BE732885A

BE732885A -

Info

Publication number: BE732885A
Authority: BE
Priority date: 1969-05-09
Filing date: 1969-05-09
Publication date: 1969-10-16

Description


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  " Procédé de fabrication de tôles à usages magnétiques et spécialement de tôles à grains orientés " 
La présente invention est relative à un procédé de fabri- cation de tôles à usages magnétiques, et plus spécialement de tôles à cubes sur arêtes (110) [001] et de tôles à cubes à plat (100) [001]. On utilise ici les indices de MILLER pour définir l'orienzation en question . 



   On sait que ces orientations, très favorables pour toutes las applications où le matériau est utilisé comme circuit magné- tique, sont spécialement difficiles à obtenir. Divers procédés ont déjà été proposés, qui se révèlent soit irréguliers dans leurs résultats, soit onéreux. 



   Les divers procédés connus de fabrication de tôles à grains orientés font généralement appel, à un certain stade de du métal   le(la   fabrication, qui comporte une élaboration/et une suite de laminage à chaud et de laminage à froid, ces derniers étant entrecoupés de traitements chimiques et thermiques, à une 

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 décarburation des tôles, par exemple en atmosphère de gaz réducteur humide, aux environs de 800 , pendant quelques mi- nutes .      



   Un autre procédé connu fait appel à des alliages à base de fer préalablement décarburé à   l'état   solide et procède à une refusion d'un tel alliage; à l'arc , sous laitier, en pré- sence d'une addition de silicium et/ou d'aluminium. 



   La Demanderesse a trouvé et montré qu'il était plus avan- tageux de partir d'un acier à très bas carbone décarburé à l'état liquide . 



   Dans son brevet français 1 447 173, déposé le 24 Décembre   1964,   elle a décrit un procédé de fabrication de tôles à grains orientés, dans lequel un acier extra-doux est élaboré dans un four d'aciérie, est ensuite décarburé à l'état liquide en poche, : sous vide, avant de recevoir les éléments d'alliages, silicium et/ou aluminium, ast   cvulé   en lingotières, et les lingots su- bissent ensuite un cycle de laminages et de traitements thermi- ques, différent selon qu'il s'agit d'obtenir des tôles simple- ment orientées, à cubes sur arêtes, c'est-à-dire à orientation (110) [001], ou des tôles doublement'orientées, à cubes à plat, c'est-à-dire à orientation (100) [001]. 



   Le but de la présente invention est d'obtenir des tôles simplement ou doublement orientas, réalisées en un acier à très basse teneur en carbone et à très basse teneur en soufre. 



   Le procédé selon l'invention consiste à élaborer un acier au carbone présentant une très basse teneur en soufre inférieure à   0,005%,   et de préférence inférieure à   0,003%,   à réchauffer ce métal dans un four d'aciérie et à l'oxyder fortement de façon contrôlée, en évitant toute resulfuration, à décarburer ensuite cet acier en poche et sous vide jusqu'à de très basses teneurs en carbone, de préférence inférieures à 

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0,005 %,   ajouter   ensuite les éléments d'alliages nécessaires, silicium et/ou aluminium, à assurer l'homogénéisation de cette addition par un brassage provoqué soit par injection dans le bain d'un gaz   neutre   tel que l'argon, soit par voie électroma-   gnétique,   soit par tout autre moyen approprié,

   à couler en lin- gotière, de préférence à l'abri de l'air, l'acier extra doux ; obtenu, puis enfin à soumettre à un laminage les lingots obtenus pour les transformer en tôles à grains simplement ou doublement orientés. 



   La très basse teneur en soufre, inférieure à 0,005%   3t   de préférence voisine de   0,003%,   de l'acier au carbone de départ peut être réalisée par l'un ou l'autre des moyens suivants : 
1.- Par affinage au four électrique sous laitier réducteur   d'un   acier relativement carburé de façon à obtenir une teneur peut aller jusqu'à un extra-doux à en carbone inférieure à 0,300% et qui/0,020%c et une teneur en soufre inférieure à 0,020%, ce métal étant ensuite coulé avec son laitier réducteur dans une première poche puis lc tout est transvasé dans une seconde poche afin de bien épuiser le pouvoir désulfurant du laitier réducteur . On obtient ainsi la teneur en soufre recherchée voisine de 0,003% .

   L'acier se trouve sen- siblement refroidi, mais ceci est sans inconvénient puisqu'il n'est pas coulé   immédiatement   en lingotières et qu'au contraire il est ensuite réchauffé et oxydé dans .un four d'aciérie avant d'être décarburé sous vide . 



