取向性电磁钢板的制造方法

专利名称：取向性电磁钢板的制造方法
技术领域：
本发明涉及取向性电磁钢板的制造方法，特别涉及具有极低铁损的取向性电磁钢板的制造方法。
背景技术：
电磁钢板作为变压器、发电机的铁芯材料被广泛地应用。特别是取向性电磁钢板在其结晶方位被称为高斯(Goss)方位的{110}〈001〉方位高度集成，具有与减少变压器、发电机的能量损失直接相关的良好的铁损特性。作为减少该铁损特性的手段，减少板厚、增加Si含量、提高结晶方位的取向性、对钢板赋予张力、使钢板表面平滑化、或者使二次再结晶粒微细化等是有效的。在此，作为使二次再结晶粒微细化的技术，在专利文献I 4等中，公开了在脱炭退火时进行快速加热的方法、在即将进行脱炭退火之前进行快速加热处理来改善初次再结 晶集合组织(使高斯方位强度上升)的方法。然而，为了含有抑制剂成分而作为抑制剂发挥作用必须进行1400°C左右的高温板材加热，制造成本当然上升。因此，考虑经济性的情况下，优选极力减少抑制剂成分。从该观点出发，在专利文献5等中公开了利用不含有AlN、MnS以及MnSe等析出型抑制剂的成分体系(以下，称为无抑制剂系)的材料来制造取向性电磁钢板的方法。专利文献I :日本特开平8-295937号公报专利文献2 日本特开2003-96520号公报专利文献3 日本特开平10-280040号公报专利文献4 日本特开平6-49543号公报专利文献5 日本专利第3707268号公报

发明内容
然而，将上述利用快速加热处理来改善初次再结晶集合组织的技术应用于利用无抑制剂系材料来制造取向性电磁钢板的方法，结果判明根据情况二次再结晶粒不微细化而得不到所期望的减少铁损效果。因此，本发明的目的在于提出如下方案在利用无抑制剂系材料制造取向性电磁钢板的方法中，在进行包含快速加热处理的初次再结晶退火时，稳定地得到由快速加热处理产生的减少铁损效果的方法。本发明人等调查了在一个连续退火线中进行包含快速加热处理的初次再结晶退火时二次再结晶粒不微细化的原因因素，结果判明由快速加热产生的钢板的宽度方向温度分布是重要因素。即，在实验性地用其它设备实施快速加热处理和初次再结晶退火时，发生了二次再结晶粒的微细化，认为这是由于在设备间移动时钢板温度变成常温左右，所以消除了由快速加热产生的宽度方向的温度分布。另一方面，如果在一个连续退火线中实施快速加热处理和初次再结晶退火，则即便在初次再结晶退火的均热时该宽度方向温度分布也不消除，从而产生宽度方向的初次再结晶粒径的不均匀，其结果得不到所希望的效果。含有抑制剂时，由于抑制剂而使晶粒生长被抑制，所以不成为问题，但由于在无抑制剂系中不存在抑制晶粒生长的析出物(抑制剂)，所以即便微小的温度分布也会受到大的影响。为了抑制由该快速加热时的温度分布弓I起的初次再结晶粒的宽度方向粒径分布，使初次再结晶退火设备的构成为快速加热后、暂时冷却、进一步进行加热、均热的构成，例如制成具有快速加热区、第一冷却区、加热区、均热区以及第二冷却区的取向性电磁钢板的再结晶退火设备，特别是此次明确了重要的是控制第一冷却区和加热区的条件。下面对能得到该见解的实验结果进行说明。< 实验 I >通过连续铸造制造含有表I所示的成分的钢板材，在1200°C对该板材加热后，通过热轧精加工成板厚为I. 8mm的热轧板,在1100°C实施80秒钟的热轧板退火。接着，通过冷轧制使板厚为O. 30_，在非氧化性气氛中实施初次再结晶退火。该初次再结晶退火时，首先，通过直接加热方式(通电加热方式)以20 300°C /s的升温速度快速加热至600 ·800°C，其后，通过间接加热方式(利用辐射管进行的气体加热方式)以55°C /s的平均升温速度加热至900°C，在900°C保持100秒钟。应予说明，温度为板宽度方向中央部的温度。表I
C(% ) Si (% ) Mn(% ) Al (ppm) N (ppm) S (ppm) Se (ppm)
