BR112013002008B1 - Folha de aço elétrica orientada por grão e método para fabricação da mesma - Google Patents

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BR112013002008B1
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Abstract

folha de aço elétrica orientada por grão e método para fabricação da mesma. a presente invenção refere-se a uma folha de aço elétrica orientada por grão onde a espessura de filme de forsterita em porções de fundo dos sulcos formados em uam superfície de folha de aço é <243> 0,3 <109>m, a frequência de sulco <242> 20% que é uma razão de abundância de grãos de cristal de sulcos diretamente abaixo dos mesmos, cada grão de cristal tendo uma orientação que desvia da orientação de goss por (243) 10º e tamanho de grão <243> 5 <109>m, tensão total pelo revestimento de tensão é de <243> 10,0 mpa, a tensão total exercida na folha de aço na direção perpendicular à direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tensão é de <243> 5,0 mpa e as tensões totais satisfazem 1,0<242> a/b <242> 5,0 onde a é a tensão total exercida na direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tensão, e b é a tensão total exercida na direção perpendicular à direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tensão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FOLHA DE AÇO ELÉTRICO ORIENTADA POR GRÃO E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DA MESMA.
CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a uma folha de aço elétrico orientada por grão usada para materiais de núcleo de ferro como transformadores e um método para fabricação da mesma.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] As folhas de aço elétricas orientadas por grão, que são principalmente usadas como núcleos de ferro dos transformadores, é exigido que tenham propriedades magnéticas excelentes, em particular, menos perda de ferro.
[003] Para satisfazer essa exigência, é importante que os grãos recristalizados secundários sejam altamente alinhados na folha de aço na orientação (110)[001] (ou a assim chamada orientação de Goss) e as impurezas na folha de produto de aço são reduzidas. No entanto, existem limitações para controlar orientação de cristal e reduzir as impurezas em termos de equilíbrio com o custo de manutenção e assim por diante. Portanto, algumas técnicas foram desenvolvidas para introduzir a deformação não uniforme nas superfícies de uma folha de aço de uma maneira física e reduzir a largura de domínio magnético para menos perda de ferro, ou seja, técnicas de refino de domínio magnético.
[004] Por exemplo, o documento no JP 57-002252 B (PTL 1) propõe uma técnica para reduzir a perda de ferro de uma folha de aço mediante irradiação de uma folha de produto final de aço com laser, que introduz uma região de densidade de alto deslocamento na camada de superfície da folha de aço e reduz a largura de domínio magnético. Além disso, o documento no JP 62-053579 B (PTL 2) propõe uma técnica para refinar domínios magnéticos mediante a formação sulcos que tem uma
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2/42 profundidade de mais do que 5 pm na porção de ferro de base de uma folha de aço após o recozimento final em uma carga de 882 a 2156 MPa (90 a 220 kgf/mm2) e, então, submeter a folha de aço ao tratamento por calor em uma temperatura de 750°C ou mais alta. Ademais, o documento no JP 7-268474 A (PTL 3) apresenta uma técnica para fornecer uma folha de aço que tem sulcos lineares que se estendem em uma direção quase ortogonal à direção de laminação da folha de aço em uma superfície da base de ferro e também tem contornos de grão contínuos ou regiões de grão fino de 1 mm ou menos tamanho de grão a partir do fundo dos sulcos lineares para a outra superfície no ferro de base na direção de espessura da folha. Com o desenvolvimento das técnicas descritas acima de refino de domínio magnético, as folhas de aço elétricas orientadas por grão que tem propriedades de perda de ferro boas podem ser obtidas.
DOCUMENTOS DE PATENTE
PTL 1: JP 57-002252 B PTL 2: JP 62-053579 B PTL 3: JP 7-268474 A
SUMÁRIO DA INVENÇÃO (Problema Técnico) [005] No entanto, as técnicas acima mencionadas para executar o tratamento de refino de domínio magnético mediante a formação sulcos têm um efeito menor na redução da perda de ferro em comparação às outras técnicas de refino de domínio magnético para introduzir regiões de densidade de alto deslocamento mediante irradiação de laser e assim por diante. As técnicas acima mencionadas também têm um problema de que existe pouca melhoria na perda de ferro de um transformador real montado, até mesmo se a perda de ferro é reduzida através de refino de domínio magnético. Isto é, essas técnicas fornecem um fator de construção extremamente insatisfatório (BF).
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3/42 (Solução para o Problema) [006] A presente invenção foi desenvolvida nessas circunstâncias. Um objetivo da presente invenção é o de fornecer uma folha de aço elétrico orientada por grão que pode reduzir adicionalmente a perda de ferro de um material com sulcos formados na mesmo para o refino de domínio magnético e exibir propriedades excelentes de perda de ferro baixa quando montado como um transformador real, juntamente com um método vantajoso para fabricar o mesmo.
[007] Isto é, a disposição da presente invenção é resumida como se segue:
[1] Uma folha de aço elétrico orientada por grão compreendendo: um filme de forsterita e revestimento de tração em uma superfície da folha de aço; e sulcos para o refino de domínio magnético na superfície da folha de aço, em que uma espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos é de 0,3 pm ou mais, em que uma frequência de sulco é de 20% ou menos, a frequência de sulco é uma razão de abundância dos sulcos, cada sulco tem grãos diretamente abaixo do mesmo, cada grão tem uma orientação que desvia a partir da orientação de Goss por 10° ou mais e um tamanho de grão de 5 pm ou mais, e em que uma tração total exercida na folha de aço em uma direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração é de 10,0 MPa ou mais, uma tração total exercida na folha de aço em uma direção perpendicular à direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração é de 5,0 MPa ou mais e essas tensões totais satisfazem uma relação:
1,0 < A/B < 5,0, em que
A é uma tração total exercida na direção de laminação pelo
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4/42 filme de forsterita e pelo revestimento de tração, e
B é uma tração total exercida na direção perpendicular à direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração.
[2] Um método para fabricar uma folha de aço elétrico orientada por grão, em que o método compreende: submeter uma placa para uma folha de aço elétrico orientada por grão à laminação a ser finalizada em uma espessura de folha final; submeter a folha à descarbonetação subsequente; depois aplicar um separador de recozimento composto principalmente de MgO em uma superfície da folha antes de submeter a folha ao recozimento final; e submeter a folha ao revestimento de tração subsequente, em que (1) a formação de sulcos para o refino de domínio magnético é executada antes do recozimento final para formar um filme de forsterita, (2) o separador de recozimento tem uma quantidade de revestimento de 10,0 g/m2 ou mais, (3) a tração de bobinagem após a aplicação do separador de recozimento é controlada dentro de uma faixa de 30 a 150 N/mm2, (4) uma taxa média de resfriamento a 700°C durante uma etapa de resfriamento do recozimento final é controlada para ser de 50°C/hora ou menor, (5) durante o recozimento final, a taxa de fluxo de gás atmosférico em uma faixa de temperatura de pelo menos 900°C ou mais alta é controlada para ser de 1,5 Nm3/hora*tonelada ou menos, e (6) uma temperatura de ponto final durante o recozimento final é controlada para ser de 1.150°C ou mais alta.