   2. - Par traitement en poche au moyen d'un flux désulfurant basique et exothermique d'un acier élaboré au four électrique ou au four Martin avec une teneur   er.   carbone .inférieure à 0,300%   jusqu'à un extra-doux à 0,020%C, et qui peut aller/ et une teneur en soufre de l'ordre de 0,018%.   



   On peut utiliser comme flux   désulfurant   un mélange de poudre de chaux, de spath fluor, de fluorure de sodium et de silicium métal ( ou de ferro-silicium ). On passe ainsi, après ce 

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 traitement en poche d'un-3 teneur er. soufre de   0,018%   à une   tene@@   voisine de   0,003%.   



  3. - L'acier est élaboré d'abord dans un convertisseur à oxy- gène. La   fonte   liquide, avant son enfournement: au convertisseur, est désulfurée très fortement en poche, par exemple jusqu'à obte nir une teneur de   0,025%   S. L'acier élaboré au convertisseur présente une teneur en soufre de l'ordre de   0,017%   si la chaux est elle-même suffisamment pauvre en soufre . Une désulfuration finale, jusqu'à moins de   0,005%   S, est ensuite effectuée par traitement liquide réducteur comme ci-dessus en 1 -, soit par brassage avec an flux désulfurant, comme ci-dessus en 2 -. 



   Dans tous les cas, on peut aussi combiner un premier bre sage en poche avec un laitier réducteur désulfurant et un second brassais dans une seconde poche avec un flux   desulfurant.   Il faut, pour celà, partir d'un acier aasez chaud à sa sortie du four ou du convertisseur d'aciérie pour qu'il puisse subir ce double traitement sans laisser de fond de poche, et être ensuite ré enfourné en totalité pour réchauffage. 



   Le procédé d'élaboration selon l'invention comporte aussi les modalités suivantes, qui'peuvent être considérées isolément ou en toutes combinaisons possbles : a) Les éléments d'alliages sont ajouté:., non pas en poche, mais dans un four électrique non recarburant, b) Les éléments d'alliage sont ajoutée non pas en poche, mais dans un four   à   induction.

   o) On refond dans un   tour.   électrode consommable sous lai- tie= une électrode constituée en métal   à   bas carbone et bas sou-   tre   obtenu cemms indiqué précédemment, maie   n'ayant   reçu en poche   ucun     éternel   d'alliage, ou seulement une partie,   la   tota- lité ou le   complém@@t   d'éléments d'alliages étant ajouté à l'é-   lectrode,   qui devient   ainai   composite$ ou plus simplement se trouvant ajoutée dans la   Partis     liquide   du lingot.

   

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 d) S'il s'agit d'une fabrication de tôles à grains simple- 
Lient orientés, à " cubes sur arêtes c'est-à-dire à orienta- tion (   110)   [001]. la teneur en silicium des éléments   d'alliage '   est comprise entre 2 et 5%, et elle est de préférence voisine de 3%, tandis que la teneur en aluminium, très basse, est de préférence inférieure à 0,020 %.

   e) S'il s'agit d'une fabrication de tôles à grains double- ment orientés, à " cubes à plat   ",c'est-à-,lire   à orientation (100) [001], la teneur en aluminium dans les éléments d'alliage est comprise entre 3 et 4,5 %, tandis que la teneur en silicium est très faible, ou bien encore la teneur en silicium est comprise entre 0,8% et 2%, et elle est de préférence voisine de   1,3   %, tandis que la teneur en aluminium est comprise entre   1   et   2,5%,        et de préférence voisine de   1,7     %.        



   Selon l'invention ledit laminage pour la transformation ; des lingots obtenus en tôles à grains doublement orientés, comprend successivement un laminage à chaud jusqu'à une épaisseur de l'ordre de 10mm, suivi d'uu décapage, puis un premier laminage à froid jusqu'à une épaisseur de l'ordre de 3 à 4 mm, et de pré- férence voisine de 3,27 mm, suivi d'un recuit intermédiaire de recristallisation, à une température comprise entre 900  et   1   050  C, et de préférence eux environs de   1   000 C, en atmosphère d'hydrogène sec, pendit quelques heures, de préférence pendant une heure environ, puis un second laminage à froid, jusqu'à une épaisseur comprise entre 0,90 mm et 1,20 mm, et de préférence voisine de 1,07 mm, suivi d'un recuit intermédiaire à la même température que précédemment,

   et toujours eu atmosphère d'hydro- gène   sec, .main   seulement pendant une durée de quelques minutes,      et de préférence de 10 minutes environ, enfin un troisième lami- nage à froid, jusqu'à une épaisseur de l'ordre de quelques dixie-! mes de   millimètres,   et de préférence voisinc de 0,5 mm, suivi 

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 d'un recuit final de recristallisation à une température   corpri- ,   se entre   1   000 C et   1   100 C, et de préférence de l'ordre de   1   050 0,. toujours sous atmosphère d'hydrogène sec, pendant une durée de quelques heures, de préférence voisine de 5 heures. 



