CN108004376A - 纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,属于炼钢技术领域。它包括的工艺流程为常规炼钢→连铸→热轧→酸洗常化→冷轧→脱碳退火→渗氮处理→涂层→高温退火→热平整拉伸→涂覆绝缘涂覆层;常规炼钢中,控制酸溶铝[Als]的浓度为250~320ppm,控制剩铝[Alr]的浓度为100~160ppm;脱碳退火中,从距离卷尾为L的钢卷中部开始对每个钢卷进行工艺调整至整个钢卷生产完毕,工艺调整为选自提高脱碳温度或提高加热段温度或提高还原段温度或延长退火时间中的一种;L满足如下数学关系式:50×(170‑Alr)≤L≤50×(200‑Alr);本发明的生产方法有效的提高了高温退火后钢卷头部尾部磁性能水平。

Description

纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法
技术领域
本发明涉及取向硅钢的生产方法,属于炼钢技术领域,具体地涉及一种纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法。
背景技术
取向硅钢成品晶粒具有高度的取向一致性(一般为高斯取向),从而具有优良的磁性能,广泛用于变压器等铁芯的制造中,为铁芯提供高的磁通量,实现高效的电磁能量转换。取向硅钢的生产制造方法比较成熟,可分为一般取向硅钢制造方法、高温高磁感取向硅钢制造方法和低温高磁感取向硅钢制造方法。目前,低温高磁感取向硅钢因其生产成本低、产品性能好而获得世界范围内的高度关注,很多生产厂家已经具备或正在开发该生产技术。低温高磁感取向硅钢技术最早由新日铁于20世纪80年代研究开发,基于低温板坯加热技术(采用1200℃以下的板坯加热温度),后工序采用氨气渗氮的方法,增加钢带中的辅助抑制剂,促进完整二次再结晶的完成,最终得到优良的磁性能。21世纪初,宝钢和武钢也分别开展相关研究,分别自主开发了基于自身装备特点的低温高磁感取向硅钢技术,并实现了批量化大生产。
目前比较成熟的低温高磁感取向硅钢生产流程为:转炉炼钢—真空处理—连铸—板坯低温加热—热轧成卷—热轧卷退火—冷轧—脱碳退火及渗氮—涂布隔离剂—钢卷罩式炉或环形炉退火—热平整拉伸—涂布绝缘涂层—成品剪切包装。为了得到良好的二次再结晶组织和纯净的钢质,钢卷必须要经过高温退火过程。这一过程通常采用罩式炉或环形炉,生产周期非常长,一般为120小时以上。在高温退火过程中,特别是在加热阶段,由于钢卷体积大,传热耗时长,钢卷内圈和外圈受热不均,升温制度不同,同时气氛也有显著差异。这些差异会导致钢带中抑制剂演变的不同,导致二次再结晶状态的差异,最终造成钢带内圈和外圈磁性能的差异。具体表现在,高温退火后的钢卷在热平整拉伸线生产时,在线测量的铁损值在钢卷纵向上有显著差异。一般来说钢卷外圈(对应在线测量铁损曲线的开始端,常常称为头部)铁损偏高,从外向内铁损会有一逐渐降低的变化,几百米或几千米后,在线铁损趋于稳定,如说明书附图的图1所示。而到接近内圈尾部时(几百米到一千米),铁损又有升高的变化,直至最内圈。
上述钢卷纵向铁损的不均匀分布现象是普遍存在的,因工艺控制水平的差异,不均匀度会有大有小,铁损偏高的范围有长有短。这种纵向性能的不均,严重影响了对整个钢卷磁性能的测量评价,增加了重复取样测量的工作量,降低了钢卷整体性能水平,导致高性能材料比例不高,影响整体材料牌号的提高。另外,纵向性能的持续变化也会造成变压器铁芯实际性能的差异,影响变压器铁芯的性能稳定性。
