一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：S1、硅钢板碱洗、水洗；S2、脱碳渗氮；S3、涂覆隔离剂并烘干；S4、高温退火；S5、去除隔离剂，拉伸退火，涂覆水溶性自粘接涂层后烧结固化，得具有绝缘保护层的取向硅钢板；S4中高温退火为三阶段式保温退火；第一阶段退火温度为580～700℃，保温时间为4～10h；第二阶段退火温度为875～915℃，保温时间为10～20h；第三阶段退火温度为1080～1210℃，保温时间为13～36h。本发明专利技术低铁损高磁感取向硅钢的生产方法通过优选三段式高温退火工艺参数，提高硅钢板高斯晶粒的取向度，使硅钢板宽度方向和长度方向上二次结晶更趋均匀。板宽度方向和长度方向上二次结晶更趋均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法


[0001]本专利技术涉及取向硅钢生产
，具体涉及一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法。

技术介绍

[0002]高磁感取向硅钢广泛应用于各种大中型变压器的制造，与一般取向硅钢相比，高磁感取向硅钢具有低铁损、磁感应强度高、磁致伸缩小等优点。高磁感取向硅钢有两种生产方式，一种是在热轧工序采用板坯高温加热热轧，另一种是采用低温加热热轧、后工序渗氮处理，其中后一种生产方式具有低能耗、低成本等优点。
[0003]低温高磁感取向硅钢(低温HiB钢)的主要生产步骤包括硅钢清洗、脱碳渗氮、涂覆隔离剂、高温退火、拉伸平整退火等，低温高磁感取向硅钢生产工艺窗口极窄，各步骤的工艺参数尤其是脱碳渗氮、涂覆隔离剂、高温退火、拉伸平整退火的工艺参数，对硅钢侧边部磁性能影响明显。如何调整工艺参数获得低铁损高磁感取向硅钢，是取向硅钢领域技术人员面临的主要问题之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，通过优选三段式高温退火工艺参数，提高硅钢板高斯晶粒的取向度，实现高磁感取向硅钢的稳定生产。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：S1、硅钢板碱洗、水洗；S2、脱碳渗氮；S3、涂覆隔离剂并烘干；S4、高温退火；S5、去除隔离剂，拉伸退火，涂覆水溶性自粘接涂层后烧结固化，得具有绝缘保护层的取向硅钢板；
[0006]S4中高温退火为三阶段式保温退火；第一阶段退火温度为580～700℃，保温时间为5～10h；第二阶段退火温度为875～915℃，保温时间为12～20h；第三阶段退火温度为1080～1210℃，保温时间为20～36h。
[0007]优选的技术方案为，第一阶段退火温度为600～700℃，保温时间为7～8h；第二阶段退火温度为900
±
15℃，保温时间为16～18h；第三阶段退火温度为1100～1200℃，保温时间为26～28h。更进一步的，第二阶段退火温度为900
±
10℃。
[0008]优选的技术方案为，脱碳的退火温度为800～900℃，脱碳时间90～200s；硅钢板冷却后出炉温度小于80℃；脱碳硅钢板的碳含量不大于16ppm，氧含量420～500ppm。
[0009]通过以碳含量和氧含量确定脱碳终点，克服原料硅钢卷成分差异对高磁感取向硅钢产品一致性的影响；适当延长脱碳时间，将脱碳硅钢板的碳含量控制在更低的范围内，利于初始晶粒均匀化以及降低铁损。进一步的，脱碳硅钢板的碳含量为12～16ppm。脱碳硅钢板碳含量过低，硅钢板容易断带；当脱碳硅钢板大于16ppm时，例如常规的30ppm以下，经过高温退火和拉伸退火处理所得取向硅钢磁感性能普遍偏低。优选的氧含量抑制隔离剂渗透
至硅钢板基体中；另外，罩式炉中存在少量氧，控制脱碳硅钢较低的氧含量可防止硅钢板在高位退火时板面过多氧化，提升高位退火效果和取向硅钢产品质量。
[0010]优选的技术方案为，脱碳的退火气氛为氮氢混合气体，氮氢混合气体中氢气体积比为47％～55％；气氛露点50～60℃。进一步的，氮氢混合气体中氢气体积比为49％～51％。
[0011]氮氢混合气体中的氢气体积比过低会导致脱碳后钢板表面的氧化膜含氧量的升高，氧化膜过大，劣化渗氮效果。露点过高，硅钢板表面氧化层厚度过大或者过于致密会阻碍脱碳的正常进行。
[0012]优选的技术方案为，渗氮硅钢板的氮含量为155～190ppm。优选的，渗氮硅钢板的氮含量为160～180ppm。
