[发明专利]一种强高斯织构占有率高磁感取向电工钢带的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种金属加工方法，具体讲涉及一种强高斯织构占有率高磁感取向电工钢带的制备方法。

【背景技术】

电力变压器是电力系统发电及输、配电的主要设备，对电网的安全、高效运行发挥着巨大作用。高磁感取向电工钢制的铁心核心部件后，直接关系到大型电力变压器、乃至整个电网的安全性和节能性。一方面，取向电工钢的铁心损耗越低、磁感应强度越高，变压器的安全裕度越大，其抵抗直流偏磁、高次谐波等异常工况的能力越强，无疑为变压器的安全性提供保障；另一方面，变压器容量不变时，选用更高磁感应强度的取向电工钢制造，设计Bm提高，铁心断面可缩小，从而可降低变压器的体积和电工钢材料的用量。因此，需要开发一种更高磁感应强度的取向电工钢以满足电网直流超高压线路和特高压输电工程对大型电力变压器用取向电工钢的发展需求。

{110}<001>高斯晶粒的取向度不仅直接决定了取向电工钢的磁感应强度，而且通过提高高斯晶粒的取向度可在降低磁滞损失的同时减少钢片表面的闭合磁畴，从而进一步降低铁损。通常，高磁感取向电工钢的磁感B8=1.88～1.93T，而含3%Si钢的饱和磁感应强度Bs约为2.03T，因此，从理论上讲，磁感也就是高斯晶粒的取向度还存在可以进一步提高的空间。为提高晶粒取向度，选用诸如AlN、BN、Cu₂S、MnS、Sn等对初次再结晶晶粒长大具有高抑制能力的抑制剂将起关键作用。

本发明人经长期跟踪观察、研究变压器铁心服役性能结果表明，采用一些硅钢片制成的变压器铁心损耗大于采用同等规格牌号的另一些硅钢片，而且硅钢片变压器的噪声更大，特别当电网中遇到高次谐波、直流偏磁等复杂工况时这种差距更加明显。究其原因，对取向硅钢性能要求一般主要是铁损和磁感这两项指标，而对于硅钢片中高斯织构的强度、晶粒均匀性、磁性能均匀性、绝缘涂层特性等指标均未作细致要求。这种情况下，尽管有些硅钢片的铁损和磁感值与国外同等规格牌号的硅钢片相当，符合国标要求，但这些材料在高斯织构强度、磁性能均匀性、涂层特性等这些电网复杂工况条件下体现的重要指标上却不能满足使用要求。因此，本发明在评价最终产品性能时，除了检测一般所要求的铁损和磁感值外，还检测了高斯织构强度这一重要指标。

目前，目前全世界仅有约16家企业可以批量生产取向电工钢，分别是：日本新日铁和JFE、韩国浦项、美国AK和AlleghenyLudlum、俄罗斯新利佩茨克（NLMK）、德国及在法国的蒂森克虏伯、英国CogentPower、巴西Acestita、波兰Stalprodukt S.A.、阿赛诺米塔尔收购的捷克ValcovnyPlechuA.S.、中国武钢、宝钢等。高端取向电工钢产品仍集中分布在日本、韩国和德国。就取向电工钢的生产工艺来说，主要有高温加热生产普通取向电工钢工艺、高温加热生产高磁感取向电工钢工艺、低温加热生产普通取向电工钢工艺和低温加热生产高磁感取向电工钢工艺四类。

高磁感取向电工钢在大型电力变压器上的大量应用促使电工钢片生产工艺不断优化升级，但磁感应强度在现有基础上每提高0.01T，其技术难度都将成倍提升。然而更高磁感强度意味着变压器的安全裕度越高，同时可降低变压器体积和电工钢材料的用量，因此，开发强高斯织构占有率高磁感取向电工钢，对高压、特高压电网的安全稳定运行以及节能经济性具有重大意义。

申请号为200810222010.4的发明专利申请公开了一种低温取向电工钢的生产方法。质量百分比计，其铸坯中各组分含量为：0.005-0.08%C，2.5-6.5%Si，0.015-0.04%Als，0.001-0.4%Mn，0.01-1.0%Cu，S≤0.03%，P≤0.02%，0.003-0.010%N，其余为Fe及不可避免的夹杂物。其工艺为铸坯在1050～1100℃加热，在脱碳退火后进行渗氮处理，渗氮温度为850～1000℃，渗氮时间为20～100s，渗氮炉内气氛为NH₃、H₂和N₂的混合气体，按体积百分比计，其中NH₃含量为1～15%此专利申请中所得的电工钢铁损均比较大，且并未提及高斯织构强度是否有所提高。

【发明内容】

本发明提出一种强高斯织构占有率高磁感取向的电工钢带及其制备方法，制备出的电工钢带的厚度为0.20mm，高斯织构强度值达90～200，磁通密度B8≥1.91T，铁芯损耗P1.7/50≤0.95W/Kg。

本发明采用以下技术方案：