CN107699670A - 一种高磁感取向硅钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高磁感取向硅钢的生产方法，包括：对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％；对热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板；对冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板；对脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板；在氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板；对MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板；在高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。本发明实现了在保证产品性能的同时，简化了工艺、节约了资源，降低了成本的技术效果。

Description

一种高磁感取向硅钢的生产方法
技术领域
本发明涉及金属材料加工技术领域，尤其涉及一种高磁感取向硅钢的生产方法。
背景技术
随着钢铁市场的发展，针对取向硅钢(即：电工钢)成本的要求越来越高，市场在这一领域竞争越来越激烈，因此，在保证产品性能的同时降低生产成本，是取向硅钢生产企业的重要研究方向。
目前，大型钢铁企业在生产取向硅钢时，通常采用“低温板坯加热+低温渗氮”的制备工艺。但是，这种工艺的存在工艺繁琐，资源浪费，成本过高的技术问题，已经无法满足现阶段的生产要求。
发明内容
本发明实施例通过提供一种高磁感取向硅钢的生产方法，解决了现有技术中，在生产取向硅钢时，存在工艺繁琐，资源浪费，成本过高的技术问题，实现了在保证产品性能的前提下，简化了工艺、节约了资源，降低了成本的技术效果。
本发明提供了一种高磁感取向硅钢的生产方法，包括：
对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，其中，所述铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％；
对所述热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板；
对所述冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板；
对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板；
在所述氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板；
对所述MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板；
在所述高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对所述高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。
优选地，在所述对铸坯进行热轧，获得热轧钢板之前，还包括：
采用转炉进行铁水冶炼，并经过二次精炼和连铸，获得所述铸坯。
优选地，所述铸坯的成分，包括：
0.03％＜C≤0.08％、2.6％≤Si≤4％、0.07％≤Mn≤0.2％、0.005％≤S≤0.01％、0.025％≤Als≤0.035％、0.004％≤N≤0.01％、0.01％≤Sn≤0.05％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
优选地，所述对铸坯进行热轧，包括：
将所述铸坯在1580mm热轧线进行热轧，其中，热轧温度为1100℃～1250℃，热轧目标厚度为2.0mm～2.8mm。
优选地，所述对所述热轧钢板进行冷轧，包括：
对所述热轧钢板进行冷轧，其中，冷轧目标厚度为0.15mm～0.30mm，冷轧压下率≥75％。
优选地，所述对所述冷轧钢板进行脱碳退火，包括：
在露点40℃～70℃的N2和H2的气氛中对所述冷轧钢板进行脱碳退火，其中，脱碳退火温度为800℃～900℃，脱碳退火时间为100秒～300秒。
优选地，所述对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，包括：
对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，其中，氮化处理温度为730℃～980℃，渗氮退火气氛为N2、H2和NH3的混合气体。
优选地，所述对所述MgO涂层钢板进行高温退火，包括：