[3] O método para fabricar uma folha de aço elétrico orientada por grão de acordo com item [2] acima, em que a placa para a folha de aço elétrico orientada por grão é submetida à laminação a quente e opcionalmente, ao recozimento da bobina a quente e
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5/42 subsequentemente submetida à laminação a frio uma vez, ou duas vezes ou mais com recozimento intermediário executado entre os mesmos, a ser finalizada em uma espessura de folha final.
(Efeito Vantajoso da Invenção) [008] De acordo com a presente invenção, visto que o efeito de redução de perda de ferro de uma folha de aço, que tem sulcos formados na mesma e é submetida ao tratamento de refino de domínio magnético, também deve ser mantido em um transformador real de maneira eficaz e tal folha de aço elétrico orientada por grão pode ser obtida e que demonstra propriedades excelentes de perda de ferro baixa em um transformador real.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [009] A presente invenção será descrita adicionalmente abaixo com referência aos desenhos anexos, em que:
[0010] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma porção de sulco de uma folha de aço formada de acordo com a presente invenção; e [0011] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma folha de aço tomada em uma direção ortogonal às porções de sulco. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0012] A presente invenção será descrita especificamente abaixo. Na presente invenção, com a finalidade de melhorar as propriedades de perda de ferro de uma folha de aço elétrico orientada por grão como um material com sulcos formados na mesmo para o refino de domínio magnético e que tem um filme de forsterita (um filme composto principalmente de Mg2SiO4) e para prevenir a deterioração no fator de construção em um transformador real que usa essa folha de aço elétrico orientada por grão, a espessura do filme de forsterita formado nas porções de fundo dos sulcos, a tração exercida na folha de aço e os grãos diretamente abaixo dos sulcos são definidos como se segue.
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6/42 [0013] A espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos: 0,3 pm ou mais [0014] O efeito alcançado mediante a introdução dos sulcos através de refino de domínio magnético para formar sulcos é menor do que o efeito obtido pela técnica de refino de domínio magnético para introduzir uma região de densidade de alto deslocamento, visto que um carregamento magnético menor é introduzido. Primeiramente, uma investigação foi conduzida no carregamento magnético introduzido quando os sulcos foram formados. Como um resultado, uma correlação foi constatada entre a espessura do filme de forsterita em que os sulcos foram formados e o carregamento magnético. Assim, as investigações adicionais foram conduzidas na relação entre a espessura do filme e o carregamento magnético. Como um resultado, foi revelado que aumentar a espessura do filme em que os sulcos foram formados é eficaz para aumentar o carregamento magnético.
[0015] Consequentemente, a espessura do filme de forsterita que é necessária para aumentar o carregamento magnético e para aprimorar o efeito de refino de domínio magnético é de 0,3 pm ou mais, preferencialmente de 0,6 pm ou mais.
[0016] Por outro lado, o limite superior da espessura do filme de forsterita é preferencialmente cerca de 5,0 pm, visto que a adesão com a folha de aço se deteriora e o filme de forsterita termina mais facilmente se o filme de forsterita for muito espesso.
[0017] Embora a causa de um aumento no carregamento magnético conforme descrito acima não tiver sido esclarecida de modo exato, os inventores da presente invenção acreditam no que se segue. Isto é, existe uma correlação entre a espessura do filme e a tração exercida na folha de aço pelo filme, em que a tração exercida pelo filme nas porções de fundo dos sulcos se torna maior com o aumento com a espessura de filme. Acredita-se que essa tração aumentada causou um aumento no
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7/42 estresse interno da folha de aço nas porções de fundo dos sulcos, que resultou em um aumento no carregamento magnético.
[0018] Quando a perda de ferro de uma folha de aço elétrico orientada por grão é avaliada como um produto, o fluxo de magnetização apenas contém os componentes direcionais de laminação e, portanto, é necessário apenas aumentar a tração na direção de laminação para aprimorar a perda de ferro. No entanto, quando uma folha de aço elétrico orientada por grão é montada como um transformador real, o fluxo de magnetização contém não apenas os componentes direcionais de laminação, mas também os componentes com direção transversal. Consequentemente, a tração na direção de laminação assim como a tração na direção transversal tem uma influência na perda de ferro.
[0019] Portanto, na presente invenção, considera-se que uma razão de tração ótima é definalizada por uma razão dos componentes direcionais de laminação para os componentes com direção transversal do fluxo de magnetização. Especificamente, considera-se que uma razão de tração ótima satisfaz a Fórmula (1) abaixo:
1,0 < A/B < 5,0.....(1), preferencialmente, 1,0 < A/B < 3,0, onde A é uma tração total exercida na direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração, e
B é uma tração total exercida na direção transversal pelo filme de forsterita e o revestimento de tração.
[0020] Ademais, até mesmo se a condição descrita acima for satisfeita, a degradação na perda de ferro é inevitável quando o valor absoluto da tração exercida na folha de aço é pequeno. Tendo em vista o supracitado, como um resultado de investigações adicionais nos valores preferenciais de tração na direção de laminação e na direção transversal, foi revelado que na direção transversal, uma tração total
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8/42 exercida pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração é considerado que a mesma é suficiente se a mesma é de 5,0 MPa ou mais, em que na direção de laminação, uma tração total exercida pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração deveria ser de 10,0 MPa ou mais. Deveria ser percebido que não existe limite superior particular na tração total A na direção de laminação enquanto a folha de aço não se deformará plasticamente. Um limite superior preferencial da tração total A é de 200 MPa ou menos.
[0021] Na presente invenção, a tração total exercida pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração é definalizada como se segue. [0022] Quando a tração na direção de laminação é medida, uma amostra de 280 mm na direção de laminação x 30 mm na direção transversal é cortada a partir do produto (material aplicado como revestimento de tração), em que quando a tração na direção transversal é medida, uma amostra de 280 mm na direção transversal x 30 mm na direção de laminação é cortada a partir do produto. Depois, o filme de forsterita e o revestimento de tração em um lado são removidos. Depois, o empenamento de folha de aço é determinado através de medição do empenamento antes e após a remoção e convertido em tração através do uso da fórmula de conversão (2) fornecida abaixo. A tração definalizada por esse método representa a tração que é exercida na superfície a partir da qual o filme de forsterita e o revestimento de tração não foram removidos. Visto que a tração é exercida em ambos os lados da amostra, duas amostras foram preparadas para medir o mesmo produto na mesma direção e a tração foi definalizada para cada lado pelo método descrito acima para derivar um valor médio da tração. Esse valor médio é considerado como a tração que é exercida na amostra.
