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Die Erfindung betrifft ein zweistufig kaltgewalztes und zwischengeglühtes, siliziumlegiertes Stahlblech mit einem Gehalt bis 3, 5% Silizium und 0 bis 0, 5% Aluminium, zur Herstellung von nichtkornorientierten Elektroblechen sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Stahlbleche, welche als Halbfertigprodukte bezeichnet werden. Weiters betrifft eine Ausführungsform der Erfindung auch die Herstellung von fertigen, schlussgeglühten, nichtkornorientierten Elektroblechen.
Elektroblechsorten bzw. Halbfertigprodukte werden in allen einschlägigen Normvorschriften, beispielsweise gemäss Euronorm 106-71 für schlussgeglühte Bleche und gemäss Euronorm 165 für die genannten Halbfertigprodukte nach dem Herstellungsverfahren, nach dem gewährleisteten Höchstwert für den Ummagnetisierungsverlust P, angegeben in W/kg, bei Wechselfeldmagnetisierung von 50 Hz für einen konventionellen Scheitelwert der sinusförmigen Induktion von 1 oder 1, 5 Tesla (l. 104 bzw. 1. 5. 104 Gauss) bei Raumtemperatur sowie nach ihrer Nenndicke eingeteilt. Es wird allgemein angestrebt, bei möglichst geringen Ummagnetisierungsverlusten möglichst hohe Werte für die magnetische Induktion (magnetische Flussdichte) B, gemessen in Tesla bei bestimmten Stärken (A/m) eines magnetischen Wechselfeldes H, der Erzeugnisse zu erzielen.
Mindestwerte von B sind für die einzelnen Elektroblechsorten vorgeschrieben.
Die sogenannte Verlustanisotropie T darf gleichfalls bestimmte für jede Sorte festgelegte Maximalwerte nicht überschreiten.
T ist gemäss Euronorm 106-71 definiert durch die Formel
EMI1.1
wobei Wl den Ummagnetisierungsverlust, gemessen an senkrecht zur Walzrichtung entnommenen Epsteinproben, und W2 den Ummagnetisierungsverlust, gemessen an parallel zur Walzrichtung entnommenen Epsteinproben, bedeuten.
Die Prüfung der magnetischen Eigenschaften erfolgt im 25 cm-Epsteinrahmen nach Euronorm 118.
Es ist bekannt, dass durch Legierungszusätze, wie Silizium und Aluminium, die Ummagnetisierungsverluste von Stahlblechen zwar gesenkt, jedoch die Werte der Verlustanisotropie ansteigen.
Diese Tatsache ist in der Euronorm 106-71 dadurch berücksichtigt, dass für solche Bleche höhere Anisotropiewerte zugelassen werden.
Eine weitere wichtige Anforderung an kaltgewalzte Elektrobleche ist deren Alterungsbeständigkeit, d. h. dass sich die magnetischen Eigenschaften mit der Zeit nicht verschlechtern. Diese Forderung wird in Euronorm 106-71 ebenfalls Rechnung getragen. Für die Alterung ist-wie allgemein bekannt-der Kohlenstoffgehalt der Bleche nach deren Schlussglühung verantwortlich. Um ausreichende Alterungsbeständigkeit zu gewährleisten, muss dieser Gehalt unterhalb der Löslichkeitsgrenze des Ferrits für C bei Raumtemperatur (zirka 0, 003%) liegen.
Diese extrem niedrigen C-Gehalte werden durch entkohlendes Glühen - insbesondere im Durchlaufofen - erzielt. Um die Temperatur bei der und die Dauer der Glühbehandlung niedrig zu halten und auf diese Weise die Wirtschaftlichkeit der Erzeugung zu verbessern, war man bisher bestrebt, schon in der Schmelze einen möglichst niedrigen C-Gehalt einzustellen-z. B. durch eine entkohlende Vakuumbehandlung-und bereits bei der ersten Glühung den C-Gehalt weiter abzusenken. So wird beispielsweise nach der DE-OS 2627532 bereits im abgegossenen Block ein niedrigstmöglicher Kohlenstoffgehalt angestrebt. Überschreitet dessen C-Gehalt 0,01%, soll das warmgewalzte Material vor der ersten Kaltwalzung entkohlt werden.
Auch in der DE-OS 2747660 wird auf die Bedeutung eines besonders niedrigen C-Gehaltes bereits im Ausgangsmaterial hingewiesen.
Es hat sich gezeigt, dass bei aus Stahlblechen der eingangs definierten Art hergestellten Elektroblechen, insbesondere bei jenen, die höher legiert sind (über 2, 5% Si) und im Durchlauf- Dfen schlussgeglüht werden, die Einhaltung der Forderungen hinsichtlich Verlustanisotropie Schwierigkeiten bereitet. Bei der Schlussglühung im Durchlaufofen muss eine Zugspannung an die Blechbänder (Bandzug) angelegt werden, damit die notwendigen geometrischen Eigenschaften der Bänder 3rzielt werden und keine welligen Bänder bzw. Bleche anfallen.
Welliges Material ist praktisch lnverarbeitbar. Allerdings steigen die Werte der Verlustanisotropie auch mit der Höhe des eingestellten Bandzuges.
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EMI2.1
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wurden 67 zirka 2 mm dicke Warmbänder gefertigt und an 0, 52 mm kaltgewalzt. Die anschliessende
1. Glühung erfolgte im Durchlaufofen unter entkohlendem Schutzgas bei 840 C.
Die geglühten Bänder wurden anschliessend mit 5 t 1% Verlängerung kalt nachgewalzt (End- dicke 0, 50 mm) und im Durchlaufofen geglüht ; die Glühtemperatur betrug 950 C bei Güte FeV 150-50 HA und 1020 C bei Güte FeV 135-50 HA, die Verweilzeit 2 bis 4, 5 min. Die Verweilzeit richtete sich nach dem C-Gehalt des jeweiligen Bandes nach der ersten Glühung, um genügende Entkohlung im Hinblick auf die Alterungsbeständigkeit des hergestellten Elektrobleches zu erreichen.
Der spezifische Bandzug bei der Schlussglühung war bei allen Bändern angenähert gleich und wurde so gewählt, dass bei der Endkontrolle hinsichtlich geometrischer Eigenschaften der Elektrobleche einwandfreie und normgerechte Prüfergebnisse ermittelt werden.
Die an den schlussgeglühten Bändern ermittelten Werte der Verlustanisotropie T in % sind in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt der Bleche nach der ersten Glühung in der Zeichnung graphisch dargestellt ; auf der Abszisse sind die Werte von T, auf der Ordinate die zugehörigen Kohlenstoffgehalte aufgetragen.
Aus der Zeichnung wird der Einfluss des C-Gehaltes nach der ersten Glühung auf die Verlustanisotropie sofort deutlich. Ein Vergleich mit Tafel 1 der Euronorm 106-71 zeigt, dass nur diejenigen Bänder, welche nach der ersten Glühung einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 0, 016% aufweisen, hinsichtlich Verlustanisotropie (maximal 14%) entsprechen.
Beispiel 2 : Drei Bänder A, B und C der Güte FeV 150-50 HA aus Schmelzen mit verschiedenem Gehalt an Kohlenstoff (Gussanalyse) wurden vor der kritischen zweiten Kaltverformung haubengeglüht (680 C/13 h Verweilzeit), anschliessend mit etwa 5% Verlängerung kalt nachgewalzt und im Durchlaufofen (950 C/3, 3, 5 und 4 min Verweilzeit) schlussgeglüht. Die unterschiedliche Glühzeit war erforderlich, um entsprechend dem Kohlenstoffgehalt eine für die Alterungsbeständigkeit ausreichende Entkohlung zu erreichen. Der Bandzug wurde so gewählt, dass keine Bandwelligkeit auftrat.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt : Beim Warmwalzen und üblichen Haubenglühen tritt - wie bereits erwähnt-keine nennenswerte Entkohlung ein, d. h. der Kohlenstoffgehalt nach der ersten Glühung ist etwa gleich dem Gehalt an Kohlenstoff gemäss Gussanalyse.