将所述MgO涂层钢板置于环形炉中进行高温退火，其中，高温退火温度为1150℃～1250℃，高温退火时间≥3小时。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本发明实施例中，公开了一种高磁感取向硅钢的生产方法，包括：对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，其中，铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％；对热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板；对冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板；对脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板；在氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板；对MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板；在高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。相比于现有技术，本发明实施例免除了常化处理环节，从而简化了工艺，节约了资源，降低了成本，同时，本发明实施例又提高了铸坯中Als的含量(铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％)，从而保证了生产出的高磁感取向硅钢的性能。所以，本发明解决了现有技术中，在生产高磁感取向硅钢时，存在工艺繁琐，资源浪费，成本过高的技术问题，实现了在保证产品性能的同时，简化了工艺、节约了资源，降低了成本的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种高磁感取向硅钢的生产方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种高磁感取向硅钢的生产方法，解决了现有技术中，在生产取向硅钢时，存在工艺繁琐，资源浪费，成本过高的技术问题，实现了在保证产品性能的同时，简化了工艺、节约了资源，降低了成本的技术效果。
本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种高磁感取向硅钢的生产方法，包括：对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，其中，所述铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％；对所述热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板；对所述冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板；对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板；在所述氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板；对所述MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板；在所述高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对所述高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种高磁感取向硅钢的生产方法，包括：
步骤S101：对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，其中，铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％。
在具体实施过程中，在步骤S101之前，还包括：采用转炉进行铁水冶炼，并经过二次精炼和连铸，获得铸坯。其中，该铸坯的成分，包括：0.03％＜C≤0.08％、2.6％≤Si≤4％、0.07％≤Mn≤0.2％、0.005％≤S≤0.01％、0.025％≤Als≤0.035％、0.004％≤N≤0.01％、0.01％≤Sn≤0.05％，其余为Fe以及不可避免的杂质，重量百分比计。其中，C-碳，Si-硅，Mn-锰，S-硫，Als-酸溶铝，N-氮，Sn-锡，Fe-铁。
在本实施例中，相比于现有技术，增加Als的含量，从而弥补了由于省掉常化处理环节后原有钢中的抑制剂的含量。
作为一种可选的实施方式，步骤S101，包括：
将铸坯在1580mm热轧线进行热轧，其中，热轧温度为1100℃～1250℃，热轧目标厚度为2.0mm～2.8mm。
在具体实施过程中，在对铸坯进行热轧时，热轧温度控制在1100℃～1250℃(例如：1100℃、或1150℃、或1200℃、或1250℃，等等)，热轧目标厚度为2.0mm～2.8mm，粗轧两轧机采用1+5道次模式轧制，精轧采用7道次模式轧制，最后经过卷取机进行卷取(绕卷后取出)，控制卷取温度在500℃～700℃(例如：500℃、或550℃、或600℃、或650℃、或700℃、等等)。
步骤S102：对热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板。
作为一种可选的实施方式，步骤S102，包括：
对热轧钢板进行冷轧，其中，冷轧目标厚度为0.15mm～0.30mm，冷轧压下率≥75％。
在具体实施过程中，通过一次冷轧将热轧钢板轧制到厚度为0.15mm～0.30mm的冷轧钢板，冷轧压下率≥75％。
在现有技术中(即“低温板坯加热+低温渗氮”工艺)，在热轧后，需要经过常化处理环节，再进行冷轧。而在本发明中，免去了常化处理环节，在热轧后直接进行冷轧，所以简化了工艺、节约了资源，降低了成本。
同时，由于在步骤S101中，铸坯的中Als的含量大于0.025％且小于0.035％，相比与现有技术，本发明提高了Als的含量，从而弥补了由于省掉常化处理环节而减少的抑制剂的含量，使抑制剂在初次再结晶过程中发挥应有的作用，从而保证了产品(即：高磁感取向硅钢)的性能。
步骤S103：对冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板。
作为一种可选的实施方式，步骤S103，包括：
在露点40℃～70℃的N2(氮气)和H2(氢气)的气氛中对冷轧钢板进行脱碳退火，其中，脱碳退火温度控制在800℃～900℃(例如：800℃、或820℃、或840℃、或850℃、或860℃、或880℃、或900℃、等等)，脱碳退火时间为100秒～300秒(例如：100秒、或150秒、或200秒、或250秒、或300秒、等等)。
步骤S104：对脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板。
作为一种可选的实施方式，步骤S104，包括：
对脱碳退火钢板进行氮化处理，其中，氮化处理温度为730℃～980℃，渗氮退火气氛为N2、H2和NH3(氨气)的混合气体，NH3占比在0.3％～15％。这样，可以提高钢板中的组织均匀化程度。
步骤S105：在氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板。
在具体实施过程中，可以在氮化钢板表面涂覆MgO(氧化镁)隔离剂，从而在氮化钢板表面形成MgO涂层。
步骤S106：对MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板。
作为一种可选的实施方式，步骤S106，包括：
将MgO涂层钢板置于环形炉中进行高温退火，其中，高温退火温度控制在1150℃～1250℃(例如：1150℃、或1200℃、或1250℃、等等)，高温退火时间≥3小时。
相比于现有技术，本发明适当调整了脱碳退火工艺参数，目的是将初次再结晶晶粒尺寸控制在合适范围，并保证二次再结晶的顺利完成。
步骤S107：在高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。
在具体实施过程中，在高温退火板表面涂布绝缘涂层，并经拉伸平整、退火，制得磁性优良的高磁感取向硅钢。
为了更好地理解本方案，下面将提供几个具体的例子。
例1～3：按照本发明提供的高磁感取向硅钢的生产方法来生产高磁感取向硅钢。在1580mm热轧线进行热轧，铸坯加热到1150℃，热轧板厚度2.3mm，卷取温度在550℃；一次冷轧到成品厚度0.30mm；在露点70℃的N2+H2气氛中进行850℃脱碳退火，脱碳退火时间在150秒；之后进行750℃氮化处理；经涂覆MgO隔离剂后，在环形炉中进行1150℃～1250℃高温退火。
例1～3及对比例1～3的成分如表1所示，其主要区别为Als含量；产品性能如表2所示。
对比例进行了与实施例1～3相同的生产工艺；同时为了对比研究，在保证其他参数条件与本发明一致的情况下，采用常规的1100℃+900℃常化处理，其性能如表2所示。
表1
Si C Als N Mn S Sn P Fe
例1 3.34 0.05 0.032 0.007 0.095 0.008 0.03 0.025 余
例2 3.30 0.05 0.028 0.008 0.090 0.008 0.04 0.025 余
例3 3.30 0.05 0.026 0.008 0.092 0.008 0.04 0.025 余
对比例1 3.20 0.05 0.028 0.007 0.100 0.007 0.03 0.025 余
对比例2 3.23 0.05 0.027 0.008 0.099 0.007 0.05 0.026 余
对比例3 3.24 0.05 0.025 0.090 0.015 0.005 0.05 0.032 余
表2
例4：按照本发明提供的高磁感取向硅钢的生产方法来生产高磁感取向硅钢。在1580mm热轧线进行热轧，铸坯加热到1150℃，热轧板厚度2.3mm，卷取温度在550℃；一次冷轧到成品厚度0.30mm；在露点70℃的N2+H2气氛中进行830℃脱碳退火，脱碳退火时间在150秒；之后进行750℃氮化处理；经涂覆MgO隔离剂后在环形炉中进行1150℃～1250℃高温退火。例4成分如表3所示，与例1主要区别为改变脱碳退火温度；产品性能如表4所示。
例5：按照本发明提供的高磁感取向硅钢的生产方法来生产高磁感取向硅钢。在1580mm热轧线进行热轧，铸坯加热到1150℃，热轧板厚度2.3mm，卷取温度在550℃；一次冷轧到成品厚度0.30mm；在露点70℃的N2+H2气氛中进行850℃脱碳退火，脱碳退火时间在100秒；之后进行750℃氮化处理；经涂覆MgO隔离剂后，在环形炉中进行1150℃～1250℃高温退火。例5成分如表3所示，与实施例1主要区别为改变脱碳退火时间；产品性能如表4所示。
表3
Si C Als N Mn S Sn P Fe
例1 3.34 0.05 0.032 0.007 0.095 0.008 0.03 0.025 余
例4 3.30 0.05 0.032 0.008 0.091 0.008 0.04 0.025 余
例5 3.30 0.05 0.031 0.008 0.089 0.008 0.04 0.025 余
表4
通过上述例子可知，相比于现有技术生产的取向硅钢，采用本发明方案生产的(高磁感)取向硅钢，其磁感性能更高，铁损更小，产品整体性能更好。而且，由于免除了常化处理环节，所以简化了工艺，节约了资源，降低了成本。
另外，现有技术中的“低温板坯加热+低温渗氮的制备”工艺，相比于传统“高温Hi-B钢”工艺，二者在抑制剂形成机理上存在本质不同。传统高温Hi-B钢热轧板中仅存在大块氮化铝颗粒，必须通过常化工艺析出大量细小弥散的氮化铝颗粒作为稳定的抑制剂；“低温板坯加热+低温渗氮的制备”工艺由于采用低温热轧工艺，在热轧和常化阶段析出的AlN(氮化铝)颗粒处于一个数量级，可以对初次再结晶起到一定的抑制作用，但对高温退火过程中的二次再结晶过程，其抑制抑制力不足，需通过后期的渗氮进行必要的补充。
发明人通过对“低温板坯加热+低温渗氮的制备”工艺抑制剂的研究分析，提出了本发明，本发明是一种免除常化处理的短流程低温板坯加热取向硅钢的工艺。与常规后期渗氮工艺相比，本发明免除了常化环节，成本有所将低。为保证最终产品的磁感及铁损与常规工艺相同，本发明将适当调整后期渗氮成分方案中的Als(酸溶铝)含量，以增加省掉常化环节后原有钢中的抑制剂，使其在初次再结晶过程中发挥应有的作用。同时，适当调整脱碳退火工艺参数，目的为调整初次再结晶晶粒尺寸在合适范围。常规后期渗氮取向硅钢常化工艺主要目的为提高热轧板中的组织均匀化程度，短流程工艺只有通过在脱碳退火环节的工艺参数调整，才能保证二次再结晶的顺利完成。
上述本发明实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
在本发明实施例中，公开了一种高磁感取向硅钢的生产方法，包括：对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，其中，铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％；对热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板；对冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板；对脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板；在氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板；对MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板；在高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。相比于现有技术，本发明实施例免除了常化处理环节，从而简化了工艺，节约了资源，降低了成本，同时，本发明实施例又提高了铸坯中Als的含量(铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％)，从而保证了生产出的高磁感取向硅钢的性能。所以，本发明解决了现有技术中，在生产高磁感取向硅钢时，存在工艺繁琐，资源浪费，成本过高的技术问题，实现了在保证产品性能的同时，简化了工艺、节约了资源，降低了成本的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，包括：
对铸坯进行热轧，获得热轧钢板，其中，所述铸坯中Als的含量大于0.025％且小于0.035％；
对所述热轧钢板进行冷轧，获得冷轧钢板；
对所述冷轧钢板进行脱碳退火，获得脱碳退火钢板；
对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，获得氮化钢板；
在所述氮化钢板表面形成MgO涂层，获得MgO涂层钢板；
对所述MgO涂层钢板进行高温退火，获得高温退火板钢板；
在所述高温退火钢板表面涂布绝缘涂层，并对所述高温退火钢板进行拉伸平整，获得高磁感取向硅钢。
2.如权利要求1所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，在所述对铸坯进行热轧，获得热轧钢板之前，还包括：
采用转炉进行铁水冶炼，并经过二次精炼和连铸，获得所述铸坯。
3.如权利要求1所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述铸坯的成分，包括：
0.03％＜C≤0.08％、2.6％≤Si≤4％、0.07％≤Mn≤0.2％、0.005％≤S≤0.01％、0.025％≤Als≤0.035％、0.004％≤N≤0.01％、0.01％≤Sn≤0.05％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述对铸坯进行热轧，包括：
将所述铸坯在1580mm热轧线进行热轧，其中，热轧温度为1100℃～1250℃，热轧目标厚度为2.0mm～2.8mm。
5.如权利要求1所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述对所述热轧钢板进行冷轧，包括：
对所述热轧钢板进行冷轧，其中，冷轧目标厚度为0.15mm～0.30mm，冷轧压下率≥75％。
6.如权利要求1所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述对所述冷轧钢板进行脱碳退火，包括：
在露点40℃～70℃的N2和H2的气氛中对所述冷轧钢板进行脱碳退火，其中，脱碳退火温度为800℃～900℃，脱碳退火时间为100秒～300秒。
7.如权利要求1所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，包括：
对所述脱碳退火钢板进行氮化处理，其中，氮化处理温度为730℃～980℃，渗氮退火气氛为N2、H2和NH3的混合气体。
8.如权利要求1～7任一所述的高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述对所述MgO涂层钢板进行高温退火，包括：
将所述MgO涂层钢板置于环形炉中进行高温退火，其中，高温退火温度为1150℃～1250℃，高温退火时间≥3小时。
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