CN116716465A - 一种低温高磁感取向硅钢的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，上述的制备方法包括：将连铸坯进行热轧，得到热轧板，热轧板的厚度为2.6～2.9mm；对热轧板进行常化处理，得到常化板；将常化板进行一次冷轧，得到冷轧板，冷轧板的厚度为0.20～0.25mm；对冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理；对渗氮后的冷轧板进行高温退火，得到低温高磁感取向硅钢。该低温高磁感取向硅钢的制备方法在未降低生产效率和增加生产成本的基础上，提高了低温高磁感取向硅钢的磁感应强度，降低了铁损，具有工艺简单、生产效率高和损耗低的特点。

Description

一种低温高磁感取向硅钢的制备方法

技术领域

本发明涉及硅钢生产技术领域，具体涉及一种低温高磁感取向硅钢的制备方法。

背景技术

高磁感取向硅钢(也称Hi-B钢)是一种重要的软磁材料，因与一般取向硅钢相比具有磁感应强度高、铁损低以及磁致伸缩小等优点，用它制造的变压器产品损耗低、噪声低、体积小，所以常被用于制造各种大中型电力变压器。

在现有技术中，因传统的高温板坯加热技术生产取向硅钢时需要在热轧前对板坯进行高温加热，将铸态粗大的第二相固溶，使其在随后的工艺中细小析出，这就带来了一系列的弊端：制造成本高、炉底积渣严重，生产效率低、能源浪费、炉体寿命缩短、产品表面缺陷多、磁性能不稳定等，所以需要不断降低板坯加热温度，以达到降低生产成本和保护环境的目的。目前采用低温板坯加热代替高温板坯加热已成为高磁感取向硅钢生产工艺的发展趋势。

然而，低温板坯加热技术生产高磁感取向硅钢时，由于板坯加热温度较低，先天抑制剂固溶不充分，抑制能力较弱，因此脱碳退火后低温高磁感取向硅钢的初次再结晶晶粒尺寸较大，且均匀性较差，使得产品的磁性能不稳定。

因此，基于上述问题，本发明提供了一种新的低温高磁感取向硅钢的制备方法。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，以降低低温高磁感取向硅钢的铁损、提高其磁感应强度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，包括：

将连铸坯进行热轧，得到热轧板，所述热轧板的厚度为2.6～2.9mm；

对所述热轧板进行常化处理，得到常化板；

将所述常化板进行一次冷轧，得到冷轧板，所述冷轧板的厚度为0.20～0.25mm；

对所述冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理；

对渗氮后的冷轧板进行高温退火，得到低温高磁感取向硅钢。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述将所述常化板进行一次冷轧，具体包括：

对所述常化板依次进行6道次轧制；

其中，第1～3道次轧制为升温轧制，提供变形热使所述常化板的温度升高至时效温度；第4道次轧制为时效轧制；第5和6道次为常温轧制。

进一步地，所述时效轧制的时效温度为200～300℃，时效时间为3～7min。

进一步地，所述将所述常化板进行一次冷轧之前，还包括：

对所述常化板进行预热处理。

进一步地，所述预热处理的预热温度为40～100℃。

进一步地，所述将连铸坯进行热轧之前，还包括：

对原料依次进行冶炼和连铸处理，得到所述连铸坯。

进一步地，所述对渗氮后的冷轧板进行高温退火之后，还包括：

采用压平机和拉伸机分别对退火后的冷轧板进行平整和拉伸处理。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本发明提供的低温高磁感取向硅钢的制备方法通过热轧的方式先得到厚度为2.6～2.9mm的热轧板，进一步进行常化处理和一次冷轧，得到厚度为0.20～0.25mm的冷轧板，最后进行脱碳退火、渗氮处理以及高温退火处理，得到低温高磁感取向硅钢，相较于现有技术，其中的一次冷轧无需在道次间进行额外的加热，在未降低生产效率和增加生产成本的基础上，提高了低温高磁感取向硅钢的磁感应强度，降低了铁损，该低温高磁感取向硅钢的制备方法具有工艺简单、生产效率高和损耗低的特点。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明实施例提供的低温高磁感取向硅钢的制备方法，包括：

步骤S1：对原料依次进行冶炼和连铸处理，得到连铸坯。

步骤S2：将连铸坯进行热轧，得到热轧板，热轧板的厚度为2.6～2.9mm。

步骤S3：对热轧板进行常化处理，得到常化板；常化处理能够改善热轧组织和热轧形变织构，防止瓦垅装状缺陷，提高最终制品的磁性能。

此处的常化处理可以优选采用两段式常化工艺，其中常化过程中高温段的温度控制在1100～1210℃。在实际操作，其他常化处理方式也可适用于本发明实施例。

步骤S4：对常化板进行预热处理，预热处理的预热温度为40～100℃。

步骤S5：将常化板进行一次冷轧，得到冷轧板，冷轧板的厚度为0.20～0.25mm。

其中，一次冷轧，具体包括：对常化板依次进行6道次轧制；第1～3道次轧制为升温轧制，提供变形热使常化板的温度升高至时效温度；第4道次轧制为时效轧制；第5和6道次为常温轧制。