   Una variante au procédé de l'invention exposé ci-dessus consiste à laminer à chaud les dits lingots jusqu'à une épaisseur de l'ordre de 4 à 6 mm, à décaper, à effectuer un premier lami- nage à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 0,8 et 1,5mm, et de préférence voisine de 1,07 mm, le recuit intermédiaire,le dernier laminage à froid et le recuit final s'effectuant dans les mêmes conditions que précédemment . 



   Dans ce qui précède, l'atmosphère d'hydrogène sec pour les traitements de recuit est telle que son point de rosée est inférieur à - 40 C. 



   Une variante du procédé de l'invention en vue de la transformation des dlts   lingos   en tôles orientées consiste à intercaler un traitement intermédiaire de décarburation de l'aciex à l'état solide, soit juste après le laminage à chaud et avant le décapage, soit sur la t8le laminée à froid à l'épaisseur fi- '   nale.   Cette variante est spécialement intéressante lorsque la décarburation da l'acier à l'état liquide obtenue sous vide   n'a   pas été suffisante . 



   Enfin, la présente invention a aussi pour   objet,   à titre da produits industrièle nouveaux, les tôles à usages magnéti ques à texture de oubes à plat selon l'orientation type   (1-0-0)   [0-0-1], obtenues par le procédé   décrit   ci-dessus, et dont la courbe d'anisotropie réalisée par essais à la balance de torsion donne, à titre   d'exemple   non limitatif, un grand maximum de 
160 000 ergs/cm3 environ et   %la   petit maximum de   150   000 ergs/ cm3 environ .

Claims

REVENDICATIONS - Procédé d'élaboration de tôles à usages magnétiques et plus spécialement de tôles à grains simplement et doublement orientés, qui consiste à élaborer un acier au carbone présentant une très basse teneur en soufre inférieure à 0,005% et de pré- EMI7.1 férence inférieure O,OV3jo, à iéchauffer ce métal dans un four ; d'aciérie et à l'oxyder fortement de façon contrôlée, en évitant toute resulfuration, à le décarburer en poche et sous vide jusqu'à de très basses teneurs en carbone, de préférence inférieu res à 0,005 %, à ajouter ensuite les éléments d'alliages néces- ;

saires, silicium et/ou aluminium, à assurer l'homogénéisation de cette addition par brassage, à couler en lingotière, de pré- férence à l'abri de l'air, l'acier extra-doux obtenu, puis enfin' à soumettre à un laminage les lingots obtenus pour les transfor- mer en tôles à grains simplement ou doublement orientés.

2. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit acier au carbone à très basse teneur en soufre est obtanu ; par affinage au four électrique sous laitier réducteur d'un acier relativement carburé de façon à obtenir une teneur en car-., EMI7.2 jusqu,a un extb3L-cloux , 02crfi5e boneinf6rieure . 0, 3009E et qui pa . al.r/ateneur en soufre µ1 inférieure à 0,020 %, ce métal étant ensuite coulé avec son laitier réducteur dans une première poche.,puis transvasé dans une seconde poohe pour épuiser le pouvoir désulfurant dudit laitier et obtenir la teneur en soufre recherchée , c'est-à-dire EMI7.3 inférieure à o,cJ5 % et de préférence inférieurs à 0,003d.

1! 3.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en oe que ledit acier au carbone à très basse teneur en soufre est obtenu.. par élaboration au tour électrique ou au four Martin d'un acier EMI7.4 eav.zt une tenevr es osb0ore2 ieure à " * qui peut aller /et une teneuz en soufre de l'ordre de 0, 018 % et par tnaicement de cet acier en pocha au moyen d'un flux dé sulfurant basique <Desc/Clms Page number 8> exothermique constitué d'une poudre d'un melange de chaux, de spath-fluor,de fluorure de sodium ot de silicium métal ou de ferro-silicium de façon à obtenir une teneur en soufre in- férieure à 0,005% et de préférence inférieure à 0,003%.

