一种高磁感取向硅钢及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种取向硅钢及其生产方法，具体地属于一种高磁感取向硅钢及生产 方法。
【背景技术】
[0002] 目前，根据抑制剂体系的不同，工业生产高温铸坯加热取向硅钢有三种代表性的 技术，都可获得较高的成品磁性。但是，在1400°c的高温加热铸坯会产生许多问题，如氧化 渣增多、烧损大、成材率降低、修炉频率高、制造成本增高、产品表面缺陷多等。采用较低的 铸坯加热温度则可有效的避免这些问题，同时还可降低生产中的能耗成本。目前采用低温 (加热温度< 1280°C)板坯加热的取向硅钢工业生产主要有：1)采用固有抑制剂的俄罗斯的 (AIN+Cu)成分系及德国蒂森克虏伯的Cu2S系；2)采用后期获得抑制剂的以日本新日铁为代 表的在热乳后至高温退火前渗氮工艺；3)JFE开发的通过高纯化无抑制剂的生产工艺。上 述生产方法中，俄罗斯的（AIN+Cu)系工艺，存在要加多量的Cu(0. 50%)，并采用二次冷乳法 生产，成本高，且表面质量难以控制，性能Bs< 1.89T;德国蒂森克虏伯的工艺则要采用较 高的常化温度（多1100°C);新日铁工艺则要增加渗氮设备；而JFE的无抑制剂工艺则要求 钢质高纯净化（S，N，0,Als等均< 30ppm)，增加了炼钢成本。
[0003] 中国专利申请号为CN201110444436. 6的文献，公开了一种用薄板坯连铸连乳生 产的一般取向硅钢及制造其方法。其组分及重量百分比为：C:0.015~0.055%，Si:2. 5~ 4· 0%，Μη:0· 10~(λ40%，P彡 0· 025t%，S彡 0· 010%，Als:0· 010~(λ025%，N:0· 0065 ~ 0. 0075%，Cu:0. 30~0. 60 %，其余为Fe及不可避免的杂质；其步骤：冶炼并采用薄板坯连 铸连乳；酸洗后第一次冷乳；在含有湿气的N2、H2气氛下进行中间完全脱碳退火；第二次冷 车L，乳至所需厚度；在队、H2气氛下进行回复退火、涂布氧化镁隔离剂、进行高温退火、进行 平整拉伸，并涂布绝缘层。该发明利用A1N与ε-Cu作为抑制剂，其虽后工序不需常化及渗 氮，生产成本降低，且成品性能均匀，但需采用二次冷乳，相对成材率较低，生产成本高。
[0004] 中国专利申请号为CN201110033117. 6的文献，公开了一种高磁感取向硅钢的生 产方法，其包括如下步骤：a)炼钢、连铸生产出板坯，板坯成分重量百分比为：C0.05~ 0.10%，Si2.5~4.0%，S0.008 ~ 0.028%，Als0.008 ~ 0.040%，N0.004 ~0.012%， Μη0.08~0.20%，Cu0.08~0.30 %，其余为Fe及不可避免的杂质；b)上述板坯在加热炉 内经不高于1250Γ的温度保温后进行热乳，终乳温度在850°C以上；c)对热乳板进行退火、 酸洗、一次冷乳或包含中间退火的两次冷乳，乳至成品厚度；d)对冷乳板进行脱碳退火，即 将冷乳板加热到800~880°C的均热温度，在湿的氮氢保护气氛中保温，保温时间不大于5 分钟，脱碳退火后钢板平均晶粒直径为13~29μπι;e)涂布以氧化镁为主要成分的退火隔 离剂，之后进行高温退火；f)在最终冷乳后、高温退火二次再结晶之前进行渗氮处理；g)涂 布绝缘涂层，并进行拉伸平整退火。此文献在最终冷乳后、高温退火二次再结晶之前进行渗 氮处理，增加了生产成本。
[0005] 中国专利申请号为CN200810222026. 5的文献，公开了一种低温加热取向电工钢 的生产方法。铸坯在1050 - 1100°C加热后热乳，开乳温度为900 - 1100°C，终乳温度为 850 - 950°C，乳成1. 5 - 3. 0mm厚的热乳板；在650 - 750°C进行高温卷取，卷取后淬水或 者保温lOmin- 2h;然后经一次或者带中间退火的二次冷乳到成品厚度，其最终总压下率 为80 - 90% ;再经脱碳退火，渗氮处理后涂MgO隔离剂并高温退火得到最终成品；所述的 铸坯成分为：〇· 005 - 0· 08%C，2. 5 - 6. 5%Si，0. 015 - 0· 04%Als，0. 001 - 0· 4%Mn， 0· 01 -L0%Cu，S彡（λ03%，P彡（λ02%，(λ003 -(λ010%N，其余为Fe及不可避免的夹 杂物；均为质量百分比。此文献同样须在高温退火二次再结晶之前进行渗氮处理，增加了生 产成本。
