CN1188970A - 晶粒取向电磁钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种在较弱和较强的磁场中的铁损之比低的晶粒取向电磁钢板,并在El铁心等中具有特别的优点。还提供生产该钢板的方法。该晶粒取向电磁钢板的特征是:规定了其重要组分的晶粒数的比例,Al、Ti和B的含量及在该钢板表面上形成的镁橄榄石膜。按此方法,热轧前将低Al硅钢坯在低于1250℃时加热,然后以范围为5—25℃/秒的升温,约800—1000℃的温度及小于约100秒的时间将该热轧板退火。

Description

晶粒取向电磁钢板及其生产方法
本发明涉及晶颗取向电磁钢板，它一般比如用作发电机和变压器铁心。本发明尤其是涉及在弱磁场中的铁损和在强磁场中的铁损之比低的晶粒取向电磁钢板。这类钢板适用于小型发电机的铁心及用作小型变压器的E.I铁心。本发明还涉及这类钢板的生产方法。
晶粒取向钢板被用作铁心材料，尤其是大型变压器及其它电气设备的铁心材料。一般要求这类钢板具有低的铁损，即该钢板因在50Hz磁化至1.7T所产生的损失，并定义为W17/50(w/kg)。因此，为降低W17/50的值已进行了大量研究。除铁损之外，为防止磁滞损失，已公开了某种技术，该技术可将成品钢板的结晶晶粒尽可能完全会聚到{110}<100>取向，在此取向易磁化轴<001>在轧制方向以规则顺序排列。
该晶粒取向电磁钢板一般用复杂工艺步骤生产：
1)将厚100-300mm的钢坯加热，接着经由粗轧和精轧所组成的热轧，以制备热轧板。
2)将此热轧板进行一次，两次或多次带有中间退火的冷轧，以达到成品板厚度。
3)将此冷轧板脱碳退火。
4)通过在该脱碳退火板上遍涂退火隔离剂，进行最终退火，以达到二次再结晶及净化。
5)对此经最终退火的板材进行展平退火和施以绝缘涂层，从而得到钢板制品。
按上述方法，使指向{100}<100>取向的那些晶粒通过二次再结晶和最终退火生长。为使晶粒借助二次再结晶以有效进行的方式沿{100}<100>取向生长，重要的是使析出物(一般用抑制剂)可分散成均匀而适宜的尺寸，使此抑制剂阻碍初次再结晶的晶粒生长。一种适宜的抑制剂的代表是如Mns的硫化物、如MnSe的Se的化合物，如Aln和VN的氮化物等。但它们均有明显弱的溶入钢中的趋向。
在适当控制这种抑制剂的常规方法中，该抑制剂已因在热轧之前加热钢坯而完全固溶，接着这些抑制剂在后读的热轧阶段折出。在此情况下，需在约1400℃的温度下加热钢坯，以产生完全固溶的抑制剂。这温度比通常用于加热钢坯的温度约高200℃。在这样高的温度下加热钢坯有如下缺陷：
1)由于在升高了的温度下加热，故消耗大量能量。
2)倾向于产生熔融氧化皮及钢坯下陷。
3)在钢坯表面上易出现过度的脱碳。
为消除上述缺陷1)和2)，一直推荐在生产晶粒取向电磁钢板时专门使用感应加热炉。但是这种炉子会使能量费用升高。一直有强烈的节能需要。因此，迄今为止，很多本领域中的普通技术人员一直致力于实施钢坯低温加热。
比如，日本已审专利No.54-24685公开了：通过将如As、Bi、Sb等元素加入到钢中(这类元素在晶界偏析17和采取这类元素作为抑制剂的优点可将钢坯加热温度定在1050-1350℃的范围内。日本未审专利公开No.57-158332指出：钢坯加热温度可以降低，而且锰含量可以低于2.5的Mn/s比而降低，并且通过添加Cu可稳定地进行二次再结晶。另外，日本未审专利公开No.57-89433公开了通过与Mn一起添加如S、Se、Sb、Bi、Pb、B等的元素，并结合二次冷轧压缩比取钢坯的柱状组织比，在1100-1250℃的低温下进行钢坯加热。但是，由于这类已知技术是为省去溶入钢中的能力极弱的，作为抑制剂的AlN而设计的，所以它们不能从所用的这些抑制剂中产生足够的益处，并由此产生的磁性能离要求很远。最终它们一直只为实验室目的使用。
在日本未审专利公开No.59-190324中，提出了一种技术，其中可在初次再结晶退火时将用脉冲退火。这种生产模式也是只对实验室规模有用，但对工业规模则无用。日本未审专利公开No.59-56522公开了通过将Mn含量控制为0.08-0.45％，使S小于0.007％而在低温下加热钢坯；日本未审专利公开No.59-190325提出通过在上述59-190325的成分中再添加Cr而使二次再结晶稳定化。虽然这些现有技术的低含量的S，使MnS在钢坯加热时被固溶化为特点，但这类技术的不足是：由于各钢板用大重量的钢卷，所以所得的磁性能在宽度长度方向上变得不规则。
日本未审专利公开No.57-207114叙述了结合低的钢坯加热温度采用了C含量极低(C：0.002-0.01％)的成分。这是由于这样的事实：在钢坯加热温度低的场合下，在从凝固至热轧的阶段没有暴露奥氏体相对于后读进行的二次再结晶是非常合乎要求的。这样低的C含量在冷轧时可避免破裂，但为保证稳定的二次再结晶，要在脱碳退火时渗氮。
由于考虑到这种技术，所以已在采用中间渗氮的基础上进行了大量的技术开发。即，日本未审专利公开No.62-70521公开了规定的最终退火条件及从而借助在最终退火中的中间渗氮进行的低温钢坯加热。此外，日本未审专利公开No.62-40315指出，以在钢坯加热时不能进行固溶的量添加Al和N，由此依靠中间渗氮，将相关的抑制剂控制在适宜的状态下。
但是，脱碳退火时的中间渗氮有这样的缺点：它需要附加设备，因而提高了成本。另外的，但又是严重的缺点是，在最终退火阶段难于控制渗氮。
另一方面，近来出现了一种困难：原材料的铁损性能不总是与由此类材料所得的最终用途产品的该性能一致。事实上已发现：在用作大型变压器铁心的情况下，具有低W17/50值的原材料产生具有优良铁损性能的最终用途产品。虽然有此发现，在用于小型发电机铁心或小型变压器EI铁心的情况下，由于该钢板的W17/50值无需与所得的最终产品的铁损性能匹配的结果，所以相应的钢板其中具有复杂的磁通流动，由于存在能源危机，所以必需降低能量消耗，因此对降低最终产品的铁损产生重大的影响。作为与原材料相关的W17/50的任何值，对于正确评价该最终用途产品都是不够的。这在选择用作原材料的最佳材料方面常产生困难。
在降低原材料铁损方面，通常所知的是提供通过添加有效地减少涡流损失的Si来增加电阻的方法，或减小钢板厚度的方法，或减小晶粒度的方法，或通过将结晶取向很大程度地会聚到{100}<100>来改善磁通密度的方法。在上述各方法之中，至今一直广泛研究改善磁通密度的方法。比如，在日本专利公开No.51-2290中，用向钢添加作为抑制剂组分的Al，使钢坯加热在大于1300℃的高温下进行，热轧的终轧在高温下以短时间进行，并在高于980℃的终轧温度下完成热轧。日本专利公开No.46-23820公开了：用向钢中加Al，通过在1000-1200℃的高温下使热轧钢板退火，随后使此经退火的钢板淬火而使颗粒状的AIN析出；还要使此经淬火的钢板以80-95％的高压缩比冷轧。这样，可得到呈现令人瞩目高的，B10时1.95T的磁通密度和低铁损的钢材。
关于目的在于通过结晶取向的排列改善磁通密度的方法和常规用于降低W17/50的方法，不能认为这类方法对改善EI铁心或小型发电机铁心的铁损性能是有效的。对此的一个原因是：如在EI铁心的情况下，分布于钢板中的磁通量是复杂的。
要不用改善磁通密度方法而降低铁损，一直考虑大量添加Si的方法，减小钢板厚度的方法及减小晶粒度的方法。按增加Si含量的方法，过量的Si导致妨碍钢板的轧制和削弱其加工性能。减小钢板厚度的方法使生产成本急剧升高。
因此，本发明的目的在于提供对于制造EI铁心和小型发电机铁心是有用的晶粒取向电磁钢板。本发明还提供生产这种钢板的方法。
本发明方法可通过在通常用于加热普通目的的钢的温度下加热钢坯，而不用强制的中间渗氮或其它操作，以明显的能量节约和简化的工艺步骤来生产这种钢板。
我们已发现，适于EI铁心和小型发电机和铁心的晶粒取向电磁钢板在这方面是独特的，它在强磁场下有高的铁损W17/50，而在弱磁场下有低的铁损W10/50；它有低的W17/50与W10/50之比。未能预料地发现到：在所得钢板的晶粒分布中的细晶粒数目与粗晶粒数目之比应被优化地控制于给定值，和在该钢板的表面形成特定的和重要的膜。所发现的膜起因于以特定量含有Al、Ti和B的镁橄榄石。
另外的令人惊讶的发现是，这种钢板实际可能通过满足下列全部要求的工艺来生产：
1)降低晶粒取向硅钢坯中的Al含量。
2)加入成核组分，以使AIN在晶粒取向硅钢坯中析出。
3)在低温下加热钢坯，以防止AIN固溶及晶粒生长。
4)选择热轧条件，以能使AIN固溶于热轧钢极中。
5)选择退火条件，以使颗粒状AIN在热轧钢板中折出。
6)用联轧轧机进行冷轧，以增加{110}<001>方向上的晶粒。
7)优化脱碳退火气氛，以保持给定形式的AIN。
8)选择退火隔离剂和优化最终退火气氛，以控制该膜。
更具体的是，本发明一方面提供在弱磁场中的铁损与强磁场中的铁损之比低的晶粒取向电磁钢板，该钢板包含(重量％)：
约1.5-7.0％的Si、0.03-2.5％的Mn、小于约0.003％的C、约小于0.002％的S及小于约0.002的N。
晶粒直径小于1mm的晶粒数目的比率为约25-98％，晶粒直径4-7mm的晶粒数目的比率为约45％，而晶粒直径大于7mm的晶粒数目的比率约小于10％，在该钢板厚度方向上每种晶粒都位于钢表面内部；而且
分布于该钢板全表面上的膜由含0.5-15％(重量)的Al、约0.1-10％(重量)的Ti及约0.01-0.8％(重量)的B的镁橄榄石构成。
在另一方面，本发明提供生产弱磁场下的铁损与强磁场下的铁损之比低的晶粒取向的电磁钢板的方法，该方法包括：
将钢水铸成硅钢坯，该钢水约含(重量％)：
C：0.005-0.070％
Si：1.5-7.0％
Mn：0.03-2.5％
Al：0.005-0.017％
N：0.0030-0.0100％该钢水还含至少一种选自(重量％)：
Ti：约0.0005-0.0020％
Nb：约0.0010-0.010％
B：约0.0001-0.0020％，及
Sb：约0.0010-0.080％的组分，
通过在低于约1250℃的温度下加热将此钢坯热轧，或直接热轧；
终热轧终止温度在约800-970℃的范围内，接着以约10℃/秒的冷却速度使该钢板淬火，然后在低于约670℃的温度下使钢卷形式的钢板风冷；
使所得的钢板退火，同时以约5-25℃/秒的升温将钢板于约800-1000℃的温度下保持小于100秒的时间；
用联轧轧机，以约80-95％的压缩比冷轧此退火板。
在恒定加热的过程中以水蒸汽分压与氢分压之比(P(H2O)/P(H2))小于约0.7及在升温过程中，以低于恒定加热时的P(H2O)/P(H2)将此冷轧板脱碳退火；
在经脱碳退火的钢板上涂退火隔离剂，该隔离剂含(重量％)约1-20％的Ti的化合物和约0.4-1.0％的B的化合物；及
接着使此涂过的钢板最终退火，同时使其经过升温或在升温过程中于至少高于约850℃下保持在含H2气氛中。
在另一方面，本发明提供生产于弱磁场中的铁损与强磁场中的铁损之比低的晶粒取向电磁钢板的方法，该方法包括：
将约含以下组分的钢水铸成硅钢坯(重量％)：
C：0.005-0.070％
Si：1.5-7.0％％
Mn：0.03-2.5％
Al：0.005-0.017％
N：0.0030-0.0100％及
Sb：0.0010-0.080％，
通过在低于约1250℃的温度下加热将此钢坯热轧，或直接热轧；
最终热轧入口侧的温度高于900℃，首次的4个道次的累计压缩比约高于90％。
将所得的钢板退火，同时以约5-25％/秒的升温将其在约800-1000℃的温度下保持小于100秒的时间；
用联轧轧机，以约80-95％的压缩比冷轧此退火钢板；
以在恒定加热过程中被定为低于约0.7的P(H2O)/P(H2)和在升温过程中被定为比恒定加热过程中低的P(H2O)/P(H2)使该冷轧板脱碳退火；
在该经脱碳退火的钢板上涂退火隔离剂，该隔离剂含(重量％)约1-20％的Ti化合物和0.4-1.0％的B化合物；及
接着使此经涂覆的钢板最终退火，同时使其经受升温或在升温过中在至少高于的850℃下将其保持在含氢气氛中。
图1是表示晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例、EI铁心的铁损及W10/50与W17/50之比间关系的曲线。
图2是表示晶粒直径为4-7mm的晶粒数的比率、直径大于7mm的晶粒数的比率和EI铁心铁损间关系的曲线。
图3是表示关于晶粒直径分布在本发明范围内钢板的镁橄榄石膜中的Al、Ti和B含量和EI铁心的铁损间关系的曲线。
图4是表示终热轧的第一次4个道次的累计压缩比、原材料的W10/50W17/50比和所得EI铁心间关系的曲线。
图5是表示热轧退火温度和脱碳退火温度对EI铁心的铁损值影响的曲线。
图6是说明在钢卷中冲压出EI铁心材料板的方法的示意图。
图7示意性地显示将EI铁心材料板叠合的方法。
各种指南被认为更适于在小型发电机的铁心及EI铁心的铁损方面评价原材料。所以，不同种类的晶粒取向电磁钢板按其各自的铁损性能检验，而结果作为例子示于表1中。
表1
钢板厚度0.30mm
材料种类 材料特性 EI铁心的铁损
磁通密度 铁损
B8(T) W10/50(w/kg) W17/50(w/kg) W17/50(w/kg) W17/50(w/kg)
a 1.85 0.334 1.240 0.269 1.283
b 1.88 0.335 1.175 0.285 1.362
c 1.91 0.352 1.123 0.313 1.490
d 1.94 0.363 1.032 0.352 1.675
表1展示了：W10/50(50Hz时磁通密度为1.0T时的铁损(W/kg)与W17/50之比与EI铁心的铁损相关。其原因如下：
当铁心磁化时，磁通量在铁心中流动。磁通量在小型铁心，如EI铁心中的流动不如在大型铁心中流动那样均匀。磁通量的均匀性对铁心以及原料钢板的铁损产生影响。似乎是，当W10/50与W17/50之比下降时EI铁心中的磁通均匀性升高。而且该磁通量的均匀性似乎比原料钢板的铁损对EI铁心的铁损有更大的影响。所以，低W10/50W17/50的原料使EI铁心的W17/50值下降。对EI铁心等而言，这被视为是根本性的，并认为不受材料尺寸的影响。
根据对于所得的EI铁心具有给定的良好性能的原料a和b的检验，已证实这类材料的每一种的结晶组织由细晶组成。虽然按常规知道：为降低铁损，希望有小的晶粒，但这种知识是从对降低材料的W17/50值的研究，而不是从对降低EI铁心等的铁损的研究，即对改善该类铁心的特性的研究导出的。未对晶粒尺寸作任何研究，在这种研究中应用提高W17/50将晶粒控制，以降低W10/50及W10/50/W17/50。按现有技术的目前状态，晶粒直径的最佳分布是完全未知的。
一种广为人知的控制晶粒取向电磁钢板中的晶粒直径的方法比如公开于日本专利公开No.59-20745中，按该法使薄型的晶粒取向电磁钢具有1-6mm的平均晶粒直径。日本已审专利No.62-56923公开了通过将晶粒直径小于2mm的晶粒数规定为其比率为15-70％而降低了铁损。此外，日本已审专利No.6-80172公开了：可通过混合状态的，直径为1.0-2.5mm的细晶粒的存在减小铁损。但是，被注意到的是：所有的这些现存的发现都被导向在强磁场中1.7T的磁通密度的W17/50铁损，而来导向在弱磁场中的铁损。
在表1结果的基础上，关于最终产品中的晶粒直径分布和相关的生产条件作了多实验，以便减小EI铁心中的铁损。这些产品中的W10/50和W10/50/W17/50。
为检验晶粒直径分布Al含量、热轧条件及该热轧板的退火条件的影响进行了实验1。
将表2中的10块标有钢号Al的成分的钢坯在表3中所示的Xa-Xj的条件下热轧，从而制成板厚2.4mm的热轧板卷，表2中的成分标有钢号A3的钢坯在表3中所示的Xh条件下热轧，以得到的板厚同样为2.4mm的热轧板卷。
表2
钢编号                                            成分(重量％，*重量ppm) 成分分组
C Si Mn P Al S Sb Sn Cr Nb* Cu Zn Mo B* Ti* N* O*
A1 0.052 3.05 0.06 0.004 0.014 0.003 痕量 0.01 0.01 42 0.01 痕量 痕量 0.4 0.7 83 9 实施例
A2 0.043 2.99 0.07 0.011 0004* 0.005 痕量 0.01 0.02 51 0.01 痕量 痕量 0.7 3.4 85 12 对比例
A3 0.056 3.13 0.07 0.005 0.021* 0.004 0.01 0.01 0.01 29 0.02 痕量 痕量 0.4 2.8 76 11 对比例
