时，先在于氢或混合氢气-氮气气氛下以10-40℃/小时的升温速度把温度升至1150-1250℃，并保温1-30小时。8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，成品高温退火时，在干氢或混合氢气-氮气气氛下以10-40℃/小时的升温速度把温度升至1150-1250℃，然后保温1-30小时。9.生产具有高的磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的一种方法，包括下列步骤硅钢板坯加热及热轧而形成热轧钢板；所述热轧钢板退火；单次冷轧所述退火后的钢板而获得冷轧热板；所述冷轧钢板脱碳；在所述脱碳后的钢板上涂布退火隔离物；进行成品高温退火；其特征在于所述硅钢板坯的重量百分比组成成分为0.02-0.045％的C，2.90-3.30％的Si，0.05-0.30％的Mn，0.05-0.019％的Al，0.001-0.012％的B，0.003-0.008％的N，等于或小于0.006％的S，及余量的铁和其他不可避免的杂质；所述钢板坯的加热温度是1050-1250℃；及在露点为30-70℃的含氮气氛下进行脱碳，脱碳的温度是850-950℃，时间为30秒至10分钟，以形成BN沉淀相，并同时脱碳，进而实现低温加热方法。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述钢板坯的厚度为150-350mm；所述热轧钢板的厚度为1.5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青山，韩赞熙，禹宗秀，崔圭昇，金在宽，洪炳得，韩奎锡，
申请(专利权)人：浦项综合制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]