[0006] 中国专利申请号为CN200410099080. 7的文献，公开了一种取向硅钢及其生产方 法和装置，其组分（重量百分比）为：C0.035~0.060%、Si2. 5~3. 5%、Μη0.08~ 1.8 %、S0.005 ~0.010%、Als0.015 ~0.035%、Ν0.0050 ~0.0090 %、Sn0.01 ~ 0· 15%、P0· 010 ~0· 030%、Cu0. 05 ~0· 12%、余Fe。其生产方法包括： a.冶炼；b.热乳，铸坯加热到1100~1200°C，开乳温度小于1200°C，终乳温度850°C以上，卷取温度650°C以下；c.常化，热乳板进行1050~1180°C(1~20秒）和850~ 950°C(30~200秒）的常化退火，并快速冷却；d.冷乳，用一次或带中间退火的二次以上 冷乳方法乳到成品板厚度；e.渗氮、脱碳，涂布以MgO为主要成分的高温退火隔离剂；高温 退火及热平整退火。该文献同样须进行渗氮处理。
【发明内容】
本发明在于解决现有技术工艺长，生产效率低，对降低生产成本不利的不足，提供一种 在保证钢板次性能的前提下，仅采取一次冷乳法，且无需进行渗氮处理的高磁感取向硅钢 及生产方法。
[0007] 实现上述目的的措施： 一种高磁感取向硅钢，其组分及重量百分比含量为：C:0. 015~0. 075%，Si:2. 80~ 3. 60%，Als:0· 010 ~0· 020%，N:0· 0050 ~0· 0090%，Mn:0· 300 ~1. 00%，S:彡 0· 0150%， 其余为铁和不可避免的杂质；并满足：Mn/S不低于50,添加？、&1、513、311、(>和48中的一种 或几种，且满足 〇· 20% 彡（P+Cu+Sb+Sn+Cr+As)彡 0· 60%。
[0008] 生产一种高磁感取向娃钢的方法，其步骤： 1) 出钢后进行铸坯，并对铸坯加热，其加热温度在1100~1280°C; 2) 进行热乳，控制终乳温度在900°C~1050°C; 3) 进行卷取，控制卷取温度在不超过600°C; 4) 进行常化，常化温度控制在1050~1150°C，并在此温度下保温30~180s; 5) 经酸洗后进行一次性冷乳发乳制至成品厚度； 6) 进行脱碳退火，控制脱碳退火温度在750~900°C，并在此温度下保温60~180s，控 制炉内露点不超过25°C，炉内保护气氛为湿式氏与N2混合气体，其中，Η2体积含量在15~ 80% ； 7) 涂布以MgO为主要成分的高温退火隔离剂； 8) 按照常规进行高温退火。
[0009] 本发明中各元素及主要工艺的作用及机理 C，碳为取向硅钢制造的重要元素，小于0. 03%C时，特别是小于0. 02%C的3. 25%Si钢 已无相变，铸坯在加热时晶粒明显粗化，热乳带沿板厚方向中心区的形变晶粒粗大，〈11〇> 纤维织构强，冷乳和脱碳退火后残存有形变晶粒，高温退火后二次再结晶不完全，使磁性降 低，但碳含量过高，会造成脱碳困难，因本发明中另一奥氏体形成元素Μη含量较高，因此， 碳含量为〇. 015%~0. 075% ; Si，取向电工钢中加入Si能够增加电阻率，降低铁损，但是Si含量增加会导致加工脆 性，因此，为保证加工性需控制Si的含量，Si含量在2. 80%~3. 60%之间； Mn、S，在彡1360°C加热的高温取向硅钢生产中，Mn、S为有利析出MnS形成元素，因此S彡0. 0250%，但本发明强调彡1280°C低温热乳，且以A1N为主要抑制剂，需保证MnS以大 颗粒态析出，在常化后不形成MnS+AIN的复合析出，因此需Mn/S不低于50,同时Μη含量提 高可降低涡流