A4 0.064 3.12 0.06 0.008 0.016 0.002 0.01 0.01 0.02 32 0.01 痕量 痕量 0.8 4.2 19* 8 对比例
A5 0.055 2.96 0.07 0.010 0.015 0.008 痕量* 0.01 0.02 7* 0.01 痕量 痕量 0.3* 3.7* 80 15 对比例
A6 0.045 3.05 0.07 0.007 0.007 0.005 痕量 0.01 0.01 83 0.01 痕量 痕量 0.7 3.8 81 7 实施例
A7 0.062 3.24 0.07 0.003 0.013 0.006 0.01 0.01 0.02 5 0.01 痕量 痕量 0.5 4.2 75 9 实施例
A8 0.048 3.04 0.06 0.008 0.012 0.003 0.026 0.02 0.01 痕量 0.15 痕量 0.010 0.4 2.8 89 10 实施例
A9 0.042 3.17 0.06 0.009 0.016 0.009 痕量 0.02 0.02 痕量 0.01 痕量 痕量 0.6 7.4 75 13 实施例
A10 0.058 3.05 0.07 0.004 0.013 0.004 痕量 0.01 0.08 痕量 0.01 痕量 0.12 17 14 72 11 实施例
A11 0.044 3.26 0.07 0.009 0.015 0.006 痕量 0.13 0.02 痕量 0.01 0.005 痕量 2.8 2.4 77 7 实施例
A12 0.063 3.19 0.06 0.007 0.012 0.004 痕量 0.01 0.02 42 0.01 痕量 痕量 7.5 6.5 84 6 实施例
A13 0.042 3.05 0.07 0.012 0.017 0.007 痕量 0.02 0.01 痕量 0.02 0.009 痕量 15 8.9 89 4 实施例
A14 0.037 2.98 0.06 0.005 0.009 0.005 0.037 0.02 0.01 59 0.10 痕量 痕量 5.3 3.9 82 16 实施例
A15 0.049 3.09 0.07 0.008 0.014 0.006 痕量 0.01 0.02 痕量 0.02 痕量 痕量 12 11.5 84 7 实施例
注：*超出本发明范围
                                        表3
  热轧条件符号   钢坯加热温度   热轧最终温度   钢卷卷取温度
    Xa     1150℃     780℃     640℃
    Xb     1150℃     850℃     640℃
    Xc     1150℃     850℃     730℃
    Xd     1150℃     950℃     640℃
    Xe     1230℃     940℃     640℃
    Xf     1230℃     990℃     640℃
    Xg     1350℃     920℃     640℃
    Xh     1350℃     1020℃     640℃
    Xi     1410℃     940℃     640℃
    Xj     1410℃     1050℃     640℃
在从热轧完成至钢卷卷取的各所段都伴有冷却速度为25.3-28.6℃/秒的淬火冷却。此后，将每一捆这样获得的钢卷分成两份。一份作900℃、60秒的退火，另一份作1050℃、60秒的退火。然后将这两份酸洗及用联轧机于150℃温轧在0.34mm的板厚，然后将所得的钢板去油污，接着将其在850℃，进行2分钟的脱碳退火。在这样处理过的板材上涂退火隔离剂，它是通过向含0.1％的B的MgO中加5％的TiO2制备的。进行最终退火，其中退火温度，在单用氮的气氛中最多升到600℃，在25℃的N2和75％的H2的混合气氛中最多升到1050℃，而在单用H2的气氛中最多升到1200℃，然后将钢板在最后的温度下保持5小时。根据退火完成，去涂去反应的隔离剂。然后，施以绝热涂层，它是由占优势的含40％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成，然后在800℃烘烤，以产生钢板产品。
接着将用没有未反应的隔离剂制成的终退火钢板宏观腐蚀，以测晶粒直径的分布。此外，沿轧制方向切出钢板的Epstein晶粒度试样，然后进行800℃，3小时的退火以释放应力，再测铁损W10/50和W17/50以及磁通密度B8。此外，冲压此钢板以制备用于EI铁心的铁心，使该铁心退火以释放应力，然后叠合模压和绕上铜线，以形成EI铁心。检验此EI铁心的铁损性能。
要构成这类EI铁心，将如图6所示的冲成的E部份1和冲成的I部分2按图7所示交替地彼此反向地叠合。
测量检验的EI铁心的尺寸，a＝48mm，b＝32mm，c＝8mm，d＝8mm，e＝8mm，f＝16mm(见图7)。叠层的数目为16，初级绕组铜线是100匝而次级绕组铜线是50匝。类似的条件用于后续的实验。
所得的结果示于表4。
                                          表4-1
                                    钢板厚度：0.34mm
钢的编号   热轧符号 热轨板退火温度(℃)              晶粒数比例(％) 平均晶粒直径(mm)        铁损   铁损比 磁通密度B1(T)   EI铁心W17/50(w/kg)     注
小于1mm   1-4mm   4-7mm 大于7mm  W10/50 W17/50   W1050/W17/50
  A1   Xa     900   99.4   0.1   0.1   0.3   0.48  0.783  ＞2.0     -   1.613     2.573     差
    1050   5.4   2.9   16.4   75.3   15.6  0.413  1.208   0.342   1.904     2.074     差
  Xb     900   48.2   33.5   15.9   2.4   3.52  0.378  1.331   0.284   1.868     1.745     好
    1050   99.5   0.0   0.1   0.4   0.53  0.471  1.253   0.376   1.908     0.985     差
  Xc     900   2.7   21.5   75.8   0.0   4.84  0.394  1.215   0.325   1.885     1.957     差
    1050   3.5   42.6   52.3   1.6   4.78  0.412  1.204   0.342   1.914     2.087     差
  Xd     900   75.2   16.5   7.1   1.2   3.64  0.373  1.327   0.281   1.858     1.736     好
    1050   98.3   0.4   0.8   0.5   1.34  0.592  1.683   0.352   1.724     2.386     差
  Xe     900   32.5   65.4   2.2   0.0   2.53  0.385  1.347   0.286   1.855     1.734     好
    1050   99.6   0.3   0.1   0.0   0.37  0.820  ＞2.0     -   1.514     2.676     差
  Xf     900   98.7   0.0   0.4   0.9   0.68  0.481  1.217   0.395   1.902     2.254     差
    1050   98.9   0.0   0.2   0.8   0.53  0.467  1.223   0.382   1.894     2.183     差
  Xg     900   11.7   36.1   48.8   3.4   5.83  0.401  1.186   0.338   1.904     2.074     差
    1050   22.4   1.9   17.3   58.4   15.6  0.399  1.203   0.332   1.887     2.023     差
  Xh     900   1.2   14.2   68.9   15.7   8.52  0.412  1.184   0.348   1.885     2.146     差
    1050   2.3   19.6   0.0   78.1   13.8  0.416  1.205   0.345   1.914     2.154     差
  Xi     900   6.1   12.1   58.6   23.2   9.73  0.396  1.187   0.334   1.889     2.095     差
    1050   8.8   23.5   15.4   52.3   12.3  0.412  1.195   0.345   1.923     2.163     差
  Xj     900   2.9   6.3   72.5   18.3   8.46  0.400  1.212   0.330   1.889     2.016     差
    1050   3.2   3.4   0.0   93.2   16.5  0.460  1.173   0.392   1.925     2.317     差
A3   Xh     900   5.8   17.6   62.5   14.1   8.16  0.440  1.263   0.348   1.803     2.186     差
    1050   0.2   2.5   1.7   95.6   15.8  0.402  1.114   0.361   1.962     2.206     差
如由表4中的数据表明，用常规钢坯(钢号A3)和常规热轧条件(符号Xh)和通过1050℃的热轧板退火所生产的钢板显示了晶粒直径大于7mm的粗晶数的比例很大，以及1.96T的高磁通密度B8。该晶粒直径的分布是不可变的，甚至因在终退火后烘烤绝缘涂层也是如此。但涉及到铁损性能时，强磁场中的铁损W17/50明显地低，而弱磁场中的铁损W10/50则相对地高。因此，W10/50/W17/50之比是如此之高。以致EI铁心中的铁损是不可接受的。
与上述现有技术的钢板相反，本发明的产品(表4中附注栏中标为“好”的)虽然在强磁场中的铁损高，但在弱磁场中的铁损低，因而W10/50/W17/50之比如此之小，以致在EI铁心中的铁损是非常令人满意的。这类产品是用这样的钢坯(钢号A1)生产的：它落在本发明的范围内，并含痕量的Nb，有限量的A1，该坯经低于1200℃温度的加热，低于950℃(高于800℃)温度的终热轧，而热轧板的退火温度为900℃。
现在对结晶组织进行观察，此观察一直是在实验1结果的基础上进行的。对A1含量、热轧条件及热轧板的退火条件的观察将在下文陈述。
在实验1中被调整到好的产品结晶组织的特点是所提供的晶粒直径比用现有技术方法所产生的直径小，即，晶粒直径小于4mm，尤其是小于1mm的晶粒数目的比例大。对这一点的持续实验和思考揭示了：要求晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例大于25％。还被揭示的是：存在过多的细晶粒使磁特性大为下降，而最终使W10/50值减小。甚至在用本发明的钢坯制造，但该坯在过低或过高的终热轧温度下处理，或在过高的热轧板的退火温度下处理，以使晶粒直径小于1 mm的晶粒数的比例大于98％，则W10/50的值及W10/50/W17/50之比，以及EI铁心的铁损性能被明显恶化。因此，要求将晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例控制在25-98％的范围内。
重要的是，应使晶粒直径大于1mm的晶粒尽可能的细，以便防止粗晶，以保证晶粒直径的最佳分布。
图1以图显示了晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例。EI铁心的铁损及最终产品的W10/50W17/50的铁损比之间的关系。如从该图可知，晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例在25-98％的范围内时可得到合乎要求的结果。
图2以图显示了晶粒直径大于4mm但小于7mm的晶粒数的比例，晶粒直径大于7mm的晶粒数的比例和EI铁心的铁损间的关系。该图表明：晶粒直径为1-7mm的晶粒数的比例大于45％，及晶粒直径大于7mm的晶粒数的比例大于10％都不会带来合乎要求的EI铁心铁损。
进行实验2以检验最佳的镁橄榄石膜及最终退火的的气氛。
将9块成分如表2中的以钢号A9所示的钢坯在表3中所示的Xb的条件下热轧，由此制备板厚2.4mm的热轧钢板卷。在从完成热轧至钢卷卷取的各阶段以14.5℃/秒的冷却速度进行冷却。
将每块热轧板于900℃以6.5℃/秒的升温退火60秒，酸洗。然后从120-160℃用联轧机热轧至0.34mm板厚，接着使所得的钢板去油污，再在850℃对其进行2分钟的脱碳退火。
然后对经如此处理的钢板涂覆组成示于表5的退火隔离剂。以这样的热模式进行最终退火：退火温度最多提高到1180℃，以在表5所示的气氛中升温为30℃/时，然后在此温度下将钢板保持7小时，接着降温。此后去除未反应的隔离剂。
                                                           表5
条件标号   退火隔离剂                    最终退火的气氛(H2含量％，其余N2)    注(适应本发明的能力)
  MgO中的乃含量(％)    TiO的量(％) 最高为400℃  400-650℃   650-850℃    850-1000℃ 1000-1180℃ 1180℃恒温加热   当温度在
YA   0.07     3.5    0     0     0     0     0   100  H2，最高600℃，及接着N2     不可接受
YB     0     0     0     75     不可接受
YC     0     0     75     100     可接受
YD     0     25     50     75     可接受
YE     25     50     75     100   100     可接受
YF   0.02     5.5     0     25     90     100   100     不可接受
YG   0.04     2.5     不可接受
YH   0.08     0     不可接受
YI   0.12     8.0     可接受
在该钢板的整个表面上沉积主要由镁橄榄石(Mg2SiO4)构成的膜，后一种材料是在最终退火时由在脱碳退火时在钢板上形成的SiO2和作为隔离剂主成份的MgO的反应形成的。进行该膜中的B、Ti和Al含量的测定。
测量这些组分的方法示于本文中。
由于镁橄榄石膜只留在钢板表面上，所以分析钢板中的氧含量(fo)、Al含量(fAl)、Ti含量(fTi)和B含量(fB)。在经酸洗从钢表面上去除镁橄榄石膜后，再进行针对经这样酸洗后的钢板中的氧含量(SO)、Al含量(SAl)、Ti含量(sTi)和B含量(SB)的分析。
镁橄榄石膜的覆盖重量可大致用下式计算：
f＝(so-fo)×Mg2SiO4÷O4＝(fo-so)×140.6÷64
这样，这些元素的含量可计算如下：
膜中的Al含量：(fAl-sAl)÷f×100(％)
膜中的Ti含量：(fTi-sTi)÷f×100(％)
膜中的B含量：(fB-sB)÷f×100(％)
在去除来反应的隔离剂后，用主要由含60％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层覆盖此钢板，然后于800℃烘烤此钢板，由此产生钢板产品。