[Fórmula de conversão (2)] σ = 2 (a2 -a,)
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9/42 em que, σ: tração de filme (MPa)
E: módulo de Young de folha de aço = 143 (GPa) l: comprimento de medição de empenamento (mm) ai: empenamento antes da remoção (mm) a2: empenamento após a remoção (mm) d: espessura de folha de aço (mm) [0023] Na presente invenção, a espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos é calculada como se segue.
[0024] Conforme ilustrado na Figura 1, o filme de forsterita presente nas porções de fundo dos sulcos foi observado com SEM em uma seção transversal tomada ao longo da direção em que os sulcos se estendem, em que a área do filme de forsterita foi calculada mediante análise de imagem e a área calculada foi dividida por uma distância de medição para determinar a espessura do filme de forsterita da folha de aço. Nesse caso, a distância de medição foi de 100 mm.
Frequência de sulco: 20% ou menos [0025] De acordo com a presente invenção, uma frequência de sulco é importante que seja uma razão de abundância dos sulcos, cada sulco tem grãos diretamente abaixo do mesmo, cada grão tem uma orientação que desvia a partir da orientação de Goss por 10° ou mais e um tamanho de grão de 5 pm ou mais. De acordo com a presente invenção, é importante que essa frequência de sulco seja de 20% ou menos.
[0026] A seguir, a frequência de sulco será explicada especificamente.
[0027] Para melhorar o fator de construção, é importante definir a tração do filme de forsterita conforme descrito acima, assim como deixar tão poucos grãos que se desviam muito a partir da orientação de Goss quanto possível diretamente abaixo das porções em que os sulcos são formados.
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10/42 [0028] Deveria ser percebido que nessa situação de PTL 2 e de PTL 3 que a perda de ferro do material melhora mais em que os grãos finos estão presentes diretamente abaixo dos sulcos. No entanto, quando os transformadores reais foram fabricados pelos inventores da presente invenção através do uso de dois tipos de materiais, um com grãos finos presentes diretamente abaixo dos sulcos e o outro sem grãos finos diretamente abaixo dos sulcos, o material anterior forneceu melhores resulta do que o anterior pelo fato de que o transformador real exibiu melhor perda de ferro, isto é, o fator de construção foi melhor, embora inferior na perda de ferro do material.
[0029] Em vista disso, as investigações adicionais foram conduzidas nos materiais com grãos finos presentes diretamente abaixo dos sulcos formados nos mesmos. Como um resultado, foi constatado que o valor de uma frequência de sulco, é uma razão desses sulcos com grãos presentes diretamente abaixo dos mesmos para os sulcos sem grãos diretamente abaixo dos mesmos, é importante. Cada material tem uma frequência de sulco de 20% ou menos mostro um bom fator de construção, embora o cálculo específico de frequência de sulco será descrito depois. Portanto, a frequência de sulco da presente invenção deve ser de 20% ou menos.
[0030] Conforme descrito acima, embora a razão pela qual os resultados de perda de ferro de um material e dos resultados de perda de ferro de um transformador real nem sempre mostre uma tendência consistente que não foi esclarecida, os inventores da presente invenção acreditam que isso seria atribuído a uma diferença entre uma forma de onde de fluxo de magnetização do transformador real e uma forma de onde de fluxo de magnetização para o uso na avaliação de material. Consequentemente, embora os grãos finos diretamente abaixo dos sulcos tenham um efeito na melhoria de perda de ferro do material, é necessário reduzir tais grãos finos diretamente abaixo dos sulcos o tanto
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11/42 quanto possível considerando o uso em transformadores reais visto que os mesmos causariam, de outro modo, um efeito adverso da deterioração no fator de construção. No entanto, grãos ultrafinos dimensionados menores do que 5 pm, assim como os grãos finos dimensionados 5 pm ou mais mas que tem uma boa orientação de cristal que desvia a partir da orientação de Goss por menos do que 10°, não tem efeitos adversos nem positivos e, por conseguinte, não existe problema se esses grãos estiverem presentes.
[0031] Consequentemente, conforme usado no presente documento, um grão fino é definido como um grão que tem uma orientação que desvia da direção de Goss por 10° ou mais, que tem um tamanho de grão de 5 pm ou mais e que é submetido à derivação de frequência de sulco. Além disso, o limite superior do tamanho de grão é de cerca de 300 pm. Tendo isso em vista, se o tamanho de grão exceder esse limite, a perda de ferro do material se deteriora e, portanto, baixa a frequência dos sulcos que têm grãos finos de certa forma não tem muito efeito na melhoria de perda de ferro de um transformador real. [0032] Na presente invenção, o tamanho de grão de grãos presentes diretamente abaixo dos sulcos, a diferença de orientação de cristal e a frequência de sulco são determinados como se segue.
[0033] Conforme ilustrado na Figura 2, o tamanho de grão dos grãos é determinado como se segue: uma seção transversal é observada em 100 pontos em uma direção perpendicular às porções de sulco e se existir um grão, o tamanho de grão do mesmo é calculado como um diâmetro de círculo equivalente. Além disso, a diferença de orientação de cristal é definalizada como um ângulo de desvio da orientação de Goss através do uso de EBSP (padrão de retrodifusão de elétron) para medir a orientação de cristal dos cristais nas porções de fundo dos sulcos. Ademais, a frequência de sulco significa uma razão do número desses sulcos na presença de grãos conforme especificado pela
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12/42 presente invenção nos 100 pontos de medição descritos acima dividida pelo número de pontos de medição, 100.
[0034] A seguir, as condições de fabricação de uma folha de aço elétrico orientada por grão de acordo com a presente invenção serão descritas especificamente abaixo.
[0035] Na presente invenção, uma placa para uma folha de aço elétrico orientada por grão pode ter qualquer composição química que permita a recristalização secundária. Além disso, quanto mais alto o grau do alinhamento de grão na direção <100>, maior o efeito da redução da perda de ferro obtida através de refino de domínio magnético. É, portanto, preferencial que uma densidade de fluxo magnético B8, que propicia uma indicação do grau do alinhamento de grão, é de 1,90 T ou mais alta. [0036] Além disso, se um inibidor, por exemplo, um inibidor com base em AlN é usado, Al e N podem estar contidos em uma quantidade apropriada, respectivamente, embora se um inibidor com base em MnS/MnSe for usado, Mn e Se e/ou S podem estar contidos em uma quantidade apropriada, respectivamente. É óbvio, que esses inibidores também podem ser usados em combinação. Nesse caso, os conteúdos preferenciais de Al, N, S e Se são: Al: 0,01 a 0,065% em massa; N: 0,005 a 0,012% em massa; S: 0,005 a 0,03% em massa; e Se: 0,005 a 0,03% em massa, respectivamente.