0.003 37 0 3351810<<T0在此，评价了初次再结晶集合组织。即，初次再结晶集合组织通过在板厚中心层中Euler空间的Φ2 = 45°截面的二维强度分布进行评价。即，在该截面中，可以掌握与主要方位有关的强度(集成度)。在图I中，示出了升温速度与高斯方位强度(Φ = 90°、Ct1 =90°、Φ2 = 45° )的关系和由快速加热所致的到达温度与高斯方位强度的关系。可知在无抑制剂系中，为了通过快速加热使初次再结晶集合组织发生变化(提高高斯方位强度)，需要使加热速度为150°C /s以上、到达温度为700°C以上。< 实验 2>通过连续铸造制造含有表2所示的成分的钢板材，在1400°C对该板材加热后，通过热轧精加工成板厚为2. 3mm的热轧板，在1100°C实施80秒钟的热轧板退火。接着，通过冷轧使板厚为O. 27mm，在作为气氛的水蒸气分压与氢分压之比的气氛氧化度ΡΗ20/ΡΗ2 =O. 35下实施初次再结晶退火。应予说明，初次再结晶退火按下述两种方式进行。(方式i)首先，通过通电加热方式以600°C /s的升温速度快速加热至800°C，暂时冷却至某温度，即冷却至800 V (未冷却)、750°C、700°C、650°C、600°C、550°C以及500 V的各温度，其后，通过利用辐射管进行的气体加热方式，以20°C /s的平均升温速度加热至850°C，在850°C保持200秒钟。冷却是将冷却用的气体导入到体系内而进行的(气体冷却)。(方式ii)另外，通过利用辐射管进行的气体加热方式，以35°C /s的平均升温速度加热至700°C，其后以5°C /s的平均升温速度加热至850°C，在850°C保持200秒钟。
表权利要求
1.一种取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，在对钢板材进行轧制而制成最终板厚后，实施初次再结晶退火，其后实施二次再结晶退火的取向性电磁钢板的制造工序中，所述钢板材具有如下组成，即，含有 C :0. 08质量％以下、 Si :2. O 8. O质量％以及 Mn 0. 005 I. O 质量 ％， 且将作为抑制剂成分的Al降低至IOOppm以下，作为抑制剂成分的N、S以及Se分别降低至50ppm以下,剩余部分为Fe和不可避免的杂质， 所述初次再结晶退火是以150°C /s以上的升温速度加热到700°C以上的温度区域，其后，暂时冷却至700°C以下的温度区域后，在平均升温速度为40°C /s以下的条件下加热至均热温度。
2.根据权利要求I所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，使所述初次再结晶退火时的气氛氧化度PH20/PH2为O. 05以下。
3.根据权利要求I或2所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述钢板材进一步含有选自以下元素中的I种或2种以上Ni 0. 03 I. 50 质量 ％，Sn 0. 01 I. 50 质量 ％，Sb 0. 005 I. 50 质量 ％，Cu 0. 03 3. O 质量 ％，P 0. 03 O. 50 质量 ％， Mo :0. 005 O. 10质量％以及 Cr 0. 03 I. 50 质量 ％。
4.根据权利要求1、2或3所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，对所述钢板材实施热轧，接着实施I次冷轧或2次以上夹有中间退火的冷轧而制成最终板厚。
5.一种取向性电磁钢板的再结晶退火设备，具有快速加热区、第一冷却区、加热区、均热区和第二冷却区。
全文摘要
本发明提出在利用无抑制剂系材料制造取向性电磁钢板的方法中，进行包含快速加热处理的初次再结晶退火时，稳定地得到由快速加热处理产生的减少铁损效果的方法。取向性电磁钢板的制造工序是对钢板材进行热轧，实施1次冷轧或2次以上夹有中间退火的冷轧，制成最终板厚后，实施初次再结晶退火，其后实施二次再结晶退火，其中，所述钢板材将作为抑制剂成分的Al降低至100ppm以下，N、S以及Se分别降低至50ppm以下；上述初次再结晶退火是以150℃/s以上的升温速度向700℃以上的温度区域加热，其后，暂时冷却至700℃以下的温度区域后，在下一个加热区，在平均升温速度为40℃/s以下的条件下加热至均热温度。
文档编号C21D8/12GK102812133SQ20118001552
公开日2012年12月5日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月24日
发明者大村健, 早川康之 申请人:杰富意钢铁株式会社