CN101748253B - 低温go取向硅钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温GO取向硅钢的制备方法，该方法主要包括冶炼-连铸-热轧-一、二次冷轧-高温退火，其特点是在两次冷轧之间进行一次冷轧板的中间退火，退火工艺为：采用快速升温法，升温速度为15～35℃/s，退火温度为850～1150℃，保温时间2.5～5.5min，保护气氛为20％H2+80％N2，露点为35～60℃；二次冷轧后先在冷轧板表面涂敷Al2O3隔离剂再进行高温退火。本发明低温GO取向硅钢的制备方法降低了板坯加热温度，减少吨钢能耗，节约能源；通过中间退火过程的特殊工艺，用Al2O3作为高温退火的隔离剂，省掉了脱碳退火工序，大大降低了能耗和生产的成本。
Description
技术领域
本发明属于金属材料制备技术领域，尤其涉及一种取向硅钢的生产方法。
背景技术
GO取向硅钢常规生产工艺为，连铸坯经高温加热后进行热轧到规定厚度，一次冷轧后经中间退火消除加工硬化，然后再经二次冷轧到成品厚度，二次冷轧板在湿气保护下脱碳退火，将其碳含量降低到要求含量，再涂氧化镁隔离剂，最终经高温退火发生二次再结晶和净化杂质，经平整拉伸退火制备成成品取向硅钢。
脱碳退火是制备取向硅钢工艺过程中的一个非常重要环节，对成品的磁性能优劣起着至关重要的作用。脱碳退火的目的是：完成初次再结晶，形成有利于高斯晶粒发生二次再结晶的初次再结晶组织和织构；使钢中C的重量百分比脱到小于0.003％，保证以后高温退火时处于单一的铁素体相区，并消除产品的磁时效；带钢表面形成致密均匀的SiO2薄膜。
为了更大限度的提高产品的电磁性能，国内外科学研究工作者又提出了二段式脱碳退火工艺(参见冶金工业出版社1997年出版，何忠治著的《电工钢[M]》)：即脱碳退火炉前1/3长度的温度和气氛与后2/3长度的温度和气氛不同，以实现前段脱碳而后段不脱碳的功能，可以大大提高成品的电磁性能。但此种方法对于设备和操作的要求较高，增加了实际生产的困难。
Jae Young Park等人发表的名为“Influence of primary annealingcondition on texture development in grain oriented electrical steels”(参见《Acta Mater》50(2002)1825-1834)的论文表明：只发生回复的脱碳退火板高温退火后的磁性能比发生二次再结晶的脱碳退火板高温退火后的磁性能好。这是因为高温退火开始阶段的升温速度很慢，只发生回复的脱碳退火板的位错密度较大，第二相粒子和基体的亚晶组织在升温过程中都可以继续长大，形成强的有利于高斯晶粒发生二次再结晶的γ纤维织构。
到目前为止，还没有文献报道在取向硅钢制备过程中可以不采用脱碳退火工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术工艺复杂的不足，提供一种二次冷轧后无需脱碳退火生产GO取向硅钢方法。
本发明低温GO取向硅钢的制备方法是这样实现的：该方法主要包括冶炼-连铸-热轧-一、二次冷轧-高温退火，其特点是在两次冷轧之间在硅钢连续退火炉中进行一次冷轧板的中间退火，退火工艺为：采用快速升温法，升温速度为15～35℃/s，退火温速为850～1150℃，保温时间2.5～5.5min，保护气氛为20％H2+80％N2，露点为35～60℃，使C的重量百分比小于0.003％；二次冷轧后先在冷轧板表面涂敷Al2O3隔离剂再进行高温退火。
本发明低温GO取向硅钢的制备方法所述隔离剂为尺寸＜10um的Al2O3细颗粒，其中加入重量百分比为5％～30％的TiO2。
本发明低温GO取向硅钢的制备方法所述连铸坯厚度为180～250mm；铸坯经1100～1200℃低温加热后热轧成1.8～2.5mm，一次冷轧板的厚度控制在0.5～0.7mm，二次冷轧减薄到0.3mm。
本发明所述低温GO取向硅钢的成分重量百分比为C：0.03％～0.07％、Si：2.8％～3.4％、Mn：0.03％～0.10％、P≤0.030％、S：0.01％～0.03％、Als：0.01％～0.03％、N≤0.007％～0.010％、O≤0.004％。