以同于实验1中的方式进行针对此钢板的晶粒直径分布和磁特性以及针对用此成品钢板生产的EI铁心的铁损的检验。
结果列于表6中。
                                                                表6
钢的编号 条件标号               晶粒数比例   平均粒直径(mm) 膜中含量(重量％)      铁损(w/kg) 铁损比W1050/W17/50 磁通密度B8(T)   EI铁心W17/50(w/kg)   注
  小于1mm  1-4mm  4-7mm   大于7mm   Al   Ti   B  W10/50   W17/50
A9   YA   99.5   0.0   0.2   0.3   0.84  0.05  0.03  0.03  0.583   ＞0.2    -   1.628   2.963   差
  YB   78.2   7.4   12.1   2.3   3.05  0.38  0.76  0.07  0.420   1.288   0.326   1.875   2.045   差
  YC   62.4   35.6   2.0   0.0   1.76  1.26  1.63  0.08  0.374   1.331   0.281   1.868   1.723   好
  YD   65.3   33.1   1.6   0.0   1.67  4.32  2.07  0.07  0.370   1.321   0.280   1.861   1.718   好
  YE   76.7   21.6   1.7   0.0   1.54  6.35  1.85  0.09  0.368   1.328   0.277   1.856   1.658   好
  YF   71.6   26.1   2.3   0.0   1.58  5.72  3.52  0.005  0.433   1.338   0.324   1.856   1.986   差
  YG   69.5   26.9   3.6   0.0   1.75  5.41  0.67  0.02  0.372   1.314   0.283   1.857   1.722   好
  YH   70.3   27.9   1.8   0.0   1.57  5.62  0.01  0.08  0.448   1.336   0.355   1.856   1.987   差
  YI   72.5   22.9   4.6   0.0   1.68  4.36  4.52  0.24  0.365   1.322   0.276   1.857   1.654   好
如由表6可证明，晶粒直径的分布在本发明的范围内，而且弱磁场中的铁损性能明显取决于该膜中的Al、Ti和B的含量。这些组分的含量越大，则弱磁场中的铁损性能变得越好。该膜中的Al、Ti和B的含量可随其在退火隔离剂中的含量及最终退火的气氛变化。
鉴于实验2的结果，观察了最佳镁橄榄石膜及终退火的最佳气氛。
如由表6所证明，弱磁场中的铁损因提高膜中的Al、Ti和B含量而改进。这原因来自这样的事实：这些组分以氮化物或氧化物的形态存在，最终大体上导致膜整体的热膨胀系数减小，因而使应力改善。
用于最终退火中的氮气氛对于在该膜中形成氮化物或氧化物有重要的作用。特别的重要性在于：在这种退火的中间至终止的过程中最终退火的气氛是高还原性的。
更为具体地是，在这类气氛中存有H2或强还原性气体能促进钢中的氮化物的分解，因此也提高膜中的Al含量。同时，此还原性气体起着促进形成膜的作用，还提高膜中的Ti和B的含量。不必总往退火隔离剂中加Al，因为存在于钢中的这样组分适于转移到膜中。因此，按本发明，可通过优化最终退火的气氛及防止该组分挤入未反应的退火隔离剂中促使Al转移到膜中。
还发现：含在该钢中的各组分对N2气氛中的最终退火冷却，对绝缘涂层的烘烤退火及对平整退火提供了重要作用。
即，在该钢中存在的Ti、B和Sb有这样的优点：它们能够保护该钢防止有害的渗氮，即在N2气氛中的退火期间易于发生的渗氮。Ti和B以富集的状态存在于基体钢和其上的膜之间和界面，它们起到了形成BN和TiN的作用，因而因膜强度最终的增强使防止N侵入钢中(基体钢)。Sb以富集状态存在于基体钢和该膜之间的界面，从而它能避免渗氮。
如上所述，从实验2的结果发现：这些存在于钢中的组分。如Ti、B、Sb等在成品钢板的退火时也是有效的，此外在产生改善膜强度及最小的渗氮方面也是有效的，从而，这些组分有助于降低最终产品在弱磁场中的铁损。
图3用图表示了针对那些被检测的，并证明满足发明规定的晶粒直径分布的成品钢板的镁橄榄石膜中的Al、Ti和B含量和EI铁心的铁损之间的关系。从此图明显可知，只有在精密地观察到全部Al、Ti和B含量都满足本发明的要求时方可得到优良的EI铁心的铁损。
进行实验3以检验AIN析出物成核组分及升温对热轧板退火的影响。该实验方法示于下文中。
将6块成分如表2中的钢号A11所示的钢坯和一块成分如同一表中的钢号A5所示的钢坯分别在表3所示的Xb的条件下热轧，由.此制备板厚2.4mm的热轧钢板卷。在从完成热轧至铜板卷取的各阶段，以26.5/秒的速度进行冷却。
对此热轧板作900℃、60秒的退火。在此情况下，对基于A11钢坯的热轧板将用2.5℃/秒、3.7℃/秒、5.4℃/秒、12.7℃/秒、23℃/秒和28℃/秒的变化的升温、而对基于A5-钢坯的热轧板用12.2℃/秒的升温。
此后，将每块钢板酸洗和从100-160℃用联轧机温轧至0.34mm的板厚，接着去除所得钢板的油污，再对其进行850℃、2分钟的脱碳退火。在经如此处理的钢板上遍涂通过向含0.05％B的MgO中添加7％的TiO2而制备的退火隔离剂。进行最终退火，其中在只用N2气氛时，退火温度最多升至500℃，而在用25％的N2和75％的H2的混气氛中，则最高升至850℃，而在单用H2气氛时，最高升至1180℃，然后将钢板在最后温度下保持5小时。这一阶段完成后，去除未反应的隔离剂。
此外，施以主要由含40％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，然后于800℃烘烤而产生钢板产品。
以同于实验1中的方式，检验该钢板的晶粒直径分布和磁特性及用此成品钢板生产的EI铁心的铁损。
实验3结果列于表7中。
                                                                           表7
                                                                     钢板厚度：0.34mm
钢的编号 热轧板退火温度中的升温(℃/秒)            晶粒数的比例(％)  平均晶粒直径(mm)   铁损(w/kg)   铁损比W10/50/W17/50 磁通密度B8(T) EI铁心W10/50(w/kg)   注
小于1mm   1-4mm   4-7mm  大于7mm   W10/50  W17/50
A11     2.5   2.3   4.8   62.3   30.6   10.28   0.412   1.205   0.342   1.898     2.806   差
    3.7   12.8   29.6   47.4   10.2   5.23   0.421   1.299   0.324   1.885     1.953   差
    5.4   94.5   5.1   0.4   0.0   0.73   0.393   1.384   0.284   1.863     1.758   好
    12.7   49.3   10.0   36.1   5.6   4.63   0.381   1.384   0.275   1.864     1.718   好
    23   39.0   30.5   28.4   2.1   3.85   0.374   1.375   0.272   1.865     1.736   好
    28   0.0   4.7   59.4   35.8   9.75   0.413   1.187   0.348   1.904     2.154   差
A5     12.2   99.6   0.0   0.3   0.1   0.44   0.654   ＞20    -   1.682      -   差
就用缺乏本发明中所要求的含量的Ti、Nb、B或Sb的钢坏(钢号A5)所得的钢板产品而言，由于晶粒直径小于1mm的细晶粒数的比例过大，即大于98％和磁通密度B8过低，即1.68T，所以在强和弱磁场中的铁损都是不可接受的，这已由表7证明。
与以上的现有技术的产品相反，在用含有限量的B并落入本发明范围内的钢坯(钢号A11)生产的钢板产品中，由于热轧板退火时的升温为5-25℃/秒，所以得到了弱磁场中的优良的铁损及EI铁心中的优良的铁损。背离上述规定的升温则因晶粒直径小于1mm的细晶粒数的比例过大，或大于98％，从而导致弱磁场中的铁损变差。
进行实验4和5以检验各组分及第一终热轧条件的影响。实验4的方法述于下文。
将成分标为表8中的B1的钢坯于1200℃加热，并通过粗热轧而轧成厚25-50mm的板坯。通过将终热轧入口的温度定为950℃及在终热轧的第一4个道次改变累计的压缩比，该板坯径7道次终热轧而轧至2.5mm的厚度。将所得的热轧板于900℃退火1分钟，然后用联机轧机冷轧至0.34mm的厚度。去油污处理后，在850℃进行2分钟脱碳退火。在此情况下，在升温过程中将P(H2O)/P(H2)定为0.30，而在恒定加热过程中将其定为0.45。然后，将退火隔离剂及进行终退火，其中在用25％的N2和75％的H2的混合气氛时，将退火温度从800℃升至1050℃，而在单用H2的气氛时，则升至1200℃，此后在最后的温度下将板卷保持5小时。此外，施以主要由含40％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，然后于800℃进行烘烤，以提供钢板产品。
    表8
钢的编号 成分(重量％) 注
C Si Mn P Al S Sn Cr Nb Cu Mo B Ti N Sb
B1 0.048 3.21 0.07 0.002 0.012 0.002 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 0.4 2 75 0.010 实施例
B2 0.053 2.95 0.06 0.004 0.004 0.002 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 0.8 3 81 0.015 对比例
B3 0.058 3.05 0.07 0.008 0.020 0.002 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 0.6 3 78 0.012 对比例
B4 0.035 2.98 0.07 0.002 0.015 0.003 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 0.6 2 72 痕量 对比例
B5 0.039 2.96 0.07 0.004 0.013 0.004 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 0.7 2 20 0.020 对比例
B6 0.054 3.12 0.08 0.003 0.009 0.004 0.01 0.01 50 0.01 痕量 0.4 2 69 0.010 实施例
B7 0.041 3.24 0.08 0.010 0.012 0.004 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 3.0 4 85 0.025 实施例
B8 0.046 3.08 0.08 0.004 0.016 0.003 0.01 0.01 痕量 0.01 痕量 0.2 12 88 0.042 实施例
B9 0.065 3.01 0.07 0.007 0.015 0.003 0.01 0.01 痕量 0.08 痕量 0.4 5 85 0.021 实施例
B10 0.031 2.95 0.07 0.001 0.011 0.008 0.01 0.08 痕量 0.05 0.010 0.8 2 79 0.025 实施例
B11 0.010 2.06 0.07 0.003 0.009 0.008 0.15 0.01 痕量 0.01 0.010 1.8 3 76 0.018 实施例
B12 0.025 3.21 0.06 0.008 0.011 0.003 0.01 0.01 30 0.01 0.013 1.2 2 83 0.021 实施例
B13 0.034 3.15 0.06 0.005 0.014 0.004 0.01 0.01 30 0.08 痕量 2.5 4 82 0.040 实施例
注：PPm关于Nb，B，Ti和N。
以同于实验1的方式检验钢板的晶粒直径分布，磁特性及用此成品钢板制的EI铁心的铁损。
于实验4中所得的产品特性(Epstein特性和EI特性)示于图4中。
当规定终热轧的第一4个道次的累计压缩比高于90％时，则强磁场中的铁损增加，而弱磁场中的铁损减小，这是因为由图4所证实的EI铁损方面的令人注意的改善所致。还有，成为特征的是，该所得的钢板产品有这样的结晶组织：其晶粒直径小于用现有技术的方法生产的等同产品的晶粒直径。本发明的产品富有晶粒直径小于4mm，尤其是小于1mm的细晶粒。
下面说明实验5所用的方法及由其所得的结果。
通过采用表8中所到的钢坯B1、B3和B4，并采用各种热轧和热轧板退火的条件，按实验4中的后续步骤进行钢的轧板。实验条件与产品特性一起列于表9中。
表9
钢的编号 SRT(℃) FET(℃) 终热轧第一4道次的累计压缩比(％) 热轧板的退火温度(℃) W10/50(w/kg) W17/50(w/kg) W10/50/W17/50 B8(T) W17/50(EI)(w/kg) 注
B1 1350 980 90.8 900 0.53 1.51 0.351 1.72 2.37 对比例
1200 980 91.2 1050 0.42 1.28 0.328 1.87 2.19 对比例
1200 940 92.0 900 0.37 1.33 0.278 1.86 1.74 实施例
1200 870 92.3 900 0.41 1.29 0.318 1.91 1.93 对比例
1200 970 88.7 900 0.39 1.22 0.320 1.87 2.02 对比例
B3 1200 980 90.2 900 0.39 1.19 0.328 1.89 2.14 对比例
B4 1200 975 90.5 900 0.42 1.25 0.336 1.92 2.09 对比例
从表9清楚可知，仅在钢坯B1中得到强磁场中的高铁损和弱磁场中的低铁损及因之而来的EI铁心的优良特性，钢坯B1具有被减少的Al含量和规定的Sb含量，而且它满足低于1250℃的钢坯加热温度(SRT)、高于900℃的终轧入口温度(FET)、大于90％的终热轧第一4个道次的累计压缩比和800-1000℃的热轧板退火温度。含过量Al的钢坯B3和不含Sb的钢坯B4甚至在严格遵循上述规定的生产条件之后，仍未能得到可接受的结果。
进行实验6以检验Al含量的作用及钢坯加热温度的作用。下文叙述该实验所用的方法。
制备两对在表10中被分别标为C6和C10的钢坯。在每一对中，一钢坯于1200℃加热。另一钢坯于1400℃加热。然后进行热轧，以得到厚2.0mm的热轧板。将所得的板分成两份，使一份于900℃退火60秒，另一份于1050℃退火60秒。酸洗后用联轧机于80℃将两钢板冷轧至0.34mm厚。去油污后将每块这样的钢板于830℃脱碳退火2分钟。按钢板表面上的退火隔离剂涂层，在单是N2的气氛中以最高600℃的升温，25％的N2和75％的H2的混合气氛中以最高1050℃的升温及单为H2的气氛中以最高1200℃的升温进行最后退火，然后将此钢板于最后温度保持5小时，去除未反应的隔离剂。
表10
钢的编号     成分(重量％)     注   Al/N
 C  Si  Mn  Al  S  Se   Sb  N  O