为了保证低温高磁感取向硅钢钢卷纵向磁性能的均匀,常规做法是严格控制各工序工艺的一致性和设备稳定性,但越是前工序工艺稳定一致,材料参数纵向均匀,钢卷内外圈因高温退火实际工艺不同所造成的二次再结晶状态差异就越大,钢卷纵向性能不均性就越明显。另外,仅通过调整高温退火温度制度和气氛控制,无法消除钢卷内外圈实际工艺的差异,无法彻底消除纵向磁性的不均。姑且的做法是将钢卷头部尾部铁损最高的部分单独剪切为小卷(即常说的头尾卷),单独检测判级,以最大程度的减少头尾铁损偏高对整个钢卷性能判级的影响,最大限度的提高牌号率。但头尾小卷的单独判级、包装及销售增加了工作量和成本,也在一定程度上影响了整体高牌号率。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明公开了一种用于提高高温退火后钢卷头部尾部磁性能水平的低温高磁感取向硅钢的生产方法。
为实现上述目的,本发明公开了一种纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,它包括的工艺流程为常规炼钢→连铸→热轧→酸洗常化→冷轧→脱碳退火→渗氮处理→涂层→高温退火→热平整拉伸→涂覆绝缘涂覆层,具体的工艺参数如下:
所述常规炼钢中,控制酸溶铝[Als]的浓度为250~320ppm,控制剩铝[Alr]的浓度为100~160ppm;
优选的,所述剩铝[Alr]满足如下数学关系式:
[Alr]=[Als]-27/14×[N1],所述[N1]为钢带中的总氮量。
所述脱碳退火中,从距离卷尾为L的钢卷中部开始对每个钢卷进行工艺调整至整个钢卷生产完毕,所述工艺调整为选自提高脱碳温度或提高加热段温度或提高还原段温度或延长退火时间中的一种;所述L满足如下数学关系式:50×(170-Alr)≤L≤50×(200-Alr),所述Alr为剩铝[Alr],所述剩铝[Alr]的浓度为100~160ppm。
优选的,所述工艺调整的具体参数限定由于厂家生产取向硅钢的退火炉设计不同,所以使用的工艺温度均有差别,合适的工艺温度与机组速度有关。
进一步地,所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,钢卷的平均晶粒尺寸增加量5%≤△D%≤15%。
更进一步地,所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,钢卷的平均晶粒尺寸增加量△D%满足如下数学关系式:
(0.25×(160-Alr))%≤△D%≤(0.25×(170-Alr))%,所述Alr为剩铝[Alr],所述剩铝[Alr]的浓度为100~160ppm。
优选的,所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,检测得到钢卷的铁损值P13/50有了显著的降低,且铁损值P13/50的降低率1%≤△P%≤10%。
进一步优选的,所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,铁损值P13/50的降低率△P%满足如下数学关系式:
(0.15×(160-Alr))%≤△P%≤(0.15×(170-Alr))%,所述Alr为剩铝[Alr],所述剩铝[Alr]的浓度为100~160ppm。
更进一步地,所述钢卷的铁损值P13/50需采用渗氮处理后的总氮量[N2]来进行修正,得到的P13/50修满足如下数学关系式:P13/50修=P实测-0.004×([N2]-200),所述[N2]为渗氮处理后的总氮量。
本发明技术方案的选用原理:
1、低温高磁感取向硅钢由于热轧板坯加热温度低,通常在1200℃以下,钢中抑制剂元素无法完全固溶,因此热轧板、常化板中有效抑制剂很少,需要在后工序中添加抑制剂,即后天抑制剂。常规制造工艺中的后天抑制剂是采用氨气渗氮的方法向钢带内渗入氮元素而形成的氮化物。渗氮通常是在脱碳退火过程中进行,也可以在脱碳前或脱碳后,还可以和脱碳同时进行。通过渗氮得到的后天抑制剂氮化物,数量比高温高磁感取向硅钢的先天抑制剂多,但是稳定性较差。因为渗氮时间短,渗氮温度一般在900℃以下,所以渗氮后的氮化物往往以氮化硅、氮化硅铝、氮化铬等为主。这些氮化物的稳定性也较差,需要在二次再结晶前转化成氮化铝,才是真正有效的抑制剂,而转化成氮化铝的过程一般在钢卷高温退火前段,容易受升温速度、气氛等变化的影响。
