CN1016362B - 高磁性冷轧取向硅钢及其生产方法 - Google Patents
高磁性冷轧取向硅钢及其生产方法Info
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Abstract
本发明涉及一种高磁性冷轧取向硅钢的成份和生产工艺。即以AlN、MnS、Mo、Cu和Sn作初次再结晶抑制刘的热轧带钢，在冷轧前用慢冷的常化制度及在P[H2O]/P[H2]为0.17～1.23的气氛下连续退火来生产磁感高于1.950特斯拉、铁损小于1.00瓦/公斤的取向硅钢。本发明的硅钢片厚度为0.25～0.30毫米。用它制造大型变压器、发电机和电动机具有节能并大幅度减小体积和重量的优点，可满足核电站和大型电站的需要。
Description
本发明涉及一种高磁感低铁损冷轧取向硅钢的成份和生产工艺。
高磁感低铁损冷轧取向硅钢片是电力工业急需的产品。硅钢片的磁性越高所制造的电器则：电能损失少、体积小、重量轻、寿命长，制造的变压器冷却用油少。特别是能解决大型电器如大于36万KVA的变压器用磁性较低的取向硅钢片制造后运输时无法通过铁路隧道和公路桥梁的困难。
本发明之前高磁感取向硅钢的成份和生产工艺如1968年日本新日铁田口悟以MnS和AlN为初次晶粒抑制剂，用一次冷轧法生产高磁感取向硅钢（下称Hi-B硅钢），以B10为代表的磁感达1.940特斯拉、以W17/50为代表的铁损到1.20瓦/公斤左右;1980年日本川崎制铁所井口征夫虽然发现了Mo在取向硅钢中的有利作用，但始终与MnSe等共同作为初次晶粒抑制剂且多用于二次冷轧法中，最近才应用一次冷轧法生产取向硅钢。如特开昭60-2624，以MnSe（和/或MnS）、Al、Sb添加微量Mo等作初次晶粒抑制剂，尽管B10达1.950特斯拉、W17/50到1.00瓦/公斤，但必须时效轧制予以实现。此外还有再采用激光照射法使铁损W17/50再降低约0.1瓦/公斤。时效轧制和激光照射成本高且难以实现。
本发明的目的在于采用通常的一次冷轧法生产磁感极高、铁损很低的取向硅钢。本发明的另一目的是克服高磁感取向硅钢生产中存在的减薄硅钢片0.30毫米以下出现混晶的问题。
本发明的高磁感低铁损冷轧取向硅钢以AlN、MnS、Mo、Cu和Sn作为初次再结晶抑制剂，其特征是钢的化学成份按重量为：Si：3.0～3.5%;Al（酸溶）：0.01～0.04%、N2：0.005～0.010%、S：0.02～0.04%、Mn：0.06～0.15%、Mo0.010～0.10%;Cu：0.05～0.25%、Sn：0.03～0.15%;余量为铁和不可避免的C和P。
本发明Si在3.0～3.5%时采用室温冷轧法，Si也可以控制在3.5～4.5%，但需用大于120℃的温轧法。
本发明中Mo为0.01～0.10%。这是因为Mo能抑制初次再结晶长大和使二次再结晶的位向准确;能有效地减少宏观晶粒尺寸和成品减薄后出现的混晶现象，还能减少Si高后出现的热轧表面缺陷并优先形成均匀的退火后底层。含量低于0.010%时效果差，高于0.10%后降低加工性能并使脱碳困难。
本发明中Cu为0.05～0.25%。以（Cu、Mn）1.8S质点存在时抑制初次再结晶长大，使（110）〔001〕织构增加，改善Sn引起的退火后玻璃薄膜破断和MnS、Mo引起的热轧表面缺陷。含量低于0.05%效果差、高于0.25%容易出现冷轧板上网裂。
本发明中的Sn为0.03～0.15%，这是因为Sn偏聚晶界阻止晶界迁移，能使MnS和AlN析出相尺寸变小并在热轧和退火阶段不致粗化。Sn还能消除Si高后二次再结晶不良现象和降低铸坯加热温度10～45℃。Sn低于0.03%时效果差、高于0.15热轧废品增加。
本发明的高磁性冷轧取向硅钢的生产工艺，根据上述所限定的化学成份范围，按通常高磁感硅钢冶炼、铸锭开坯（或连铸）方法得到的板坯，在1275～1380℃加热轧制成2.0～2.5毫米厚带钢，其特征是热轧带钢冷轧前采用慢冷的常化制度，带钢加热到1000～1200℃保温1～4分钟后，以每秒1～10℃的速度缓慢冷却到950～700℃，然后浸入45～100℃水中，酸洗后冷轧成0.25～0.38毫米，在P〔H2O〕/P〔H2〕（即水与氢的分压比）为0.17～1.23的气氛下连续退火，再按通常的高磁感取向硅钢涂MgO、烘干、高温退火和涂绝缘层等。