 C1  0.047  2.99  0.06  0.007  0.004  0.005   0.010  0.0070  0.0009 对比例   1.00
 C2  0.053  3.07  0.07  0.010  0.003  0.006   0.016  0.0065  0.0010 实施例   1.54
 C3  0.042  3.13  0.07  0.013  0.005  0.008   0.015  0.0075  0.0012 实施例   1.73
 C4  0.056  3.08  0.07  0.015  0.006  0.002   0.018  0.0060  0.0011 实施例   2.50
 C5  0.039  2.97  0.07  0.015  0.005  0.001   0.012  0.0071  0.0010 实施例   2.11
 C6  0.061  3.03  0.06  0.015  0.005  0.004   0.013  0.0078  0.0009 实施例   1.92
 C7  0.050  3.09  0.06  0.015  0.004  0.006   0.009  0.0086  0.0009 实施例   1.74
 C8  0.044  3.01  0.07  0.015  0.007  0.005   0.017  0.0095  0.0008 实施例   1.58
 C9  0.063  3.16  0.07  0.017  0.006  0.004   0.011  0.0085  0.0010 实施例   2.00
 C10  0.045  3.09  0.06  0.025  0.003  0.002   0.015  0.0094  0.0011 对比例   2.66
将这样制得的钢板实现腐蚀检验二次晶粒的形状。向此钢板施以主要由含40％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，然后于800℃烘烤，以得到钢板产品。以同于实验1的方法检验钢板产品的晶粒直径分布、磁特性及用此成品钢板制成的EI铁心的铁损。结果列于表11中。
                                               表11
  材料   钢   钢坯加热温度(℃) 热轧板退火温度(℃)   铁损(w/kg)  A/B   磁通密度B8(T)   EI铁心W10/50(w/kg)   注
W10/50 W17/50
 (A)  (B)
  D1   C6   1200   900  0.370  1.288  0.287   1.868   1.733   好
  D2   1050  0.471  1.365  0.345   1.854   2.076   差
  D3   1400   900  0.425  1.333  0.319   1.857   1.958   差
  D4   1050  0.463  1.392  0.333   1.846   2.054   差
  D5   C11   1200   900  0.767  ＞2.0   -   1.622   2.513   差
  D6   1050  0.798  ＞2.0   -   1.636   2.625   差
  D7   1400   900  0.499  1.299  0.384   1.875   2.166   差
  D8   1050  0.395  1.106  0.357   1.907   2.101   差
如由表11所证实的那样，已发现的是：只有试样D1显示出低的W10/50/W17/50之比和优良的EI铁心铁损。根据最终退火的完成和后面的宏观腐蚀，由于二次再结晶和没有晶粒直径大于7mm的粗晶，试样D1的板由有缺陷的部位而变得清晰了。在标为C11的，含Al0.025％的钢坯的情况下，二次再结晶由于在1200℃的钢坯加热而被削弱(见试样D5和D6)，这可能是因为AIN在热轧之前几乎不被固溶。相反，在采用1400℃的温度加热钢坯的试样D7和D8中，具有可接收的B8和W17/50值，但又以过大的EI铁心铁损达到充分的二次再结晶。根据对这些试样宏观组织的检测，D7和D8显示出具有20mm或更大的二次晶粒直径的粗化组织。由于二次晶粒直径约为10mm，D2在二次再结晶方面是有缺陷的。D3和D4在二次再结晶方面无缺陷，所得的二次晶粒的数量级为10-15mm。
实验6证实在钢坯中相当小的Al含量和低的钢坯加热温度对于获得减小的EI铁心的铁损是有效的。AIN起着抑制剂的作用，然后进行实验7，以进一步检验N含量的作用。下面说明该实验的方法。
将每块以表10中以钢号C4-C8标识的钢坯于1150℃加热、热轧成厚2.4mm的热轧板，然后再使之经900℃、60秒的热轧板退火。将钢板在酸洗后用联轧机于150℃轧至0.34mm的厚度。去油污后，使所得的板卷于800℃退火2分钟。由于在钢板表面上涂了退火隔离剂，最终退火在单为N2气氛中以最高为700℃的升温、25％的N2和75％的H2的混合气氛中以最高为850℃的升温及在单为H2气氛中以最高为1180℃的升温进行，而后将此板在最后的温度下保持5小时。去除未反应的隔离剂。对此钢板施以主要由含60％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，然后于800℃烘烤，以产生钢板产品。以同于实验1中的方法法检验该钢板的晶粒直径的分布、磁性能及用此成品钢板制成的EI铁心的铁损结果也列于表12。
表12
钢的编号 Al/N比     铁损(w/kg) A/B 磁道密度B8(T) EI铁心W10/50(w/kg) 注
W10/50(A) W17/50(B)
C4 2.50 0.395 1.348 0.293 1.850 1.740 好
C5 2.11 0.379 1.330 0.285 1.854 1.698 好
C6 1.92 0.373 1.325 0.281 1.857 1.693 好
C7 1.74 0.372 1.304 0.285 1.863 1.701 好
C8 1.58 0.375 1.290 0.291 1.869 1.742 好
如由表12可知，当Al/N值接近27/14(＝1.93)，即，当Al与N的原子比接近1∶1时可得较好效果。
现将详述由实验1，3-7所得的结果。即，通过考虑钢坯成分，钢坯加热条件、热轧条件及热轧板退火条件归纳欲得到优良的EI铁心的特性的依据。
第一个依据是：使AIN作为抑制剂折出的方法是新的，而且AIN可细小均匀地分散到很大的程度。因此可认为：甚至在存在晶粒直径小于1mm的晶粒时，也能稳定地进行二次再结晶。
如于先前叙及的日本已审专利公开No.46-23820中所述：常规的析出AIN的方法包括：在热轧反退火时使AIN固溶，使AlN在冷却过程中，同时在热轧板退火时再析出，及控制此冷却过程中的冷却速度，以控制再析出AIN的尺寸。
与上述已知方法相反，所发现的在这些实验中产生所希望的结果的方法是新颖的，其中将AIN保持在固溶条件下直至热轧，然后在升温过程中，同时在热轧板退火时析出。
下面可由实验1归纳。
按这样的方法：其中使AIN在升温过程中，同时在热轧板退火时析出，而AIN直至热轧保持固溶态，则需要AIN的溶解产物是小的，由此使AIN以颗粒状析出。在此情况下，需要使Al含量小于通常所知的所需含量，需要使AIN析出的温度降低到使AIN难以在热轧过程中析出的温度，及需要避免AIN在热轧过程中析出，而热轧的终止温度被定为800℃以上，热轧的卷取温度定为670℃以下。低温卷取热轧板的原因是，防止AIN在过饱和条件下析出，这是会在高卷取温度下发生的。为防止AIN在经受热轧后析出和变得过饱和，则需要：在从完成热轧至卷取的各阶段的过程中将冷却速度控制得高。已发现该冷却速度必需约10℃/秒或更高。
此外，在升高的温度下，如在通常所知的使AIN固溶的1150℃下的热轧板退火是特另危险的。在进一步防止在升温过程中折出的颗粒状AIN的Ostwald成熟时，低于1000℃的退火温度是适宜的，在现有技术中一直认为此温度过低而总的来说不能实施。
下面由实验3中归纳。
对实验3的评论已表明：热轧板退火过程中升温后析出的AIN的分析有很大的差别。为更具体起见，在已产生好的磁特性和好的晶粒分布的那些条件下(包括钢坯)，在升温后，同时在热轧板退火时立即析出的AIN是以1.0-5.0nm的显著细小的尺寸高度密集地存在的。与那些条件相反，在使用以钢的编号A5标识的钢坯的情况下，或在采用28℃/秒的较高升温的情况下，AIN不能以足够的程度析出。2.5℃/秒和3.7℃/秒的较低的升温使AIN以5.0-20nm的粗大尺寸析出。被认为的是，这类抑制剂的各种析出会产生各种二次再结晶的效果，从而产生成品钢板中的各种结晶组织。
因此，重要的是控制热轧板退火时的升温，以保证AIN以细而密的状态析出。过低的热轧板升温析出粗化的AIN。反之，热轧板的过高的升温是AIN析出不足的主要原因。
要得到受控的AIN析出物，除热轧板升温之外，重要的是原钢坯中的痕量组分和热轧温度。已发现，这类组分，如Ti、Nb、B和Sb有助于增加AIN析出的成核。在这些组分中，Ti、Nb、B在终热轧过程中起着形成非常细的折出物的作用，从而在热轧板退火的升温过程中，通过形成作为核的细的析出物，使AIN析出。同时，已证明Sb在晶界偏析，从而防止了AIN在此晶界大量偏析，并由于经常常有AIN析出成核，提高Al和B固溶于晶粒中的基本浓度。
为此，热轧的最终温度需低于约970℃。若此最终温度过高，则上述组分不能正如用作AIN析出的核那样的极细的晶粒析出，从而AIN不能在热轧板退火的升温过程中细小均匀地析出。
下面归纳实验4和5。
在实验4和5中，这些方法一直被用来析出分得很细的AIN。即，使Al含量小于通常愿意接受的含量，由此减少AIN的溶解的产物，因而降低AIN的析出温度，以使AIN在热轧过程中不易析出。此外，开始终热轧的温度，通过添加倾向于在晶界偏析的Sb，被控制在约高于900℃的一个数值，以使提供最大可能的轧制压缩比，以防止AIN在热轧时析出。就热轧板退火则言，高温，如通常已知固溶AIN的1150℃，是相当不利的。为进一步防止热轧板退火升温过程中析出的颗粒状AIN的Ostwald成熟，约低于1000℃的退火温度是适宜的，在现有技术中，该温度一直被认为过低而不能允许。
此外，已发现Sb对于使颗粒状的AIN在热轧板退火的升温的这个过程中析出是有作用的。据信，这可能是因为Sb在晶界偏析，最终防止AIN在这样晶界析出。
从实施6和7可归纳如下。
在用AIN作抑制剂的普通晶粒取向电磁钢中，Al的原子数比N原子数大。实际上，当Al/N之比接近1∶1时可得到良好的结果。这被认为是来源于以下原因：在这种普通钢板中，晶粒需要高度地按{110}<001>方向会聚，以使通过提高二次再结晶开始温度使方向非常接近{110}<001>的有限量的晶粒二次再结晶。即，由于采用了使AIN变得完全固溶并减小其抑制能力的高温，所以过量加Al。但是，按照本发明，则要求：即使按{110}<001>会聚略低，使经二次再结晶的晶粒粗化。最后降低EI铁心的铁损。因此，过量的Al是不必要的，但抑制剂活性过低也是不希望的。要充分利用Al量相当小时的AIN的活性，则希望：含原子数目相等的Al和N。
总之，按本发明控制抑制剂析出的模式由下列独特令人惊异的概念及方法联合构成：
1)通过加小量的Al，降低AIN的析出温度，最后降低钢坯加热温度。
2)加少痕量的AIN析出成核组分，降低热终轧温度(控制热终轧的最终温度的上、下限)，及通过控制从热轧完成至板卷卷取各阶段的冷却速度的下限，及控制板卷卷取温度的下限控制热轧过程中AIN的析出。
3)通过添加能在晶界偏析的元素Sb来控制AIN析出，控制在终热轧的第一阶段时的温度和高压缩比轧制。
4)通过控制Al/N来控制热轧期间的AIN析出。
5)通过控制热轧板退火时的升温使AIN以细小而均匀的状态析出。
6)通过控制热轧板的退火温度上限来防止粗晶，这种粗化倾向于由于AIN的固溶和Ostwald成熟而产生。
第2个依据在于改善初次再结晶组织，以使达到足够的二次再结晶。
为使二次再结晶晶粒迅速生长，已知的是：欲被结合的初次再结晶晶粒应合乎要求地产生均匀细小的尺寸。此外，广为人知的是：初次再结晶晶粒的增加的尺寸和不同的尺寸的原因在于原始钢坯中晶粒的粗化，这种粗化会在热轧和冷轧过程中引起的。但在热轧前的阶段，总应在升高的温度下加热钢坯，由此使抑制剂固溶，而这又必然发生在热轧前使钢坯中的晶粒直径增大。若抑制剂防止晶粒生长的能力弱，那么，初次再结晶的晶粒的直径自然变大，因此如在日本未审专利公开No.6-172861中所揭示的那样，呈现出大到18-35μm直径的粗晶。
在那些方面，采取这样的条件优化钢材中的晶粒，以防止其在热轧和冷轧前生长，并且因而优化初次再结晶组织，以使之细小均匀，在该条件下，在我们上述的工作中，即，约1200℃的低温加热钢坯、约900℃的低温使热轧板退火，已取得了良好的铁损性能。
进一步要求是：应防止钢材中的晶粒在热轧前粗化，可使铸造后的钢产生合乎要求的细小组织。因此，比如，推荐这样的方法；以此法，钢水在铸造时用电磁搅拌，以避免产生粒状组织。更可取的是不经钢坯加热直接轧制。
进行实验8以检验冷轧作业。下面说明该实验的方法。
将每块成分如表2中编号A8的4块钢坯在上述表3中所示的Xb条件下热轧，由此得到厚度为2.4mm的热轧板卷。在从热轧完成至板卷卷取的各阶段中，冷却速度为17.5℃/秒。将每块钢板以7.8℃/秒的升温于900℃退火30秒，再经酸洗，然后冷轧至0.34mm的厚度。
接着，用联轧轧机，在120-180℃的温度范围内将第一块退火材温轧。在50-80℃的板温范围内用联轧机轧第二块退火板，同时在被轧的板面上喷大量的冷却剂。将经过时效处理的第三块退火板用逆向轧机，在轧制道次间以150-220℃的温度范围轧制。用逆向轧机，在50-80℃的板温范围内轧第4块退火板，同时在被轧板的板面上大量喷冷却剂。
去除油污后，将每块冷轧板在850℃脱碳退火2分钟，然后在其表面上涂退火隔离剂，该隔离剂通过在含0.05％B的MgO中添加7％的TiO2制备。以在只有N2的气氛中升温直至700℃，在25％的N2和75％的H2的混合气氛中升温直至850℃，及在只有H2的气氛中升温直至1180℃，并使板在最后的温度下保持5小时进行最后退火。此后去除未反应的退火隔离剂。
对所得的钢板涂绝缘涂层，该涂层主要由含60％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成。在800℃烘烤此钢板产品。
以同于实验1的方法，检验该钢板产品的晶粒直径分布，磁性能及用此成品钢板制成的EI铁心的铁损，结果列于表13中。
                                                                        表13
                                                                  钢板厚度：0.34mm
钢编号 冷轧温度范围 晶粒数的比例(％) 平均晶粒直径(mm) 铁损(w/kg) 铁损比W10/50/W17/50   磁通密度B8(T)  EI铁心W10750(w/kg)   注
小于1mm     1-4mm     4-7mm    大于7mm   W10/50 W17/50
A8 连轧板120-180℃ 78.5     9.2     12.2     0.1     2.38   0..384  1.381     0.278     1.854     1.723   好
连轧板50-80℃ 33.8     38.4     22.5     5.3     4.51   0.382  1.359     0.281     1.876     1.745   好
可逆轧机150-220℃ 99.3     0.0     0.5     0.2     0.89   0.783  ＞2.0      -     1.714     2.354   差
可逆轧机50-80℃ 0.4     35.4     28.6     35.6     9.48   0.406  1.293     0.314     1.886     2.013   差
与用逆向轧机的轧制相比，用联轧机的轧制产生良好的结果，它涉及到弱磁场中的W10/50铁损，在弱和强磁场中的W10/50/W17/50铁损比及EI铁心的铁损。在表13中这是清楚的。尤其是，虽然W10/50稍高，但在120℃-180℃的温轧有低的W10/50/W17/50之比，而且由于晶粒直径特定的分布，有优良的EI铁心的铁损。
