專利名稱：一種分三段常化生產高磁感取向硅鋼帶的方法
技術領域：
本發明涉及采用含熱軋板常化退火的一次冷軋法的高磁感取向硅鋼生產方法，特別是指能夠提高低溫高磁感取向硅鋼熱軋板在常化退火過程中的高斯織構強度，從而提高磁感值的一種生產方法。本方法提供一種鑄坯加熱溫度低于1250°C，通過三段式常化退火工藝控制，從而控制最終產品的磁感應強度值和冷軋加工性能。可在工業化規模下穩定生產高磁感取向硅鋼片，生產性好、成品磁感值高。
背景技術：
變壓器鐵芯一般由取向娃鋼疊片組成,疊片方向要求娃鋼片易磁化與磁場方向一致，并組成一個環形回路。變壓器本身的工作形式是初級線圈電流在鐵芯中產生磁場使鐵芯磁化,從而在次級線圈中產生感應電流。根據變壓器的工作形式，鐵芯磁化時阻力越小，效率越高。而作為鐵芯材料的取向硅鋼片，由于其晶粒的易磁化方向{110}、{001}平行于軋制方向，從而使鋼帶沿該方向具有優良的電磁性能。實際上，取向硅鋼材料是多晶體，讓所有晶粒的易磁化方向完全平行于軋向從而獲得最佳的磁性能是不可能的，但一直是專業技術人員所追求的。長期以來，人們盡最大努力來減少晶粒的{100}軸偏離軋向的程度，以提高產品的磁感應強度指標。磁性參數中，磁感應強度是指鐵芯材料(硅鋼片)在給定參數的磁場下產生磁化的程度，用B來表示(單位:特斯拉，以T表示)，其值越高，表示磁化性能越好。鐵損通常指在給定的頻率和磁感應強度下鐵芯工作過程中的能量損失，用P表示(單位:瓦/千克，以W/Kg表示)。取向硅鋼片通常分為兩類，即一般取向硅鋼和高磁感取向硅鋼，由磁感應強度值B800的高低來劃分。B800表示材料在磁場強度為800 A /m下的磁感應強度值。一般取向硅鋼也稱為傳統的取向硅鋼片(CG0)，其B800低于1.88T，高磁感取向硅鋼片(HGO)的B800超過1.88T。 最終產品通過二次再結晶退火獲得晶粒的高斯取向，取向度的高低依賴于制造過程中一定范圍內的相關工藝參數，而熱軋板的常化退火工藝參數非常關鍵。在取向硅鋼生產中，熱軋板沿板厚方向的組織和織構是不均勻的，這種不均勻性對3%Si取向硅鋼二次再結晶發展有重大影響，以AlN為析出相的熱軋板在冷軋前必須在氮氣下高溫常化，通常常化退火溫度在1000 1150°C，目的是為了析出一定數量細小的A1N，同時使熱軋板組織更均勻和再結晶晶粒數量更多。一定數量的AlN將抑制脫碳退火時的一次再結晶晶粒長大，再配合后期滲氮所獲得的補充抑制劑達到控制二次再結晶質量的目的。在常化過程中對熱軋板織構的控制同樣重要，只有獲得較高的高斯織構強度以及與之相匹配的{111}、{112}位向晶粒組合才能得到良好的二次再結晶發展，從而獲得好的產品性能。高磁感取向硅鋼工藝復雜、成本昂貴。很明顯，盡可能提高產品磁感值，從而減少變壓器鐵芯用量和鐵損一直是本行業的努力方向。有多種常化工藝可以控制二次再結晶的水平，在以往的專利申請中，提到了取向硅鋼各種熱軋板常化工藝的方法。EP0219611B1和EP0534432B1采用一段式常化工藝，常化溫度在900 1150°C之間，該方法在水冷過程中冷卻應力較大，不利于冷軋工序的進行。特開平7-252531采用一段式低溫常化方法，常化溫度700 900°C，在水冷時采用鹽水冷卻，得到了較好的效果。其主要通過提高冷卻速度來改善性能，但工業化實施過程中對設備的耐腐蝕性提出了要求，同時影響環境。EP0950119B1采用將鋼帶加熱到1000 1150°C，然后在800 950°C進行水冷的兩段式常化方法，這種方法鋼坯熱軋加熱溫度達到1270 1310°C，不利于節約能源，成本聞。特開平9-41039提出了一種兩段式常化的方法，該方法中加熱溫度1120 1150°C，冷卻過程中850°C以前控制冷卻速度彡20°C /S，850°C到室溫彡40°C /S，獲得了較高的磁感值，但這種方法受鋼中的氮含量控制，不同的氮含量對應不同的冷卻速度。
發明內容
本發明要解決的是針對在常化過程中隨著加熱溫度的提高，材料在冷卻時的脆性越來越大，磁感值偏低的不足，提供一種磁感高、鐵損低、冷軋性能優良的分三段常化生產高磁感取向娃鋼帶的方法。實現上述目的的措施:
一種分三段常化生產高磁感取向硅鋼帶的方法，其步驟:
O經冶煉并鑄坯后，將鑄坯加熱到1100 1250°C ；` 2)進行熱軋:軋制到成品厚度的6 15.3倍厚；
3)進行卷取，控制卷取溫度在500 700°C；
4)分三段進行常化退火:第一階段溫度控制在950 1150°C，第二階段溫度控制在1050 950°C，第三階段溫度控制在950 800°C ；
5)—次性冷軋至成品厚度，冷軋時采用130 250°C時效軋制方式；
6)在濕式N2+H2氣氛中進行脫碳退火，控制脫碳退火溫度在800 900°C，脫碳退火時間在60 240秒；
7)進行滲氮退火，并將滲氮退火溫度控制在750 980°C，滲氮退火氣氛為N2+H2+NH3，并使NH3量占總氣體體積百分比的I 30% ；