[0037] Ademais, a presente invenção também é aplicável em uma folha de aço elétrico orientada por grão que tem conteúdos limitados de Al, N, S e Se sem o uso de um inibidor.
[0038] Nesse caso, as quantidades de Al, N, S e Se são preferencialmente limitadas a: Al: 100 ppm de massa ou menos: N: 50 ppm de massa ou menos; S: 50 ppm de massa ou menos; e Se: 50 ppm de massa ou menos, respectivamente.
[0039] Os elementos básicos e outros elementos adicionados opcionalmente da placa para uma folha de aço elétrico orientada por
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13/42 grão da presente invenção serão descritos especificamente abaixo.
<C: 0,08% em massa ou menos>
[0040] C é adicionado para aprimorar a textura de uma folha laminada a quente. No entanto, o conteúdo de C que excede 0,08% em massa aumenta o fardo de reduzir o conteúdo de C para 50 ppm de massa ou menos em que o envelhecimento magnético não ocorrerá durante o processo de fabricação. Portanto, o conteúdo de C é preferencialmente 0,08% em massa ou menos. Além disso, não é necessário estabelecer um limite particular menor para o conteúdo de C visto que a recristalização secundária é permitida por um material que não contém C.
<Si: 2,0 a 8,0% em massa>
[0041] Si é um elemento que é útil para aumentar resistência elétrica do aço e melhorar a perda de ferro. O conteúdo de Si de 2,0% em massa ou mais tem um efeito particularmente bom na redução da perda de ferro. Por outro lado, o conteúdo de Si de 8,0% em massa ou menos pode oferecer particularmente boa formabilidade e densidade de fluxo magnético. Portanto, Si conteúdo é preferencialmente dentro de uma faixa de 2,0 a 8,0% em massa.
<Mn: 0,005 a 1,0% em massa>
[0042] Mn é um elemento que é vantajoso para aprimorar formabilidade a quente. No entanto, o conteúdo de Mn menos do que 0,005% em massa tem um efeito de menos adição. Por outro lado, o conteúdo de Mn de 1,0% em massa ou menos fornece uma densidade de fluxo magnético particularmente boa para a folha de produto. Portanto, o conteúdo de Mn é preferencialmente dentro de uma faixa de 0,005 a 1,0% em massa.
[0043] Ademais, adicionalmente aos elementos acima, a placa também pode conter os seguintes elementos como elementos para aprimorar as propriedades magnéticas:
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14/42 pelo menos um elemento selecionado a partir de: Ni: de 0,03 a 1,50% em massa; Sn: de 0,01 a 1,50% em massa; Sb: de 0,005 a 1,50% em massa; Cu: de 0,03 a 3,0% em massa; P: de 0,03 a 0,50% em massa; Mo: de 0,005 a 0,10% em massa; e Cr: de 0,03 a 1,50% em massa.
[0044] Ni é um elemento que é útil para aprimorar adicionalmente a textura de uma folha laminada a quente para obter propriedades magnéticas ainda melhoradas adicionalmente. No entanto, conteúdo de Ni de menos do que 0,03% em massa é menos eficaz no fornecimento de propriedades magnéticas, em que o conteúdo de Ni de 1,50% em massa ou menos aumenta, em particular, a estabilidade da recristalização secundária e fornece propriedades magnéticas ainda melhoradas adicionalmente. Portanto, o conteúdo de Ni é preferencialmente dentro de uma faixa de 0,03 a 1,50% em massa.
[0045] Sn, Sb, Cu, P, Mo e Cr são elementos úteis para a melhoria adicional das propriedades magnéticas, respectivamente. No entanto, se qualquer um desses elementos estiver contido em uma quantidade menor do que seu limite menor descrito acima, o mesmo é menos eficaz na melhoria das propriedades magnéticas, sendo que se contido em uma quantidade igual a ou menor do que seu limite superior conforme descrito acima, o mesmo propicia o melhor crescimento dos grãos recristalizados secundários. Portanto, cada um desses elementos é preferencialmente contido em uma quantidade dentro da faixa descrita acima.
[0046] O equilíbrio outro que o dos elementos descritos acima é Fe e impurezas acidentais que são incorporados durante o processo de fabricação.
[0047] Então, a placa que tem a composição química descrita acima é submetida ao aquecimento antes da laminação a quente de uma maneira convencional. No entanto, a placa também pode ser submetida à
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15/42 laminação a quente diretamente após a fundição, sem ser submetida ao aquecimento. No caso de uma placa fina, a mesma pode ser submetida à laminação a quente ou encaminhada para a etapa subsequente, que omite a laminação a quente.
[0048] Ademais, a folha laminada a quente é opcionalmente submetida ao recozimento da bobina a quente. Um propósito principal do recozimento da bobina a quente é para melhorar as propriedades magnéticas mediante a dissolução da textura de banda gerada por laminação a quente para obter uma textura de recristalização primária dos grãos dimensionados de maneira uniforme e, através disso, desenvolve adicionalmente a textura de Goss durante o recozimento de recristalização secundária. Nesse momento, com a finalidade de obter uma textura de Goss altamente desenvolvida em uma folha de produto, uma temperatura de recozimento da bobina a quente é preferencialmente na faixa de 800°C a 1.100°C. Se uma temperatura de recozimento da bobina a quente for menor do que 800°C permanece uma textura de banda que resulta da laminação a quente, que torna difícil obter uma textura de recristalização primária dos grãos dimensionados de maneira uniforme e impede uma melhoria desejada da recristalização secundária. Por outro lado, se uma temperatura de recozimento da bobina a quente exceder 1.100°C, o tamanho de grão após o recozimento da bobina a quente se torna muito áspero, o que torna difícil obter uma textura de recristalização primária dos grãos dimensionados de maneira uniforme.
[0049] Após o recozimento da bobina a quente, a folha é submetida à laminação a frio uma vez, ou duas vezes ou mais com recozimento intermediário executado entre os mesmos, seguido pela descarbonetação (combinada com o recozimento de recristalização) e aplicação de um separador de recozimento na folha. Após a aplicação do separador de recozimento, a folha é submetida ao recozimento final
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16/42 para propósitos de recristalização secundária e formação de um filme de forsterita. Deveria ser percebido que o separador de recozimento é preferencialmente composto principalmente de MgO com a finalidade de formar forsterita. Conforme usado no presente documento, a expressão composto principalmente de MgO implica que qualquer composto bem conhecido para o separador de recozimento e qualquer composto de melhoria de propriedade outro que MgO também pode ser contido dentro de uma faixa sem interferir na formação de um filme de forsterita pretendido pela invenção. Além disso, conforme descrito posteriormente, a formação de sulcos de acordo com a presente invenção é executado em qualquer etapa após a laminação a frio final e antes do recozimento final.
