生產(chǎn)高磁感取向硅鋼的低溫板坯加熱技術(shù)

抑制劑在取向硅鋼生產(chǎn)中具有極為關(guān)鍵的作用,為使取向硅鋼成品組織獲得單一高斯織構(gòu)并具有優(yōu)良的磁性能,通常采用細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)以及單元素溶質(zhì)作為抑制劑,通過釘扎作用與晶界偏聚作用,在脫碳退火和最終高溫退火升溫過程中抑制初次再結(jié)晶晶粒的正常長大,并使具有{110}〈001〉位向的初次晶粒(二次晶核)能夠吞并周圍的其他初次晶粒發(fā)生二次再結(jié)晶而異常長大。
　　對于采用厚板坯流程生產(chǎn)高磁感取向硅鋼的傳統(tǒng)技術(shù)而言,板坯的高溫加熱是其中關(guān)鍵點(diǎn)。為了使AlN、MnS等抑制劑起到關(guān)鍵作用,并使成品獲得穩(wěn)定的磁性能,板坯需要在1350～1400℃高溫下加熱來保證抑制劑的固溶。但高溫加熱給高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)帶來巨大壓力,其弊端表現(xiàn)如下:1)在產(chǎn)品質(zhì)量方面,成品磁性能易波動,表面缺陷較多;2)在設(shè)備使用方面,需設(shè)專用加熱爐,作業(yè)率低;3)在制造成本方面,燃料成本較高,設(shè)備使用費(fèi)用較高,成材率較低,引起成本增加。由此,采用低溫板坯加熱技術(shù)來降低鑄坯均熱溫度就成為生產(chǎn)高磁感取向硅鋼中的一個重要工藝改進(jìn)。
　　在采用“固有抑制劑法”生產(chǎn)高磁感取向硅鋼時,必須改變抑制劑的組成來保證低溫加熱條件下抑制劑的抑制效果。可采用AlN、Cu2S等取代MnS作主抑制劑,因?yàn)锳lN與Cu2S的固溶溫度低于MnS,這有利于降低板坯均熱溫度;或同時向鋼中添加微量單元素溶質(zhì)抑制劑,如Sn、Sb、Bi等來改變抑制劑類型,并加強(qiáng)抑制能力。
　　若抑制正常晶粒長大的固有抑制劑數(shù)量不足時,必須在最終高溫退火階段二次再結(jié)晶開始之前對鋼板進(jìn)行滲氮處理,來彌補(bǔ)板坯低溫加熱所帶來的抑制劑數(shù)量上的不足。可采用滲氮處理來獲得鋼中所需的抑制劑,由于不要求鋼中固有抑制劑完全固溶,不僅可以大幅降低板坯的均熱溫度,還能克服冶煉時鋼中鋁、氮含量的波動,以穩(wěn)定生產(chǎn)磁性能優(yōu)異的高磁感取向硅鋼。
　　在脫碳退火后采用NH3行滲氮處理已成為“獲得抑制劑法”的主要方式。通過控制滲氮爐內(nèi)的氣氛條件,合理選擇滲氮時間與滲氮溫度,使得氮能在短時間內(nèi)快速滲入鋼帶,并得到所需合適的滲氮量與氮化物的種類、尺寸及分布,并在高溫退火升溫階段轉(zhuǎn)化得到合適的種類、數(shù)量、尺寸及分布的有效氮化物抑制劑AlN或(Si,Al)N來滿足抑制劑的要求。
　　另外,日本提出“無抑制劑法”的低溫板坯加熱技術(shù),其理論依據(jù)是,高能晶界中存在更多缺陷,能夠促進(jìn)晶界擴(kuò)散與移動,因此晶界移動速率由高能晶界結(jié)構(gòu)決定,通過鋼的純凈化使晶界移動速率的內(nèi)在差異得以體現(xiàn),減少高能量晶界的移動阻力,從而促進(jìn)二次再結(jié)晶的進(jìn)行。在該工藝下,板坯加熱溫度可降為1150～1200℃。

(關(guān)鍵字：高磁感 硅鋼)