CN104928452A - 一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料 - Google Patents

Abstract

一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料，其原料组成及wt%：氧化镁：40.3~81.4%，硼酸：14.7~49.1%，添加剂小于28.7%；外加上述原料总重量的50~200%的去离子水。本发明能使取向硅钢成品边裂发生率降低96%以上，由于切边而造成的废品率至少降低5.8%，从而提高产品成材率与生产效率。

Description

一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体属于一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料。 

背景技术

高磁感取向硅钢广泛用于制造变压器铁芯，具有生产流程长、生产工艺复杂的特点，被称为钢铁工业的工艺品。高磁感取向硅钢生产过程中，在高温退火（二次再结晶退火）工序易产生边部裂纹，由于产品的特殊性，该裂纹在后工序的连续拉伸平整退火过程中极易扩展直至钢带发生断裂，从而对该工序的产品成材率、产能、生产效率等带来不利的影响。该问题长期困扰着高磁感取向硅钢的生产。

目前硅钢制造领域中对边裂问题的研究主要集中在解决钢卷轧制过程中形成的边裂，对取向硅钢高温退火过程中形成的边裂的相关研究非常少。

例如，新日铁针对取向硅钢热轧板存在的边裂问题，采取了电磁搅拌、连铸板坯直送边部加热、实施板坯边部压下、电磁感应加热、控冷控轧、控制热轧精轧开始温度和终了温度、最终道次压下率及加热温度、控制组织、减少边部与中间的温度差异、消除狗骨等一系列措施。

例如川崎取向硅钢针对热轧板边裂问题，采取了板坯在1200℃以上加热时控制保护气氛中氧的质量分数及保持时间；调整粗轧压下率及轧制制度；实施宽压下及边部加热；变化材料的变形能，抑制边部鱼鳞状缺陷的发生等一系列措施。

例如沙钢研究院对无取向硅钢热轧板边裂的成因进行了探讨，认为长时间加热使得板坯边部晶粒异常长大，晶界氧化并脱碳，轧制过程中边部温度过低，动态再结晶过程变弱，使得板坯边部延伸性能变差，是导致无取向硅钢边裂的主要原因。建议通过适当降低板坯加热温度、缩短保温时间、提高终轧温度来改善无取向硅钢边裂缺陷。

美国专利US4204891A涉及一种防止取向硅钢热轧钢板产生边裂的制造方法，此方法通过控制粗轧机压下率和/或调整轧机一对边辊的压下量来实现。

论文《Experimental study on the prohibition of edge cracking of high-silicon steel stuips during cold rolling》介绍，凸状轧辊轮廓与实际冷轧中的正弯曲一致，在试样中心产生波状起伏，随后由于波状起伏所产生的轧制方向的拉伸应力，试样的边缘开始出现局部压裂。因此避免实际冷轧边部开裂最好的方式，是通过控制轧辊的弯曲轮廓，抑制在高硅带钢中心发生波状起伏。

显然上述文献都是针对硅钢在热轧、冷轧过程中产生边裂的研究，与高磁感取向硅钢在高温退火中形成的边裂没有相关性。

本发明通过分析产品技术特点、裂纹产生的原因，开发出了一种用于能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料，其有效的控制了裂纹在高温退火工序的产生及其扩展，消除了其对生产的影响，从而提高了工序成材率、产能，并减轻了操作人员的工作强度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种通过控制钢带在刷涂涂料部位的晶粒大小和位向，从而有效提高该部位材料的强度和韧性，达到阻止边部裂纹发生和扩展，使取向硅钢边部裂纹发生率至少能降低96%，由于切边而造成的废品率至少降低5.8%的能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料。

实现上述目的的措施：

一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料，其原料组成及重量百分比含量为：氧化镁：氧化镁：40.3~81.4%，硼酸：14.7~49.1%，添加剂小于28.7%；外加上述原料总重量的50~200%的去离子水。

其在于：所述的添加剂为：二氧化钛、硼酸钠、碳酸钙、硫酸铵、氯化钠或两种以上以任意比例的混合物。

本发明各原料的作用：

     MgO的作用体现在：(1)在二次再结晶退火过程中起到防止钢带粘结的作用；(2)增加涂料粘稠度，使涂料易于附着在钢卷易边裂部位；(3)通过MgO控制硼酸及添加剂的相对浓度，防止硼酸及添加剂在钢卷局部浓度过高，进而起到控制硼酸及添加剂在钢卷中扩散范围的作用。

