專利名稱：一種以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的 制備方法。
背景技術(shù)：
取向硅鋼(包括普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼)是一種含硅約3%的軟磁材料， 由于具有強(qiáng)的{110} (001)高斯織構(gòu)，從而沿軋向具有低鐵損和高磁感應(yīng)強(qiáng)度，主要用于變 壓器鐵芯。它是鋼鐵工業(yè)中唯一運(yùn)用二次再結(jié)晶現(xiàn)象生產(chǎn)的產(chǎn)品，是織構(gòu)控制技術(shù)在工業(yè) 化生產(chǎn)中較為成功的應(yīng)用?，F(xiàn)有取向硅鋼的生產(chǎn)流程為冶煉一連鑄一加熱一熱軋一常化 處理一酸洗一冷軋一中間退火一二次冷軋一脫碳退火一涂MgO隔離層一高溫退火一拉伸 平整退火一涂絕緣層一激光處理一剪切、包裝。取向硅鋼的制造流程設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)調(diào)控 的目標(biāo)是在高溫退火過程中通過二次再結(jié)晶過程形成強(qiáng)高斯織構(gòu)，其核心是抑制劑控制技 術(shù)。為了獲得具有合適數(shù)量和尺寸的細(xì)小、彌散分布的抑制劑粒子，通常需要在煉鋼時(shí)加 入抑制劑形成元素。為了保證獲得穩(wěn)定的高磁性，必須在熱軋前對鑄坯進(jìn)行135(T140(TC 的加熱固溶處理，以使連鑄后緩冷過程中變粗的硫化物和氮化物重新固溶。在熱軋或熱帶 退火階段，又希望硫化物和氮化物以彌散狀態(tài)析出，這些析出物必須保持至冷軋后二次再 結(jié)晶開始。即使在罩式爐退火過程中，也必須避免抑制劑因過早固溶或粗化而導(dǎo)致抑制作 用降低。但是，在1400°C左右的高溫加熱板坯會產(chǎn)生許多問題如氧化鐵皮多、燒損大、成 材率低；修爐頻率高、產(chǎn)量降低；燃料消耗多、爐子壽命短、制造成本高、產(chǎn)品表面缺陷增多 等。另一種方法是在脫碳退火后進(jìn)行滲氮處理。但是，滲氮法在控制抑制劑的均勻性方面 存在一定難度。另外，現(xiàn)有生產(chǎn)流程還存在設(shè)備投資大、工序復(fù)雜、能耗大、環(huán)境負(fù)荷大等問 題。雙輥薄帶連鑄是一種利用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥將液態(tài)金屬直接澆鑄成薄帶、可省去 加熱和熱軋工序的短流程近終形成形技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、低成本等優(yōu)勢。另外，雙輥薄 帶連鑄具有將鋼水快速凝固的特點(diǎn)，其高達(dá)10，104°C /s的冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)連鑄厚 板坯的冷卻速度。借助其較快的冷卻速率，取向硅鋼薄帶坯可以獲得較之常規(guī)連鑄坯更加 均質(zhì)、細(xì)小的初始凝固組織，并使抑制劑形成元素處于固溶狀態(tài)，有利于后續(xù)處理過程中組 織、抑制劑的控制和成品板磁性能的改善。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)雙輥薄帶連鑄取向硅鋼的現(xiàn)有專利文獻(xiàn)，如EP 0390160B1, US 2003/0155040A1, WO 02/50315 A2，均公開了利用雙輥薄帶連鑄制造取向硅鋼的方法。但 是，這些方法僅對高溫薄帶坯進(jìn)行連續(xù)冷卻或連續(xù)熱軋，沒有將連續(xù)冷卻和連續(xù)?；幚?結(jié)合起來，故在冷軋之前需對薄帶坯進(jìn)行再加熱退火處理，增加了處理工序，也沒有最大程 度地發(fā)揮出雙輥薄帶連鑄技術(shù)在取向硅鋼抑制劑調(diào)控上的優(yōu)勢和潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的制備方法，制備出含有大量細(xì)小、彌散分布的氮化鋁抑制劑的取向硅鋼薄帶坯。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案包括冶煉，連鑄；連續(xù)冷卻和連續(xù)常化步驟，其特征在 于，將冶煉形成的鋼水經(jīng)雙輥連鑄機(jī)連鑄后導(dǎo)出，形成厚度為2 5mm取向硅鋼薄帶坯，對其 進(jìn)行連續(xù)冷卻，冷卻速率為10(T30(TC /s，終冷溫度為95(T105(TC ；然后將連續(xù)冷卻后的薄 帶坯在90(T95(TC保溫2飛分鐘后，再以2(T40°C /s的冷卻速率冷卻至100°C以下，得到取 向硅鋼薄帶坯成品，在薄帶坯中形成的彌散分布的氮化鋁抑制劑的尺寸范圍為3(Tl00nm ；
