[go: up one dir, main page]

CN116855877A - 一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法 - Google Patents

一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116855877A
CN116855877A CN202310786138.8A CN202310786138A CN116855877A CN 116855877 A CN116855877 A CN 116855877A CN 202310786138 A CN202310786138 A CN 202310786138A CN 116855877 A CN116855877 A CN 116855877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
decarburization annealing
proportion
steel
dew point
sio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310786138.8A
Other languages
English (en)
Inventor
庞树芳
游清雷
罗理
贾志伟
张海利
张静
李莉
蒋奇武
于宁
王晓达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Steel Co Ltd
Original Assignee
Angang Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Steel Co Ltd filed Critical Angang Steel Co Ltd
Priority to CN202310786138.8A priority Critical patent/CN116855877A/zh
Publication of CN116855877A publication Critical patent/CN116855877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
    • C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

本发明公开了一种控制Hi‑B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，通过氢水分压比建立脱碳退火工艺露点温度与氧化生成物比例之间的关系，通过脱碳退火露点温度的控制，实现脱碳退火板氧化生成物比例的控制。所述露点温度与氧化生成物比例之间通过如下关系建立联系：露点温度与分压比PH2O/PH2之间的关系；脱碳退火温度下，氧含量与分压比PH2O/PH2之间的关系；氧含量与氧化生成物Fe2SiO4和SiO2之间的关系。本发明实现了脱碳退火露点温度与氧化生成物比例之间的对应关系，使抽象的氧化层变的更直观；使脱碳退火氧化生成物比例的控制从定性转变到定量；为良好的玻璃膜底层的形成奠定基础。