下面评论实验8的结果。
如一般所知，温轧和时效处理对改变钢的结晶组织有影响。它们有助于在对二次再结晶的晶粒起核心作用的初次再结晶晶粒中沿{110}<001>方向形成晶粒。在此情况下，合乎要求的是：可通过如日本已审专利公开No.54-13846所述的，用逆向轧机，如Sendzimir轧机，在轧制道次中的时效处理使C扩散。
虽然有这种现有技术，此实验揭示：用联轧机轧制，作为阻止轧制道次间的时效处理是有效的。根据两种轧制模式的对比，逆向轧制系统在轧制时招致相当低的应变速度，此外，由于C的扩散现象而产生的静时效必然力图按加热暴露进行重新调整，这是在加工应力的影响下产生的，这后一种应力是由于在轧制道次中作为相当长的时期的结果产生的。在联轧系统中，轧制时的应变速度相当高，而且由于轧制道次中的时间很短而没有静时效，以使由于在轧制道次中C重新安排和扩散，发生了动态应变时效。
从这些工作结果发现：联机系统优于逆向对应系统，在温轧温度下的联轧优于在低温下的轧制，而逆向轧制系统在轧制道次间的时效方面是有害的。这意味着：虽然高的应变速度和动态时效是有效有用的，但静时效是全然有害的。因此，在实施本发明时，适于轧制温度高于约90℃，更好是在高于约120℃和低于约180℃之间，所以联轧系统将是合乎要求的。
进行实验9以检验脱碳退火条件。
将上述表8中标作B1的钢坯加热，然后进行热轧，条件是FET为950℃，终热轧的第一4个道次的累计压缩比为92％。将这样获得的热轧板于900℃退火1分钟，酸洗，然后用联轧机冷轧至0.34mm的厚度。在去除油污处理后，在表14中所示的不同的气氛中进行脱碳退火。一在所得的板卷上涂上退火隔离剂，就以在25％的N2和75％的H2的气氛中的最高为800-1050℃的升温，及在单纯为H2的气氛中的最高为1200℃的升温进行终退火，然后将该板卷在最后温度下保持5小时。对该板卷涂以主要由含40％的胶体二氧化硅的磷酸镁组成的绝缘涂层，然后于800℃烘烤此钢板产品。
                                   表14
No.     P(H2O)/P(H2)(在脱碳退火中) W10/50(w/kg) W17/50(w/kg)   W10/50W17/50   B8(T) W17/50(EI)(w/kg)     注
升温范围 恒温加热范围
1   0.35     0.55  0.38   1.35   0.281   1.86   1.78 本发明实施例
2   0.05     0.45  0.36   1.34   0.269   1.86   1.81 本发明实施例
3   0.50     0.55  0.39   1.33   0.293   1.87   1.76 本发明实施例
4   0.60     0.50  0.43   1.22   0.352   1.89   2.03   对比例
5   0.40     0.70  0.45   1.25   0.360   1.92   2.06   对比例
沿轧制方向切割所得的产品，以制备Epstein尺寸试样，接着于800℃使该试样应力释放退火3小时。测量铁损W10/50和W17/50及磁通密度B8。
此外，用此钢板产品冲出用作EI铁心的铁心，然后作应力释放退火，从而制成EI铁心产品。测量该EI铁心的铁损。
实验9的结果也列于表14中。
如由表14所证实，已发现当在脱碳退火时，在升温区将比值P(H2O)/P(H2)控制得比恒定加热区的该比值高，同时被控制的P(H2O)/P(H2)的比值小于0.7时，与在强磁场中所得的特性相比，弱磁场中的所得的那些特性要优越，此外，EI特性也优越。
从实验9的结果，下文评论脱碳退火的条件。
下面的观点被认为是通过优化脱碳退火条件来改善该钢磁特性的机理。
如上所述，本发明的重要特点在于：由于在热轧板退火的升温过程中使作为抑制剂的AIN以均匀而细小的状态析出，而使晶粒直径小于1mm的二次晶粒存在，从而使二次再结晶稳定化。因此，若抑制强度适宜的细小均匀的AIN在脱碳退火或最终退火期间，在升温区可变地或不规则地析出，在二次再结晶过程中破坏初次晶粒直径和该抑制强度之间的平衡，以使所得的二次晶粒的颗粒形状不同，同时恶化了弱磁场中的特性。
脱碳退火的气氛影响钢表面上的内部氧化物的组织，最终影响在终退火时形成镁橄榄石。
形成不均匀或不规则的镁橄榄石不能保护AIN抵御此气氛，因此，由于随之而来的氧化导致AIN分解，或由于AIN被可变地分布的结果而促使氮化，最终招致二次再结晶的不同的变化过程。
在这方面，可以相信，若脱碳退火时的升温过程中的气氛如本发明所设想的那样，氧化性小，则在升温过程中形成的内部氧化物有助于增强对恒定加热时形成的内部氧化物的保护，从而导致均匀镁橄榄石的形成，并使二次再结晶发生，同时保持AIN的最佳形状。
进行实验10以检验温度对热轧板退火和脱碳退火的影响。下文说明该实验的方法。
将表10中标作C6的钢坯于1200℃加热，然后热轧，以制备厚2.4mm的板卷。将该板卷退火60秒，然后酸洗，再用联轧机从100-160℃温轧至0.34mm的厚度。去除油污后，进行120秒的脱碳退火。在所得的板卷上涂退火隔离剂，在N2气氛中最高500℃，25％的N2和75％的H2混合气氛中最高850℃及单纯H2气氛中最高1180℃的升温进行最终退火，同时在最后温度下保持此板卷。去除未反应的隔离剂后，对该板卷涂主要由含40％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，然后于800℃烘烤此钢板产品。此外，在此钢板产品上冲出用于EI铁心的铁心，消除应力处理，将其一片叠在另一片上，绕铜线，由此生产EI铁心产品。
使该热轧板退火的温度可在750-1050℃之间变化，而进行脱碳退火的温度在690-900℃之间变化。检验EI铁心的铁损，结果示于图5。
如图5所知，为达到EI铁心的优良的铁损，基本上适合的温度范围按下式决定。
             800≤X≤1000和
       (-x/2)+1200≤y≤(-x/2)+1300
X：使热轧板退火温度(℃)
y：进行脱碳退火温度(℃)。
评论实验10的结果。由于提高了热轧板的退火温度，并在该温度下完成脱碳退火，所以初次再结晶后晶粒直径变大。认为必要的是：使二次再结晶晶粒细小，以使得到降低的EI铁心铁损。为满足这种要求，应仔细控制一次晶粒。实验10证实：热轧板退火温度X和进行脱碳退火的温度Y应基本上满足上述等式，以到达使对一次晶粒的最优控制。由该式确定的温度范围的特点是低于生产常规的晶粒取向电磁钢板所用的范围。
下面的叙述将说明取得本发明优点所必需的基本和优选的条件及相关的操作。
首先，解释本发明的晶粒取向电磁钢板所要求的组分，膜和晶粒直径。
本发明的晶粒取向电磁钢板应含下列基本组分，或在某些情况下的优选组分。
Si：约1.5-7.0％(重量)，(以后简化为％)
Si是增强成品钢板的电阻及降低其铁损有效的组分。为此，以大于约1.5％但小于约7.0％的量加此组分。大于约7.0％使钢板过硬，因而难以轧制。因此，Si含量应在约1.5-7.0％的范围内。
Mn：约0.03-2.5％。
Mn像Si一样使电阻升高而且还生产该钢板时起着促进热轧的作用。需以大于约0.03％组小于约2.5％的量加此组分。大于2.5％是造成Y转变的主要原因，因而是恶化磁性能的原因。因此，Mn含量应在约0.03-2.5％的范围内。
还有，作为杂质的C的含量小于约0.003％，更好是小于约0.001％，S和N的含量分别小于约0.002％，更好是0.001％是必要的。不执行这些规定的杂质含量，则对磁性能产生不利的影响，尤其是产生差的铁损。
除上述组分外，还可加希望的，各种其它组分。即B、Sb、Ge、P、Sn、Cu、Cr、Pb、Zn和In作为抑制剂加入，而Mo、Ni和Co则适当地改善二次再结晶。这些组分留在所得的钢板产品中。还加痕量的Ti和B以使氮化物和氧化物在膜和基体金属之间界面上形成，从而对弱磁场中的磁特性带来所希望的效果。
在这里，由于Sb能防止基体钢在平整退火等过程中渗氮是特别希望的。应以不小于约0.0010％的量，加此组分，但大于约0.080％的量的此组份使钢韧性不足，而难以轧制。因此，Sb含量应在约0.0010-0.080％的范围内。
本发明的晶粒取向电磁钢是带有涂于其上的绝缘剂而被使用的，而在此情况下，采用主要由镁橄榄石(Mg2SiO4)构成而且是在最终退火时形成的绝缘膜。可在该绝缘膜上再涂保护涂层。
本发明的一个重要特性在于控制含于镁橄榄石膜中的痕量组分。更具体的是，在这样的绝缘膜中应存在Al、Ti和B。这些组分使提高膜的张力，因而产生成品钢板的经改善的弱磁场中的铁损。为取得此优点，必需以不小于约0.5％的量添加Al，以不小于约0.1％的量添加Ti，以不小于约0.01％的量添加B。但是，大于约15％的Al，大于约10％的Ti和大于约0.8％的B使所得的膜过硬，因而粘附性较差。因此，Al含量范围为约0.5-15％，Ti含量范围为约0.1-10％。B含量范围为约0.1-0.8％。
对于晶粒和构成本发明的晶粒取向电磁钢板要求的相关的操作的条件作进一步的解释。
按照本发明，该晶粒所涉及的是那些夹在钢板厚度方向中的晶粒。该晶粒直径由当量园的直径确定，即由具有与该钢板表面上的晶粒面积相同面积的园的直径确定。
必要的是：直径小于约1mm的晶粒数的比例应在约25-98％的范围内，直径为4-7mm的晶粒的数比例应小于约45％，而直径大于约7mm的晶粒的数比例应小于约10％。
直径大于约7mm的晶粒除使强磁场中的铁损增加外，还使弱磁场中的铁损增大，因而需使该数目的比例小于约10％，以使改进铁心的特性。类似地是，直径约4-7mm的晶粒数的比例应小于约45％。提高直径小于约4mm的晶粒数的比例，尤其是直径小于约1mm的晶粒数的比例，在改善弱磁场中的铁损方面是极有利的。因此要求小于约1mm的晶粒数的比例不小于约25％。反之，大于约98％则导致弱磁场中的铁损增加，最终导致铁心的特性恶化，因此，上限不应超过约98％。
为了通过提高强磁场中的铁损，降低弱磁场中的铁损而达到增强该铁心的性能，则需要使该晶粒直径细小到给定的范围内。因此，将最大的重要性与增加小于约4mm，尤其是小于约1mm的晶粒联系起来。
以上述的受控的晶粒尺寸和基本上受限制的，在该绝缘膜中的Al、Ti和B的含量，得到弱磁场中的铁损特性相对地比强磁场中的该特性好的产品是可行的。
现参照生产晶粒取向电磁钢板来陈述本发明的方法，该钢板提供了相对于强磁场提高了弱磁场中的铁损特性。解释要求，涉及钢坯成分，热轧条件，热轧板的退火条件、冷轧条件、退火隔离剂和其它参数，以及其变化的条件及依据。
首先说明钢坯的成分。
C：约0.005-0.070％。
C含量的上限应为约0.070％。超过约0.070％是在热轧过程中过量的r转变的原因，因而也是Al的不规则分布的原因。这必然使在热轧板退火的升温过程中析出的AlN分布不均匀，因此不能提供优良的弱磁场中的磁特性。C含量的下限应为约0.005％。低于约0.005％，由于二次再结晶不充分，在改善钢坯组织方面没有作用，因而削弱了磁特性。因此，C含量应在约0.005-0.070％的范围内。
Si：约1.5-7.0％。
Si使电阻升高，而且对于使铁损降低起着重要作用。为得到这种优点，应以不小于约1.5％的含量添加Si，但是，大于7.0％就涉及到加工性变差，因此使所得到的产品很难轧制。因而，Si含量的范围应为约1.5-7.0％。
Mn：约0.03-2.5％。
Mn象Si一样提高电阻，因此需要加Mn来改善各工艺步骤中的热轧。为得到这样的益处，应以低于约0.03％的含量加Mn，但超过约2.5％则导致r转变，最终导致恶化的磁特性。因此，Mn含量的范围应为约0.03-2.5％。
除上述组分外，还要求：将抑制剂组分加于成品钢板中，以保证充分的二次再结晶。Al和N应作为抑制剂使用。
Al：约0.005-0.017％。
低于约0.005％的Al对于形成在热轧退火时的升温过程中析出的，足量的AIN是不够的。反之，大于约0.017％则使AIN难以在钢坯加热时于数量级约1200℃的低温下固溶，同时最终提高AIN的固溶温度，使AIN在热轧时不希望地析出。这意味着：AIN不能在热轧板退火时以细小形态析出，结果不能得到合乎要求的，弱磁场中的铁损特性。若为避免上述缺点而在约1400℃的高温下进行钢坯加热，则所得的钢板的晶粒直径粗化，从而使强磁场中的铁损下降而使磁场中的铁损升高，最终使铁心的铁损恶化。因此，Al含量应在约0.005-0.017％的范围内。
N：约0.0030-0.0100％。
N是构成AIN的组分，且需要以不小于约0.0030的含量加N。含量大于约0.0100％的N则在成品钢中变为气态，最后导致如气泡这样的缺陷。因此，N含量的范围应为约0.0030-0.0100％。
Al/N：约1.67-2.18。
所希望的是，Al和N的原子比应接近1∶1，即Al和N的重量比应在1.67-2.18的范围内，按此比值可得很好的抑制效果。
Ti、Nb、B和Sb
在实施本发明时，应有一种或多种选自Ti、Nb、B和Sb的组分。
这些组分在热轧时形成细小的析出物，该析出物用来在后续阶段或在热轧板退火时增加AIN析出的核。因此，Ti含量应大于约0.0005％，Nb含量应大于约0.0010％、B含量应大于约0.0001％而Sb含量应大于约0.0010％。但是，应避免大于约0.0020％的Ti、大于约0.010％的Nb，大于0.0020％的B和大于0.080％的Sb，以预防最终产品的机械性能，如可弯性恶化。因此，Ti含量范围应为约0.0005-0.0020％，Nb含量范围应为约0.0010-0.010％，B含量应在约0.0001-0.0020％的范围内，而Sb含量应在0.0010-0.080％的范围内。
由于Sb易在晶界偏析并有防止AIN在那些晶界偏析的作用，所以它是特别有用的。因此，在用Sb的情况下，需要它在从终轧的结束阶段至板卷卷取的那些阶段范围防止AIN析出。在终热轧的起始阶段更需防止AIN析出。
对于生产具有相对于强磁场的铁损特性优良的弱磁场中的铁损特性的晶粒取向电磁钢板而言，不总是需要其它的附加组分的。比如，可加Mo以获得所得到的钢板的改善的表面质量，而需要时还可加Bi和Te。为使其活性与Sb活性相近，可进一步分别以约0.0010-0.30％的含量加Sn和Cr。
现解释可应用的生产条件。
具有上述规定成分的钢通常要经钢坯加热，然后通过热轧而转变成热轧板。按本发明的一项重要的要求，应在低于约1250℃的温度下进行钢坯加热。在过于升高的温度下加热钢坯则使所得的钢板不利地在晶粒分布方面富含直径大于约7mm的粗晶，从而使弱磁场中的铁损增加。为此，钢坯加热温度不应高于1250℃。近年来已开发出一种方法，它能在连铸后不经钢坯加热直接热轧。因此该法基本上没有钢坯升温，因而是一种适于本发明生产晶粒取向电磁钢的工艺过程的方法。
热轧时，热轧的最终温度应在约800-970℃的范围内。采用低于约800℃的温度则使AIN在钢中析出，最终恶化所得钢板中的磁特性。反之，高于约970℃则是造成不合需要的质量及在钢中作为AIN析出物成核位点的析出物不合需要的分布的主要原因，从而导致该钢板的不足的磁特性。
当热轧完成时，需要以高于约10℃/秒的冷却速度进行冷却。这是因为低于约10℃/秒的冷却速度与冷却时的AIN析出有关，并因此使磁性能变差。此外，卷取温度不应高于约670℃，而不能遵循这种要求则引起不利的AIN析出及不足的磁特性。
但是，在使用Sb的情况下，则不要求在从终轧结束阶段至板卷卷取的那些阶段中防止AIN析出。更需要的是在终热轧的起始阶段防止AIN析出。
首先，终热轧入口侧的温度不应低于约900℃。
若终热轧的这种温度低于约900℃，则AIN在终热轧过程中析出，因而使磁性能恶化。因此，终热轧入口侧的温度必须大于约900℃。
终热轧的首次4个道次的累计压缩比不应小于约90％。
终热轧通常以4-10个道次完成。按照本发明，终热轧首次4个道次的累计压缩比，因AIN不析出，所以控制在约90％以上。产品具有在弱磁场中优越的磁性能。
对终热轧出口侧的温度(FDT)不作特别的限制。由于轧制在较低的温度下变得困难所以此温度最好高于约750℃。
还有，卷取温度(CT)无特别限制。此温度最好高于约500℃，因为在低于约500℃的温度下卷取变得困难。