本发明提高中间退火的升温速度可以细化初次再结晶的晶粒，使基体中有足够数量的(110)[001]晶粒，有利于取向硅钢的二次再结晶。提高退火温度和露点，是为了保证在中间退火过程中将C的重量百分比降到小于0.003％，保证成品的磁性能。采用本发明方法由于二次冷轧板表面没有形成SiO2薄膜，不能与MgO在高温退火过程中形成Mg2SiO4玻璃膜，所以在二次冷轧板表面用静电法涂敷Al2O3作为高温退火的隔离剂。
本发明低温GO取向硅钢的制备方法降低了板坯加热温度，减少吨钢能耗，节约能源；通过中间退火过程的特殊工艺，用Al2O3作为高温退火的隔离剂，在保证电磁性能达到国标GO140标准的前提下，省掉了脱碳退火工序，从而大大降低了能耗和生产的成本。
附图说明
图1为本发明取向硅钢成品的金相组织图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
本发明实施例钢的成分见表1。
表1本发明实施例取向硅钢成分(wt％)
本发明实施例连铸采用电磁搅拌技术，连铸坯冷却采用缓慢冷却，生产连铸坯的尺寸(长×宽×厚)为：9000×1100×250mm。
连铸坯经低温加热后用7机架连轧成厚度为2.5mm的热轧板卷，表2为本发明实施例的热轧工艺参数。
表2本发明实施例取向硅钢的热轧工艺参数
本发明实施例一次冷轧在五机架全六辊连轧机组进行，一次冷轧到厚度0.65mm。然后进行中间退火。中间退火保护气氛采用20％H2+80％N2，具体工艺参数见表3。之后对三个实施例中间退火板的头、尾样品进行C含量检测，结果如表4所示。
表3本发明实施例中间退火工艺参数(℃)
表4本发明实施例中间退火板C含量检测结果
二次冷轧选用六辊可逆轧机将中间退火板经2～4道次减薄到0.3mm后，用静电法涂敷Al2O3作为高温退火的隔离剂。隔离剂为尺寸＜10um的Al2O3细颗粒，其中加入重量百分比为5％～30％TiO2。最后进行高温退火。高温退火采用常规的GO取向硅钢的高温退火工艺。
本发明实施例成品的磁性能检测结果(请参见表5)表明，采用本发明方法生产的取向硅钢平均磁性能都达到国标GO140水平。通过本发明实施例取向硅钢成品金相组织(请参见附图)可以看出，样品均发生了完善的二次再结晶。
表5本发明实施例成品磁性能
Claims (3)
1.一种二次冷轧后无需脱碳退火的低温GO取向硅钢的制备方法，包括冶炼-连铸-热轧-一、二次冷轧-高温退火，其特征在于在两次冷轧之间在硅钢连续退火炉中进行一次冷轧板的中间退火，退火工艺为：采用快速升温法，升温速度为15～35℃/s，退火温度为850～1150℃，保温时间2.5～5.5min，保护气氛为20％H2+80％N2，露点为35～60℃，使C的重量百分比小于0.003％；所述低温GO取向硅钢的成分重量百分比为C：0.03％～0.07％、Si：2.8％～3.4％、Mn：0.03％～0.10％、P≤0.030％、S：0.01％～0.03％、Als：0.01％～0.03％、N：0.007％～0.010％、O≤0.004％；二次冷轧后先在冷轧板表面涂覆Al2O3隔离剂再进行高温退火。
2.根据权利要求1所述的低温GO取向硅钢的制备方法，其特征在于所述连铸坯厚度为180～250mm；铸坯经1100～1200℃低温加热后热轧成1.8～2.5mm，一次冷轧板的厚度控制在0.5～0.7mm，二次冷轧减薄到0.3mm。
3.一种二次冷轧后无需脱碳退火的低温GO取向硅钢的制备方法，包括冶炼-连铸-热轧-一、二次冷轧-高温退火，其特征在于在两次冷轧之间在硅钢连续退火炉中进行一次冷轧板的中间退火，退火工艺为：采用快速升温法，升温速度为15～35℃/s，退火温度为850～1150℃，保温时间2.5～5.5min，保护气氛为20％H2+80％N2，露点为35～60℃，使C的重量百分比小于0.003％；所述低温GO取向硅钢的成分重量百分比为C：0.03％～0.07％、Si：2.8％～3.4％、Mn：0.03％～0.10％、P≤0.030％、S：0.01％～0.03％、Als：0.01％～0.03％、N：0.007％～0.010％、O≤0.004％；二次冷轧后先在冷轧板表面涂敷Al2O3隔离剂再 进行高温退火；所述隔离剂为尺寸＜10μm的Al2O3细颗粒，其中加入重量百分比为5％～30％的TiO2。
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