钢卷在高温退火过程中,外圈首先受热升温,钢卷内部会因传热延迟而升温缓慢,即钢卷不同部位的升温制度不同。而在升温过程中,钢带表面涂布的MgO会释放物理水和化合水,从而影响整个炉气内的露点。一般说来,随着高温退火的进行,炉气的露点会越来越低,但露点降低的过程比较长。所以在升温过程中,钢卷外圈及靠近外圈的部分区域和最内圈少部分区域升温最快,在一定的温度下气氛露点也最高,此时,钢中的抑制剂(氮化硅、氮化硅铝等)很容易被氧化而失效,造成该区域钢带中抑制剂强度的恶化。抑制剂强度的恶化,会造成后续二次再结晶开始温度的降低,取向度稍差的高斯核就有更多机会异常长大,最终的二次再结晶晶粒取向就会稍差,磁感降低,铁损增加。这就造成了高温退火后钢卷的外圈及靠近外圈部分和最内圈少部分区域的铁损值偏高,性能差。而钢卷的内部因升温缓慢,其温度升高时,炉气内的露点就已经降到了很低水平,此时的温度和气氛不再对钢带中抑制剂产生显著影响,所以钢卷内部的铁损性能是最好的。
二次再结晶开始温度不仅受抑制剂强度的影响,还受初次再结晶晶粒尺寸的影响。初次再结晶晶粒尺寸越大,其长大驱动力越小,二次再结晶越会延迟,二次再结晶开始温度就越高。另外,二次再结晶开始温度还受钢中剩铝Alr高低的影响。Alr就是炼钢成分中酸溶铝Als减去炼钢中N所能化合的Als的量,可根据公式Alr=Als-N*27/14计算得到。Alr越高,渗氮后的活性氮就更容易与Alr反应形成更多有效抑制剂氮化铝AlN,抑制剂的整体强度就更高,受气氛氧化的影响就越小。但炼钢成分中Als和Alr含量不能过高,过高容易导致抑制剂强度过大,二次再结晶开始温度过高,容易出现二次再结晶不完全,从而导致磁性能的急剧恶化。Als和Alr含量过低时,抑制剂强度不够,二次再结晶过早发生,不良取向的晶核异常长大,最终晶粒取向度不良,磁性能恶化。所以,要求炼钢成分中酸溶铝Als范围为250ppm~320ppm,同时剩铝Alr的范围为100ppm~160ppm。
2、高温退火过程中钢卷外圈和内圈区域抑制剂恶化,该区域主要是钢卷最外圈及靠近外圈的部分,为Alr影响抑制剂强度,所以不同Alr状态下,抑制剂的恶化程度不同。一般来说,Alr越高,抑制剂恶化程度越小,需要采用初次再结晶晶粒尺寸调整来弥补的钢带长度就越小。根据研究统计,脱碳退火后钢卷最外圈铁损恶化的钢带长度L符合公式:50×(170-Alr)≤L≤50×(200-Alr)(其中Alr单位为ppm,L单位为m),如说明书附图图2所示,本发明将从距离卷尾为L的钢卷中部开始对每个钢卷进行工艺调整至整个钢卷生产完毕;结合图2可知,L即满足上述公式:50×(170-Alr)≤L≤50×(200-Alr)(其中Alr单位为ppm,L单位为m)。研究发现,如果提前进行工艺调整,会影响正常部位性能的稳定性;如果推迟进行工艺调整,则无法完全弥补因抑制剂恶化造成的性能恶化。由于环形炉中钢卷最内圈铁损恶化的区域不多,一般在几百米以内,所以不必对工艺调整的位置进行精确的控制,只需在钢卷开始卷取时(即脱碳退火时的钢卷头部)保持工艺调整状态,随后恢复到调整前的工艺状态,在炉况恢复的过程中,最内圈的铁损恶化区就基本可以覆盖,达到消除最内圈铁损恶化的目的。
3、为了弥补高温退火过程中钢卷外圈和内圈区域抑制剂的恶化,可以通过适当调整初次再结晶晶粒尺寸来弥补。具体的,通过脱碳退火工艺调整,一般采用提高脱碳温度或还原温度,使得钢卷外圈和内圈区域的初次再结晶晶粒尺寸大一些,一般需要增大5%~15%,来弥补抑制剂的恶化效果,从而得到基本相同的二次再结晶开始温度,最终得到基本相同的磁性能。如说明书附图的图3所示,图3中纵坐标的P1.7/50为铁损值,Pave为正常情况下的铁损值,横坐标的D为初次再结晶晶粒尺寸,Dave为正常情况下的初次再结晶晶粒尺寸;结合图2可知,对于头部钢卷,也就是钢卷外圈,需将初次再结晶晶粒尺寸增大5%~15%;若初次再结晶晶粒尺寸增大率小于5%时,铁损性能改善效果不佳;初次再结晶晶粒尺寸增大率大于15%时,因晶粒过大容易造成二次再结晶不良,性能会急剧恶化。
