一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法技术

本发明专利技术的一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法，化学组成及质量百分比为Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。生产工艺为：连铸、铸坯加热、热轧、常化、冷轧、初次再结晶退火、二次再结晶退火。本发明专利技术采用超低碳的成分，取消了常规取向硅钢脱碳退火工艺，简化了生产流程。通过稀土微合金化解决了因超低碳成分导致的单向铁素体组织抑制剂析出困难的技术难题。本发明专利技术制备的含钇取向硅钢厚度为0.2～0.35mm，磁感应强度B8为1.85～1.94T，铁损P17/50为0.9～1.2W/kg，可以用于变压器的铁芯材料，制备流程更为简洁。更为简洁。

【技术实现步骤摘要】
一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于冶金
，涉及一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]取向硅钢是电力、电子及军事工业不可或缺的软磁合金，是制备变压器铁芯的基础原料。传统取向硅钢生产工艺复杂冗长，主要包括：冶炼—连铸—铸坯加热—热轧—常化—冷轧—脱碳退火—高温退火等工艺步骤。碳是取向硅钢最为重要的控制元素之一。在冶炼时，添加质量分数为0.03～0.05％的碳可以使硅钢在高温时(1050～1150℃)形成一定量的奥氏体相，由于取向硅钢中的主要抑制剂AlN在奥氏体和铁素体的溶解度差十倍左右，可在后续常化冷却过程中，利用奥氏体向铁素体相变，促进AlN抑制剂快速析出。然而，另一方面，碳在硅钢中是有害元素，会使硅钢片矫顽力提髙，造成铁损增加，磁性下降。因此在完成AlN抑制剂调控之后，需要通过脱碳退火工序来消除碳对硅钢的不利影响。相关研究表明残余碳含量超过0.0200％后，硅钢高温退火样品二次再结晶不完善，磁性能较差。中国专利技术专利(公开号CN104294155A)公开了一种超低碳取向硅钢的制备方法，该专利主要特征是在成分上采用超低碳设计及两阶段冷轧工艺制备高磁感取向硅钢，这种技术在省略连铸、热轧和常化工序的同时，进一步省略脱碳退火工序，通过控制凝固及二次冷却路径避免了粗大析出物的形成。但是同时超低碳成分取向硅钢也存在着单相铁素体AlN抑制剂析出困难的问题，必须通过两阶段冷轧的中间退火工序来调整抑制剂析出。

