本發(fā)明屬于高硅鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地屬于一種高磁感無取向高硅鋼連續(xù)退火工藝。
背景技術(shù)：
：高硅鋼一般是指質(zhì)量分數(shù)含4.5％～6.7％Si的Fe-Si合金，而通用高硅鋼是指質(zhì)量分數(shù)含6.5％Si的Fe-Si合金。自從1900年哈德菲爾德發(fā)現(xiàn)加Si能改善鋼的磁性能以來，人們就嘗試通過增加鋼中Si含量來降低鐵損(PT)從而改善硅鋼的磁性能。1928年舒爾茨(A.Schulze)發(fā)現(xiàn)含6.5％Si的Fe-Si合金的磁致伸縮(λs)近似為零。1942年魯?shù)?W.E.Ruder)指出由于含6.5％Si的Fe-Si合金的磁各向異性常數(shù)K1和λs比含3％Si的Fe-Si合金更低，而電阻率ρ更高，所以鐵損(PT)更低。1964年布朗(D.Brown)等證明含6.5％Si的Fe-Si合金單晶體比含3％Si的Fe-Si合金單晶體的P10/50低0.2W/kg，λs低90％，Kl低30％。從而得出鋼中含Si量為6.5％時，能獲得最好的綜合磁性能。對于無取向硅鋼的性能指標(biāo)主要包括材料鐵損、磁感和磁各向異性等。影響無取向電工鋼磁感應(yīng)強度的主要因素是化學(xué)成分和晶體織構(gòu)。通常硅、鋁、錳等含量提高，導(dǎo)致磁感應(yīng)強度降低，對于無取向電工鋼來說，理想的晶體織構(gòu)為{100}<uvw>面織構(gòu)，一般有{100}<011>，{111}<112>，{110}<001>和{112}<011>等織構(gòu)組成。通過調(diào)整成分和改善制造工藝加強{100}組分和減弱{111}組分是提高無取向電工鋼磁感的重要途徑。無取向電工鋼的鐵損由磁滯損耗Ph、渦流損耗Pe和反常損耗Pa等組成。影響磁滯損耗Ph的因素有晶體織構(gòu)、雜質(zhì)、夾雜物、內(nèi)應(yīng)力、晶粒尺寸、鋼板厚度、鋼板表面狀態(tài)和主要化學(xué)成分等。無取向電工鋼中{100}面織構(gòu)高，Ph降低；平均晶粒尺寸大，晶界所占面積減小，Ph降低，但也導(dǎo)致Pe增大；硅元素降低鐵的K1和λs，磁化更容易，Ph降低，同時硅元素又提高電阻率，Pe降低，退火工藝對晶體織構(gòu)和晶粒尺寸均有影響。中國發(fā)明專利申請(申請公布號：CN105369125A，申請公布日：2016-03-02)公開了一種無取向高硅鋼薄板及制備方法，該專利申請的制備方法采用雙輥鑄軋機制備高硅鋼坯料，經(jīng)熱軋、溫軋、冷軋至工藝厚度，再經(jīng)酸洗和退火制備出高硅鋼成品，其中退火工藝為采用加熱段溫度控制在1000～1150℃，并使鋼帶停留20～60s；控制均熱段溫度在800～950℃，鋼帶停留時間在3～10min；保護氣體為N2及H2的混合氣，其中H2比例控制在不低于25％，或全H2，爐內(nèi)氣體露點控制在-30～20℃。但該專利申請的退火工藝無法同時兼顧磁感和鐵損，當(dāng)退火溫度低于900℃時，鋼板的磁感較高，退火后鋼板晶粒細小但鐵損也較高；當(dāng)退火溫度高于950℃時，退火后試樣中{100}組分下降，鋼板磁感下降，鋼板晶粒粗大，鐵損降低。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種高磁感無取向高硅鋼連續(xù)退火工藝；通過對生產(chǎn)制備的高磁感無取向高硅鋼的薄帶坯料分級進行熱處理，具體包括在保護氣氛作用下的升溫加熱段退火工藝、第一段均熱退火工藝和第二段均熱退火工藝，保證了生產(chǎn)的鋼板磁感強度不變，且降低了鐵損。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種高磁感無取向高硅鋼連續(xù)退火工藝，所述高磁感無取向高硅鋼的薄帶坯料通過如下步驟獲得：1)冶煉，按照設(shè)計組份及重量百分含量進行常規(guī)鋼水冶煉，控制鋼液的出鋼溫度為1480～1550℃；2)鑄軋，將所得鋼液在防氧化氣氛保護下澆鑄到同步等徑雙輥鑄軋機中，控制鑄軋速度為25～50m/min，得到厚度為1.0～3.0mm的鑄軋板坯；3)熱軋，在防氧化氣氛保護下對鑄軋板坯進行熱軋，控制熱軋溫度為900～1200℃，并控制首道次壓下率不小于20％，其余各道次壓下率在8～15％，總壓下率不低于60％，獲得厚度為0.8～1.0mm的熱軋板坯；4)溫軋，在防氧化氣氛保護下對熱軋板坯進行溫軋，控制溫軋溫度為300～800℃，并控制各道次壓下率在3～20％，總壓下率控制在45～70％，獲得厚度為0.30～0.45mm的溫軋薄帶；5)冷軋，對所得溫軋薄帶進行冷軋，控制冷軋溫度為100～200℃，并控制各道次壓下率在1～10％，最終獲得厚度為0.10～0.30mm的冷軋薄帶；6)酸洗，對所得冷軋薄帶進行酸洗，控制酸洗溫度為60～90℃，酸洗液的質(zhì)量百分濃度為8～20％，酸洗時間為1～10min；所述連續(xù)退火工藝是對上述高磁感無取向高硅鋼的薄帶坯料分級進行熱處理的過程，它包括在保護氣氛作用下的升溫加熱段退火工藝、第一段均熱退火工藝和第二段均熱退火工藝；所述升溫加熱段退火工藝的條件為：控制熱處理溫度在1000～1150℃，薄帶坯料停留時間為20～60s；所述第一段均熱退火工藝的條件為：控制熱處理溫度在800～900℃之間，薄帶坯料停留時間為1～5min；所述第二段均熱退火工藝的條件為：控制熱處理溫度在950～1250℃之間，薄帶坯料停留時間為1～15min；最終獲得高磁感無取向高硅鋼薄帶成品。