[0050] Após o recozimento final, é eficaz submeter a folha ao recozimento de achatamento para corrigir o formato do mesmo. De acordo com a presente invenção, o revestimento de isolamento é aplicado nas superfícies da folha de aço antes ou após o recozimento de achatamento. Conforme usado no presente documento, esse revestimento de isolamento significa que tal revestimento que pode aplicar a tração na folha de aço para reduzir a perda de ferro (doravante no presente documento, denominado como revestimento de tração). O revestimento de tração inclui um revestimento inorgânico que contém sílica e revestimento cerâmico por deposição física de vapor, deposição química de vapor e assim por diante.
[0051] Na presente invenção, é importante ajustar de maneira apropriada a tração a ser exercida na folha de aço na direção de laminação e na direção transversal. Nesse caso, a tração na direção de laminação pode ser controlada mediante o ajuste da quantidade de revestimento de tração a ser aplicada. Isto é, o revestimento de tração é executado frequentemente em uma fornalha de cozimento em que uma folha de aço é aplicada com um líquido de revestimento e cozido, embora seja estirado
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17/42 na direção de laminação. Consequentemente, na direção de laminação, a folha de aço é cozida com um material de revestimento embora seja estirado e expandido termicamente.
[0052] Quando a folha de aço é descarregada e resfriada após o cozimento, a mesma irá encolher mais do que o material de revestimento devido ao encolhimento causado pelo descarregamento e a diferença no coeficiente de expansão térmica entre a folha de aço e o material de revestimento, que leva a uma condição em que o material de revestimento mantém uma tração na folha de aço e, através disso, aplica a tração na folha de aço.
[0053] Por outro lado, na direção transversal, a folha de aço não será submetida ao estiramento na fornalha de cozimento, mas invés disso será estirado na direção de laminação, que leva a uma condição em que a folha de aço é comprimida na direção transversal. Consequentemente, tal compressão compensa o alongamento da folha de aço devido à expansão térmica. Portanto, é difícil aumentar a tração a ser aplicada na direção transversal pelo revestimento de tração. [0054] Tendo em visto o acima, os seguintes itens de controle são fornecidos na presente invenção as condições de fabricação para melhorar a tração do filme de forsterita na direção transversal.
Isto é, (a) o separador de recozimento tem uma quantidade de revestimento de 10,0 g/m2 ou mais, (b) a tração de bobinagem após a aplicação do separador de recozimento é controlada dentro de uma faixa de 30 a 150 N/mm2, (c) uma taxa média de resfriamento a 700°C durante a etapa de resfriamento do recozimento final é controlada para ser de 50°C/hora ou menor.
[0055] Visto que a folha de aço é submetida ao recozimento final na forma bobinada, existem variações de temperatura maiores durante o
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18/42 resfriamento. Como um resultado, a quantidade de expansão térmica na folha de aço provavelmente varia com a localização. Consequentemente, o estresse é exercido na folha de aço em várias direções. Isto é, quando a folha de aço é bobinada de modo apertado, estresse grande é exercido na folha de aço visto que existe no vão entre as superfícies de voltas adjacentes da folha de aço e danificaria o filme. [0056] Consequentemente, o que é eficaz para evitar danos no filme é para reduzir o estresse gerado na folha de aço por deixar alguns vãos entre as superfícies das voltas adjacentes da folha de aço e para diminuir a taxa de resfriamento e, desse modo, reduz as variações de temperatura na bobina.
[0057] Abaixo no presente documento, será feito referência ao mecanismo para a redução dos danos no filme pelo controle dos itens acima listados (a) a (c).
[0058] Visto que um separador de recozimento libera umidade ou CO2 durante o recozimento, que mostra uma diminuição no volume ao longo do tempo após a aplicação. Será apreciado que uma diminuição no volume indica a ocorrência de vãos pelo fato de que a porção é eficaz para o relaxamento de estresse. Nesse caso, se o separador de recozimento tem uma quantidade pequena de revestimento, isso resultará em vãos insuficientes. Portanto, a quantidade de revestimento do separador de recozimento deve ser de limitada a 10,0g/m2 ou mais. Além disso, não existe limite superior particular para a quantidade de revestimento do separador de recozimento, sem interferir no processo de fabricação (tal como causar o entrelaçamento da bobina durante o recozimento final). Se qualquer inconveniente tal como o descrito acima entrelaçamento for gerado, é preferencial que a quantidade de revestimento é de 50 g/m2 ou menos.
[0059] Além disso, conforme a tração de bobinagem é reduzida, mais vãos são criados entre as superfícies de voltas adjacentes da folha
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19/42 de aço do que no caso em que a folha de aço é bobinada com uma tração mais alta. Isso resulta em menos estresse gerado. No entanto, uma tração excessivamente baixa de bobinagem também tem um problema, pelo fato de que a mesmas causaria desbobinamento da bobina. Consequentemente, a tração de bobinagem é definida como sendo dentro de uma faixa de 30 a 150 N/mm2 como uma condição em que qualquer estresse causado pelas variações de temperatura durante o resfriamento pode ser relaxadas e o desbobinamento não ocorrerá. [0060] Ademais, se a taxa de resfriamento durante o recozimento final for diminuída, as variações de temperatura serão reduzidas na folha de aço e, portanto o estresse na bobina é relaxado. Uma taxa de resfriamento mais lenta é melhor a partir do ponto de vista do relaxamento de estresse, mas menos favorável em termos de eficácia de produção. É, portanto, preferencial que a taxa de resfriamento seja de 5°C/hora ou mais alta. Na presente invenção, em virtude de uma combinação de controle da quantidade de revestimento do separador de recozimento e controle da tração de bobinagem, uma taxa de resfriamento de até 50°C/hora é aceitável como um limite superior.
[0061] Dessa maneira, o estresse é relaxado mediante o controle de cada quantidade de revestimento do separador de recozimento, uma tração de bobinagem e a taxa de resfriamento. Como um resultado, é possível melhorar a tração do filme de forsterita na direção transversal.
Na presente invenção, é importante formar o filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos com uma espessura acima de um nível determinado. Com a finalidade de formar o filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos, é necessário formar sulcos antes de formar o filme de forsterita pela seguinte razão.
[0062] Isto é, se o filme de forsterita for formado antes dos sulcos serem formados através do uso de meios de prensagem tal como cilindros tipo engrenagem, então, será introduzida deformação
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20/42 desnecessária nas superfícies da folha de aço. Isso precisa de recozimento com temperatura elevada para remover a deformação introduzida mediante a prensagem após a formação de sulcos. Quando tal recozimento com temperatura elevada é executado, grãos finos são formados diretamente abaixo dos sulcos. No entanto, é extremamente difícil controlar a orientação de cristal de tais grãos finos, que causa a deterioração nas propriedades de perda de ferro de um transformador real. Em tal caso, o recozimento adicional tal como o recozimento final pode ser executado em temperatura elevada e durante um longo período de tempo para eliminar os grãos finos descritos acima. No entanto, tal processo adicional leva à redução na produtividade e um aumento no custo.