Tabelle I
EMI3.1
<tb>
<tb> Band <SEP> GuBanalyse <SEP> 1. <SEP> Glühung <SEP> 2. <SEP> Glühung <SEP> C-Gehaltnach <SEP> Umagnetisierungs-Verlustaniso- <SEP>
<tb> C <SEP> Si <SEP> Temperatur <SEP> Verweilzeit <SEP> Temperatur <SEP> Verweilzeit <SEP> 1. <SEP> Glühung <SEP> verlust <SEP> P <SEP> bei <SEP> 1 <SEP> T <SEP> tropie <SEP> T <SEP>
<tb> ("C) <SEP> (h) <SEP> (oc) <SEP> (min) <SEP> (W/kg)
<tb> W2 <SEP> M
<tb> (längs) <SEP> (quer) <SEP>
<tb> A <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 2, <SEP> 50 <SEP> 6B0 <SEP> 13 <SEP> 950 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 006 <SEP> 1, <SEP> 19 <SEP> 1, <SEP> 82 <SEP> 20, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 8 <SEP> 0,oit <SEP> 2,48 <SEP> 680 <SEP> 13 <SEP> 950 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 011 <SEP> 1, <SEP> 26 <SEP> 1, <SEP> 76 <SEP> 16, <SEP> 6 <SEP>
<tb> C <SEP> 0, <SEP> 019 <SEP> 2, <SEP> 60 <SEP> 680 <SEP> 13 <SEP> 950 <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 1,
<SEP> 27 <SEP> 1, <SEP> 60 <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Es ist ersichtlich, dass nur Band C, bei dem der Kohlenstoffgehalt nach der ersten Glühung erfindungsgemäss über 0, 016% lag, auch hinsichtlich Verlustanisotropie den Normforderungen entspricht.
Beispiel 3 : 9 zirka 2 mm dicke Warmbänder, hergestellt aus 7 verschiedenen Stahlschmelzen mit folgender chemischer Zusammensetzung :
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EMI4.1
<tb>
<tb> Gussanalyse <SEP> (%)
<tb> Stahlschmelze <SEP> Bandbezeichnung <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Al
<tb> 1 <SEP> D <SEP> 0, <SEP> 013 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> 0, <SEP> 33 <SEP> 0, <SEP> 116 <SEP> 0, <SEP> 018 <SEP> 0, <SEP> 279 <SEP>
<tb> 2 <SEP> E <SEP> 0, <SEP> 037 <SEP> 0, <SEP> 48 <SEP> 0, <SEP> 28 <SEP> 0, <SEP> 118 <SEP> 0, <SEP> 018 <SEP> 0, <SEP> 242 <SEP>
<tb> 3 <SEP> F <SEP> 0, <SEP> 011 <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 31 <SEP> 0, <SEP> 070 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 0, <SEP> 210 <SEP>
<tb> 4 <SEP> G <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 1, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 065 <SEP> 0, <SEP> 016 <SEP> 0, <SEP> 228 <SEP>
<tb> 5 <SEP> H <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 1, <SEP> 71 <SEP> 0,
<SEP> 42 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 018 <SEP> 0, <SEP> 415 <SEP>
<tb> 5 <SEP> I <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 1, <SEP> 71 <SEP> 0, <SEP> 42 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 018 <SEP> 0, <SEP> 415 <SEP>
<tb> 6 <SEP> J <SEP> 0, <SEP> 019 <SEP> 1, <SEP> 81 <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 0, <SEP> 023 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 0, <SEP> 390 <SEP>
<tb> 7 <SEP> K <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> 0, <SEP> 004 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> 0, <SEP> 430 <SEP>
<tb> 7 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> 0, <SEP> 004 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> 0, <SEP> 430 <SEP>
<tb>
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen wurden an 0, 53 mm kaltgewalzt und anschliessend einer ersten Durchlaufofenglühung unterzogen.