如上所述，由于防止AIN在热轧过程中析出，所以使热轧板卷退火。按照本发明，在相当低的温度下进行退火是独特的。热轧板退火的最好的温度和时间条件是：约800-1000℃的温度和短于约100秒的延续时间。即，高于约800℃的退火温度和长于约100秒的时间则在热轧板产生粗晶，结果由于初次再结晶晶粒的生长而使二次再结晶不足。低于约800℃的退火温度不能使AIN在热轧板的升温过程中充分析出。
基本而重要的是，本发明最新颖的概念在于使AIN在热轧板退火的升温过程中析出。在此种情况下，热轧板退火的升温应在约5-25℃/秒的范围内。低于5℃/秒则析出粗的AIN，同时恶化磁性能，而高于约25℃/秒，则不能大量析出AIN，而且同样使磁性能恶化。
热轧板退火完成后，立即进行冷轧，由此确定冷轧板的最终厚度。冷轧必须用联轧机进行。
本文中所用的术语“联轧机”是指这样的轧制设备：其中将轧机连续排列，以使钢板以一个方向连续通过。
采用联轧机防止了在轧制道次中发生的静时效，而且还提供提高的应变速度，同时最终形成了适宜的轧制组织。因此，初次再结晶组织可以这样的方式改善：促进二次再结晶晶粒生长，促进细晶粒的成核和生长，从而使直径小于约1mm的晶粒及直径为约1-4mm的晶粒在成品中稳定地形成。在这种情况下，可通过提高被轧钢板的温度施以动态时效，以使进一步产生好的结果。就钢板温度而论，最佳的轧制温度范围为约90-300℃。
在可逆式的Sendzimir轧机的情况下，由于晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例变得过大，所以总会发生动态时效，并形成不能使二次再结晶晶粒适当生长的初次再结晶组织，因此使钢板成品中的弱磁场和强磁场中的铁损变差，而且还使铁心的铁损性能变差。
此外，冷轧时的压缩比应在约80-95％的范围内。小于约80％的压缩比，使直径小于约1mm的晶粒数的比例减小，因此使弱磁场中的铁损相对于较强磁场中的铁损的下降而升高，而最终降低铁心中的铁损性能。大于约95％的压缩比使直径小于约1mm的晶粒数的比例过大，因而使较弱磁场中的铁损变大，同使铁心的铁损性能不合要求。
按照本发明，冷轧后的脱碳退火也是重要的。
恒温加热时的P(H2O)/P(H2)：小于约0.7。
升温时的P(H2O)/P(H2)：小于恒温加热时的值
若恒温加热时的P(H2O)/P(H2)大于约0.7，则不能得到光滑的，夺目的带灰色的均匀的镁橄榄石膜。此外也得不到良好的磁特性。
若在升温时的P(H2O)/P(H2)比值小于恒温加热时的该比值，则在最终退火时镁橄榄石膜的保护性变差，最终使抑制剂在二次再结晶前改变形状。这就不能充分地产生晶粒直径小于约1mm的二次晶粒，因此导致较差的弱磁场中的特性。
出于以上指示的原因，脱碳退火升温时的P(H2O)/P(H2)之比，被控制得比脱碳退火的恒温加热时的该值小(最好约0.05或以上)，恒温加热时该值被定为小于约0.7(较好为0.3或更高)。
如于以上的实验11中所述，希望在进行热轧板退火和脱碳退火时，被设定的热轧板退火温度X(℃)和脱碳退火温度y(℃)满足下述特定的等式。
            800≤X≤1000及
(-x/2)+1200≤y≤(-x/2)+1300
刚在脱碳退火板上涂以含1-20％的Ti化合物和0.04-1.0％的B的退火隔离剂之后，在从至少约850℃的升温过程中的含氢气氛中，进行最终退火。此时，重要的是应尽可能完全避免钢板在脱碳退火和最终退火时渗氮。
作为在退火隔离剂中加Ti化合物和B以及采用至少850℃含H2气氛的理由，可提到的是：促进AIN分解，增加在最终退火时形成的镁橄榄石膜中的Ti和B及增强该膜的张力，由此改善较弱磁场中的铁损性能。
为确保能得到这些益处，应在退火隔离剂中添加约1％以上的Ti化合物和约0.04％以上的B。不能满足Ti和B的下限则导致这些组分的含量在所形成的膜中不足，甚至在最终退火时的升温过程中调节气氛也是如此，以使得不到合乎要求的磁性能。反之，大于20％的Ti和大于1.0％的B使此膜过硬从而减小对钢板的附着。
还有，若最终退火在升温过程中于约850℃以上，在单纯的N2气氛中进行，则AIN分解延迟，以使Al不能迅速地从基体钢转移到在其上形成的膜中。这必然推迟膜的形成，因此不能使Ti和B在该膜中集聚，以使产生合乎要求的磁性能。
完成终退火后，进行涂绝缘层和烘烤，需要时，还结合消除应力退火，以使得到合乎要求的产品。
实施例1
将上述表2中标作A1-A15成分的钢水连铸，同时电磁搅拌，由此制成钢坯。在表3所列的条件下将每块所得的钢坯热轧，以使得到厚2.4mm的热轧钢卷。在从热轧完成至钢卷卷取的各阶段进行15.3℃-18.6℃/秒的快冷。此后，将所得的钢卷分成两份，一份于900℃退火60秒，另一份于1050℃退火60秒。用联轧机于150℃将此二钢卷轧至0.34mm的厚度。
去除油污后，于850℃进行2分钟的脱碳退火。升温过程中的P(H2O)/P(H2)定为0.45，而恒温加热过程中的该比值定为0.5。然后对所得钢板的表面涂退火隔离剂，该隔离剂是通过向含0.12％B的MgO中添加7％的TiO2而得到的。以单纯N2气氛中最高500℃的升温、25％的N2和75％的H2气氛中最高1050℃的升温及单纯H2气氛中最高1200℃的升温和将该钢板总共保温5小时进行最终退火。最终退火后去除未反应的隔离剂。
向该钢卷涂主要由含40％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层。将该钢板产品于800℃时烘烤。
针对已制成的，没有未反应隔离剂的钢板进行Al、Ti和B含量分析，以及将此钢板宏观腐蚀后的晶粒分布分析。沿轧制方向切割此钢板产品，由此制备Epstein尺寸试样，然后将该试样进行300℃，3小时的消除应力退火。测量铁损W10/50和W17/50及磁通密度B8。进而用此钢板产品冲击用于制造EI铁心的材料，进行消除应力退火，叠合及绕铜线，从而生产EI铁心，并测其磁损特性，结果示出表15。
                                                 表15
钢的编号     晶粒数比例(％) 膜中含量(重量％)      铁损(w/kg)   铁损比 磁通密度B8(T) EI铁心W17/50(w/kg)   注
  小于1mm   1-4mm   4-7mm    大于7mm 平均晶粒直径(mm)   Al   Ti   B  W10/50   W17/50 W10/50/W17/50
A1   72.3   15.2   10.4     2.1     3.14   6.21  2.52   0.12  0.385   1.314     0.296   1.874     1.753   实施例
A2   99.7   0.1   0.2     0.0     0.48   5.74  3.62   0.15  0.825   ＞2.0      -   1.612     2.568   对比例
A3   10.8   27.2   36.7     25.3     8.37   6.38  2.76   0.12  0.463   1.341     0.345   1.905     2.075   对比例
A4   99.8   0.0   0.0     0.2     0.42   6.07  2.88   0.13  0.449   1.203     0.373   1.910     2.230   对比例
A5   21.3   5.7   16.8     56.2     12.6   6.12  3.15   0.09  0.413   1.207     0.342   1.913     2.084   对比例
A6   68.2   22.7   7.7     1.4     2.73   5.83  3.18   0.14  0.378   1.321     0.286   1.865     1.714   实施例
A7   48.6   31.2   16.5     3.7     3.86   5.34  2.96   0.11  0.388   1.323     0.293   1.874     1.752   实施例
A8   73.8   18.4   5.4     2.4     2.84   6.25  3.27   0.15  0.374   1.334     0.280   1.862     1.748   实施例
A9   42.5   51.3   4.0     2.2     3.12   5.89  3.05   0.12  0.382   1.341     0.285   1.856     1.714   实施例
A10   64.3   20.5   9.8     5.4     4.13   5.74  2.84   0.13  0.376   1.384     0.272   1.842     1.630   实施例
A11   30.3   66.1   3.6     0.0     2.35   6.13  3.12   0.15  0.380   1.342     0.283   1.856     1.702   实施例
A12   55.7   40.5   2.1     1.7     2.58   6.22  2.93   0.12  0.383   1.380     0.278   1.848     1.661   实施例
A13   95.4   3.4   1.2     0.0     0.68   5.96  3.24   0.10  0.378   1.374     0.275   1.843     1.623   实施例
A14   89.1   7.2   3.3     0.4     1.67   5.68  3.09   0.12  0.375   1.383     0.271   1.846     1.620   实施例
A15   90.6   6.4   2.8     0.2     1.42   5.83  2.94   0.13  0.374   1.352     0.271   1.855     1.658   实施例
从表15可知，本发明晶粒取向电磁钢在较弱磁场中的铁损比值方面与较强磁场中的铁损的比值相比是优越的，以使EI铁心产品可得到很好的铁损性能。实施例2
用连铸设备铸同时经电磁搅拌铸造成分如表2中以A12标识的钢水，由此制得六块钢坯。在表3中以Xb所列的条件下将各坯热轧，以使得到厚2.4mm的热轧钢卷。在从热轧完成至钢板卷取的各阶段，将冷却速度变为4.7℃/秒、8.8℃/秒、11.6℃/秒、15.6℃/秒、26.5℃/秒和55.8℃/秒。以设定为12.6℃/秒的升温使该热轧钢卷于900℃退火30秒。酸洗所得的钢卷和在100-160℃用联机将其温轧至0.29mm的厚度。
去除油污后，进行850℃、2分钟的脱碳退火。恒温加热过程中的P(H2O)/P(H2)定为0.50。一在该钢板表面上涂上退火隔离剂涂层(该隔离剂由含0.05％的B和4％的TiO2的MgO组成)，就以在单纯N2的气氛中最高500℃的升温、25％的N2和75％的H2的混合气氛中最高850℃的升温和在单纯H2气氛中最高1180℃的升温，同时将该钢板在最后温度下保温5小时进行最终退火。此后，去除未反应的隔离剂。再对经如此处理的钢板涂主要由含50％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层。在800℃下烘烤而得到钢板产品。
以与实施例1中相同的方法对制成的钢板上的，没有未反应的隔离剂的镁橄榄石膜中的Al、Ti和B含量进行分析，然后检验钢板产品中的晶粒分布，磁特性和由此钢板制成的EI铁心的铁损。
结果列于表16中。
                                                      表16
钢的编号   至钢卷卷取的冷却速度(℃/秒)   晶粒数比例(％) 膜中含量(重量％)   铁损比W10/50/W17/50   磁通密度B8(T) EI铁心W17/50(w/kg)       注
小于1mm  4-7mm 大于7mm   Al   Ti   B
  A12     4.7   99.6   0.1   0.3   5.12   2.06  0.04    -     1.638     1.753     对比例
    8.8   32.3   33.1   15.8   4.68   1.53  0.06    0.315     1.872     1.486     对比例
    11.6   75.6   4.8   0.0   5.53   1.85  0.07    0.278     1.864     1.226     实施例
    15.6   77.4   6.2   0.0   4.75   2.06  0.04    0.275     1.857     1.223     实施例
    26.5   81.6   3.4   0.0   5.23   1.36  0.05    0.273     1.859     1.213     实施例
    55.8   78.3   1.5   0.0   5.16   1.68  0.06    0.273     1.853     1.206     实施例
如由表16所证明：按本发明规定的，高于约10℃/秒的冷却速度所生产的晶粒取向电磁钢板呈现出较弱磁场中比较强磁场中低的铁损性能比，及EI铁心中的非常优良的铁损性能。实施例3
将成分以上述表2中的A14标识的钢水，在电磁搅拌同时铸造，由此制备四块钢坯，并不用电磁搅拌制备一块钢坯。在上述表3中以Xa、Xb、Xe和Xf标识的条件下将经电磁搅拌而制成的四块钢坯热轧各厚2.6mm的热轧钢板卷，而未经电磁搅拌而制成的钢坯在表3中以Xe标识的热轧(板厚：2.6mm)。在从热完成至钢卷卷取的各阶段以21.6℃/秒-26.2℃/秒的冷却速度进行快冷。将所有的这些钢卷都分成两份，一份作900℃、60秒的退火，另一份作1050℃、60秒的退火。酸洗后用连轧机将各钢卷于120℃温轧至0.26mm厚。
去除油污后，于850℃进行2分钟脱碳退火。在升温过程中P(H2O)/P(H2)被定为0.45，而恒温加热过程中P(H2O)/P(H2)被定为0.50。一在钢板表面上涂完由含0.1％的B和5％的TiO2的MgO构成的退火隔离剂，就以单纯N2气氛中最高为800℃的升温，25％的N2和75％的H2的混合气氛中最高为1050℃的升温，及在单纯的H2气氛中最高为1200℃的升温及将钢板在最后温度下保温5小时来进行最终退火。此后，去除未反应的隔离剂。再用主要由含60％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层进一步涂覆如此处理过的钢板。在800℃烘烤得到钢板产品。
以同于实施例1中的相同方法，对该钢板上的，由没有未反应的隔离剂形成的镁橄榄石膜中的Al、Ti和B的含量作定量分析，然后检验该钢板产品的晶粒分布、磁性能及用这种钢板产品制成的EI铁心的铁损。
结果列于表17。
                                                            表17
钢的编号 用电磁搅拌 热轧条件标号 热轧板退火温度(℃)     晶粒数比例(％) 膜中的含量(重量％)   铁损比 磁通密度B8(T)     EI铁心W17/50(w/kg)   注
  小于1mm     4-7mm    大于7mm   Al     Ti     B W10/50/W17/50
A14   是   Xa     900     99.6     0.0     0.4   4.15     2.04     0.09       -   1.654     1.847 对比例
    1050     3.7     18.2     57.6   4.62     2.15     0.11     0.336   1.897     1.426 对比例
  Xb     900     76.3     6.8     0.5   4.83     2.32     0.12     0.283   1.862     1.211 实施例
    1050     98.5     1.2     0.5   4.57     2.64     0.10     0.348   1.763     1.386 对比例
  无   Xe     900     40.5     8.4     1.1   4.52     2.03     0.09     0.295   1.868     1.235 实施例
