专利名称：一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂及其使用方法
技术领域：
本发明涉及冶金过程中金属表面的化学处理，尤其涉及改善晶粒取向硅钢表面 状况的退火隔离剂以及该退火隔离剂的使用方法。
背景技术：
晶粒取向硅钢生产中，钢板需要在湿的氮氢混合保护气氛中进行连续脱碳退火 处理，目的是使钢板中的碳含量降到30ppm以下，以防止成品发生磁时效。在脱碳退火 过程中钢板表面会形成以Si02*Fe2Si04*主要成分的氧化层，该氧化层在二次再结晶退 火过程中与钢板表面涂敷的以氧化镁为主要成分的退火隔离剂发生固态扩散反应，形成 硅酸镁玻璃膜底层。硅酸镁玻璃膜底层可以防止钢板粘结并起到净化钢质的作用，此外 玻璃膜底层和施加在其上的张力涂层还可以为最终成品提供绝缘和张力效果。但是由于 该硅酸镁玻璃膜底层在具有上述优点的同时，也因为其自身硬度高等特点造成了产品的 冲片性能差，同时还阻碍了晶粒取向硅钢铁心损耗的进一步降低。为了解决上述问题，目前也有一些现有技术致力于发展无玻璃膜底层的晶粒取 向硅钢。其中一种是通过酸洗的方法去掉取向硅钢表面玻璃膜底层，但要完全洗掉玻璃 膜底层包括氧化物夹杂，需要在强酸中长时间浸泡洗掉约10 ym厚度的表面层，该方法 制造成本高，并在药剂管理和环境污染等方面存在较大障碍。还有一种方法是在制备晶粒取向硅钢的过程中采用不与钢板表面氧化膜起反应 的高纯度三氧化二铝替代氧化镁作为退火隔离剂。二次再结晶退火过程中作为退火隔离 剂的三氧化二铝与钢板表面不反应，可直接得到无玻璃膜底层产品。但此方法尚不能完 全消除钢板近表面氧化物夹杂，对铁心损耗降低的效果也有限。还有一种方法是使用添加氯化物的氧化镁作为退火隔离剂，通过界面反应将玻 璃膜底层去除，获得无玻璃膜底层产品。而该方法的缺点在于添加大量的氯化物会在二 次再结晶退火过程中对钢板表面造成一定的腐蚀，影响表面抑制剂，造成二次再结晶不稳定。
发明内容
本发明目的之一是提供一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂，该退火隔离 剂在高温退火过程中可使钢板表面形成疏松硅酸镁，然后通过氯化物的腐蚀反应去除硅 酸镁玻璃膜底层和氧化物夹杂，直接获得表面光洁和磁性能稳定的产品。本发明目的之一是提供一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂的使用方法， 该方法通过使用具有特定成分配比的退火隔离剂和控制脱碳渗氮、退火等步骤的工艺参 数来获得表面光洁和磁性能稳定的产品。本发明的技术构思是通过使用组成为氧化镁、二氧化硅、氯化物的退火隔离 剂，使得隔离剂中的二氧化硅参与固相反应，在钢板表面形成疏松的硅酸镁底层，保护
4气体容易进入钢板间，有利于净化钢质，同时也降低了氧化物在钢板表面的附着性，从 而使氧化物在后续步骤中易于去除。加入氯化物的目的是将钢板表面形成的质地疏松的 硅酸镁底层和近表面氧化物夹杂去除，形成光洁表面。此外在使用上述退火隔离剂时，通过控制脱碳渗氮步骤中的氧含量以保证在高 温退火步骤中将表面氧化物完全去除，通过控制脱碳渗氮步骤中的氮含量以在钢板中形 成有效的抑制剂，从而保证高温退火过程中二次再结晶的完善，获得具有良好磁性能的产品。根据本发明的上述目的和技术构思，提出一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔 离剂，其化学成分的质量份数组成为氧化镁 100份二氧化硅 5 50份氯化物 1 10份。优选地，所述氯化物为氯化镁、氯化钙或氯化锶。优选地，所述退火隔离剂化学成分的质量份数组成为氧化镁100份二氧化硅5 50份氯化物 2.5 10份。相应地，本发明还提供了一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法， 包括下列步骤(1)冶炼用转炉或电炉炼钢，钢水经二次精炼和连铸后，获得硅钢板坯的化 学成分质量百分比组成为C: 0.015 0.06%，Si: 2.5-4.0%,酸可溶性A1 0.015 0.04%, Mn 0.06 ~ 0.45%, Cu 0.01 ~ 0.29%, S <0.012%, N <0.01%,余量为
Fe及其他不可避免的杂质；(2)热轧常化将上述硅钢板坯加热到1200°C以下热轧制成热轧板，热轧板在 900 1150°C进行30 200s的常化退火，接着进行酸洗；(3)冷轧用一次或带中间退火的二次以上冷轧方法将上述热轧板轧制成冷轧 板；(4)脱碳渗氮将上述冷轧板在氮氢混合保护气氛中进行脱碳退火处理，渗氮 处理在脱碳退火之前、之后或者同时进行；(5)涂敷退火隔离剂高温退火在上述经过脱碳渗氮的钢板表面涂布化学成分 质量份数组成为100份氧化镁、5 50份二氧化硅、1 10份氯化物的退火隔离剂，之 后进行高温退火；(6)涂敷绝缘涂层并进行拉伸平整退火。优选地，所述步骤(4)中脱碳退火处理要将冷轧板中的碳含量降低到25ppm以 下，氧含量控制在2.0g/m2以下。优选地，所述步骤⑷中渗氮处理要将氮含量控制在150 350ppm。优选地，所述步骤(5)中高温退火是在氢气质量份数为25 100%的干的氮氢混 合气氛中，露点<0°c，温度为1150 1250°C的条件下，保温15小时以上。优选地，步骤(5)中所述氯化物为氯化镁、氯化钙或氯化锶。