上述的时效轧制的时效温度为200～300℃，时效时间为3～7min。

步骤S6：对冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理。

步骤S7：对渗氮后的冷轧板进行高温退火，采用压平机和拉伸机分别对退火后的冷轧板进行平整和拉伸处理，得到低温高磁感取向硅钢。

具体地，本发明实施例提供的低温高磁感取向硅钢的制备方法的核心要点在于一次冷轧中200～300℃下进行时效轧制，与在更高的温度下轧制相比，具有高泰勒因子的晶粒中的滑移系不易被激活，导致晶粒内部产生不均匀变形，这些晶粒对平面应变具有更大的阻力，而对剪切应变阻力较小，容易在剪切作用下发生旋转变形，形成更多的剪切带；与常温轧制相比，温度升高，材料的屈服强度下降，提高了低温高磁感取向硅钢的塑性，改善了其轧制性能，降低了冷轧断带率，减少了轧制过程中的磨损和能耗，同时屈服强度的下降也会使得剪切变形趋于容易，在轧制过程中形成更多的剪切带。

通过设置200～300℃的时效轧制，可以使固溶的C、N原子扩散聚集至位错线上，形成原子气团，阻碍位错的运动，即动态应变时效现象。溶质原子对位错的阻碍作用可以引起位错的大量增殖，高的位错密度可以为剪切带的产生创造有利条件。

综上，本发明实施例通过简单的冶炼连铸、热轧、常化处理、一次冷轧、脱碳退火及渗氮处理和高温退火，即得低温高磁感取向硅钢，工艺简单。而且，通过变形热使钢带温度升高至时效温度进行一个道次的时效轧制，可以提高冷轧组织中剪切带的数量，从而有效改善初次再结晶组织和织构：通过提高再结晶形核率使初次再结晶组织变得更加细小均匀；可以获得更多的Goss、{111}<112>等有利的初次再结晶晶粒，从而改善二次再结晶行为，使得成品板的Goss织构更加锋锐。

本发明实施例制备的低温高磁感取向硅钢的初次再结晶织构中有利的{111}<112>织构(偏离角度<15°，同下)组分的含量为12.5％～15.6％，Goss织构为0.5％～1.5％，相比于常规轧制工艺中的初次再结晶织构中{111}<112>织构组分的含量为9.8％～10.8％，Goss织构为0.06％～0.15％，有利织构含量得到明显提高。

因此，本发明实施例提供的制备方法通过一个道次的时效轧制，无需在道次间进行额外的加热，在未降低生产效率和增加生产成本的基础上，提高了低温高磁感取向硅钢的磁感应强度，降低了铁损；而且，具有工艺简单、生产效率高和损耗低的特点。

为方便理解上述制备方法和对应的技术效果，通过以下具体的实施例进行进一步介绍：

实施例一

步骤1、将连铸得到的低温高磁感取向硅钢铸坯热轧至厚度为2.65mm的热轧板；

步骤2、采用两段式常化工艺将热轧板进行常化处理，其中高温段的温度为1100℃，对常化处理后的热轧板进行预热处理，预热温度为40℃；

步骤3，采用轧机将预热后的常化板一次冷轧至0.218mm；其中，一次冷轧采用6道次轧制，通过前3道次的变形热使钢带温度升高至时效温度；第4道次采用时效轧制，时效轧制温度为230℃，时效时间为6min；后续道次为常温轧制。

步骤4、将冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理。

步骤5、将渗氮处理后的冷轧板进行高温退火，采用压平机和拉伸机分别对退火后的冷轧板进行平整和拉伸处理，即得到低温高磁感取向硅钢。

实施例2

步骤1、将连铸得到的低温高磁感取向硅钢铸坯热轧至厚度为2.83mm的热轧板；

步骤2、采用两段式常化工艺将热轧板进行常化处理，其中高温段的温度为1100℃，对常化处理后的热轧板进行预热处理，预热温度为40℃；

步骤3，采用轧机将预热后的常化板一次冷轧至0.235mm；其中，一次冷轧采用6道次轧制，通过前3道次的变形热使钢带温度升高至时效温度；第4道次采用时效轧制，时效轧制温度为230℃，时效时间为6min；后续道次为常温轧制。