4、将初次再结晶晶粒尺寸增大5%~15%是基于Alr不变的情况,如果不同钢卷的Alr有差别,则要求钢卷外圈和内圈区域的初次再结晶晶粒尺寸增大的最佳范围与Alr有一定关系,如说明书附图的图4所示,平均晶粒尺寸增加量△D%最好满足经验公式:(0.25×(160-Alr))%≤△D%≤(0.25×(170-Alr))%,(其中Alr单位为ppm);结合图4可知,若初次再结晶晶粒尺寸增大率△D%小于(0.25×(160-Alr))%,铁损性能改善效果不佳;若初次再结晶晶粒尺寸增大率△D%大于(0.25×(170-Alr))%,因初次晶粒过大容易造成二次再结晶不良,性能会急剧恶化。
5、上述初次再结晶晶粒尺寸的检测通常采用金相法,在钢带不同位置取样,将样品进行金相组织观察,测量统计初次再结晶的晶粒尺寸。金相法可以很准确的给出某个样品观察区的晶粒大小及分布,形象直观。但其制备样品过程复杂,晶粒尺寸统计仅限于微观区域,宏观代表性稍差。根据磁滞损耗理论,还可以用脱碳退火板的铁损值来间接衡量平均晶粒尺寸的大小,一般采用P13/50来衡量平均晶粒尺寸。
但采用P13/50来衡量初次再结晶平均晶粒尺寸时还需考虑渗氮量的影响。相同的平均晶粒尺寸,随着渗氮后总氮量的增加,P13/50值有一线性增加的趋势,如说明书附图的图5所示,为了屏蔽总氮量的变化对P13/50值反映晶粒尺寸的影响,根据统计回归原理,将所实测的P13/50值修正为总氮量200ppm时的值,即P=P实测-0.004×([N]-200),其中[N]为脱碳渗氮后的钢带的总氮量,单位为ppm,P单位为W/kg。本专利中所提到的P13/50值皆为修正后的P13/50值。
采用总氮量对P13/50进行修正后,统计分析钢卷头部和钢卷中部的P13/50值和最终磁性能P1.7/50的关系,如说明书附图的图6所示,Pave为一个生产批次中各钢卷中部P1.7/50的平均值,P13ave为各钢卷中部P13/50的平均值。由图6可以看出,相对于钢卷中部,其头部P1.7/50整体偏高,但当通过工艺调整使得头部P13/50在合适范围时,其最终P1.7/50也可以达到钢卷中部水平。此范围即通过工艺调整比工艺调整前P13/50降低1%~10%。P13/50的降低如果小于1%或增加,对性能改善没有效果,最终性能差;P13/50的降低如果大于10%,则初次再结晶晶粒尺寸过大,二次再结晶不良,最终性能急剧恶化,如图中性能波动区所示。
6、同样,因为钢带成分中Alr对抑制剂强度的影响,所以在采用降低P13/50值来衡量判定钢卷外圈和内圈区域的初次再结晶的改善时,P13/50值降低的最佳范围与Alr有一定关系,如说明书附图的图7所示,典型铁损值P13/50降低率△P%最好满足公式:(0.15×(160-Alr))%≤△P%≤(0.15×(170-Alr))%,(其中Alr单位为ppm),如图7所示。P13/50降低率△P%小于(0.15×(160-Alr))%时,铁损性能改善效果不佳;P13/50降低率△P%大于(0.15×(170-Alr))%时,因初次晶粒过大容易造成二次再结晶不良,性能会急剧恶化。
有益效果:
本发明通过有效的控制炼钢中酸溶铝[Als]的浓度和剩铝[Alr]的浓度,及调整脱碳退火中的工艺参数,有效的提高了高温退火后钢卷头部尾部磁性能水平,并研究得到了工艺调整前后,钢卷的初次再结晶尺寸增加量与剩铝[Alr]的关系,及铁损值P13/50的降低率△P%与剩铝[Alr]的关系,为后续工艺研究奠定了基础。
附图说明
图1为背景技术中高温退火后的钢卷纵向铁损分布图;
图2为钢卷最外圈铁损恶化的钢带长度与Alr的关系图;
图3为钢卷外圈与钢卷中部初次再结晶尺寸与典型铁损P1.7/50的关系图;
图4为初次再结晶增大率及Alr与材料典型铁损的关系图;
图5为相同初次晶粒尺寸下P13/50与总氮量[N]的关系图;
图6为钢卷外圈与钢卷中部P13/50与最终典型铁损P1.7/50的关系图;
图7为P13/50降低率及Alr与材料典型铁损的关系图。
