[发明专利]取向电工钢板及其制造方法

说明书

根据本发明一实施例的取向电工钢板，以重量％计包含:Si：1.0％至5.0％、C：0.005％以下(0％除外)、Mn：0.001％至0.1％、Cu：0.001％至0.1％、S：0.001％至0.020％、Se：0.001％至0.050％、Al：0.0005％至0.010％、N：0.0005％至0.005％、余量Fe及其它不可避免的杂质。根据本发明一实施例的取向电工钢板满足下式1。[式1]16≤(10×[Mn]+[Cu])/([S]+[Se])+(0.02‑[Al])/[N]≤20(在式1中，[Mn]、[Cu]、[S]、[Se]、[Al]及[N]分别表示Mn、Cu、S、Se、Al及N的含量(重量％))。

技术领域

本发明涉及取向电工钢板及其制造方法。具体地，涉及一种通过利用S、Se系析出物在二次再结晶高温退火过程成稳定地生成戈斯(Goss)取向整合度较高的晶粒使磁性能优异的取向电工钢板及其制造方法。更具体地，涉及一种通过控制合金成分内Mn、Cu、S、Se、Al、N间的相关关系使磁性能优异的取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

取向电工钢板是一种软磁材料，其利用称为二次再结晶的非正常的结晶生长现象在整个钢板上形成戈斯织构({110}001织构)，从而使轧制方向的磁特性突出，而且作为变压器等需要具有优异的单方向磁特性的电气设备的铁芯材料使用。

通常，磁特性可以用磁通密度和铁损来表示，高磁通密度可通过在{110}001取向上准确地排列晶粒的取向而获得。磁通密度高的电工钢板不仅可使电气设备的铁芯材料的尺寸变小，而且使磁滞损耗(hysteresis loss)降低，使电气设备同时实现小型化和高效率化，铁损是指向钢板施加任意交变磁场时作为热能所消耗的电力损失，铁损根据钢板的磁通密度和板厚度、钢板中的杂质含量、电阻率、二次再结晶的晶粒尺寸等变化很大，磁通密度和电阻率越高且板厚度和钢板中的杂质含量越低，铁损越低，从而电气设备的效率提高。

与常规晶粒生长不同，取向电工钢板的二次再结晶在正常生长的晶粒的迁移由于析出物、夹杂物或者被固溶或在晶界处偏析的元素而受到抑制时产生。此外，为了使相对于戈斯(Goss)取向的整合度高的晶粒生长，需要进行炼钢步骤中的组分控制、热轧中的板坯再加热及热轧工序因素的控制、热轧板退火热处理、初次再结晶退火和二次再结晶退火等复杂的工序，而且应当非常精确且严格地管理这些工序。如上所述，抑制晶粒生长的析出物或夹杂物等具体称之为晶粒生长抑制剂(inhibitor)，并且对基于戈斯(Goss)取向的二次再结晶的取向电工钢板的制造技术的研究主要侧重在以下方面：通过使用较强的晶粒生长抑制剂来形成具有戈斯(Goss)取向整合度高的二次再结晶，以此确保优异的磁特性。

初期开发的取向电工钢板将MnS用作晶粒生长抑制剂，并且通过两次冷轧方法制造。由此，虽然二次再结晶稳定地形成，但磁通密度不是很高，而且铁损也偏高。

后来，提出了结合使用AlN、MnS析出物并通过一次强冷轧来制造取向电工钢板的方法。最近提出了如下的取向电工钢板的制造方法：不使用MnS且实施1次强冷轧后进行脱碳，之后通过利用氨气的单独氮化工序向钢板内部供给氮，从而基于发挥较强晶粒生长抑制效果的Al系氮化物引起二次再结晶。

目前为止，主要使用AlN、MnS[Se]等析出物作为晶粒生长抑制剂来引起二次再结晶的制造方法。这些制造方法虽然具有能够稳定地进行二次再结晶的优点，但为了发挥较强的晶粒生长抑制效果，需要将析出物微细地且均匀地分布到钢板上。如此，为了使微细析出物均匀地分布，在热轧之前需要长时间高温加热板坯,从而使钢中存在的粗大析出物固溶，然后在非常短的时间内实施热轧，并在未发生析出的状态下完成热轧。为此，需要大规模的板坯加热设备，而且为了最大限度地抑制析出，还需要非常严格地管理热轧和卷取工艺，并通过管理使热轧后的热轧板退火工艺中固溶的析出物微细地析出。此外，当以高温加热板坯时，由于形成熔点低的Fe₂SiO₄，因此产生板洗(washing)现象，从而造成实收率下降。