Die geglühten Bänder wurden mit maximal 8% Verlängerung kalt nachgewalzt und im Durchlaufofen schlussgeglüht (Bandzug entsprechend jenem von Beispiel 1). Alle wesentlichen Daten einschliesslich der magnetischen Eigenschaften des fertigen Elektrobleches sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle II
EMI4.2
<tb>
<tb> Band <SEP> Eussanalysel. <SEP> SlUhung <SEP> !. <SEP> GlUhung <SEP> C-Sehaltnach <SEP> Uamagnetisierungs-Verlustan- <SEP>
<tb> C <SEP> Si <SEP> Temperatur <SEP> Verweilzeit <SEP> Temperatur <SEP> Verweilzeit <SEP> 1. <SEP> Glühung <SEP> verlust <SEP> P <SEP> bei <SEP> 1 <SEP> T <SEP> isotropie <SEP> T
<tb> (%) <SEP> (%) <SEP> ( C) <SEP> (min) <SEP> ( C) <SEP> (min) <SEP> (%) <SEP> (N/kg) <SEP> (%)
<tb> N2 <SEP> Hl
<tb> (längs) <SEP> (quer) <SEP>
<tb> D <SEP> 0, <SEP> 013 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> 840 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 890 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 004 <SEP> 1, <SEP> 66 <SEP> 2, <SEP> 46 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP>
<tb> E <SEP> 0, <SEP> 037 <SEP> 0, <SEP> 48 <SEP> 840 <SEP> 5 <SEP> 930 <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 1, <SEP> 84 <SEP> 2, <SEP> 42 <SEP> 13, <SEP> 6 <SEP>
<tb> F <SEP> 0, <SEP> 011 <SEP> 1,
<SEP> 20 <SEP> 890 <SEP> 2 <SEP> 890 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> 1, <SEP> 41 <SEP> 2, <SEP> 13 <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP>
<tb> G <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 1, <SEP> 15 <SEP> 890 <SEP> 2 <SEP> 890 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 018 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 2, <SEP> 00 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP>
<tb> H <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 1, <SEP> 71 <SEP> 840 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 004 <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP> 86 <SEP> 21, <SEP> 6 <SEP>
<tb> I <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 1, <SEP> 71 <SEP> 840 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 930 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 010 <SEP> 1, <SEP> 28 <SEP> 1, <SEP> 77 <SEP> 16, <SEP> 1 <SEP>
<tb> J <SEP> 0, <SEP> 019 <SEP> 1, <SEP> 81 <SEP> 950 <SEP> 2 <SEP> 950 <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 1, <SEP> 35 <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP> 12, <SEP> 9 <SEP>
<tb> K <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 3,
<SEP> 16 <SEP> 840 <SEP> 4 <SEP> 950 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 1, <SEP> 06 <SEP> 1, <SEP> 51 <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP>
<tb> L <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 840 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 950 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 016 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 1, <SEP> 46 <SEP> 13, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Es ist zu erkennen, dass für alle Elektroblechgüten, unabhängig von deren Si-Gehalt, nur bei Blechen mit Werten des Kohlenstoffgehaltes nach der ersten Glühung im erfindungsgemässen Bereich, nämlich die Bänder E, G, J und L, niedrigste Verlustanisotropiewerte erzielt wurden.
Beispiel 4 : 12 Warmbänder M bis X aus zwei verschiedenen Schmelzen (01 und 02) mit folgender chemischer Zusammensetzung (gemäss Gussanalyse) in % :
EMI4.3
<tb>
<tb> Schmelze <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> Al
<tb> 01 <SEP> 0, <SEP> 011 <SEP> 1, <SEP> 56 <SEP> 0, <SEP> 31 <SEP> 0, <SEP> 016 <SEP> 0, <SEP> 016 <SEP> 0, <SEP> 371 <SEP>
<tb> 02 <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> 0, <SEP> 019 <SEP> 0, <SEP> 019 <SEP> 0, <SEP> 320 <SEP>
<tb>
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wurden an 0, 53 mm kaltgewalzt. Jeweils 3 Bänder aus beiden Schmelzen wurden anschliessend im Haubenofen (690 C/Verweilzeit 16 h) bzw. im Durchlaufofen (840 C) geglüht. Die Verweilzeit der Bänder im Durchlaufofen wurde wieder so gewählt, dass nach der ersten Glühung unterschiedliche Kohlenstoffgehalte erzielt wurden.