优选地，所述步骤(5)中退火隔离剂化学成分的质量份数组成为氧化镁 100份二氧化硅 5 50份氯化物 2.5 10份。本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，获得的晶粒取向硅钢 成品表面光洁度高和磁性能稳定，同时具有优异的冲片性能。
图1为本发明实施例11的成品样品光学截面照片。图2为比较例3的成品样品光学截面照片。图3为比较例4的成品样品光学截面照片。
具体实施例方式实施例1-6为本发明用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂的6种优选方案，其具 体成分配比见表1。表1实施例1-6和比较例中退火隔离剂的成分配比
权利要求
1.一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂，其特征在于其化学成分的质量份数组 成为氧化镁 100份二氧化硅 5 50份氯化物 1 10份。
2.如权利要求1所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂，其特征在于所述氯化物 为氯化镁、氯化钙或氯化锶。
3.如权利要求2所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂，其特征在于其化学成分 的质量份数组成为氧化镁 100份二氧化硅 5 50份氯化物 2.5 10份。
4.一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，其特征在于包括下列步骤(1)冶炼用转炉或电炉炼钢，钢水经二次精炼和连铸后，获得硅钢板坯的化学成 分质量百分比组成为C: 0.015 0.06%，Si: 2.5 4.0%，酸可溶性Al 0.015 0.04%, Mn: 0.06 ~ 0.45%, Cu: 0.01 ~ 0.29%, S <0.012%, N <0.01%,余量为 Fe及其他不可避免的杂质；(2)热轧常化将上述硅钢板坯加热到1200°C以下热轧制成热轧板，热轧板在900 1150°C进行30 200s的常化退火，接着进行酸洗；(3)冷轧用一次或带中间退火的二次以上冷轧方法将上述热轧板轧制成冷轧板；(4)脱碳渗氮将上述冷轧板在氮氢混合保护气氛中进行脱碳退火处理，渗氮处理 在脱碳退火之前、之后或者同时进行；(5)涂敷退火隔离剂高温退火在上述经过脱碳渗氮的钢板表面涂布化学成分质量 份数组成为100份氧化镁、5 50份二氧化硅、1 10份氯化物的退火隔离剂，之后进 行高温退火；(6)涂敷绝缘涂层并进行拉伸平整退火。
5.如权利要求4所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，其特征在于所 述步骤(4)中脱碳退火处理要将冷轧板中的碳含量降低到25ppm以下，氧含量控制在小 于等于2.0g/m2。
6.如权利要求5所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，其特征在于所 述步骤(4)中渗氮处理要将氮含量控制在150 350ppm。
7.如权利要求6所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，其特征在于 所述步骤(5)中高温退火是在氢气质量份数为25 100%的干的氮氢混合气氛中，露点 < 0V,温度为1150 1250°C的条件下保温15小时以上。
8.如权利要求7所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，其特征在于步 骤(5)中所述氯化物为氯化镁、氯化钙或氯化锶。
9.如权利要求8所述的用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，其特征在于步 骤(5)中退火隔离剂化学成分的质量份数组成为氧化镁 100份二氧化硅 5 50份 氯化物 2.5 10份。
全文摘要
本发明公开了一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂，其化学成分的质量份数组成为100份的氧化镁，5～50份的二氧化硅以及1～10份的氯化物。相应的还公开了一种用于晶粒取向硅钢制备的退火隔离剂使用方法，该方法通过使用该退火隔离剂、控制脱碳渗氮条件和退火条件能够制备一种表面光洁度良好、具有优良磁性能和加工性能的无玻璃膜底层晶粒取向硅钢。
文档编号C21D1/68GK102021282SQ200910195989
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者吉亚明, 李国保, 许云鹏, 赵自鹏, 黄昌国 申请人:宝山钢铁股份有限公司