[0063] Além disso, se o recozimento final for executado e o filme de forsterita for formado antes dos sulcos são formados pelo polimento químico tal como entalhe de eletrólise, então, o filme de forsterita será removido durante o polimento químico. Consequentemente, o filme de forsterita precisa ser formado novamente com a finalidade de satisfazer a quantidade do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos, que também leva a um custo aumentado.
[0064] Para formar o filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos com uma espessura predefinalizada, é importante que durante o recozimento final, a taxa de fluxo de gás atmosférico em uma faixa de temperatura de pelo menos 900°C ou mais alta é controlada para ser de
1,5 Nm3/hora*tonelada ou menos. Tendo em vista que a capacidade de circulação atmosférica será muito alta nas porções de sulco em comparação às porções intercamadas outras que as porções de sulco visto que são deixados vãos grandes nas porções de sulco até se a folha de aço for bobinada de modo apertado.
[0065] No entanto, uma capacidade de circulação atmosférica excessivamente alta causa dificuldade para o gás tal como oxigênio que
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21/42 é liberada do separador de recozimento durante o recozimento final a ser retido entre as porções intercamada. Isso causa uma redução na quantidade de oxidação adicional da folha de aço durante o recozimento final, que resulta em uma desvantagem de que o filme de forsterita se torna mais fino. Deveria ser percebido que a capacidade de circulação atmosférica é baixa nas porções intercamadas outras que as porções de fundo, cujas porções intercamadas são, portanto, menos suscetíveis à taxa de fluxo de gás atmosférico. Portanto, não existe problema se a taxa de fluxo de gás atmosférico for limitada conforme descrito acima. Embora não exista limite particular no limite menor da taxa de fluxo de gás atmosférico, no geral, o limite menor da taxa de fluxo de gás atmosférico é de 0,01 Nm3/hora*tonelada ou mais.
[0066] Na presente invenção, os sulcos são formados em uma superfície da folha de aço elétrico orientada por grão em qualquer etapa após a laminação a frio descrita acima final e antes do recozimento final. Nesse caso, mediante o controle da espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos e a frequência de sulco e controla a tração total do filme de forsterita e o revestimento de tração na direção de laminação e a direção transversal conforme descrito acima, uma melhoria na perda de ferro é alcançada mais de maneira eficaz por meio de um efeito de refino de domínio magnético obtido mediante a formação de sulcos e um efeito de refino de domínio magnético suficiente é obtido.
[0067] Nesse caso, durante o recozimento final, um efeito de tamanho fornece uma força de acionamento para recristalização secundária tais como grãos recristalizados primários são invadidos pelos grãos recristalizados secundários. No entanto, se a recristalização primária fica áspera devido ao crescimento de grão normal, a diferença no tamanho de grão entre os grãos recristalizados secundários e os grãos recristalizados primários é reduzida. Consequentemente, o efeito
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22/42 de tamanho é reduzido de modo que os grãos recristalizados primários se tornam menos propensos à invasão e alguns grãos recristalizados primários permanecem como são. Os grãos resultantes são grãos finos com orientação de cristal insatisfatória. Qualquer deformação introduzida na periferia dos sulcos durante a formação dos sulcos torna os grãos recristalizados primários propensos a se tornarem ásperos e, assim, os grãos finos permanecem mais frequentemente. Para diminuir a frequência de ocorrência dos grãos finos com a orientação de cristal insatisfatória assim como a frequência de ocorrência dos sulcos com tais grãos finos, é necessária para controlar uma temperatura de ponto final durante o recozimento final seja de 1.150°C ou mais alta.
[0068] Ademais, mediante o controle da temperatura de ponto final seja de 1.150°C ou mais alta para aumentar a força de acionamento para o crescimento dos grãos recristalizados secundários, a invasão dos grãos recristalizados primários ásperos é permitida independente da presença ou da ausência de deformação na periferia dos sulcos.
[0069] Além disso, se a formação de deformação é executada por um esquema químico tal como entalhe de eletrólise sem que introduza deformação, através de um esquema mecânico através do uso de cilindros com protuberâncias ou similares, então, a asperização de grãos recristalizados primários pode ser suprimida e a frequência de ocorrência de grãos finos residuais pode ser diminuída de uma maneira eficiente.
[0070] Conforme o meio de formação de sulco, um esquema químico tal como entalhe de eletrólise é mais preferencial.
[0071] É desejável que o formato de cada sulco na presente invenção está em forma linear, embora não seja limitado a uma forma particular enquanto a largura de domínio magnético pode ser reduzida. [0072] Os sulcos são formados através de diferentes métodos incluindo métodos bem conhecidos convencionalmente para formar
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23/42 sulcos, por exemplo, um método de gravação local, método de traçagem através do uso de cortadores ou similares, método de laminação que usa cilindros com protuberâncias e assim por diante. O método com a máxima preferência é um método incluindo adesão, mediante impressão ou similares, resistência de gravação em uma folha de aço após ser submetido à laminação a frio final e, então, formar sulcos em uma região de não adesão da folha de aço através de um processo tal como entalhe de eletrólise.
[0073] De acordo com a presente invenção, no caso dos sulcos lineares serem formados em uma superfície da folha de aço, é preferencial que cada sulco tenha uma largura de cerca de 50 a 300 pm, uma profundidade de cerca de 10 a 50 pm e um sulco intervalo de cerca de 1,5 a 10,0 mm e que cada linear sulco se desvie de uma direção perpendicular à direção de laminação dentro de uma faixa de ±30°. Conforme usado no presente documento, linear é destinado a abranger a linha sólida assim como a linha pontilhada, a linha tracejada e assim por diante.
[0074] De acordo com a presente invenção, com exceção das etapas e condições de fabricação acima mencionadas, um método bem conhecido convencionalmente para fabricar uma folha de aço elétrico orientada por grão pode ser aplicada em que o tratamento de refino de domínio magnético é executado mediante a formação sulcos. EXEMPLOS [Exemplo 1] [0075] As placas de aço, cada uma tendo a composição química conforme mostrado na Tabela 1, foram fabricados através de fundição contínua. Cada uma dessas placas de aço foi aquecida a 1400°C, submetida à laminação a quente a ser finalizada em uma folha laminada a quente que tem uma espessura de folha de 2,2 mm e, então, submetida ao recozimento da bobina a quente a 1020°C por 180
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24/42 segundos. Subsequentemente, cada folha de aço foi submetida à laminação a frio em uma espessura de folha intermediária de 0,55 mm e, então, ao recozimento intermediário nas seguintes condições: grau de oxidação PH2O/PH2 = 0,25, temperatura = 1050°C e duração = 90 segundos. Subsequentemente, cada folha de aço foi submetida à decapagem com ácido clorídrico para remover as subcrostras a partir das superfícies do mesmo, seguida pela laminação a frio novamente a ser finalizada em uma folha laminada a frio que tem uma espessura de folha de 0,23 mm.
