【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金，具体涉及一种低温高磁感取向硅钢的制备方法。
技术介绍
1、取向硅钢是全球使用量最大的钢铁磁性材料，其特点在于{111}<001>位向的初次晶粒发生二次再结晶异常长形成尺寸达厘米以上级别的成品晶粒，高斯织构择优排列使得晶格<001>最易磁化的最短轴沿轧制方向集中排列，因此取向硅钢在冷轧的轧制方向上具备很高的磁感。利用取向硅钢不同方向上的磁性能特点，将其广泛应用于变压器铁芯的制作。取向硅钢片的磁性能对变压器的效率与损耗，以及工作稳定性有重要影响。采用高磁感高等级硅钢片制造变压器铁芯时，能够有较宽范围的磁密设计。因此能够最大限度的将变压器铁芯截面积设计的更小，这时变压器的体积和重量会有所降低。变压器的制造、运输和组装的成本也随之减少；硅钢片的牌号越高，变压器的空载损耗和工作损耗也会随之降低，因此大幅降低了输变电过程中的能源损耗。高磁感、低铁损是高质量取向硅钢产品不可或缺的两个方面。简言之，采用高等级取向硅钢片制造变压器综合经济效益会较高。尤其是2020年颁发国标《电力变压器能效限定值及能效等级gb20052-2020》，高能效变压器强制升级将促进取向硅钢高端牌号产品需求量激增。
2、取向硅钢属于低碳铁硅合金，其在硅钢生产工序常化退火和脱碳退火过程中的晶粒长大都称之为“初次再结晶”，呈现铁素体等轴晶粒为主的特征。钢中炼钢合金化后形成的析出物会对初次再结晶晶粒的长大起到一定的阻碍作用。由于成分设计特点，低温取向钢炼钢合金化后，析出物较传统高温钢少，导致初次再结晶长大受到抑制能力减弱。
3、初次再结晶过程分为晶粒形核和再结晶长大两个阶段。金属材料的升温过程中升温速率越大，则形核数量越多，因此形成的晶粒较多，晶粒细小且均匀；再结晶形核后，热处理温度越高，晶粒进一步长大最终尺寸也较大。热处理过程中，钢带在常规设备条件下升温钢带能够获得的升温速率通常为100℃/s以下。为减少晶粒粗化，获得高度均匀性的晶粒组织，人们开发了诸多设备手段来提高升温速率，如电磁感应加热、脉冲电流加热、红外辐射加热等技术，钢带最大升温速率甚至可以达到1000℃/s左右。
4、利用高速加热技术进行钢铁材料力学性能和组织均匀性改善的应用已经十分广泛，但是投入到取向硅钢生产制备的技术中还十分有限，目前主要聚焦于利用快速加热对冷轧后脱碳过程中初次再结晶的控制，如日本专利特开2013-189712表明，采用不同的升温速率加热，促进初次晶粒中织构强度值i{111}/i{411}小于3，也就是提高初次再结晶中{411}面类型晶粒比例，就可以起到改善产品磁感的目的。但是该项技术是对于常化工序需要退火后层状组织间隔宽度达到20μm以上，且快速加热过程中由于取向硅钢板较薄，在靠近居里点的温度范围内涡电流的浸透深度增大。在钢板厚度方向截面上，表层处的一圈所生成的涡电流会发生内外抵消，难以流过涡电流继续将带钢加热升温的能力，因此利用感应加热最高加热温度在居里点720℃附近。因此在冷轧后进行快速加热升温退火加热速率和能力极为有限。同时在脱碳退火过程中采用高速加热升温，且湿气气氛会影响冷轧板的内氧化层形成速率，增加了氧化程度的控制难度，对产品最终绝缘涂层的附着性也有影响。
5、针对低温板坯加热制造高磁感取向硅钢技术，如何对初次再结晶组织进行更有效的控制并对产品质量造成更小影响成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对低温高磁感取向硅钢常化退火后再结晶组织难以控制并造成产品磁感偏低、磁畴细化后铁损降低改善率较小的问题，在常化退火中采用升温速率≥300℃/s的高速升温技术，使得常化退火后铁素体再结晶长大和粗化得到控制并且形变组织均匀分布，制备磁畴细化后产品磁感b800不低于1.924t、铁损p17/50降低改善率不低于11.6％，且适用的低温高磁感取向硅钢的成分范围较宽。
2、为达到上述目的，采用技术方案如下：
3、一种通过高速升温常化退火制备低温高磁感取向硅钢的方法，包括以下步骤：
4、1)取向硅钢经冶炼后浇铸成坯，在1080～1180℃条件下对铸坯进行加热；
5、2)对铸坯进行常规热轧，轧成的热轧卷厚度d在2.0～2.8mm；
6、3)卷取后钢卷在干式纯n2条件下进行高温段+低温段的二段式加热常化；
7、其中，高温加热常化阶段，按式ⅰ和式ⅱ分别控制升温速率v和高温段均热温度th；
8、
9、其中，d、d分别为热轧卷厚度和成品厚度，mm；
10、th＝1084-1.66×104×([als]-1.929×[n])+4.05×105×([als]-1.929×[n])2+
11、70×d公式(2)；
12、其中，[als]、[n]分别为炼钢组分als和n的重量百分比含量；d为热轧卷厚度，mm；
13、低温加热常化阶段，降温至900℃至920℃之间保温60s至90s；对常化板厚度的轧向截面上的再结晶组织和晶粒尺寸的特征进行分析计算：包括将常化板从中心厚度到表层按照厚度d的1/6距离平均分为三等分的d1、d2和d3区域；各等分区域轧制形变的灰色组织区域面积之和占半厚层区域面积比例γdx符合公式(3)的要求；
14、0.103-0.022x≤γdx≤0.135-0.028x 公式(3)；
15、其中，x＝1,2,3,分别对应常化板三等分的d1、d2和d3区域；
16、4)常化卷经过一次冷轧至成品厚度d，和热轧厚度d符合公式(4)：
17、
18、5)进行常规的连续脱碳和渗氮退火，退火后钢带碳含量不高于10ppm；
19、6)渗氮处理后钢带表面涂覆高温退火隔离剂并烘干水分，卷取成卷；
20、7)进行常规高温退火，退火结束后钢带中氮含量和硫含量均不高于10ppm；
21、8)进行常规的拉伸、平整、涂覆绝缘层及干燥固化退火。
22、按上述方案，所述高磁感取向硅钢的组分及重量比：c:0.037％～0.068％、si：2.85～3.45％、als：0.024～0.032％、mn：0.055～0.095％、n：0.0060～0.0090％、s：≤0.009％、cu：≤0.155％，as+ti+nb：≤0.003％，其余为fe和不可避免夹杂物。
23、按上述方案，步骤1在1100～1160℃条件下对铸坯进行加热。
24、按上述方案，步骤2热轧卷厚度d在2.2～2.6mm。
25、按上述方案，步骤3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.通过高速升温常化退火制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于所述高磁感取向硅钢的组分及重量比：C:0.037％～0.068％、Si：2.85～3.45％、Als：0.024～0.032％、Mn：0.055～0.095％、N：0.0060～0.0090％、S：≤0.009％、Cu：≤0.155％，As+Ti+Nb：≤0.003％，其余为Fe和不可避免夹杂物。
3.如权利要求1所述制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于步骤1在1100～1160℃条件下对铸坯进行加热。
4.如权利要求1所述制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于步骤2热轧卷厚度D在2.2～2.6mm。
5.如权利要求1所述制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于步骤3中升温速率v不低于300℃/s。
6.如权利要求1所述制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于步骤4成品厚度d的范围为0.18～0.27mm。
【技术特征摘要】
1.通过高速升温常化退火制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述制备低温高磁感取向硅钢的方法，其特征在于所述高磁感取向硅钢的组分及重量比：c:0.037％～0.068％、si：2.85～3.45％、als：0.024～0.032％、mn：0.055～0.095％、n：0.0060～0.0090％、s：≤0.009％、cu：≤0.155％，as+ti+nb：≤0.003％，其余为fe和不可避免夹杂物。
【专利技术属性】
技术研发人员：高洋，郭小龙，李国保，骆新根，申明辉，刘敏，程祥威，田文洲，何伟，胡惊雷，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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