進一步地，所述升溫加熱段退火工藝的條件為：控制熱處理溫度在1100～1150℃之間，薄帶坯料停留時間為25～35s。再進一步地，所述第一段均熱退火工藝的條件為：控制熱處理溫度在850～900℃之間，薄帶坯料停留時間為3～5min。更進一步地，所述第二段均熱退火工藝的條件為：控制熱處理溫度在1000～1200℃之間，薄帶坯料停留時間為5～10min。更進一步地，所述保護氣氛為單一組份氫氣，或者為氫氣與氮氣的混合氣體，且混合氣體中氫氣的質(zhì)量濃度不低于25％。更進一步地，所述升溫加熱段退火工藝、第一段均熱退火工藝和第二段均熱退火工藝中的氣氛露點控制在-30～0℃。本發(fā)明連續(xù)退火工藝的原理：無取向電工鋼冷軋板內(nèi)常見的晶粒取向按儲存能由低至高的順序排列為{001}<100>、{112}<110>、{111}<110>、{111}<112>。因此變形基體內(nèi){111}<110>、{111}<112>取向的晶粒在退火過程中率先發(fā)生再結(jié)晶而被吞噬，{001}<110>、{112}<110>取向的晶粒則在退火后續(xù)階段才發(fā)生再結(jié)晶，因此適當(dāng)提高退火溫度可以提高鋼板磁感；但是退火溫度過高時，各位向的晶粒可能同時發(fā)生再結(jié)晶，鋼板磁感反而下降。一般再結(jié)晶晶粒尺寸d與溫度T間滿足如下關(guān)系式：QN為再結(jié)晶形核激活能，Qv為晶界移動激活能，在大多數(shù)情況下，QN和Qv基本保持相等，即初次再結(jié)晶晶粒尺寸與再結(jié)晶溫度無關(guān)，而當(dāng)冷軋板完成再結(jié)晶后，繼續(xù)加熱過程中晶粒發(fā)生長大，退火溫度升高晶粒粗大，退火時間延長晶粒粗大，但對晶粒的取向幾乎沒有影響。因此本發(fā)明采用兩段式均熱退火工藝，第一階段：冷軋板在800～900℃退火1～5分鐘，在此期間冷軋板完成初次再結(jié)晶；第二階段：將完成初次再結(jié)晶的鋼板加熱到950℃～1250℃，保溫1～15分鐘，使得初次再結(jié)晶晶粒繼續(xù)長大。有益效果：本發(fā)明通過控制高磁感無取向高硅鋼的薄帶坯料的熱處理過程，將現(xiàn)有的均熱退火工藝采用兩段式均熱退火，并控制每一段鋼板的退火溫度和停留時間，在保證鋼板磁感強度不變的基礎(chǔ)上，鋼板鐵損下降10～20％，生產(chǎn)的高磁感無取向高硅鋼綜合性能優(yōu)異，具備較好的應(yīng)用前景。具體實施方式為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實施例。表1為實施例1～4、對比例1～4在連續(xù)退火工藝中的工藝參數(shù)。表1本發(fā)明各實施例和對比例的連續(xù)退火工藝參數(shù)在連續(xù)退火工藝之前，鋼帶還需要一系列工藝處理過程，如冶煉、鑄軋、熱軋、溫軋、冷軋及酸洗后得到鋼帶。具體工藝參數(shù)如表2和表3。表2本發(fā)明各實施例的冶煉、鑄軋、軋制工藝表3本發(fā)明各實施例的酸洗工藝實施例酸洗溫度(℃)酸液的質(zhì)量濃度(％)酸洗時間(min)185153270157370108475156由上述各實施例1～4和對比例1～4的工藝過程制備得到產(chǎn)品的性能參數(shù)如表4。表4本發(fā)明各實施例和對比例制備所得產(chǎn)品的性能結(jié)果列表由表4可知，本發(fā)明的各實施例在保證主要工藝參數(shù)均在規(guī)定范圍時，可獲得磁性性能良好的高硅鋼成品，其中磁感B8為1.36～1.38T，鐵損P0.5/2000為24.3～28.1W/kg，P1.0/1000為30.0～38.50W/kg，P1.0/400為8.8～10.1W/kg，P1.5/50為1.8～2.4W/kg，在保證鋼板磁感強度不變的基礎(chǔ)上，降低了鐵損。以上實施例僅為最佳舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。除上述實施例外，本發(fā)明還有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3