日本取向电工钢生产工艺最新研发进展

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1、http://www.gtjia.com日本取向电工钢生产工艺最新研发进展□鞍钢股份有限公司齐殿威，牟昊，丁伟摘要：根据相关的取向电工钢典型专利技术。概述了日本高磁感低铁损取向电钢低温板坯加热、抑制剂合理调节、关键成分Mn、C、Sn和Sb调节与利用、新型退火剂和绝缘溶液的制备及细化磁畴等生产工艺最新动态和进展情况，并提出了国内企业申请取向电工钢专利时应当借鉴之处。关键词：取甸电工钢；研发进展；专翻技术日本新日铁和JFE公司是生产取向电工钢最著名的先进钢铁企业。2008年至2009年上述两企业在其本国专利局、WIPO(世界知识产权组织)和EP(欧洲专

2、利局)共申请公开数量达66件有关取向电工钢生产技术和方法的专利。本文根据上述两个日本公司公开的典型专利，针对化学成分方案、生产工艺要点、磁畴细化控制技术等方面概要介绍了生产取向电工钢的专利技术，以便让国内相关钢铁企业在开发类似钢产品过程中有所启发和借鉴，并生产出各种电力变压器、配电变压器和大型发电机锭子用具有良好磁性能和力学性能的取向电工钢产品。1取向电工钢低温板坯加热技术取向电工钢板是一种硅含量在7％以下、晶粒具有{110}<001>(高斯织构)取向度的钢。生产这种取向电工钢是利用所谓“二次再结晶”的晶粒长大现象，对晶粒取向进行控制而获得的。因此

3、钢铁业不断开发出各种生产高磁感(B8值超过1．90T)取向电工钢的工艺技术。这些工艺技术根据板坯加热温度可以分成几种类型。热轧前在对板坯加热时，作为控制这种所谓的二次再结晶方法之一就是首先完全固溶粗大析出物，并在随后的热轧和退火过程中形成较细析出物，即“抑制剂”，这种工艺已经实现工业化。采用这种方法，要使析出物完全固溶，就必须将板坯加热至1350～1400℃甚至更高的温度，比其他普通钢的板坯加热温度都高，因此就需要专门的加热炉来加热板坯，而高温加热板坯则会产生氧化铁皮量增加等系列问题。根据这两家公司近两年公开的专利，有关采用板坯低温加热技术生产取向

4、电工钢的典型技术和工艺要点表明，JFE较为注重调节晶粒的面积率，这主要基于即使当脱碳退火加热速度适当提高后，调节好脱碳退火晶粒尺寸(直径)能够使二次再结晶更为稳定的机理。而另一方面，新日铁则采用两步加热方法来控制温度范围，实现采用低于1350℃的板坯加热方法进行热轧，从而实现热轧板退火处理，并在热轧板脱碳退火时控制品粒织构薄层间距，以实现生产高磁感取向电工钢的目的。另外，在高温脱碳退火过程中采用较高的加热速度来维持温度上限，从而可进一步保证随后进行的首次再结晶晶粒织构。完成脱碳退火后，可以将温度上限设定在较低范围，但在该较低温度范围仅能采用感应加热

5、方法进行加热，这样更容易获得磁性能优良的取向电工钢板。将板坯加热温度控制在1280～1300℃是最为适宜的温度。2取向电工钢的生产方法2．1专用取向电工钢板2．1．1高频用取向电工钢板为了降低高频铁损，通常采用提高制造铁芯用取向电工钢板Si含量、增加电阻系数或减薄取向电工钢板厚度的方法来实现。为此，JFE研发人员进行了各种研究和试验，通过采取将晶粒取向度控制在适宜范围的手段，开发出具有良好加工性能、高频用高磁感取向电工钢板的生产技术。相应的生产技术方案要点如下：1)控制取向电工钢板表面和中心部的Si含量及钢中平均晶粒尺寸。如果钢板厚度用“t”表示，

6、平均晶粒尺寸用“d表示，那么“t”和“d”应分别满足公式0．03mm≤t≤0．15mm和1≤d／t<5的要求。与高斯织构{110}<001>偏离角度小于150的晶粒占总面积的比率应控制在10％～90％。在距离钢板表面的板厚×0．1的深度范围内平均Shttp://www.gtjia.comi含量要调控在6．0％～6．6％，而钢板厚度中心部位的平均Si含量要调控在3．8％—5．0％，调控的手段一般采用渗硅处理和扩散处理工艺。2)在不检测磁畴壁移动条件下有效抑制晶粒长大。一方面对采用析出物抑制晶粒长大的作用进行详尽研究，结果表明，作为已知的细致析出物如T

7、i、V和Nb等碳化物析出物，在进行Si固体渗入过程中，可以用在钢中以固态相存在的析出物如氮化物代替，而当利用析出物的液态相时，在进行Si固体渗入的温度区域会出现处理结果不符合控制目标的要求，也就是在Si固体渗入过程中在钢中出现以液态相存在的析出物，对此的研究结果表明：①在进行Si固体渗入过程中，如果析出物以液相形式存在于钢中，那么该析出物具有比以固相存在于钢中的析出物较大的抑制力；②既然析出物尺寸大，且是在常温情况下，因此不易检测到磁畴壁位移；③利用上述①和②的协同效应，可以显著改进取向钢的高频铁损。另一方面JFE还对化学元素进行了调节，并给出主要

8、成分(％)方案：≤0．02C、4．5～7．5Si、≤2．0Mn、≤30Al、≤0．2P、≤0．02N、≤0．020，其余为