一种取向硅钢的感应加热渗氮方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107858633A(43)申请公布日2018.03.30(21)申请号201711430630.2(22)申请日2017.12.26(71)申请人武汉钢铁有限公司地址430083湖北省武汉市青山区厂前2号门(72)发明人杜涛姚成君陈子宏曾永龙肖海明寇汉萍陈军袁诚(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人段姣姣(51)Int.Cl.C23C8/26(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种取向硅钢的感应加热渗氮方法(57)摘要一种取向硅钢的感应加热渗氮方法：经过冶炼、连铸后对铸坯加热并热轧、常化、冷轧及脱碳工序；在感应渗氮炉内进行两段渗氮处理：在干式N2气氛下自然冷却至室温，涂隔离剂、高温净化退火后待用。本发明的渗氮方法得到的氮化物多且分布均匀，渗层深度可到钢板厚度中心部位，钢板厚度中心部位AlN颗粒在每平方微米上达到1~1.5个，最终获得磁性能稳定，偏差小即批次之间波动不超过0.02T；同时氨气消耗量减少不低于40%，且操作简便，易于实施，易于大规模生产。CN107858633ACN107858633A权利要求书1/1页1.一种取向硅钢的感应加热渗氮方法，其步骤：1）经过冶炼、连铸；对铸坯加热至1100～1250℃热轧、常化、冷轧及脱碳工序；2）在感应渗氮炉内进行两段渗氮处理：a、进行第一段感应加热渗氮：其渗氮温度在550～820℃，渗氮时间为8～18s，渗氮气氛为干式N2与H2混合气，其中N2占总体积比例不低于90%；NH3直接喷射至钢板的上、下表面，并控制NH3的喷射压力在0.15~0.25MPa，NH3的流量在5~20NL/min；b、进行第二段感应加热渗氮：其渗氮温度在850～950℃，渗氮时间为15～30s，渗氮气氛为干式N2气；NH3直接喷射至钢板的上、下表面，并控制NH3的喷射压力在0.15~0.25MPa，NH3的流量在1~10NL/min；3）在干式N2气氛下自然冷却至室温，涂隔离剂、高温净化退火后待用。2.如权利要求1所述的一种取向硅钢的感应加热渗氮方法，其特征在于：在感应加热渗氮第一阶段，渗氮温度在585～730℃。3.如权利要求1所述的一种取向硅钢的感应加热渗氮方法，其特征在于：在感应加热渗氮第二阶段，渗氮温度在875～925℃。4.如权利要求1所述的一种取向硅钢的感应加热渗氮方法，其特征在于：其适用的取向硅钢化学组分及重量百分比为：Si：2.95~3.15％，C：0.048~0.068％，Mn：0.06~0.12％，S：0.080~0.012％，Als：0.0205~0.0255％，N：0.008~0.010％，Cu：0.010~0.015％，Cr：0.08~0.10％，P：0.08~0.010％，余量为Fe及不可避免杂质。2CN107858633A说明书1/3页一种取向硅钢的感应加热渗氮方法技术领域[0001]本发明涉及到一种高磁感取向硅钢的渗氮方法，特别适用于一种生产以AlN为抑制剂的板坯低温加热取向硅钢的感应渗氮方法。背景技术[0002]为了得到优良的磁化性能，在生产过程中以AlN作主要抑制剂的板坯低温加热取向硅钢需要在冷轧脱碳工序后、高温退火工序前用氨气进行气体渗氮工艺。氨气渗氮是一个表面吸附、扩散过程。氨气性质活泼，进入渗氮炉内受热分解或触媒分解成活性[N]和[H]，一定比例的活性[N]被钢板表面俘获，最终析出有效的AlN抑制剂，获得合适的初次再结晶组织，从而在二次再结晶后得到良好的晶粒取向，达到渗氮目的。[0003]目前，已经公开很多的关于取向硅钢渗氮的技术方法，大多数限于在渗氮生产线上使用外部热源对取向硅钢钢带加热渗氮方法，尚无取向硅钢感应加热渗氮技术的公开专利。例如，CN102517592、CN102492816等公开的生产方法中，通过改进渗氮工艺，增加工艺段，使渗氮后的脱碳退火板中AlN含量提高，析出相分布细小、均匀，渗氮层加深，以提高最终高温退火过程中形成的有效抑制剂含量，起到提高取向硅钢磁性能的作用。但是工艺参数多，影响因素多，操作复杂，渗氮效果控制难度大。而且充入氮气、氢气和氨气的混合气进行气体渗氮，氨气容易提前分解，在管道和高温炉膛内流过的气体比例呈动态变化，造成炉内各部的氨气分解量有一些差别，渗氮量控制在100~300ppm，范围大，不宜稳定控制，容易造成渗氮不均匀，氮化物分布不合理，无法获得最佳渗氮效果，影响取向硅钢最终磁性能的稳定。同时，随使用时间的增长，炉膛和管道的钢制结构件也会被渗氮，作为触媒对氨气分解有更强的触媒作用，加速氨气的分解，加大氨气消耗量，影响工艺稳定性，并造成设备老化、维修困难。CN101294268公开了一种等离子渗氮室内