具体实施方式
为了更好地解释本发明,以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容,但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
采用常规板坯低温加热高磁感取向硅钢成分炼钢2炉,炼钢成分中酸溶铝[Als]分别为270ppm、283ppm、286ppm、290ppm、295ppm,剩铝[Alr]([Alr]=[Als]-27/14×[N])分别为120ppm、125ppm;经连铸、热轧、酸洗常化、一次冷轧至0.22mm成品厚度及脱碳+还原+渗氮退火等工艺;
所述脱碳退火过程中,部分钢卷从钢卷中部(距离卷尾L米处)开始,提高脱碳温度,至整个钢卷生产完毕后,把脱碳温度恢复至原来水平;部分钢卷从钢卷中部(距离卷尾L米处)开始,提高加热段温度,至整个钢卷生产完毕后,把加热段温度恢复至原来水平;部分钢卷从钢卷中部(距离卷尾L米处)开始,提高还原段温度,至整个钢卷生产完毕后,再把还原段温度恢复至原来水平。
生产过程中分别取钢卷尾部和中间部分的样品,进行显微组织金相检测,测量初次再结晶尺寸。
钢卷脱碳退火后涂布MgO隔离涂层后进行高温退火、热平整拉伸退火涂绝缘涂层等,取样检测高温退火钢卷外圈和中间部分对应材料的磁性能,结果如下表表1所示:
表1工艺调整及性能参数列表(一)
上述表1中,脱碳退火卷尾位置对应高温退火卷外圈,由上表表1可知,通过脱碳过程中的适当升温,初次再结晶有明显增大,最终外圈铁损值与中部的差异可以控制在5%以内,有的甚至比中部铁损还低。但未经工艺调整的钢卷,外圈铁损值明显高于中部,差异可达8%以上,严重影响性能均匀性。
实施例2
采用常规板坯低温加热高磁感取向硅钢成分炼钢5炉,炼钢成分中酸溶铝[Als]分别为269ppm、276ppm、286ppm、290ppm、295ppm,剩铝[Alr]([Alr]=[Als]-27/14×[N])分别为119ppm、122ppm、132ppm、145ppm、141ppm;经连铸、热轧、酸洗常化、一次冷轧至0.22mm成品厚度、脱碳+还原+渗氮退火等工艺;
脱碳退火过程中,部分钢卷从钢卷中部开始提高脱碳温度,至整个钢卷生产完毕后,把脱碳温度恢复至原来水平;部分钢卷从钢卷中部开始提高加热段温度,至整个钢卷生产完毕后,把加热段温度恢复至原来水平;部分钢卷从钢卷中部开始,提高还原段温度,至整个钢卷生产完毕后,再把还原段温度恢复至原来水平。
生产过程中取钢卷尾部和中间部分的样品,进行显微组织金相检测,测量初次再结晶尺寸。
钢卷脱碳退火后涂布MgO隔离涂层后进行高温退火、热平整拉伸退火涂绝缘涂层等,取样检测高温退火钢卷外圈和中间部分对应材料的磁性能,结果如下表表2所示:
表2工艺调整及性能参数列表(二)
上述表2中脱碳退火卷尾位置对应高温退火卷外圈,由上述表2可知,通过脱碳过程中的适当升温,控制初次再结晶晶粒尺寸的增大,必须在一定范围,外圈铁损值才能得到显著改善,可以优于中部铁损性能。晶粒尺寸的最佳增大量与钢中Alr有关,增大量的百分比不能低于0.25×(160-Alr)%,不能高于0.25×(170-Alr)%,其中的Alr单位为ppm。
实施例3
采用常规板坯低温加热高磁感取向硅钢成分炼钢,经连铸、热轧、酸洗常化、一次冷轧至0.26mm成品厚度、脱碳+还原+渗氮退火工艺;脱碳退火过程中,部分钢卷从钢卷中部开始提高温度(脱碳温度或加热段温度或还原温度),至整个钢卷生产完毕后,把温度恢复至原来水平。
生产过程中测量脱碳退火后钢卷的特征铁损值P13/50,对比钢卷尾部和中间部分的材料的P13/50值(P13/50值根据总氮量进行适当修正)。钢卷脱碳退火后涂布MgO隔离涂层后进行高温退火、热平整拉伸退火涂绝缘涂层等,取样检测高温退火钢卷外圈和中间部分对应材料的磁性能,结果如下表表3所示:
表3性能参数列表(三)
上述表3中脱碳退火卷尾位置对应高温退火卷外圈。
实施例4