8)進行高溫退火，退火溫度在700 1200°C，退火時間至少2個小時；并在退火溫度為750 1100°C范圍內，使氣氛中的N2體積百分比含量不低于15% ;并控制鋼帶中的N的重量百分比含量在0.007 0.03%, Als的重量百分比含量在0.02 0.035%。優選的:滲氮退火氣氛NH3量占總氣體體積百分比的3 15%。本發明與現有技術相比，由于采用三段式常化工藝，使熱軋板中高斯晶粒的位相強度得到提高，從而提高產品磁感值，提高了產品質量水平。同時，由于第三段溫度較低，較好控制了熱軋板淬火前鋼板的溫度均勻性及冷卻應力，改善了熱軋板常化退火后的冷軋脆性，不用水浴加熱即可完成冷軋，提高了生產效率。
圖1為本發明三段式常化熱軋板織構示意 圖2為現有技術兩段式常化熱軋板織構示意具體實施例方式下面對本發明予以詳細描述:
試驗條件:本發明各實施例的試驗采用現有鋼種的鑄坯成分，各實施例的取值均在組分及重量百分比為:2.5 3.5% Si; 0.030 0.090%C; 0.015 0.040% AIsol;(0.010%N; 0.020 0.10%Cu; 0.020 0.150%Sn, 0.030 0.15%Mn，( 0.035%S,Cr, Ni, Mo總量不超過0.25%，其余為Fe及不可避免的雜質的范圍內任意取的。其鑄坯的厚度不超過250mm。表I為本發明各實施例及對比例的主要工藝參數列表；
表2為本發明各實施例及對比例性能檢測情況列表。本發明各實施例按照以下步驟生產:
其步驟:
O經冶煉并鑄坯后，將鑄坯加熱到1100 1250°C ； 2)進行熱軋:軋制到成品厚度的6 15.3倍厚；
3)進行卷取，控制卷取溫度在500 700°C；
4)分三段進行常化退火:第一階段溫度控制在950 1150°C，第二階段溫度控制在1050 950°C，第三階段溫度控制在950 800°C ；
5)—次性冷軋至成品厚度，冷軋時采用130 250°C時效軋制方式；
6)在濕式N2+H2氣氛中進行脫碳退火，控制脫碳退火溫度在800 900°C，脫碳退火時間在60 240秒；
7)進行滲氮退火，并將滲氮退火溫度控制在750 980°C，滲氮退火氣氛為N2+H2+NH3，并使NH3量占總氣體體積百分比的I 30% ；
8)進行高溫退火，退火溫度在700 1200°C，退火時間至少2個小時；并在退火溫度為750 1100°C范圍內，使氣氛中的N2體積百分比含量不低于15% ;并控制鋼帶中的N的重量百分比含量在0.007 0.03%, Als的重量百分比含量在0.02 0.035%。表I本發明各實施例及對比例的主要工藝參數列表權利要求
1.一種分三段常化生產高磁感取向硅鋼帶的方法，其步驟: 1)經冶煉并鑄坯后，將鑄坯加熱到1100 1250°C； 2)進行熱軋:軋制到成品厚度的6 15.3倍厚； 3)進行卷取，控制卷取溫度在500 700°C； 4)分三段進行常化退火:第一階段溫度控制在950 1150°C，第二階段溫度控制在1050 950°C，第三階段溫度控制在950 800°C ； 5)—次性冷軋至成品厚度，冷軋時采用130 250°C時效軋制方式； 6)在濕式N2+H2氣氛中進行脫碳退火，控制脫碳退火溫度在800 900°C，脫碳退火時間在60 240秒； 7)進行滲氮退火，并將滲氮退火溫度控制在750 980°C，滲氮退火氣氛為N2+H2+NH3，并使NH3量占總氣體體積百分比的I 30% ； 8)進行高溫退火，退火溫度在700 1200°C，退火時間至少2個小時；并在退火溫度為750 1100°C范圍內，使氣氛中的N2體積百分比含量不低于15% ;并控制鋼帶中的N的重量百分比含量在0.007 0.03%, Als的重量百分比含量在0.02 0.035%。
2.如權利要求1所述的一種分三段常化生產高磁感取向硅鋼帶的方法，其特征在于:滲氮退火氣氛NH3量占總氣體體積百分比的3 15%。
全文摘要
一種分三段常化生產高磁感取向硅鋼帶的方法，其步驟將鑄坯加熱到1100～1250℃；熱軋到成品厚度的6～15.3倍厚；卷取；分三段進行常化退火；一次性采用130～250℃時效軋制方式冷軋至成品厚度；在濕式N2+H2氣氛中進行脫碳退火；滲氮退火；高溫退火。本發明由于采用三段式常化工藝，使熱軋板中高斯晶粒的位相強度得到提高，從而提高產品磁感值，提高了產品質量水平。同時，由于第三段溫度較低，較好控制了熱軋板淬火前鋼板的溫度均勻性及冷卻應力，改善了熱軋板常化退火后的冷軋脆性，不用水浴加熱即可完成冷軋，提高了生產效率。
文檔編號C23F17/00GK103074476SQ20121051990
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者毛炯輝, 王若平, 許光, 郭小龍, 張文輝, 傅連春, 曹陽, 駱忠漢, 林勇, 鐘光明, 朱業超 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司