4.- Procédé.selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit acier au carbone à très basse teneur en soufre est obtenu à partir d'un acier élaboré au convertisseur à oxygène avec une fonte liquide très fortement désulfuréa préalablement en poche, par exemple jusqu'à 0,025 % S, l'acier extra doux ainsi élaboré au convertisseur présentant une teneur en soufre de l'ordre de 0,017 %, l'acier liquide étant ensuite soumis à une désulfuration finale, jusqu'à obtenir moins de 0,005 % de soufre de préférence moins de 0,003%, par traitement en poche par brassage aveo un laitier liquide réducteur ou par brassage avec un flux de désul- furation.

5. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit acier au carbone à très basse teneur en soufre est obtenu, à partir d'un acier assez chaud à sa sortie d'un four ou d'un convertisseur d'aciérie, en combinant un premier brassage en poche avec un laitier réducteur désulfurant et un second bras- sage dans une seconde poche avec un flux de désulfuration .

6. - Procédé selon la revendication 1 pour l'élaboration de tôles à grains simplement orientés, à. cubes sur arêtes,(110) [001] caractérisé en ce que, dans les éléments d'alliages, la teneur en silicium est comprise entre 2 et 5% et est de préféren- ce voisine de 3%, candis que la teneur en aluminium est très faible, inférieure à 0,020 %.

7.- Procédé selon la revendication 1 pour l'élaboration de tôles à grains doublement orientés, à " cubes à plat " ,(100) [001] caractérisé en ce que, dans les élémente d'alliages, la teneur en aluminium est comprise entre 3% et 4,5 % et la teneur en silicium est très faible, inférieure à 0,.05%. <Desc/Clms Page number 9>

8.- Procédé selon la revendication 1 pour l'élaboration de t8les à grains doublement orientés, à " cubes à plat " (100) 001 caractérisé en ce que, dans les éléments d'alliages, la teneur en silicium est comprise entre 0,8 % et 2%, et est dr préférence voisine de 1,3% tandis que la teneur en aluminium est comprise entre 1% et 2,5%, de préférence voisine de 1,7%.

9. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit laminage pour la transformation des lingots en tôles à grains doublement orientés à cubes à plat ( 100) [001] comprend successivement un laminage à chaud jusqu'à une épaisseur de l'ordre de 10 mm, suivi d'un décapage, puis un premier laminage à froid jusqu'à une épaisseur de l'ordre de 3 à 4 mm, et de préférence voisine de 3,27 mm, suivi d'un recuit intermédiaire de recristallisation, à une température comprise entre 900 et 1 050 C, et de préférence aux environs de 1 000 C, en atmosphère d'hydrogène sec, pendant quelques heures, de préférence pendant une heure environ, puis un second laminage à froid, jusqu'à une épaisseur comprise entre 0,90 mm et 1,20 mm, et de préférence voisine de 1,07 mm,

suivi d'un recuit intermédiaire à la même température que précédemment, et toujours en atmosphère d'hydro- gàne sec, mais seulement pendant une durée de quelques minutes, at de préférence de 10 minutes environ, enfin un troisième lami- nage à froid, jusqu'à une épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, et de préférence voisine de 0,35 mm, suivi d'un recuit final de recristallisation à une température comprise entre 1 000 C et 1 100 C, et de préférence de l'ordre de 1 050 C, toujours sous atmosphère d'hydrogène sec, pendant une durée de quelques heures, de préférence voisine de 5 heures.

10.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit laminage prévu pour la transformation des lingots en tôle à grains doublement orientés à cubes plat ( 100)-[001] comprend : un laminage à chaud jusqu'à une épaisseur de 4 à 6 mm,un décapage, <Desc/Clms Page number 10> un premier laminage à froid jusqu'à une épaisseur oomprise entre 0,8 et 1,5 mm, et de préférence voirine de 1,07mm, le recuit intermédiaire, le dernier laminage à froid et le recuit final s'effectuant dans les mêmes conditions que précédemment.

11.- A titre de produits industriels nouveaux, les tôles magnétiques à texture de cubes à plat selon 1'orientation type ( 1-0-0) 0-0-1J, obtenues par le procàdé selon les revendica- tions 1 à 10 et caractérisé en ce que la courbe d'anisotropie réalisée par essais à la balance de torsion donne, un grand. maximum de l'ordre de 160 000 ergs / cm3 environ et un petit maximum de l'ordre de 150 000 ergs / cm3 environ .