Die geglühten Bänder wurden anschliessend mit maximal 7% Verlängerung kalt nachgewalzt (Enddicke 0, 50 mm). Da das Material für eine Lieferung im nicht schlussgeglühten Zustand als Halbfertigprodukt (entspricht der Güte FeV 390-50 HE von"semifinished" Elektroblech nach Euronorm 165) bestimmt war, wurden, wie bei solchen Produkten üblich, dem zweimal kaltgewalzten Stahlblech Epsteinproben entnommen und-entsprechend den Glühbedingungen beim Verbraucher - bei 7800C 90 min lang geglüht und im Ofen langsam abgekühlt. In Tabelle III sind wieder die aus den Ummagnetisierungsverlusten errechneten Verlustanisotropiewerte T (%) der schlussgeglühten Elektrobleche in Abhängigkeit vom C-Gehalt nach der ersten Glühung zusammengestellt.
Tabelle III
EMI5.1
<tb>
<tb> Schmelze <SEP> Band <SEP> 1. <SEP> Glühung <SEP> C-Gehalt <SEP> nach <SEP> Ummagnetisierungs- <SEP> Verlustaniso- <SEP>
<tb> 1. <SEP> Glühung <SEP> verlust <SEP> P <SEP> bei <SEP> 1 <SEP> T <SEP> tropie <SEP> T
<tb> (%) <SEP> (W/kg) <SEP> (%)
<tb> W2 <SEP> Wl
<tb> (längs) <SEP> (quer)
<tb> 01 <SEP> M <SEP> Haubenofen <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> 1, <SEP> 22 <SEP> 1, <SEP> 63 <SEP> 14, <SEP> 4 <SEP>
<tb> N <SEP> Haubenofen <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> 1, <SEP> 24 <SEP> 1, <SEP> 62 <SEP> 13, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 0 <SEP> Haubenofen <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 1, <SEP> 66 <SEP> 12, <SEP> 2 <SEP>
<tb> P <SEP> DLO <SEP> 0, <SEP> 005 <SEP> 1, <SEP> 18 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Q <SEP> DLO <SEP> 0, <SEP> 006 <SEP> 1, <SEP> 24 <SEP> 1, <SEP> 61 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP>
<tb> R <SEP> DLO <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> 1,
<SEP> 23 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 12, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 02 <SEP> S <SEP> Haubenofen <SEP> 0, <SEP> 034 <SEP> 1, <SEP> 38 <SEP> 1, <SEP> 69 <SEP> 10, <SEP> 1 <SEP>
<tb> T <SEP> Haubenofen <SEP> 0, <SEP> 039 <SEP> 1, <SEP> 39 <SEP> 1, <SEP> 67 <SEP> 9, <SEP> 2 <SEP>
<tb> U <SEP> Haubenofen <SEP> 0, <SEP> 046 <SEP> 1, <SEP> 42 <SEP> 1, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 2 <SEP>
<tb> V <SEP> DLO <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 1, <SEP> 33 <SEP> 1, <SEP> 66 <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP>
<tb> W <SEP> DLO <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 1, <SEP> 32 <SEP> 1, <SEP> 62 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP>
<tb> X <SEP> DLO <SEP> 0, <SEP> 026 <SEP> 1, <SEP> 38 <SEP> 1, <SEP> 66 <SEP> 9, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Man erkennt, dass nur aus jenen Halbfertigprodukten, welche erfindungsgemässe Werte des Kohlenstoffgehaltes aufweisen, normgerechte Elektrobleche hergestellt werden können.
PATENTANPRÜCHE :
1. Zweistufig kaltgewalztes und zwischengeglühtes, siliziumlegiertes Stahlblech mit einem 3ehalt bis 3, 5% Silizium und 0 bis 0, 5% Aluminium zur Herstellung von nichtkornorientierten Elektroblechen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Stahlbleches an Kohlenstoff nach der Zwischenglühung mindestens 0, 016 und maximal 0, 05% beträgt.