Description

一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法
技术领域
本发明属于冷轧取向硅钢技术领域，尤其涉及一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法。
背景技术
取向硅钢具有极强的高斯织构{110}<001>，即几乎所有晶粒的<001>方向平行于板带的轧向，{110}晶面平行于轧面，从而在定向磁场下具有最佳的易磁化性能。用其制成变压器的铁芯，在定向磁场的工作条件下，其极高的磁感和极低的铁损可以显著节省材料和电能。取向硅钢一般分为普通取向硅钢(CGO钢)和高磁感取向硅钢(Hi-B钢)两种，用两次冷轧法生产的取向硅钢为普通取向硅钢，一次冷轧法生产的高磁感取向硅钢称为Hi-B钢。在脱碳退火之前，CGO钢一般含0.03％～0.05％C，与CGO钢不同的是，Hi-B钢C的质量分数在0.06％～0.075％左右。
取向硅钢在脱碳退火之前，一定的碳含量可保证带钢在热轧时出现10％～25％的奥氏体，铁素体和奥氏体两相组织的存在可使得热轧变形时晶粒细小而均匀，而且奥氏体组织的出现有利于抑制剂A1N的溶解。如果钢的基体中碳含量太低，则高温加热过程中晶粒会明显长大，热轧后的组织变得十分粗大，且极不均匀。C在完成了保证热轧组织细小而均匀化的作用后，需要通过脱碳退火处理脱除多余的碳，将钢中的C脱碳到30ppm以下，保证以后高温退火时处于单一的铁素体相，发展完善的二次再结晶组织和去除钢中S和N，消除产品的磁时效。
脱碳退火时，钢带表面的Fe元素会与水蒸气发生氧化反应生成FeO，而水蒸气的氧化能力不足以将Fe元素直接氧化成Fe2O3。钢带除了C与Fe的氧化外，钢带表面的Si元素更容易被水蒸气氧化生成致密的SiO2，生成的SiO2颗粒与FeO合成铁橄榄石2FeO·SiO2。在脱碳退火过程结束后，钢带表面会形成一层主要由SiO2、FeO、2FeO·SiO2等组成的氧化层，此氧化层是后续工序生成硅酸镁玻璃膜的基体。使Fe2SiO4/SiO2＝0.16～0.68时，形成的底层质量好，净化退火时钢中的硫不会过早进入氧化膜中，保持强的抑制力，磁性也好。氧化膜中Fe2SiO4含量多和SiO2含量少时，以后形成的底层厚度不均，容易出现点状露基板缺陷，但Fe2SiO4含量过少，形成的底层也不均匀，而且由于氧化膜中总氧含量过低，底层附着性变坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，通过脱碳退火露点温度的控制，保证脱碳退火形成的氧化层中氧化物Fe2SiO4和SiO2的组成比例，为形成良好的硅酸镁玻璃膜底层奠定基础，改善取向硅钢成品板的点状露基板缺陷，提高表面质量。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，通过氢水分压比建立脱碳退火工艺露点温度与氧化生成物比例之间的关系，通过脱碳退火露点温度的控制，实现脱碳退火板氧化生成物比例的控制，所述露点温度与氧化生成物比例之间通过如下关系建立联系；
1)露点温度与分压比PH2O/PH2之间的关系。
2)脱碳退火温度下，氧含量与分压比PH2O/PH2之间的关系；氧含量与氧化生成物Fe2SiO4和SiO2之间的关系。
进一步地，所述Hi-B钢化学成分的质量百分数如下：C：0.043％～0.073％、Si：2.60％～3.80％、Mn：0.0018％～0.0180％、S：0.002％～0.009％、P：0.0023％～0.0180％、Als：0.009％～0.0750％、N：0.0023％～0.0100％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，脱碳退火板中Fe2SiO4/SiO2的比例控制在0.16～0.68。
进一步地，冷轧板的脱碳退火气氛为：加湿槽温度范围为30～80℃的湿的75％H2+25％N2；脱碳退火温度为：830～850℃；脱碳退火时间为：2～3min。
进一步地，脱碳退火和渗氮处理在同一连续炉生产作业线上进行，渗氮工艺为：在含2％～15％NH3干的75％H2+N2气氛中700～810℃进行10～50秒的渗氮处理。脱碳退火板渗氮退火之后涂敷MgO隔离剂。
本发明的有益效果：
(1)通过脱碳退火露点温度来控制氧化层简单、易操作；
(2)实现了脱碳退火露点温度与氧化生成物比例之间的对应关系，使抽象的氧化层变的更直观；
(3)通过计算使脱碳退火氧化生成物比例的控制从定性转变到定量；
(4)氧化层的精确控制为良好的玻璃膜底层的形成奠定基础；
(5)有效减少点状露基板缺陷的数量。
附图说明
图1为露点温度与分压比PH2O/PH2之间的关系；
图2为850℃时氧含量与分压比PH2O/PH2之间的关系；
图3为850℃氧含量与氧化生成物Fe2SiO4和SiO2之间的关系。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一、利用本发明控制方法生产取向硅钢的工艺过程
1、成分及前期工艺
(1)成分
Hi-B钢元素的质量百分数如下表1所示，其余为Fe和杂质。
表1Hi-B钢元素的质量百分数，wt％
(2)工艺
采用冶炼、连铸、热轧、常化和一次冷轧工艺制成0.27mm厚度的冷轧板。
2、脱碳退火工艺及氧化层中氧化物比例控制。
(1)脱碳退火工艺
冷轧板的脱碳退火气氛为：加湿槽温度范围为40～70℃的湿的75％H2+25％N2；脱碳退火温度为：850℃；脱碳退火时间为：2.5min。
(2)控制脱碳板氧化层结构
为了找到露点温度和氧化生成物比例之间的关系，进行如下Thermo-Calc热力学计算：
1)露点温度与分压比PH2O/PH2之间的关系，计算结果如图1所示。
2)850℃时氧含量与分压比PH2O/PH2之间的关系，计算结果如图2所示；
3)850℃时氧含量与氧化生成物Fe2SiO4和SiO2之间的关系，计算结果如图3所示。
通过露点温度的控制就实现氧化生成物比例的控制，脱碳退火板中Fe2SiO4/SiO2的比例控制在0.16～0.68，可以形成良好的硅酸镁底层，减少成品板点状露基板缺陷。
(3)渗氮及涂MgO隔离剂
脱碳退火和渗氮处理在同一连续炉生产作业线上进行。渗氮工艺为：在含6％NH3干的75％H2+N2气氛中770℃进行30秒的渗氮处理。脱碳退火板渗氮退火之后涂敷MgO隔离剂。
3、高温退火及后续工艺
高温退火后在热拉伸平整退火线上涂绝缘涂层制成成品，检测成品板表面点状露基板缺陷。
二、本发明控制氧化生成物比例方法的实施例与对比例比较
通过对比例，比较脱碳退火露点温度对应的氧化生成物比例，对点状露基板缺陷的影响。实施例与对比例的比较结果如表2所示。
表2实施例与对比例比较
从表2的对比可以看出：采用本发明的方法，可以控制脱碳退火生成的Fe2SiO4和SiO2的比例，为良好的硅酸镁底层的形成奠定基础，可以有效减少点状露基板缺陷的比例。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，其特征在于，通过氢水分压比建立脱碳退火工艺露点温度与氧化生成物比例之间的关系，通过脱碳退火露点温度的控制，实现脱碳退火板氧化生成物比例的控制，所述露点温度与氧化生成物比例之间通过如下关系建立联系；
1)露点温度与分压比PH2O/PH2之间的关系；
2)脱碳退火温度下，氧含量与分压比PH2O/PH2之间的关系；氧含量与氧化生成物Fe2SiO4和SiO2之间的关系。
2.根据权利要求1所述的一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，其特征在于，所述Hi-B钢化学成分的质量百分数如下：C：0.043％～0.073％、Si：2.60％～3.80％、Mn：0.0018％～0.0180％、S：0.002％～0.009％、P：0.0023％～0.0180％、Als：0.009％～0.0750％、N：0.0023％～0.0100％，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，其特征在于，脱碳退火板中Fe2SiO4/SiO2的比例控制在0.16～0.68。
4.根据权利要求1所述的一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，其特征在于，冷轧板的脱碳退火气氛为：加湿槽温度范围为30～80℃的湿的75％H2+25％N2；脱碳退火温度为：830～850℃；脱碳退火时间为：2～3min。
5.根据权利要求1所述的一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法，其特征在于，脱碳退火和渗氮处理在同一连续炉生产作业线上进行，渗氮工艺为：在含2％～15％NH3干的75％H2+N2气氛中700～810℃进行10～50秒的渗氮处理；脱碳退火板渗氮退火之后涂敷MgO隔离剂。
CN202310786138.8A 2023-06-29 2023-06-29 一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法 Pending CN116855877A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310786138.8A CN116855877A (zh) 2023-06-29 2023-06-29 一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310786138.8A CN116855877A (zh) 2023-06-29 2023-06-29 一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116855877A true CN116855877A (zh) 2023-10-10