技术实现思路

[0003]针对因超低碳成分体系导致取向硅钢中单相铁素体AlN等抑制剂析出困难的问题，本专利技术提供一种超低碳含钇取向硅钢的制备方法，通过在超低碳成分体系设计的基础上添加稀土钇元素，有效促进AlN等抑制剂的析出，并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，进一步简化了生产流程。
[0004]本专利技术的一种超低碳含钇取向硅钢，化学组成及其质量百分比为：
[0005]Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0006]在本专利技术的超低碳含钇取向硅钢中，含钇取向硅钢成品厚度为0.2～0.35mm，磁感应强度B8为1.85～1.94T，铁损P17/50为0.9～1.2W/kg。
[0007]本专利技术的一种超低碳含钇取向硅钢的制备方法，通过在超低碳成分体系的基础上添加稀土钇元素，促进抑制剂的析出，并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，包括如下步骤：
[0008]步骤1：按设定成分冶炼钢水，化学组成及其重量百分比为Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；
[0009]步骤2：连铸出厚度为20～200mm的连铸坯，连铸坯在1250～1300℃加热，并保温；
[0010]步骤3：连铸坯加热后经热轧至2～2.5mm厚度，开轧温度为1000℃～1050℃，终轧温度为850～950℃；
[0011]步骤4：将热轧板在950℃～1000℃进行常化处理；
[0012]步骤5：常化板冷却后使用盐酸进行酸洗后在室温条件下冷轧，采用一阶段冷轧工艺直接冷轧至0.20
‑
0.35mm；
[0013]步骤6：冷轧板在850℃～950℃初次再结晶退火，保温一段时间；
[0014]步骤7：涂覆隔离剂后进行二次再结晶退火，以50～150℃/h的速度升温至1100℃～1250℃，保温时间为12h～20h。
[0015]在本专利技术的超低碳含钇取向硅钢的制备方法中，所述步骤2中保温时间为120min。
[0016]在本专利技术的超低碳含钇取向硅钢的制备方法中，所述步骤4中常化处理时间为180s～300s。
[0017]在本专利技术的超低碳含钇取向硅钢的制备方法中，所述步骤5中使用浓度为10
‑
20％盐酸进行酸洗。
[0018]在本专利技术的超低碳含钇取向硅钢的制备方法中，所述步骤6中保温时间为180～300s。
[0019]在本专利技术的超低碳含钇取向硅钢的制备方法中，初次再结晶退火和二次再结晶退火都在氮气和氢气混合气氛条件下进行，氮气和氢气的体积比为1:3，控制混合气氛的露点在
‑
30℃以下。
[0020]本专利技术的一种超低碳含钇取向硅钢及其制备方法，至少具有以下有益效果：
[0021]1、本专利技术在超低碳成分体系取向硅钢的基础上，省略了脱碳退火工艺。同时，通过添加稀土钇元素的加入促使氮元素及硫元素团簇的形成，降低了抑制剂与基体的界面能，促进了AlN等抑制剂析出，解决了因超低碳成分设计导致的单相铁素体组织抑制剂析出困难的技术难题。因此本专利技术的热轧及常化温度降常规流程相比较低。
[0022]2、本专利技术提出一种在超低碳成分体系取向硅钢的基础上添加稀土钇元素的新型成分设计，可以细化硅钢铸态组织、深度脱氧以提高二次再结晶完善程度，进而优化取向硅钢的性能。并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，进一步简化了生产流程。
具体实施方式
[0023]本专利技术的一种超低碳含钇取向硅钢，化学组成及其质量百分比为：Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。成品厚度为0.2～0.35mm，磁感应强度B8为1.85～1.94T，铁损P17/50为0.9～1.2W/kg。
[0024]本专利技术的一种超低碳含钇取向硅钢的制备方法，通过在超低碳成分体系的基础上添加稀土钇元素，促进抑制剂的析出，并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，具体包括如下步骤：
[0025]步骤1：按设定成分冶炼钢水，化学组成及其重量百分比为Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～
0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；
[0026]步骤2：连铸出厚度为20～200mm的连铸坯，连铸坯在1250～1300℃加热，并保温时间为120min；
[0027]步骤3：连铸坯加热后经热轧至2～2.5mm厚度，开轧温度为1000℃～1050℃，终轧温度为850～950℃；
[0028]步骤4：将热轧板在950℃～1000℃进行常化处理，常化处理时间为180s～300s；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低碳含钇取向硅钢，其特征在于，化学组成及其质量百分比为：Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.如权利要求1所述的超低碳含钇取向硅钢，其特征在于，含钇取向硅钢成品厚度为0.2～0.35mm，磁感应强度B8为1.85～1.94T，铁损P17/50为0.9～1.2W/kg。3.一种超低碳含钇取向硅钢的制备方法，其特征在于，通过在超低碳成分体系的基础上添加稀土钇元素，促进抑制剂的析出，并且采用的一阶段冷轧工艺省去了冷轧过程中的中间退火的环节，包括如下步骤：步骤1：按设定成分冶炼钢水，化学组成及其重量百分比为Si：2.0～4.5％，C：≤0.003％，Y：0.001～0.1％，Mn：0.1～0.25％，Al：0.01～0.02％，Cu:0～0.3％，S：0.02～0.035％，N：0.009～0.011％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；步骤2：连铸出厚度为20～200mm的连铸坯，连铸坯在1250～1300℃加热，并保温；步骤3：连铸坯加热后经热轧至2～2.5mm厚度，开轧温度为1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺，王洋，张元祥，方烽，袁国，李振垒，康健，王超，张晓明，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：