[0013]优选的技术方案为，隔离剂的主要组成为氧化镁、金属氯化物和水，氧化镁和水的质量比为1：(8～9)；隔离剂中金属氯化物的含量为0.4％～0.6％。进一步的，隔离剂的粘度为10.5～11s(涂四杯粘度测定法)。
[0014]氯化物的作用在于破坏氧化镁与氧化层中的硅反应形成硅酸镁玻璃膜，以获得具有良好磁性能和加工性能的无底层取向硅钢产品。进一步的，隔离剂中金属氯化物的含量为0.4％～0.5％。
[0015]优选的技术方案为，隔离剂的涂覆量为5～5.5g/m2；涂覆后烘干温度为500～650℃；隔离剂烘干后所得隔离层的含水率为0.8％～1.2％。
[0016]优选的技术方案为，拉伸退火温度为700～880℃，时间60～120s。拉伸退火硅钢板料更平整，晶粒的取向度保持一致，利于提高磁感并降低铁损。进一步的，拉伸退火温度为750～860℃。
[0017]优选的技术方案为，拉伸退火后硅钢板板宽方向的拉展量为板宽的0.98
‰
～2.05
‰
。拉展量适中则硅钢板平整，无明显的中部波浪和边部缺陷，内应力充分释放；拉展量过大则会破坏晶粒的均匀程度，过小则硅钢板平整度变差。
[0018]优选的技术方案为，所述绝缘保护层的厚度为1～2μm。绝缘保护层能在硅钢板表面形成良好的绝缘性，进一步降低铁损。
[0019]本专利技术的优点和有益效果在于：
[0020]本专利技术低铁损高磁感取向硅钢的生产方法通过优选三段式高温退火工艺参数，提高硅钢板高斯晶粒的取向度，使硅钢板宽度方向和长度方向上二次结晶更趋均匀；通过脱碳渗氮、涂覆隔离剂、高温退火和拉伸退火等步骤的工艺参数，实现无硅酸镁底层取向硅钢的稳定生产。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0022]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0023]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过
市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0024]退火气氛中氮气、氢气、氨气等气体比例均以体积比计算。
[0025]以下实施例以HiB钢的硅钢卷为原料，板厚0.35mm，板宽1025mm。
[0026]实施例1
[0027]实施例1的低铁损高磁感取向硅钢的生产方法包括以下步骤：
[0028]S1、硅钢板碱洗、水洗
[0029]碱洗采用的碱液由除油粉配制，浓度为3％，碱液温度80℃，喷淋压力0.2MPa。清洗的清水温度为75℃，碱残留＜0.01％，清洗压力0.25Mpa。
[0030]S2、脱碳渗氮
[0031]脱碳：脱碳退火气氛为N2+H2，H2浓度为50％，气氛露点55℃；脱碳退火温度为850℃，脱碳退火时间200s；退火后冷却钢带，控制冷却至70℃后出炉，测得脱碳硅钢板的碳含量为15ppm，氧含量为482ppm；
[0032]渗氮：渗氮温度810℃，渗氮退火气氛为NH3+N2+H2，渗氮退火气氛中NH3的体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、硅钢板碱洗、水洗；S2、脱碳渗氮；S3、涂覆隔离剂并烘干；S4、高温退火；S5、去除隔离剂，拉伸退火，涂覆水溶性自粘接涂层后烧结固化，得具有绝缘保护层的取向硅钢板；S4中高温退火为三阶段式保温退火；第一阶段退火温度为580～700℃，保温时间为5～10h；第二阶段退火温度为875～915℃，保温时间为12～20h；第三阶段退火温度为1080～1210℃，保温时间为20～36h。2.根据权利要求1所述的低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，第一阶段退火温度为600～700℃，保温时间为7～8h；第二阶段退火温度为900
±
15℃，保温时间为16～18h；第三阶段退火温度为1100～1200℃，保温时间为26～28h。3.根据权利要求1所述的低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，脱碳的退火温度为800～900℃，脱碳时间90～200s；硅钢板冷却后出炉温度小于80℃；脱碳硅钢板的碳含量不大于16ppm，氧含量420～500ppm。4.根据权利要求1所述的低铁损高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑苹，郭宇，
申请(专利权)人：江阴森豪金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：