[Tabela 11
Identificação do aço Composição química [% em massa] (C, O, N, Al, Se e S: [ppm de massa]
C Si Mn Ni O N Al Se S
A 450 3,25 0,04 0,01 16 70 230 tr 20
B 550 3,30 0,11 0,01 15 25 30 100 30
C 700 3,20 0,09 0,01 12 80 200 90 30
D 250 3,05 0,04 0,01 25 40 60 tr 20
_Equilíbrio: Fe e impurezas acidentais_ [0076] Portanto, cada folha de aço foi aplicada com resistência de gravação através de impressão em offset por entalhe. Então, cada folha de aço foi submetida à entalhe de eletrólise e estripagem de resistência em uma solução alcalina, e através disso, os sulcos lineares, cada com uma largura de 150 pm e uma profundidade de 20 pm, são formados em intervalos de 3 mm em um ângulo de inclinação de 10° em relação a uma direção perpendicular à direção de laminação.
[0077] Assim, cada folha de aço foi submetida à descarbonetação em que a mesma foi retida em um grau de oxidação de PH2O/PH2 = 0,55 e uma temperatura de encharcamento de 825°C durante 200 segundos. Depois, um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado em cada folha de aço. Nesse
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 27/52
25/42 momento, a quantidade do separador de recozimento aplicada e a tração de bobinagem após a aplicação do separador de recozimento foram variadas conforme mostrado na Tabela 2. Portanto, cada folha de aço foi submetida ao recozimento final para os propósitos da recristalização secundária e de purificação em condições de 1250°C e 10 horas em uma atmosfera misturada de N2:H2 = 60:40.
[0078] Nesse recozimento final, a temperatura de ponto final foi controlada para ser de 1.200°C, em que a taxa de fluxo de gás a 900°C ou mais alta e a taxa média de resfriamento durante um processo de resfriamento em uma faixa de temperatura de 700°C ou mais alta foram alteradas. Adicionalmente, cada folha de aço foi submetida ao recozimento de achatamento para corrigir o formato da folha de aço, em que a mesma foi retida a 830°C durante 30 segundos. Depois, o revestimento de tração composto de 50% de sílica coloidal e fosfato de magnésio foi aplicado em cada folha de aço a ser finalizada em um produto, em que as propriedades magnéticas e a tração de filme foram avaliadas. Deveria ser percebido que essa tração na direção de laminação foi ajustada mediante a alteração da quantidade de revestimento de tração aplicada. Além disso, outros produtos também foram produzidos como exemplos comparativos em que os sulcos foram formados pelo método mencionado acima após o recozimento final. Nesse caso, as condições de fabricação exceto a Momento da formação do sulco foram as mesmas conforme descrito acima. Depois, cada produto foi cisalhado em pedaços de material que tem borda chanfrada a ser montada em um transformador com três fases a 500 kVA e, então, medido quanto a sua perda de ferro em uma situação em que a mesma foi excitada a 50 Hz e 1,7 T.
[0079] Os resultados da medição mencionados acima na perda de ferro são mostrados na Tabela 2.
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 28/52 [Tabela 2]
Identificação do aço Momento da formação do sulco Quantidade separador recozimento aplicado (g/m2) de de T ração após o recozim aplicado de bobinagem Taxa de resfriamento até 700 °C (°C/h) Taxa de fluxo de gás a 900 °C ou mais (Nm3/h.ton) Espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos (pm)
separador nto (N/mm2) de ser
1 Após a laminação a frio 13 25 25 0,8
2 Após a laminação a frio 7 50 30 1,0 0,5
3 Após a laminação a frio 11 50 30 1,0 0,5
4 A Após a laminação a frio 11 50 30 2,6 0,1
5 Após o recozimento Final 11 50 30 1,0 0
6 Após a laminação a frio 11 50 30 1,0 0,5
7 Após a laminação a frio 13 50 30 1,0 0,5
8 Após a laminação a frio 12 80 100 0,8 0,7
9 Após a laminação a frio 12 80 60 0,8 0,7
10 Após a laminação a frio 12 80 40 0,8 0,7
11 Após a laminação a frio 12 80 40 0,8 0,7
12 B Após o recozimento Final 12 80 40 0,8 0
13 Após a laminação a frio 12 80 40 1,8 0,2
14 Após a laminação a frio 12 80 20 0,8 0,7
15 Após a laminação a frio 12 170 20 0,8 0,7
16 Após a laminação a frio 6 80 20 0,8 0,7
26/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 29/52 [Tabela 2] -continuação-
Identificação do aço Momento da formação do sulco Quantidade de separador de recozimento aplicado (g/m2) Tração de bobinagem após o separador de recozimento ser aplicado (N/mm2) Taxa de resfriamento até 700 °C (°C/h) Taxa de fluxo de gás a 900 °C ou mais (Nm3/h.ton) Espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos (pm)
17 Após a laminação a frio 15 120 3 0,6 0,8
18 Após a laminação a frio 15 120 45 0,6 0,8
19 C Após a laminação a frio 15 120 45 2,1 0,15
20 Após a laminação a frio 15 120 45 0,6 0,8
21 Após a laminação a frio 15 200 45 0,6 0,8
22 Após a laminação a frio 15 200 80 0,6 0,8
23 Após a laminação a frio 12 60 30 0,3 1,2
24 Após a laminação a frio 12 60 30 0,7 0,9
25 D Após o recozimento Final 12 170 30 0,7 0
26 Após a laminação a frio 12 170 30 2,1 0,15
27 Após a laminação a frio 8 250 30 0,5 0,9
28 Após a laminação a frio 8 300 100 0,5 0,9
27/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 30/52 [Tabela 2] -continuação-
Identificação do aço Momento da formação do sulco Frequência de sulco (%) Tração aplicada à folha de aço
Tração na direção de laminação (MPa) Tração na direção transversal (MPa) Direção de laminação/direção transversal
1 Após a laminação a frio
2 Após a laminação a frio 0 15 2,7 5,6
3 Após a laminação a frio 0 15 7,5 2,0
4 A Após a laminação a frio 0 15 7,5 2,0
5 Após o recozimento Final 0 15 7,5 2,0
6 Após a laminação a frio 0 9 8,0 1,1
7 Após a laminação a frio 0 15 6,2 2,4
8 Após a laminação a frio 0 16 1,7 9,4
9 Após a laminação a frio 0 16 2,5 6,4
10 Após a laminação a frio 0 7 8,0 0,9
11 Após a laminação a frio 0 18 8,0 2,3
12 B Após o recozimento Final 0 16 6,0 2,7