硼酸：硼酸能在高温下分解，将硼渗入钢中形成BN，抑制二次再结晶晶粒长大。同时，由于B是易于在晶界偏聚的元素，B在晶界发生偏聚后，也会阻碍晶粒长大从而产生小晶粒，进而改善钢带易边裂部位的强度和韧性，防止边部裂纹的产生和扩展。

关于添加剂：

二氧化钛，二氧化钛在高温下可以放出氧，促进钢卷各圈钢带间的气氛的流动。因此，通过改变TiO₂含量，可以调节硼元素在钢卷板宽方向的扩散深度。

碳酸钙，碳酸钙在高温退火过程中分解放出二氧化碳气体，促进钢卷各圈之间气氛的流动。通过改变碳酸钙的含量，可以调节硼元素在钢卷板宽方向的扩散深度。由于碳酸钙与二氧化钛放出气体的温度区间不同，调节这两种元素的配比，可以调节不同温度段钢卷各圈之间的气氛流动性。

硼酸钠，硼酸钠的水溶液呈碱性，硼酸的水溶液呈酸性，氧化镁的水溶液呈碱性。涂料溶液的酸性过强会导致粘稠度不够，影响涂料在钢板上附着性。通过调节硼酸钠的加入量，可以调节涂料溶液的酸碱度，进而调节粘稠度。

硫酸铵，在升温过程中分解出NH₃，NH₃分解过程中形成的氮会渗入钢中，可以保证钢中AlN处于弥散状态，并可以析出新的细小AlN，加强抑制能力，使二次再结晶开始温度升高。当钢卷其它部位晶粒已经完成二次再结晶时，涂层部位的晶粒才开始二次再结晶，而此时该部位的晶粒已经没有长大的空间，因而晶粒较其它部位小，改善了该部位材料的强度和任性。

 氯化钠，氯离子与MgO中H₂O起反应，形成HCl,浸蚀钢带表层的玻璃膜，从而加快涂层B元素的渗入。

去离子水，主要起将涂料的各成分均匀融合在一起的作用，同时采用去离子水可以避免带入杂质元素，影响涂料的使用性能。

本发明的技术原理为：由于高磁感取向硅钢成品组织为铁素体，且具有晶粒尺寸大、各晶粒均具有较准确的（110）<001>位向的特点。板宽方向相当于与成品晶粒的{100}面平行，当边部产生裂纹时，钢带在张力状态中，由于张力的失稳、钢带的跑偏等原因，极易使钢带边部裂纹沿板宽方向（铁素体晶粒的解理面）扩展，从而发生断带。本项目通过运用取向硅钢初次晶粒抑制剂与二次再结晶晶粒位向、晶粒大小的影响关系，在高温退火前将配制的能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料涂布于高磁感取向硅钢钢卷易发生边裂的部位，控制钢带该特定部位的晶粒大小和位向，从而有效提高了该部位材料的强度和韧性，达到阻止边部裂纹发生和扩展的目的。

本发明能使取向硅钢成品边裂发生率降低96%以上，由于切边而造成的废品率至少降低5.8%，从而提高产品成材率与生产效率。

附图说明

图1为本发明细晶区晶粒形貌图；

图2为本发明过渡区晶粒形貌图；

图3为本发明大晶粒区晶粒形貌图。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例的原料取值列表；

表2为本发明各实施例的边部裂纹产生情况。

                 表1   本发明各实施例的原料取值列表（wt%）

表2   本发明各实施例的边部裂纹产生情况列表

从表2可以看出，采用控制取向硅钢二次再结晶退火边裂控制技术后，各实施例均使钢卷边部裂纹密度大幅度降低，裂纹深度也由50mm左右减小到3mm以下，显著提高了产品成材率和生产效率，完全满足用户之需要。对比例1中产品边裂非常严重，密度达到13.0个/m；对比例2中产品边裂很少，仅0.1个/m，但产品磁性水平严重恶化，在生产中不能采用。

该涂料涂布在卷取完毕后的钢卷端面，为降低使用量，最佳刷涂于容易产生边部裂纹的部位。涂层厚度在0.5~2.5mm即可。

本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (2)

1.一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料，其原料组成及重量百分比含量为：氧化镁：氧化镁：40.3~81.4%，硼酸：14.7~49.1%，添加剂小于28.7%；外加上述原料总重量的50~200%的去离子水。

2.如权利要求1所述的一种能控制取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料，其特征在于：所述的添加剂为：二氧化钛、硼酸钠、碳酸钙、硫酸铵、氯化钠或两种以上以任意比例的混合物。