取向电工钢板和取向电工钢板的制造方法与流程

本发明的一个实施例涉及一种取向电工钢板和取向电工钢板的制造方法。具体地，本发明的一个实施例涉及一种取向电工钢板和取向电工钢板的制造方法，其调节绝缘涂层与基体铁之间的金属氧化物层中的最大al含量以及调节钢板两面的磁畴宽度比例，以同时改善铁损和励磁功率。

背景技术：

1、取向电工钢板用于变压器的铁芯，一般来说，除了铁损和磁通密度特性之外，最近还要求改善与空载电流相关的励磁功率。铁损作为直接影响变压器效率的特性，是划分取向电工钢板等级的主要特性，磁通密度是决定铜损和变压器大小的特性。

2、为了改善上述特性，必须增加最终制造的取向电工钢板中{110}<001>高斯织构(goss texture)的密集度。为了形成高斯织构，要求炼钢中的成分控制、热轧中的板坯再加热和热轧工艺因素控制、热轧板退火热处理、一次再结晶退火、二次再结晶退火等复杂的工艺，而这些工艺也必须受到非常精确和严格的控制，由此制成的优良的取向电工钢板产品，其高斯织构的密集度在3度以内，通常具有几毫米至几厘米的粗大的晶粒。当晶粒粒径粗大时，磁畴域(magnetice domain)宽度变宽，磁畴壁速度加快，异常涡流损耗会增加。为了减少异常涡流损耗，采用了激光、等离子体、电子束等各种磁畴细化方法，这些方法通过局部残余应力形成激励能量来减小磁畴域的大小，因此尽管磁滞损耗增加，由于异常涡流损减少，整体铁损得到改善。

3、然而，局部残余应力限制了磁畴壁的移动率本身，这导致磁导率降低，从而造成与磁导率密切相关的励磁功率恶化。如果励磁功率恶化，则变压器的空载电流会增加，这会给变压器功率表带来负担，需要额外的电气元件或改变设计，因此需要制定考虑励磁功率的铁损改善计划。

4、为了解决这个问题，提出了一种方案，根据钢中铬含量优化磁畴细化条件，特别是磁畴线间距，以改善磁通密度或磁导率。此外，还提出了一种方案，通过优化激光输出来改善几a/m区域的激励磁场(hfield)中的磁导率。另外，还提出了一种通过优化激光的大小和波长来优化磁通密度的方案或者根据附着性优化磁畴条件的方法。

5、然而，采用上述方法，可以改善h值为800a/m或几a/m下的磁导率，但是不足以改善影响常规变压器空载电流的几十a/m区域中的磁导率及基于此的励磁功率。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明的一个实施例中旨在提供一种取向电工钢板和取向电工钢板的制造方法。具体地旨在提供一种取向电工钢板和取向电工钢板的制造方法，通过调整一次再结晶退火板的氧化量来控制最终产品板的金属氧化层的最大al分数，并通过调节钢板两面的磁畴宽度比例来同时改善铁损和励磁功率。

3、(二)技术方案

4、根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包含取向电工钢板基材和取向电工钢板基材的两面上存在的金属氧化物层，此时金属氧化物层是最大al分数为0.15至1.0重量％。

5、此时，最大al分数是指针对金属氧化物层厚度方向测定al含量时，在al含量最高点的al含量值。

6、电工钢板基材的一面和另一面中平均磁畴宽度大的面的平均磁畴宽度(dwl)与平均磁畴宽度小的面的平均磁畴宽度(dws)的比例(dwl/dws)为1.2至1.8。

7、金属氧化物层的厚度可为1.5μm至4μm。

8、以重量％计，取向电工钢板基材可以包含si：2.5至4.0％、al：0.020至0.040％、mn：0.20％以下、n：0.0060％以下、c：0.005％以下和s：0.0055％以下，并包含余量的fe和不可避免的杂质。

9、取向电工钢板基材还可以包含p：0.02至0.075重量％和cr：0.05至0.35重量％中一种以上。

10、取向电工钢板还可以包含金属氧化物层上存在的绝缘覆膜。

11、假设金属氧化物层中的最大al分数(重量％)为cal,最大(max)时，磁畴宽度比例(dwl/dws)落入0.23×cal,最大+1.0至0.23×cal,最大+1.8范围内。

12、热影响部可以仅存在于电工钢板的一面和另一面中任何一面。

13、热影响部可以是沿与轧制方向交叉的方向延伸的线状。

14、热影响部存在多个，热影响部之间的平均间距可为3至7mm。

15、根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的制造方法，其包含：对板坯进行热轧，以制造热轧板的步骤；对热轧板进行冷轧，以制造冷轧板的步骤；对冷轧板进行一次再结晶退火的步骤；对一次再结晶退火后的钢板进行二次再结晶退火的步骤；以及对二次再结晶退火后的钢板的一面进行磁畴细化处理的步骤。

16、一次再结晶退火的步骤中环境的露点可为69至72.5℃，磁畴细化处理的步骤中导入能量可为6.5至10j/m。

17、一次再结晶退火后的钢板是氧含量可为800至1100ppm。

18、一次再结晶退火板中的氧量和导入能量可以满足下式2。

19、[式2]

20、35.8×氧量(重量％)+2.5≤导入能量(j/m)≤35.8×氧量(重量％)+7

21、在磁畴细化处理的步骤中，对钢板照射激光，激光在钢板轧制垂直方向的光束长度可为5至15mm，钢板轧制方向的光束宽度可为10至200μm。

22、(三)有益效果

23、根据本发明的一个实施例，可以最大限度地减少妨碍磁畴移动的热影响部，同时极大地降低铁损以及同时改善励磁功率和磁导率。

技术特征：

1.一种取向电工钢板，其中，

2.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，

3.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，

4.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，

5.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，

6.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，

7.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，

8.根据权利要求7所述的取向电工钢板，其中，

9.根据权利要求7所述的取向电工钢板，其中，

10.一种取向电工钢板的制造方法，其包含：

11.根据权利要求10所述的取向电工钢板的制造方法，其中，

12.根据权利要求11所述的取向电工钢板的制造方法，其中，

13.根据权利要求10所述的取向电工钢板的制造方法，其中，

技术总结
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包含取向电工钢板基材和取向电工钢板基材的两面上存在的金属氧化物层。金属氧化物层中的最大Al分数为0.15至1.0重量％，电工钢板基材的一面和另一面中平均磁畴宽度大的面的平均磁畴宽度(DW<subgt;L</subgt;)与平均磁畴宽度小的面的平均磁畴宽度(DW<subgt;S</subgt;)的比例(DW<subgt;L</subgt;/DW<subgt;S</subgt;)为1.2至1.8。

技术研发人员：金载声,梁日南,闵圣勋
受保护的技术使用者：浦项股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/16