    1050     98.7     0.3     0.6   4.43     1.94     0.11       -   1.673     1.757 对比例
  是   Xe     900     68.4     3.2     0.0   4.62     2.36     0.10     0.281   1.858     1.204 实施例
    1050     99.5     0.0     0.5   4.58     1.87     0.12       -   1.603     1.835 对比例
  Xf     900     98.8     0.0     1.2   4.05     2.24     0.10     0.363   1.906     1.526 对比例
    1050     98.8     0.1     1.1   4.27     2.53     0.12     0.354   1.897     1.462 对比例
如表17所示，按照本发明规定用低于1250℃的钢坯加热温度和900℃的热轧板退火温度生产的晶粒取向电磁钢板显示出较好的，低的在弱磁场中的铁损性能与在较强的磁场中的该性能之比及在所得的EI铁心中的非常优良的铁损性能。实施例4
将成分如上述表2中以A8标识的钢水用连铸设备同时经电磁搅拌进行铸造，由此制备七块钢坯。将这些钢坯以表3中以Xb标识的条件热轧，由此得到厚度分别为(a)2.0mm，(b)2.2mm，(c)2.5mm，(d)2.7mm，(e)3.2mm，(f)3.6mm和(g)13mm的钢板卷。在从热轧完成至钢卷卷取的各阶段以27.5℃/秒的冷却速度进行冷却。将该热轧板以7.8℃/秒的升温，于900℃退火30秒，接着将其分别冷轧至0.49mm的厚度。但是板卷(a)-(g)的冷轧压缩比分别为(a)∶76％，(b)∶78％，(c)∶80％，(D)∶82％，(e)∶85％，(f)∶86％及(g)∶96％。在120-180℃用连轧机将各板卷温轧。
去除油污后，进行80℃，2分钟的脱碳退火。将升温过程中的P(H2O)/P(H2)定为0.45，而恒温加热过程中的P(H2O)/P(H2)定为0.50。一在钢板表面上涂完由含0.08％的B和7％的TiO的MgO构成的退火隔离剂，就以在单纯N2气氛中最高为700℃，在25％的N2和75％的H2混合气氛中最高为850℃及在单纯的H2气氛中最高为1200℃的升温，及使钢板在最后温度下保温5小时进行最终退火。此后去除未反应的隔离剂。对经如此处理的钢板再涂覆主要由含60％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，在800℃得到钢板产品。
以同于实施例1中的方法，对该钢板上的，由没有未反应的隔离剂构成的镁橄榄石膜中的Al、Ti和B含量进行定量分析。然后检验成品钢板中的晶粒分布、磁特性及由这种钢板制成的EI铁心的铁损。结果列于表18中。
                                                             表18
钢的编号   冷轧压缩比     晶粒数的比例(％)   膜中含量(重量％)   铁损比W10/50/W17/50   磁通密度B8(T)   EI铁心W10/50(w/kg)       注
  小于1mm     4-7mm   大于7mm   Al   Ti   B
  A8     76     8.7     32.7     38.5   8.24   3.13   0.09     0.372     1.874     2.675     对比例
    78     20.3     27.4     15.6   7.86   2.96   0.09     0.364     1.862     2.465     对比例
    80     55.0     11.8     0.7   7.79   2.85   0.10     0.308     1.862     1.782     实施例
    82     62.8     3.7     0.0   8.05   3.04   0.09     0.304     1.858     1.765     实施例
    85     77.5     8.6     0.0   8.09   2.76   0.11     0.312     1.861     1.742     实施例
    86     83.2     9.4     0.0   7.96   2.89   0.09     0.314     1.854     1.756     实施例
    96     99.7     0.0     0.3   8.13   3.12   0.09     0.354     1.743     2.864     对比例
如表18所示，按照本发明规定冷轧过程中用80-95％的压缩比所生产的晶粒取向电磁钢板显示出低的，较弱磁场中的铁损与较强磁场中的铁损之比，及极优良的所得的EI铁心中的铁损性能。
实施例5
将成分如表2中以A1标识的钢水用连铸设备同时经电磁搅拌铸造，以使制备九块钢坯。在表3中以Xb标识的条件下将这些钢坯热轧，由此得到厚2.4mm的钢板卷。在热轧完成至板卷卷取的各阶段，以14.5℃/秒的速度进行冷却。将这些板卷以6.5℃/秒的升温，于900℃进行30秒的热轧板退火。酰洗后，将每块板卷用连轧机于170-220℃温轧到厚度为0.34mm。
去除油污后，于850℃进行2分钟的脱碳退火。将升温过程中的P(H2O)/P(H2)定为0.45，而恒温加热时的P(H2O)/P(H2)定为0.50。接着用表5所示成分的退火隔离剂及同-表中所示的退火气氛进行最终退火。以升温为30℃/秒，最高达1180℃；在该温度下将钢板保温7小时，最后降温的加热膜式进行最终退火。此后，去除未反应的隔离剂。对经如此处理的钢板再涂主要由含60％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层。在800℃烘烤得到钢板产品。
以同于实施例1的方法，对在该钢板上的由没有未反应的隔离剂形成的镁橄榄石膜中的Ti、Al和B含量作定量分析，然后检验该钢板的晶粒分布，磁性能及用此钢板制成的EI铁心的铁损。
结果列于表19中。
                                                                     表19
钢的编号 钢卷的编号 晶粒数的比例(％) 膜中含量(重量％) 铁损比W10/50/W17/50 磁通密度B8(T) EI铁心W17/50(w/kg)   注
小于1mm 4-7mm 大于7mm Al Ti B
A1 YA 99.6 0.2 0.2 0.25 0.08 0.02 - 1.624 2.626 对比例
YB 75.2 14.3 2.6 0.42 0.56 0.08 0.324 1.873 1.922 对比例
YC 58.7 3.1 0.0 2.76 2.53 0.08 0.280 1.863 1.718 实施例
YD 73.2 1.4 0.0 5.73 4.05 0.07 0.276 1.864 1.716 实施例
YE 72.4 1.4 0.0 7.24 2.34 0.08 0.278 1.858 1.723 实施例
YF 69.7 1.9 0.0 8.53 2.27 0.005 0.336 1.867 1.968 对比例
YG 7.06 2.5 0.0 11.2 0.72 0.03 0.282 1.857 1.716 实施例
YH 74.9 1.2 0.0 9.34 0.01 0.09 0.332 1.853 1.938 对比例
YI 71.4 3.6 0.0 7.95 5.08 0.18 0.279 1.857 1.725 实施例
用按本发明规定的退火隔离剂的退火气氛生产的晶粒取向电磁钢呈现低的较弱磁场中的与较强磁场中的铁损性能比，及所得的EI铁心中的磁性能非常优良，如表19所示。实施例6
将成份以表8中的B1-B13标识的钢水在电磁搅拌的同时连铸，以使制备钢坯。将每块钢坯于1200℃加热后，用5个道次的初热轧轧成厚45mm的板坯、然后再以900℃的FET于7道次的终热轧过程中热轧至2.2mm厚。此时，终热轧首次4道次的累计压缩比被定为93％。
接着，以12.0℃/秒的升温于900℃进行1分钟的热轧板退火，接着将所得的板卷用连轧机冷轧至0.34mm的厚度。
以升温过程中P(H2O)/P(H2)设定为0.45和恒温加热过程中设定的0.50，于820℃进行脱碳退火。
一在钢板表面上涂覆由含0.2％的B和3％的TiO2的MgO构成的退火隔离剂，就以在单纯N2气氛中最高为700℃、25％的N2和75％的H2的混合气氛中最高为950℃及在单纯H2气氛中最高为1100℃的升温和在最后温度下保温5小时进行最终退火。此后，涂绝缘涂层，以使得到钢板产品。以与实施列1中的相同方式检验该钢板产品的磁特性及用此钢板产品制成的EI铁心的铁损。结果列于表20中。
按照本发明生产的晶粒取向电磁钢板呈现出低的较弱磁场中的铁损性与较强磁场中的铁损性之比及所得EI铁心中的优良的铁损性能，如表20所示。
                                                 表20
钢的编号 W10/50(w/kg) W17/50(w/kg) W10/50/W17/50    B8(T) W10/750(EI)(w/kg)   注
    B1     0.38     1.34     0.284     1.86     1.78 实施例
    B2     0.63     1.82     0.346     1.78     2.16 对比例
    B3     0.44     1.29     0.341     1.89     2.05 对比例
    B4     0.39     1.21     0.322     1.92     2.12 对比例
    B5     0.41     1.25     0.328     1.91     2.09 对比例
    B6     0.40     1.35     0.296     1.88     1.74 实施例
    B7     0.37     1.32     0.280     1.85     1.72 实施例
    B8     0.40     1.35     0.296     1.86     1.69 实施例
    B9     0.37     1.32     0.280     1.87     1.71 实施例
    B10     0.38     1.31     0.290     1.84     1.70 实施例
    B11     0.36     1.26     0.286     1.85     1.70 实施例
    B12     0.35     1.29     0.271     1.86     1.68 实施例
    B13     0.37     1.32     0.280     1.88     1.69 实施例
实施例7
将成分以表8中的B8标识的钢水在电磁搅拌下连铸，以使制备钢坯。将各坯于1230℃加热后，以5道次粗热轧轧成45mm厚板坯，然后以930℃的FET在6道次的终热轧过程中热轧至2.1mm的厚度。此时，采用终热轧的第一四道次的各种累计压缩比。
以10.5℃/秒的温升，在900℃对所得的热轧板卷进行一分钟退火，然后用连轧机轧冷轧至0.26mm的厚度。
在820℃，以升温过程中和恒温加热过程中的变化的P(H2O)/P(H2)进行脱碳退火。
一在该钢板表面上涂覆由含0.3％的B和7％的TiO2的MgO组成的退火隔离剂，就以单纯N2气氛中最高700℃、25％的N2和75％的H2混合气氛中最高950℃和最高1080℃的升温及将钢板在最后温度下保温5时进行最终退火。此后，涂绝缘涂层，以使得到钢板产品。以与实施例1中相同的方法检验该钢板产品的磁性能及用此钢板制成的EI铁心的铁损，结果列于表21中。
如表21所示，按照本发明生产的晶粒取向电磁钢板呈显示低的较弱磁场中比较强磁场中的铁损比及所得最终产品的优越铁损性能。
                                            表21
  No. 结束前阶段的4道次总的压缩比 脱碳退火时的P(H2O)/P(H2) (W10/50)/(W17/50) W17/50(EI)(w/kg) 注
   升温区 恒温加热区
  1     88     0.40     0.50     0.341     1.48   对比例
  2     92.5     0.40     0.50     0.286     1.24   实施例
  3     92     0.50     0.45     0.325     1.52   对比例
  4     92     0.50     0.70     0.318     1.61   对比例
  5     93     0.05     0.45     0.291     1.25   实施例
实施例8
将成分由表8中的B6所标识的钢水在电磁搅拌下连铸，以使制备钢坯。在于1180℃加热后，用5道次的粗轧将每个钢坯转变成厚45mm的板坯，此后以950℃的FET，在6道次的终热轧过程中热轧至2.4mm的厚度。此时，采用终热轧的第一4次道的各种累计压缩比。将所得的热轧板卷以15.0℃/秒的升温在900℃退火1分钟，然后用连轧机冷轧至0.49mm的厚度。
然后于840℃，以升温过程和恒温加热过程中变化P(H2O)/P(H2)进行脱碳退火。
一在钢板表面上涂覆由含0.25％的B和6％的TiO2的MgO组成的退火隔离剂，就以单纯N2气氛中最高为500℃、25％的N2和75％的H2的混合气氛中最高为1000℃和最高为1150℃的升温及将该钢板在最后温度下保温5小时进行最终退火。此后涂绝缘涂层，以使得到钢板产品。以同于实施例1中的方法检验该钢板产品的磁性能及用此钢板制成的EI铁心的铁损。结果列于表22中。
                                                       表22
  No 终热轧时第一4道次的累计压缩比(％)     脱碳退火时的P(H2O)/P(H2) (W10/50)/(W17/50) W17/50(EI)(w/kg)     注
  升温区 恒温加热区
  1     87   0.50     0.60   0.352     2.32   对比例
  2     93   0.55     0.60   0.302     1.79   实施例
  3     92   0.45     0.40   0.324     2.26   对比例
  4     93   0.45     0.70   0.319     2.34   对比例
  5     93   0.10     0.45   0.305     1.81   实施例
如表22所示，按照本发明生产的晶粒取向电磁钢板板呈现出低的在较弱磁场与较强磁场中的铁损比以及在所得的EI铁心中的优良的铁损性能。实施例9
将成分以表10中的C1-C10标识的钢水在电磁搅拌下连铸成钢坯。在将这些钢坯于1200℃加热后，以终热轧时950℃的入口温度和经热轧第一4道次的92％的累计压缩比将各坯热轧，从而得到2.4mm厚的热轧钢板卷。以12.5℃的升温于880℃对所得的热轧板卷作60秒的退火。酸洗后将所得的板卷用连轧机于150℃轧至0.34mm的厚度。去除油污后，于820℃，以升温过程中0.45的P(H2O)/P(H2)和恒温加热过程中0.50的P(H2O)/P(H2)脱碳退火2分钟。一在该钢板表面上涂覆由含0.1％的B和8％的TiO2的MgO组成的退火隔离剂，就以单纯N2气氛中最高500℃，25％的N2和75％的H2的混合气氛中最高1050℃和最高1200℃的升温及使该钢板在最后的温度下保温5小时进行最终退火。此后去除未反应的隔离剂。再对经如此处理过的钢板涂主要由含40％的胶状二化硅的磷酸镁组成的绝缘涂层。于800℃烘烤而得到的钢板产品。以同于实施例1中的手法检验该钢板产品的磁性能及用此钢板制成的EI铁心的铁损。结果列于表23。如表23所示，按照本发明生产的晶粒取向电磁钢板显示出低的在较弱磁场中与较强磁场中的铁损比而所得的EI铁心的铁损性能优良。在Al/N处于1.67以上的2.18以下范围内的情况下，这些性能尤为优越。