冷轧前常化时，钢板以每秒1～10℃的速度缓慢冷到950～700℃然后浸水激冷，其目的是使基底上有数量足够的AlN和（Fe、Mo）（8c）质点共同作用使（110）〔001〕位向更准确（
α＝5°;
β＝2°）。常化时加热温度太高磁性变坏;温度太低，宏观晶粒太小且磁性不
稳定;缓慢冷却的速度太快和太慢都将使成品性能变坏。
冷轧后一次或两次连续退火时采用P〔H2O〕/P〔H2〕为0.17～1.23，目的是使（110）〔001〕位向更准确。即磁感更高铁损更低。P〔H2O〕/P〔H2〕比值太高成品磁性低，太低铁损增高。
本发明与高磁感取向硅钢（Hi-B）和特开昭60-2624的磁性和工艺比较见表
从上述实例可知，用本发明的生产方法可稳定生产出B10＞1950特斯拉、W17/50＜1.00瓦/公斤产品，且具有良好的热轧和冷轧表面质量以及良好的玻璃薄膜。
下面用实施例对本发明加以说明：
实施例1：将含Si：3.2%、Mn：0.09%、S：0.026%、Al：0.025%、N2：0.0086%、Sn：0.069%、Mo：0.044%、Cu：0.096%的连铸坯在1380℃下加热轧成2.2毫米厚的带钢，在1100℃的保护气氛中加热2.5分钟后以每秒3℃的速度缓慢冷却至930℃然后浸入100℃水中;酸洗后冷轧到0.30毫米，在P〔H2O〕/P〔H2〕为0.38的保护气氛中、840℃连续退火、将含有TiO2的MgO溶液涂布烘干，在1210℃下经20小时的高温退火、成品的电磁性能如下：
B10：1.990特斯拉、W17/50：0.97瓦/公斤
酸洗后宏观晶粒比Hi-B硅钢小，且发育良好，由X-光测出（110）〔001〕位向很好。轧向偏〔001〕方向（
α）约5°。
例2：在例一中将常化的冷却速度变为每秒4℃得出的成品磁性如下：
B10：1.963特斯拉、W17/50：1.00瓦/公斤
酸洗后宏观晶粒细小，X-光测出（110）〔001〕织构，轧面偏〔001〕方向（β）达到理想值2°。
例3：将含有Si：3.16%;Mn：0.09%;S：0.024%;Al（s）：0.029%;N2：0.0084%;Sn：0.074%;Mo：0.042%;Cu：0.096%的连铸坯在1380℃下加热轧成2.2毫米厚的板卷，在1100℃的保护气氛下加热2.5分钟后以每秒4℃的速度缓慢冷却至820℃再浸入100℃水中，酸洗后冷轧到0.30毫米，在P〔H2O〕/P〔H2〕为0.38的保护气氛中、840℃连续退火、将含有TiO2的MgO溶液涂布、烘干、在1210℃下约20小时的高温退火，成品的电磁性能如下：
B10：1.969特斯拉、W17/50：0.98瓦/公斤
酸洗后宏观晶粒尺寸比例1中的略小且发育良好。
本发明的硅钢若采用激光划痕处理还可能提高磁性。
本发明生产的产品适合于制造变压器，大型发电机和电动机等电器的铁芯。用于制造变压器可节约从电站到用户电能的0.8%，并大幅度地减小电器体积和重量。可满足核电站和大型电站的需要。
Claims (2)
1、一种高磁性冷轧取向硅钢，其特征是钢的化学成分(重量%)为：Si3.0～3.5、Al(酸溶)0.01～0.04、N20.005～0.010、Cu0.05～0.25、Mo0.01～0.1、Mn0.06～0.15、S0.02～0.04、Sn0.03～0.15、余量为铁和不可避免的C和P。
2、一种高磁性冷轧取向硅钢的生产方法，该方法包括：按通常高磁感硅钢工艺冶炼、铸锭开坯（或连铸）得到的硅钢板坯，在1275～1380℃加热轧制成2.0～2.5毫米厚带钢，冷轧前常化采用慢冷制度，即热轧带钢加热到1000～1200℃、保温1～4分钟后以每秒1～10℃的速度缓慢冷却到950～700℃、然后浸入45～10℃水中，酸洗后冷轧成0.25～0.30毫米，在P（H2O）/P（H2）为0.10～1.23的分压比下连续退火。
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