步骤4、将冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理。

步骤5、将渗氮处理后的冷轧板进行高温退火，采用压平机和拉伸机分别对退火后的冷轧板进行平整和拉伸处理，即得到低温高磁感取向硅钢。

实施例3

步骤1、将连铸得到的低温高磁感取向硅钢铸坯热轧至厚度为2.77mm的热轧板；

步骤2、采用两段式常化工艺将热轧板进行常化处理，其中高温段的温度为1100℃，常化处理后的热轧板进行预热处理，预热温度为40℃；

步骤3，采用轧机压制预热后的常化板一次冷轧至0.227mm；其中，一次冷轧采用6道次轧制，通过前3道次的变形热使钢带温度升高至时效温度；第4道次采用时效轧制，时效轧制温度为230℃，时效时间为6min；后续道次为常温轧制。

步骤4、将冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理。

步骤5、将渗氮处理后的冷轧板进行高温退火，采用压平机和拉伸机分别对退火后的冷轧板进行平整和拉伸处理，即得到低温高磁感取向硅钢。

实施例4

将实施例1中步骤2中的预热温度设置为60℃，其余条件保持一致，进行低温高磁感取向硅钢的制作，其一次冷轧的厚度为0.240mm。

实施例5

将实施例1中步骤2中的预热温度设置为100℃，其余条件保持一致，进行低温高磁感取向硅钢的制作，其一次冷轧的厚度为0.243mm。

实施例6

将实施例1中步骤3中的时效轧制温度为230℃，时效时间为6min，更改为时效轧制温度为200℃，时效时间为6min，其余条件保持一致，进行低温高磁感取向硅钢的制作，其一次冷轧的厚度为0.228mm。

实施例7

将实施例1中步骤3中的时效轧制温度为230℃，时效时间为6min，更改为时效轧制温度为200℃，时效时间为7min，其余条件保持一致，进行低温高磁感取向硅钢的制作，其一次冷轧的厚度为0.238mm。

实施例8

将实施例1中步骤3中的时效轧制温度为230℃，时效时间为6min，更改为时效轧制温度为300℃，时效时间为3min，其余条件保持一致，进行低温高磁感取向硅钢的制作，其一次冷轧的厚度为0.229mm。

对比例

采用传统工艺制备低温高磁感取向硅钢，即：

步骤1、将连铸得到的低温高磁感取向硅钢铸坯热轧至厚度为2.77mm的热轧板；

步骤2、将热轧板进行常化处理，常化处理后的热轧板经一次冷轧至0.225mm；

步骤3、将冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理，最后将渗氮处理后的冷轧板进行高温退火，即得到低温高磁感取向硅钢。

与上述的实施例3对比，该对比例中的一次冷轧前未将进行预热处理，且一次冷轧采用的6道次轧制均为常温轧制。

按上述实施例和对比例制备的低温高磁感取向硅钢的部分初次再结晶织构含量(偏离角度<15°)及磁性能如下表所示：

初次再结晶织构含量(偏离角度<15°)及磁性能表

对上述实施例和对比例的性能表进行分析，可以看出，采用本发明实施例的制备方法制备得到的低温高磁感取向硅钢的磁性能明显优于传统工艺制备的低温高磁感取向硅钢。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，包括：

将连铸坯进行热轧，得到热轧板，所述热轧板的厚度为2.6～2.9mm；

对所述热轧板进行常化处理，得到常化板；

将所述常化板进行一次冷轧，得到冷轧板，所述冷轧板的厚度为0.20～0.25mm；

对所述冷轧板进行脱碳退火及渗氮处理；

对渗氮后的冷轧板进行高温退火，得到低温高磁感取向硅钢。

2.根据权利要求1所述的低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述将所述常化板进行一次冷轧，具体包括：

对所述常化板依次进行6道次轧制；

其中，第1～3道次轧制为升温轧制，提供变形热使所述常化板的温度升高至时效温度；第4道次轧制为时效轧制；第5和6道次为常温轧制。

3.根据权利要求2所述的低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述时效轧制的时效温度为200～300℃，时效时间为3～7min。

4.根据权利要求1所述的低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述将所述常化板进行一次冷轧之前，还包括：

对所述常化板进行预热处理。

5.根据权利要求4所述的低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述预热处理的预热温度为40～100℃。

6.根据权利要求1所述的低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述将连铸坯进行热轧之前，还包括：

对原料依次进行冶炼和连铸处理，得到所述连铸坯。

7.根据权利要求1所述的低温高磁感取向硅钢的制备方法，其特征在于，所述对渗氮后的冷轧板进行高温退火之后，还包括：

采用压平机和拉伸机分别对退火后的冷轧板进行平整和拉伸处理。