                                                      表23
  钢的编号   Al/N(重量％)     Al/N 铁损(w/kg)  A/B  磁通密度B8(T) EI铁心W10/50(w/kg)   注
W10/50(A)  W17/50(B)
    C1   0.007  1.00   0.443  1.433  0.309  1.809     1.843 对比例
    C2   0.010  1.54   0.390  1.350  0.289  1.851     1.734 实施例
    C3   0.013  1.73   0.371  1.307  0.284  1.864     1.698 实施例
    C4   0.015  2.50   0.387  1.348  0.287  1.853     1.730 实施例
    C5   0.015  2.11   0.376  1.333  0.282  1.858     1.694 实施例
    C6   0.015  1.92   0.369  1.329  0.278  1.860     1.680 实施例
    C7   0.015  1.74   0.370  1.320  0.280  1.861     1.695 实施例
    C8   0.015  1.58   0.376  1.298  0.290  1.869     1.738 实施例
    C9   0.017  2.00   0.367  1.315  0.279  1.871     1.689 实施例
    C10   0.025  2.66   0.792  ＞2.0   -  1.701     2.458 对比例
实施例10
将成分以表8中的C9标识的钢坯分别于1150℃、1200℃、1250℃、1300℃和1350℃加热，然后以950℃的入口温度，在终热轧过程中以91.5％的终热轧的第一4道次累计压缩比热轧，由此制备厚2.4mm的热轧板卷。然后使每个板卷经8.5℃/秒的升温，于880℃，60秒的热轧板退火。此后，用连轧机于150℃将酸洗后的钢板卷轧至0.26mm的厚度。接着在去除油污后，于800℃，以升温过程中设定P(H2O)/P(H2)为0.45和恒温加热过程中设定P(H2O)/P(H2)为0.50进行2分钟脱碳退火。一在该板卷上涂覆由含0.5％的B和5％的TiO2的MgO组成的退火隔离剂，就以单纯N2气氛中最高为500℃，25％的N2和75％的H2混合气氛中最高为1050℃和单纯H2气氛中最高为1200℃的升温及使该钢板卷在最后温度中保温5小时进行最终退火。去除未反应的隔离剂。涂覆主要由含40％的胶体二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层。在800℃时烘烤由此得到钢板产品。以同于实施例1中的方法检验该钢板产品的磁特性及由此钢板制成的EI铁心的铁损性能。结果列于表24中。从表24可知，当钢坯加热温度不高于1250℃时，较弱的磁场与较强的磁场中的铁损之比低，最终增强了所得的EI铁心的铁损性能。
                                                            表24
  钢的编号   钢坯加热温度(℃)   铁损(w/kg)   A/B   磁能密度B8(T) EI铁心W10/50(w/kg)   注
  W10/50 W17/50(B)
  C9   1150   0.263   0.940   0.280   1.857   1.212 实施例
  1200   0.260   0.933   0.279   1.861   1.204 实施例
  1250   0.260   0.920   0.283   1.870   1.227 实施例
  1300   0.274   0.899   0.305   1.889   1.379 对比例
  1350   0.295   0.893   0.330   1.891   1.443 对比例
实施例11
将成分以表10中的C7标识的钢坯于1180℃下加热，然后以940℃的入口温度，在终热轧过程中以91.5％的终热轧的第一4道次累计压缩比热轧，以使制备厚2.4mm的热轧钢板卷。以10.3℃/秒的升温使每个板卷经受60秒的热轧板退火。酸洗后将该板卷于80℃连轧机轧至0.34mm的厚度。
接着，在去除油污后，以升温过程中设定的0.45的P(H2O)/P(H2)，恒温加热过程中设定的0.50的P(H2O)/P(H2)进行2分钟脱碳退火。一在钢板卷表面上涂覆由含0.2％的B和6％的TiO2的MgO组成的退火隔离剂后，以单纯N2气氛中最高为500℃，25％的N2和75％的H2混合气氛中最高为1050℃和单纯H2气氛中最高为1200℃的升温度及将板卷在最后温度下保温5小时进行最终退火。此后，去除未反应的隔离剂。此时，使热轧板退火的温度X℃和脱碳退火温度y℃按(x，y)在11个不同点改变：(750，800)、(800，750)、(800，850)、(800，950)、(900，750)、(900，800)、(900，850)、(1000，750)、(1000，800)(1000，800)及(1050，800)。涂由含40％的胶体二氧化硅的磷酸镁组成的绝缘涂层及在800℃下烘烤，由此得到钢板产品。以同于实施例1中的方法检验该钢板产品的磁特性及用此钢板制成的EI铁心的磁损性能。结果列于表25。表X和Y间的关系被确定为
800X≤1000及
(-x/2)+1200≤y≤(-x/2)+1000时，
较弱磁场与较强磁场中的铁损之比低，最终在所得的EI铁心中的铁损性能增加，如表25中所知。
                                                     表25
钢的编号 热轧板退火温度(℃) 脱碳退火温度(℃)   铁损(w/kg) A/B 磁道密度B8(T)   EI铁心W17/50(w/kg)   注
W10/50(A) W17/50(B)
  C7     750   800   0.778   ＞2.0   - 1.654     2.499 对比例
    800   750   0.761   ＞2.0   - 1.689     2.322 对比例
  850   0.390   1.350  0.289 1.852     1.736 实施例
  950   0.587   1.805  0.325 1.702     2.183 对比例
    900   750   0.386   1.344  0.287 1.851     1.735 实施例
  800   0.373   1.328  0.281 1.856     1.715 实施例
  850   0.377   1.331  0.283 1.857     1.719 实施例
    1000   750   0.380   1.331  0.285 1.855     1.728 实施例
  800   0.380   1.339  0.284 1.854     1.726 实施例
  850   0.457   1.466  0.312 1.804     1.933 对比例
    1050   800   0.467   1.475  0.317 1.807     1.942 对比例
实施例12
将表10中成分以C5标识的钢水用连铸机在电磁搅拌下铸成七块钢坯。于1230℃加热后，将这些钢坯。以980℃的入口温度在终热轧过程中以设定为(a)-(f)的92％或(g)的90.5％的终热轧第一4道次的累计压缩比进行热轧，由此得到各厚(a)2.0mm，(b)2.2mm，(c)2.5mm，(d)2.7mm，(e)3.2mm，(f)3.6mm和(g)13mm厚的热轧板卷。此后以15.3℃/秒的升温进行900℃，30秒的热轧板退火。将酸洗后的该板卷冷轧至0.49mm厚。这样，冷轧压缩比分别为：(a)76％，(b)78％，(c)80％，(d)82％，(e)85％，(f)86％，(g)96％。冷轧在120-180℃进行，并采用了连轧机。
接着，在去除油污后，以升温过程中没定为0.45的P(H2O)/P(H2)恒温加热过程中设定为0.5的P(H2O)/P(H2)于840℃进行2分钟脱碳退火。一在该钢板卷表面上涂覆由含0.3％的B和7％的TiO2的MgO组成的退火隔离剂，就以单纯N2气氛中最高为700℃、25％的N2和75％的H2混合气氛中最高为850℃和单纯的H2气氛中最高为1200℃的升温，然后将该板卷于最后温度下保温5小时进行最终退火。此后去除未反应的隔离剂。施加由含60％的胶状二氧化硅的磷酸镁构成的绝缘涂层，再于800℃烘烤，由此得到钢板产品。以同于实施例1中的方法检验该钢板产品的磁特性及用此钢板制成的EI铁心的磁损性能。结果列于表26。如表26所示，按照本发明以大于80％，但小于95％的冷轧压缩比生产的晶粒取向电磁钢板提供了低的在较弱磁场对较高磁场中的铁损比及所得的EI铁心中的极好的铁损性能。
                                表26
钢的编号 热轧后的板厚(mm) 冷轧后的板厚(mm) 冷轧压缩比(％) 铁损(w/kg) A/B 磁道密度B8(T) EI铁心W17/50(w/kg) 注
 W10/50(A)   W17/50(B)
C5     2.0     0.49     76   0.617   1.622  0.371   1.873   2.671 对比例
    2.2     0.49     78   0.608   1.666  0.365   1.864   2.473 对比例
    2.5     0.49     80   0.512   1.670  0.307   1.862   1.785 实施例
    2.7     0.49     82   0.511   1.680  0.304   1.859   1.770 实施例
    3.2     0.49     85   0.522   1.681  0.311   1.860   1.745 实施例
    3.6     0.49     86   0.531   1.679  0.316   1.857   1.757 实施例
    13     0.49     96   0.654   1.842  0.355   1.729   2.866 对比例
如上所述，本发明确保提供一种较弱磁场中与较强磁场中的铁损之比非常低的晶粒取向电磁钢板。因此，这种特殊钢板产生了如具有很特殊磁性能的EI铁心的最终产品。大量降低钢坯加热温度是可能的，由此，使用本发明工艺大大节能。

Claims (16)

1.一种具有低的在较弱磁场中的铁损与在较强磁场中的铁损之比的晶粒取向电磁钢板，它含有(重量％)：
约1.5-7.0％的Si、约0.03-2.5％的Mn、小于约0.003％的C、小于约0.002％的S和小于约0.002％的N；
晶粒直径小于1mm的晶粒数的比例为25-98％，晶粒直径为4-7mm的晶粒数的比例为45％，而晶粒直径大于7mm的晶粒数的比例小于10％，每个所述的晶粒埋在该钢板的厚度方向中；及
沉积在该钢板整个表面上的，由镁橄榄石构成的膜，所述的膜含(重量％)：约0.5-15％的Al、约0.1-10％的Ti和0.01-0.8％的B。
2.按照权利要求1的晶粒取向电磁钢板，其中所述的钢板还含约0.0010-0.080％(重量)的Sb。
3.一种生产具有低的在较弱磁场中的铁损与在较强磁场中的铁损之比的晶粒取向电磁钢板的方法，它包括：
将钢水铸成硅钢坯，所述钢水含约(重量％)：
C：0.005-0.070％，
Si：1.5-7.0％，
Mn：0.03-2.5％，
Al：0.005-0.017％，
N：0.0030-0.0100％，所述的钢水还含至少一种选自由
Ti：约0.0005-0.0020％，
Nb：约0.0010-0.010％，
B：约0.0001-0.0020％，
Sb：约0.0010-0.010％组成的物组中的元素，
通过在低于约1250℃的温度下加热，将所述钢坯热轧，或直接热轧；
最终热轧的出口温度在约800-970℃的范围内，接着以大于约10℃/秒的冷却速度将钢板淬火，再接着将钢板于低于约670℃的温度下卷成卷状；
以约5-25℃/秒的升温将所得钢板退火，同时将所得钢板于约800-1000℃的温度下保温短于约100秒；
将所述的退火板，以约80-95％的压缩比，用连轧机冷轧；
以在恒温加热过程中低于约0.7的水蒸汽分压与氢分压(P(H2O)/P(H2))和低于恒温加热过程中的(P(H2O)/P(H2))的升温过程中的(P(H2O)/P(H2))将所述冷轧板脱碳退火；
在所述脱碳退火板上涂退火隔离剂，所述的隔离剂含约1-20％(重量)的Ti化合物和约0.4-1.0％(重量)的B；
接着将所述经涂覆的板最终退火同时使其经受升温，或使之在所述升温时于至少约850℃的温度下在含氢气氛中保温。
4.一种生产在较弱和较强磁场中的铁损之比低的晶粒取向电磁钢板的方法，它包括：
将钢水铸成硅钢坯，所述钢水含约(重量％)：
C：0.005-0.070％，
Si：1.5-7.0％，
Mn：0.03-2.5％，
Al：0.005-0.017％，
N：0.0030-0.0100％，
Sb：0.0010-0.010％，
通过于低于约1250℃的温度加热要热轧所述钢坯，或直接热轧；
以高于约900℃的入口侧温度和大于约90％的第一4道次的累计压缩比进行终热轧；
以约5-25℃/秒的升温将所得钢板退火同时将所得的钢板于约800-1000℃的温度下保温约100秒；
以约80-95％的压缩比用连轧机冷轧此退火板；
以小于0.7的，恒温加热过程中的P(H2O)/P(H2)并以升温过程中的低于恒温加热过程中的P(H2O)/P(H2)比使所述冷轧板脱碳退火；
在所述的脱碳退火板上涂退火隔离剂，所述隔离剂含约1-20％(重量)的Ti化合物和约0.4-1.0％(重量)的B；及
接着将所述涂覆过的板最终退火，同时使其经受升温时或在升温过程中以至少高于约850℃的含氢气氛中保温。
5.按照权利要求3的方法，其中所述硅钢板坯中的Al和N组分之比基本在下式内，
             1.67≤Al/N≤2.18。
6.按照权利要求4的方法，其中所述硅钢坯中的组分Al和N之比基本在下式内：
             1.67≤Al/N≤2.18。
7.按照权利要求3的方法，其中使所述热轧板退火的温度X℃和脱碳退火的温度y℃基本在下式内：
             800≤X≤1000，及
            (-x/2)+1200≤y≤(-x/2)+1300。
8.按照权利要求4的方法，其中使所述热轧板退火的温度X℃的脱碳退火温度y℃基本在下式内：
             800≤X≤1000，及
            (-x/2)+1200≤y≤(-x/2)+1300。
9.按照权利要求3的方法，其中在铸造所述钢水中进行电磁搅拌。
10.按照权利要求4的方法，其中在铸造所述钢水时进行电磁搅拌。
11.按照权利要求3的方法，其中所述的硅钢坯含至少一种选自基本上内由
            Cr：0.0010-0.30％(重量)和
            Sn：0.0010-0.30％(重量)组成的物组中的组分。
12.按照权利要求4的方法，其中所述的硅钢坯含至少一种选自基本上由
            Cr：0.0010-0.30％(重量)
            Sn：0.0010-0.30％(重量)组成的物组中的组分。
13.按照权利要求3的方法，其中所述的冷轧在高于90℃的温度下进行。
14.按照权利要求4的方法，其中所述的冷轧在高于90℃的温度下进行。
15.按照权利要求3的方法，其中所述的冷轧在高于约120℃和低于约180℃之间的温度下进行。
16.按照权利要求4的方法，其中所述的冷轧在高于约120℃和低于约180℃之间的温度下进行。
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