采用常规板坯低温加热高磁感取向硅钢成分炼钢20炉,炼钢成分中酸溶铝[Als]范围为261ppm至314ppm,剩铝[Alr]范围为123至158ppm;经连铸、热轧、常化、一次冷轧至0.26mm成品厚度、脱碳+还原+渗氮退火等工艺;
脱碳退火过程中,部分钢卷从钢卷中部开始提高温度(脱碳温度或加热段温度或还原温度),至整个钢卷生产完毕后,把温度恢复至原来水平。
生产过程中测量脱碳退火后钢卷的特征铁损值P13/50,对比钢卷尾部和中间部分的材料的P13/50值。钢卷脱碳退火后涂布MgO隔离涂层后进行高温退火、热平整拉伸退火涂绝缘涂层等,取样检测高温退火钢卷外圈和中间部分对应材料的磁性能,结果如下表4所示:
表4性能参数列表(四)
上述表4中脱碳退火卷尾位置对应高温退火卷外圈,由上表数据可见,通过脱碳过程中的适当升温,控制初次再结晶晶粒尺寸的增大,把P13/50控制在一定范围,外圈铁损值可以显著改善,可以优于中部性能。P13/50控制的最佳范围与钢中Alr有关,尾部P13/50比头部P13/50降低的百分比最好介于0.15×(160-Alr)%至0.15×(170-Alr)%之间(其中的Alr单位为ppm)。
以上实施例仅为最佳举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外,本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,它包括的工艺流程为常规炼钢→连铸→热轧→酸洗常化→冷轧→脱碳退火→渗氮处理→涂层→高温退火→热平整拉伸→涂覆绝缘涂覆层,其特征在于:具体的工艺参数如下:
所述常规炼钢中,控制酸溶铝[Als]的浓度为250~320ppm,控制剩铝[Alr]的浓度为100~160ppm;
所述脱碳退火中,从距离卷尾为L的钢卷中部开始对每个钢卷进行工艺调整至整个钢卷生产完毕,所述工艺调整为选自提高脱碳温度或提高加热段温度或提高还原段温度或延长退火时间中的一种;所述L满足如下数学关系式:50×(170-Alr)≤L≤50×(200-Alr),所述Alr为剩铝[Alr]。
2.根据权利要求1所述纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,其特征在于:所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,钢卷的平均晶粒尺寸增加量5%≤△D%≤15%。
3.根据权利要求1所述纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,其特征在于:所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,钢卷的平均晶粒尺寸增加量△D%满足如下数学关系式:
(0.25×(160-Alr))%≤△D%≤(0.25×(170-Alr))%,所述Alr为剩铝[Alr]。
4.根据权利要求1所述纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,其特征在于:所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,钢卷的铁损值P13/50的降低率1%≤△P%≤10%。
5.根据权利要求1所述纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,其特征在于:所述脱碳退火中,对钢卷进行工艺调整后,较之调整前,钢卷的铁损值P13/50的降低率△P%满足如下数学关系式:
(0.15×(160-Alr))%≤△P%≤(0.15×(170-Alr))%,所述Alr为剩铝[Alr]。
6.根据权利要求5所述纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,其特征在于:所述钢卷的铁损值P13/50需采用渗氮处理后的总氮量[N2]来进行修正,得到的P13/50修满足如下数学关系式:
P13/50修=P实测-0.004×([N2]-200),所述[N2]为渗氮处理后的总氮量。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述纵向磁性能均匀的低温高磁感取向硅钢的生产方法,其特征在于:所述剩铝[Alr]满足如下数学关系式:
[Alr]=[Als]-27/14×[N1],所述[N1]为钢带中的总氮量。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114427023A (zh) * 2022-01-13 2022-05-03 武汉钢铁有限公司 一种提升常规流程中低牌号无取向硅钢性能均匀性的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6280534B1 (en) * 1998-05-15 2001-08-28 Kawasaki Steel Corporation Grain oriented electromagnetic steel sheet and manufacturing thereof
CN101775547A (zh) * 2009-12-31 2010-07-14 武汉钢铁(集团)公司 高磁感取向硅钢带的生产方法
CN104726667B (zh) * 2013-12-23 2017-04-26 鞍钢股份有限公司 一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法
CN106755873A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 武汉钢铁股份有限公司 一种高磁感取向硅钢的生产方法
CN106755874A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 武汉钢铁股份有限公司 一种生产低温高磁感取向硅钢的脱碳及渗氮退火方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6280534B1 (en) * 1998-05-15 2001-08-28 Kawasaki Steel Corporation Grain oriented electromagnetic steel sheet and manufacturing thereof
CN101775547A (zh) * 2009-12-31 2010-07-14 武汉钢铁(集团)公司 高磁感取向硅钢带的生产方法
CN104726667B (zh) * 2013-12-23 2017-04-26 鞍钢股份有限公司 一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法
CN106755873A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 武汉钢铁股份有限公司 一种高磁感取向硅钢的生产方法
CN106755874A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 武汉钢铁股份有限公司 一种生产低温高磁感取向硅钢的脱碳及渗氮退火方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114427023A (zh) * 2022-01-13 2022-05-03 武汉钢铁有限公司 一种提升常规流程中低牌号无取向硅钢性能均匀性的方法
CN114427023B (zh) * 2022-01-13 2023-08-25 武汉钢铁有限公司 一种提升常规流程中低牌号无取向硅钢性能均匀性的方法

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