Family

ID=88231521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310786138.8A Pending CN116855877A (zh) 2023-06-29 2023-06-29 一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116855877A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268326A (en) * 1978-06-09 1981-05-19 Nippon Steel Corporation Process for producing grain oriented electrical silicon steel sheet
JPH0853712A (ja) * 1994-08-09 1996-02-27 Nippon Steel Corp 連続脱炭焼鈍炉における露点分布制御方法
CN113832322A (zh) * 2021-09-26 2021-12-24 武汉钢铁有限公司 高磁感取向硅钢高效脱碳退火工艺
CN113832323A (zh) * 2021-10-26 2021-12-24 无锡普天铁心股份有限公司 一种减少低温高磁感取向硅钢点状露金缺陷的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268326A (en) * 1978-06-09 1981-05-19 Nippon Steel Corporation Process for producing grain oriented electrical silicon steel sheet
JPH0853712A (ja) * 1994-08-09 1996-02-27 Nippon Steel Corp 連続脱炭焼鈍炉における露点分布制御方法
CN113832322A (zh) * 2021-09-26 2021-12-24 武汉钢铁有限公司 高磁感取向硅钢高效脱碳退火工艺
CN113832323A (zh) * 2021-10-26 2021-12-24 无锡普天铁心股份有限公司 一种减少低温高磁感取向硅钢点状露金缺陷的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何忠治: "《特殊钢从书电工钢》", 31 May 2012, 北京冶金工业出版社, pages: 426 - 427 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5463347B2 (ja) 銅含有方向性珪素鋼の製造方法
CN101395284B (zh) 磁特性非常优异的方向性电磁钢板的制造方法
CN102041440B (zh) 一种高磁感取向硅钢的生产方法
CN100381598C (zh) 一种取向硅钢及其生产方法和装置
CN104018068B (zh) 一种厚度为0.18mm的高磁感取向硅钢的制备方法
CN110643796B (zh) 一种底层附着性良好的高磁感取向硅钢的制备方法
JP2011518253A5 (zh)
CN107849656A (zh) 取向性电磁钢板及其制造方法
JP2020050955A (ja) 方向性電磁鋼板用絶縁被膜組成物、これを利用した方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法、及び方向性電磁鋼板
JP6119959B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP6768068B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
CN112522613A (zh) 一种底层质量优良的高磁感取向硅钢及生产方法
CN114150126A (zh) 含铜一般取向硅钢及其制备方法
CN107002158A (zh) 取向电工钢板用退火隔离剂组合物及利用它的取向电工钢板的制造方法
CN100455702C (zh) 一种具有良好底层的低温加热生产取向硅钢的方法
CN115161455A (zh) 一种底层附着性优良的含铜取向硅钢及其制备方法
CN112522609B (zh) 一种含复合抑制剂的高磁感取向硅钢及生产方法
JPH10130726A (ja) 磁束密度が高い低鉄損鏡面一方向性電磁鋼板の製造方法
CN115679063B (zh) 低温高磁感取向硅钢生产工艺
CN101603148A (zh) 一种生产经济的低温加热取向电工钢的方法
JP6842550B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH10130727A (ja) 磁束密度が高い低鉄損鏡面一方向性電磁鋼板の製造方法
CN116855877A (zh) 一种控制Hi-B钢脱碳退火板氧化生成物比例的方法
CN108165876B (zh) 一种改善低温渗氮取向硅钢表面质量的方法
JP3382804B2 (ja) グラス皮膜の優れる方向性電磁鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination