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CN113073177B - 改善取向钢氧化层组分的控制方法 - Google Patents

改善取向钢氧化层组分的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善取向钢氧化层组分的控制方法，属于冶金技术领域。该控制方法包括冶炼、连铸、板坯加热、热轧、常化冷却、冷轧、连续退火、涂覆、干燥炉内烧结、高温退火、热拉伸、平整工艺制得成品取向钢；其中，具体工艺参数如下：连续退火：在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度800～900℃保温80～140s进行脱碳处理，继续在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度700～900℃保温10～40s进行渗氮处理；干燥炉内烧结：所述干燥炉内采用明火式烧嘴，且控制干燥炉炉温为500～800℃，干燥处理15～25s。该控制方法通过对干燥炉工艺加以控制，利用Fe在空气或氧气中的高温氧化行为对渗氮段损失的氧化层做弥补，形成新的较好氧化层组分，最终制得底层良好的成品。

Description

改善取向钢氧化层组分的控制方法
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢的生产方法，属于冶金技术领域，具体地涉及一种改善取向钢氧化层组分的控制方法。
背景技术
取向硅钢带经常化、轧制，在脱碳渗氮退火工序后，为防止钢卷在高温退火中发生粘结，必须在钢带表面涂上一层MgO涂层，之后在高温退火阶段硅钢表面的氧化层与涂覆在硅钢表面的MgO反应生成以Mg2SiO4为主的绝缘薄膜，这层薄膜不仅会影响取向硅钢最终的表面质量，同时也会对电绝缘性产生影响。因此，合理的氧化层的生成对底层薄膜形成的质量尤为关键。
连续退火炉内的气氛，主要是N2、H2及H2O三者的混合气气氛，其中，在连续退火的渗氮阶段使用的N2+H2气混合气，其分压比较低、且在渗氮过程中气氛中NH3分解产生的H2，造成渗氮区处于还原气氛，而渗氮段的强还原气氛会破坏原有的氧化层组分。其中对底层薄膜不利的因素主要为H2对氧化层中FeO的分解，导致在脱碳过程中形成的致密氧化层遭到破坏，进而造成高温退火后的底层质量不佳。
因此，如何对渗氮段损失的氧化层进行弥补，形成新的较好氧化层组分，并且最终得到底层良好的成品，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种改善取向钢氧化层组分的控制方法，该控制方法是通过对干燥炉工艺加以控制，利用Fe在空气或氧气中的高温氧化行为，摸索出适合的温度区间，并在该温度范围下生成需要的FeO组分，通过对渗氮段损失的氧化层做弥补，形成新的较好氧化层组分，最终得到底层良好的成品。
为实现上述目的，本发明公开了一种改善取向钢氧化层组分的控制方法，它包括冶炼、连铸、板坯加热、热轧、常化冷却、冷轧、连续退火、涂覆、干燥炉内烧结、高温退火、热拉伸、平整工艺制得成品取向钢；
其中，具体工艺参数如下：
连续退火：在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度800～900℃保温80～140s进行脱碳处理，继续在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度700～900℃保温10～40s进行渗氮处理；
干燥炉内烧结：所述干燥炉内采用明火式烧嘴，且控制干燥炉炉温为500～800℃，干燥处理15～25s；
所述冶炼工艺中钢水包括如下质量百分比的各合金组分：
Si：2.90～3.35％、C：0.045～0.065％、Als：0.015～0.045％、Mn：0.06～0.12％、S：0.003～0.020％、N：0.003～0.010％、Cu：0.01～0.015％、Cr及Ni，且Cr和Ni的总含量小于0.3％，其余为Fe和不可避免杂质物。
进一步地，所述渗氮处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)为0.05～0.07。
优选的，所述渗氮处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)为0.06。
进一步地，所述脱碳处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)≤0.02。
优选的，所述渗氮处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)为0.01。
进一步地，控制干燥炉炉温为650～750℃。
进一步地，所述冶炼工艺中钢水包括如下质量百分比的各合金组分：
Si：3.00～3.30％、C：0.050～0.055％、Als：0.015～0.045％、Mn：0.08～0.10％、S：0.003～0.020％、N：0.003～0.010％、Cu：0.01～0.015％、0.1％＜(Cr+Ni)＜0.25％，其余为Fe和不可避免杂质物。
进一步地，所述板坯加热工艺包括将板坯加热至1250℃以下并进行常规热轧。
进一步地，所述常化冷却工艺为常规二次常化冷却。
进一步地，所述冷轧工艺包括冷轧至厚度＜0.3mm的钢带。
有益效果：
本发明设计了一种改善取向钢氧化层组分的控制方法，它包括对强氧化的干燥方式和工艺进行设定，并在渗氮段对还原气氛破坏的氧化层在干燥段做一定程度弥补性氧化，使钢带前后氧含量提升了50ppm左右，制得了优于常规干燥工艺底层的产品。
附图说明
图1为实施例样品的微观结构示意图；
图2为对比例样品的微观结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种改善取向钢氧化层组分的控制方法，它包括冶炼、连铸、板坯加热、热轧、常化冷却、冷轧、连续退火、涂覆、干燥炉内烧结、高温退火、热拉伸、平整工艺制得成品取向钢；
其中，具体工艺参数如下：
连续退火：在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度800～900℃保温80～140s进行脱碳处理，继续在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度700～900℃保温10～40s进行渗氮处理；
干燥炉内烧结：所述干燥炉内采用明火式烧嘴，且控制干燥炉炉温为500～800℃，干燥处理15～25s；
所述冶炼工艺中钢水包括如下质量百分比的各合金组分：
Si：2.90～3.35％、C：0.045～0.065％、Als：0.015～0.045％、Mn：0.06～0.12％、S：0.003～0.020％、N：0.003～0.010％、Cu：0.01～0.015％、Cr及Ni，且Cr和Ni的总含量小于0.3％，其余为Fe和不可避免杂质物。
进一步地，所述渗氮处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)为0.05～0.07。
进一步地，所述脱碳处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)≤0.02。
进一步地，控制干燥炉炉温为650～750℃。
进一步地，所述冶炼工艺中钢水包括如下质量百分比的各合金组分：
Si：3.00～3.30％、C：0.050～0.055％、Als：0.015～0.045％、Mn：0.08～0.10％、S：0.003～0.020％、N：0.003～0.010％、Cu：0.01～0.015％、0.1％＜(Cr+Ni)＜0.25％，其余为Fe和不可避免杂质物。
进一步地，所述板坯加热工艺包括将板坯加热至1250℃以下并进行常规热轧。
进一步地，所述常化冷却工艺为常规二次常化冷却。
进一步地，所述冷轧工艺包括冷轧至厚度＜0.3mm的钢带。
为更好的解释本发明，以下结合具体实施例进行详细说明。
其中，本发明实施例1～7及对比例1～3产品的合金元素含量及制备工艺如表1、表2所示。
表1实施例1～7及对比例1～3产品的合金元素含量列表(wt％)
Figure BDA0002980478500000041
Figure BDA0002980478500000051
表2实施例1～7及对比例1～3产品的工艺列表
Figure BDA0002980478500000052
其中，图1为实施例1制得产品，图2为对比例3制得产品，由图1可发现样品底层形成致密，由图2可发现样品底层结构疏松有残缺。
结合上述表1、表2可知，采用本发明对连续退火后钢带的干燥工艺控制，采用同范围的温度和加热时间，加热方式为非明火时，总氧含量低，底层类缺陷比例高；采用同样明火加热方式，温度及时间为非本发明区间时，总氧含量不理想，底层类缺陷比例高。另外，采用本发明的工艺控制方法，在保证底层质量较好的情况下电绝缘性可以稳定在200Ω以上。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种改善取向钢氧化层组分的控制方法，其特征在于，它包括冶炼、连铸、板坯加热、热轧、常化冷却、冷轧、连续退火、涂覆、干燥炉内烧结、高温退火、热拉伸、平整工艺制得成品取向钢；
其中，具体工艺参数如下：
连续退火：在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度800～900℃保温80～140s进行脱碳处理，继续在N2+H2+H2O保护气氛下，控制温度700～900℃保温10～40s进行渗氮处理；所述渗氮处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)为0.05～0.07；所述脱碳处理阶段，水蒸气与氢气之间分压比P(H2O)/P(H2)≤0.02；
干燥炉内烧结：所述干燥炉内采用明火式烧嘴，且控制干燥炉炉温为650～750℃，干燥处理15～25s；
所述冶炼工艺中钢水包括如下质量百分比的各合金组分：
Si：3.00～3.30％、C：0.050～0.055％、Als：0.015～0.045％、Mn：0.08～0.10％、S：0.003～0.020％、N：0.003～0.010％、Cu：0.01～0.015％及Cr和Ni，且0.1％＜(Cr+Ni)＜0.25％，其余为Fe和不可避免杂质物。
2.根据权利要求1所述改善取向钢氧化层组分的控制方法，其特征在于，所述板坯加热工艺包括将板坯加热至1250℃以下并进行常规热轧。
3.根据权利要求1或2所述改善取向钢氧化层组分的控制方法，其特征在于，所述常化冷却工艺为常规二次常化冷却。
4.根据权利要求1或2所述改善取向钢氧化层组分的控制方法，其特征在于，所述冷轧工艺包括冷轧至厚度＜0.3mm的钢带。
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