所述原料的化學(xué)成分按重量百分比為=Si 2. 8 3. 4%，C 0. 04、. 07%，N 0. 003 0. 008%, Als 0. 02、. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素；
所述的薄帶坯從雙輥連鑄機(jī)導(dǎo)出時(shí)的溫度為130(Γ1400 。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)及其有益效果是
本發(fā)明的制造工藝簡單，既省去了取向硅鋼薄帶坯的高溫再加熱固溶工序，又能充分 發(fā)揮出雙輥薄帶連鑄技術(shù)在取向硅鋼抑制劑調(diào)控上的優(yōu)勢和潛力，能夠獲得具有滿意的形 態(tài)和分布特征的氮化鋁抑制劑質(zhì)點(diǎn)，為后續(xù)高溫退火過程中二次再結(jié)晶的發(fā)生提供了必要 條件。


圖1本發(fā)明的以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯制備方法的工藝流程示意圖 圖2本發(fā)明的實(shí)施例1中取向硅鋼薄帶坯中氮化鋁抑制劑的透射電鏡照片
圖3本發(fā)明的實(shí)施例1中取向硅鋼薄帶坯中氮化鋁抑制劑的能譜分析照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的制備方法工藝流程如圖1所示。 其工藝過程為中頻真空感應(yīng)爐1內(nèi)的鋼水倒入中間包2內(nèi)，中間包2內(nèi)的鋼水再流入由兩 個(gè)旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥3組成的空腔內(nèi)形成熔池4，熔池4內(nèi)的鋼水與結(jié)晶輥3接觸并形成凝殼， 隨著金屬熱量不斷地被結(jié)晶輥3導(dǎo)出，鋼水繼續(xù)凝固，形成薄帶坯5。薄帶坯5出結(jié)晶輥3 后立即通過氣霧冷卻和層流水冷卻設(shè)備6對其進(jìn)行連續(xù)冷卻處理，然后再通過常化處理設(shè) 備 對其進(jìn)行連續(xù)?；幚怼Ｏ旅娼Y(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于下述的實(shí)施 例
實(shí)施例1
(1)冶煉，連鑄首先將原料在中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉，將冶煉形成的鋼水經(jīng)雙輥連鑄 機(jī)連鑄后導(dǎo)出，導(dǎo)出溫度為1370°c，形成厚度為2. 2mm的取向硅鋼薄帶坯，薄帶坯的化學(xué)成 分按重量百分比為Si 3. 1%，C 0. 053%, N 0. 004%, Als 0. 034%，余量為Fe及不可避免的雜 質(zhì)；
(2)連續(xù)冷卻對連鑄出的薄帶坯進(jìn)行連續(xù)冷卻，冷卻速率為200°C/s，終冷溫度為 IOOO0C ；
(3)連續(xù)常化連續(xù)冷卻后的薄帶坯在920°C保溫2分鐘后，再以25。C/s的冷卻速率 冷卻至100°C以下；得到取向硅鋼薄帶坯成品，薄帶坯中形成的彌散分布的氮化鋁抑制劑 粒子的尺寸范圍為3(Tl00nm ；如圖2所示本實(shí)施例中取向硅鋼薄帶坯中的析出物具有細(xì)小、彌散分布的特征，其尺 寸范圍為3(Tl00nm ；如圖3所示能譜分析結(jié)果表明這些析出物為氮化鋁。實(shí)施例2:
(1)冶煉，連鑄首先將原料在中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉，將冶煉形成的鋼水經(jīng)雙輥連鑄 機(jī)連鑄后導(dǎo)出，導(dǎo)出溫度為1300°c，形成厚度為3. 5mm的取向硅鋼薄帶坯，薄帶坯的化學(xué)成 分按重量百分比為Si 2. 8%, C 0. 04%, N 0. 003%, Als 0. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
(2)連續(xù)冷卻對連鑄出的薄帶坯進(jìn)行連續(xù)冷卻，冷卻速率為100°C/s，終冷溫度為 1050 0C ；
(3)連續(xù)?；B續(xù)冷卻后的薄帶坯在950°C保溫2分鐘后，再以20°C/s的冷卻速率 冷卻至100°C以下，得到取向硅鋼薄帶坯成品，薄帶坯中形成的彌散分布的氮化鋁抑制劑粒 子的尺寸范圍為3(Tl00nm。實(shí)施例3:
(1)冶煉，連鑄首先將原料在中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉，將冶煉形成的鋼水經(jīng)雙輥連鑄 機(jī)連鑄后導(dǎo)出，導(dǎo)出溫度為1400°C，形成厚度為5mm的取向硅鋼薄帶坯，薄帶坯的化學(xué)成分 按重量百分比為Si 3. 4%，C 0. 07%, N 0. 008%, Als 0. 02%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
(2)連續(xù)冷卻對連鑄出的薄帶坯進(jìn)行連續(xù)冷卻，冷卻速率為300°C/s，終冷溫度為 950 0C ；
(3)連續(xù)?；B續(xù)冷卻后的薄帶坯在900°C保溫5分鐘后，再以40°C/s的冷卻速率 冷卻至100°C以下，得到取向硅鋼薄帶坯成品，薄帶坯中形成的彌散分布的氮化鋁抑制劑粒 子的尺寸范圍為3(Tl00nm。
權(quán)利要求
一種以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的制備方法，包括冶煉，連鑄；連續(xù)冷卻和連續(xù)?；襟E，其特征在于，將冶煉形成的鋼水經(jīng)雙輥連鑄機(jī)連鑄后導(dǎo)出，形成厚度為2～5mm取向硅鋼薄帶坯，對其進(jìn)行連續(xù)冷卻，冷卻速率為100～300℃/s，終冷溫度為950～1050℃；然后將連續(xù)冷卻后的薄帶坯在900～950℃保溫2～5分鐘后，再以20～40℃/s的冷卻速率冷卻至100℃以下，得到取向硅鋼薄帶坯成品，在薄帶坯中形成的彌散分布的氮化鋁抑制劑的尺寸范圍為30～100nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的制備方法，其特 征在于所述的取向硅鋼薄帶坯的的化學(xué)成分按重量百分比為Si 2. 8 3. 4%，C 0. 04 0. 07%, N 0. 003 0. 008%, Als 0. 02 0. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化鋁為抑制劑的取向硅鋼薄帶坯的制備方法，其特 征在于所述的薄帶坯從雙輥連鑄機(jī)導(dǎo)出時(shí)的溫度為1300 1400°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種取向硅鋼薄帶坯的制備方法。首先將原料在中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉，形成鋼水；然后將冶煉形成的鋼水經(jīng)雙輥連鑄機(jī)連鑄后導(dǎo)出，形成薄帶坯；最后對薄帶坯進(jìn)行連續(xù)冷卻和連續(xù)常化處理，使取向硅鋼薄帶坯中形成大量的，彌散分布的，尺寸范圍為30~100nm的氮化鋁抑制劑。本發(fā)明的制造工藝簡單，既省去了取向硅鋼薄帶坯的高溫再加熱固溶工序，又能充分發(fā)揮出雙輥薄帶連鑄技術(shù)在取向硅鋼抑制劑調(diào)控上的優(yōu)勢和潛力，能夠獲得具有滿意的形態(tài)和分布特征的氮化鋁抑制劑質(zhì)點(diǎn)，為后續(xù)高溫退火過程中二次再結(jié)晶的發(fā)生提供了必要條件。
文檔編號C22C38/06GK101985721SQ20101056581
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者劉振宇, 劉海濤, 吳迪, 曹光明, 李成剛, 王國棟, 馬東旭 申請人:東北大學(xué)