13 Após a laminação a frio 0 16 6,0 2,7
14 Após a laminação a frio 0 16 6,0 2,7
15 Após a laminação a frio 0 16 2,8 5,7
16 Após a laminação a frio 0 12 2,5 4,8
17 Após a laminação a frio 0 16 6,5 2,5
18 C Após a laminação a frio 0 16 6,5 2,5
19 Após a laminação a frio 0 16 6,5 2,5
28/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 31/52 [Tabela 2] -continuação-
No Identificação do aço Momento da formação do sulco Frequência de sulco (%) Tração aplicada à folha de aço
Tração na direção de laminação (MPa) Tração na direção transversal (MPa) Direção de laminação/direção transversal
20 Após a laminação a frio 0 35 6,5 5,4
21 Após a laminação a frio 0 18 3,0 6,0
22 Após a laminação a frio 0 18 1,8 10,0
23 Após a laminação a frio 0 20 6,5 3,1
24 Após a laminação a frio 0 20 6,8 2,9
25 Pi Após o recozimento Final 0 20 4,2 4,8
26 D Após a laminação a frio 0 20 4,2 4,8
27 Após a laminação a frio 0 20 1,8 11,1
28 Após a laminação a frio 0 20 1,2 16,7
29/42 [Tabela 2] -continuação-
No Identificação do aço Momento da formação do sulco W17/50 (W/kg) Produto W17/50 (W/kg) transformador Fator de construção Outros Comentários
1 Após a laminação a frio Desbobinamento ocorreu, não disponível como produto Exemplo comparativo
2 Após a laminação a frio 0,69 0,94 1,36 Exemplo comparativo
3 A Após a laminação a frio 0,69 0,83 1,20 Exemplo inovador
4 Após a laminação a frio 0,72 0,87 1,21 Exemplo comparativo
5 Após o recozimento Final 0,73 0,88 1,21 Exemplo comparativo
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 32/52 [Tabela 2] -continuação-
Identificação do aço Momento da formação do sulco W17/50 (W/kg) Produto W17/50 (W/kg) transformador Fator de construção Outros Comentário
6 Após a laminação a frio 0,75 0,91 1,21 Exemplo comparativo
7 Após a laminação a frio 0,69 0,83 1,20 Exemplo inovador
8 B Após a laminação a frio 0,67 0,94 1.40 Exemplo comparativo
9 Após a laminação a frio 0,67 0,95 1,42 Exemplo comparativo
10 Após a laminação a frio 0,73 1,01 1,38 Exemplo comparativo
11 Após a laminação a frio 0,67 0,82 1,22 Exemplo inovador
12 Após o recozimento Final 0,72 0,87 1,21 Exemplo comparativo
13 Após a laminação a frio 0,71 0,86 1,21 Exemplo comparativo
14 Após a laminação a frio 0,67 0.82 1,22 Exemplo inovador
15 Após a laminação a frio 0,67 0,95 1,42 Exemplo comparativo
16 Após a laminação a frio 0,72 0,96 1,33 Exemplo comparativo
17 C Após a laminação a frio 0,65 0,79 1,22 (produtividade baixa) Exemplo inovador
18 Após a laminação a frio 0,65 0,79 1,22 Exemplo inovador
19 Após a laminação a frio 0,69 0,83 1,20 Exemplo comparativo
20 Após a laminação a frio 0,62 0,87 1.40 Exemplo comparativo
21 Após a laminação a frio 0,65 0,94 1,45 Exemplo comparativo
22 Após a laminação a frio 0,65 0,97 1,49 Exemplo comparativo
30/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 33/52 [Tabela 2] -continuação-
No Identificação do aço Momento da formação do sulco W17/50 (W/kg) - produto W17/50 (W/kg) transformador Fator de construção Outros Comentários
23 D Após a laminação a frio 0,65 0,79 1,22 Exemplo inovador
24 Após a laminação a frio 0,66 0.80 1,21 Exemplo inovador
25 Após o recozimento Final 0,71 0,93 1,31 Exemplo comparativo
26 Após a laminação a frio 0,70 0,92 1,31 Exemplo comparativo
27 Após a laminação a frio 0,66 0,95 1,44 Exemplo comparativo
28 Após a laminação a frio 0,66 1,03 1,56 Exemplo comparativo
31/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 34/52
32/42 [0080] Conforme mostrado na Tabela 2, quando através do uso de uma folha de aço elétrico orientada por grão que é submetida ao tratamento de refino de domínio magnético mediante a formação sulcos de modo que it tem uma tração dentro do escopo da presente invenção, deterioração no fator de construção é inibida e uma propriedade de perda de ferro extremamente boa é obtida. No entanto, quando através do uso de uma folha de aço elétrico orientada por grão que se afasta do escopo da presente invenção, a mesma falha em fornecer baixa perda de ferro e deterioração no fator de construção é observada como um transformador real até se a folha de aço exibir boa perda de ferro do material.
[Exemplo 2] [0081] As placas de aço que tem composições químicas mostradas na Tabela 1 foram submetidas ao mesmo procedimento nas mesmas condições do Experimento 1 até a etapa de laminação a frio. Portanto, uma superfície de cada folha de aço foi prensada localmente com cilindros protuberantes de modo que sulcos lineares, cada um com uma largura de 150 pm e profundidade de 20 pm, foram formados em intervalos de 3 mm em um ângulo de inclinação de 10° em relação a uma direção perpendicular à direção de laminação. Depois, cada folha de aço foi submetida à descarbonetação em que a mesma foi retida em um grau de oxidação de PH2O/PH2 de 0,50 e a temperatura de encharcamento de 840°C durante 300 segundos. Depois, um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado em cada folha de aço. Nesse momento, a quantidade do separador de recozimento aplicada e a tração de bobinagem após a aplicação do separador de recozimento foram variadas conforme mostrado na Tabela
3. Portanto, cada folha de aço foi submetida ao recozimento final para os propósitos da recristalização secundária e purificação em condições de 1230°C e 100 horas em uma atmosfera misturada de Ν2Ή2 = 30:70.
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 35/52
33/42 [0082] Nesse recozimento final, a taxa de fluxo de gás a 900°C ou mais alta, a taxa média de resfriamento durante um processo de resfriamento em uma faixa de temperatura de 700°C ou mais alta e temperatura de ponto final foram alteradas. Adicionalmente, cada folha de aço foi submetida ao recozimento de achatamento para corrigir o formato da folha de aço, em que a mesma foi retida a 820°C durante 100 segundos. Depois, o revestimento de tração composto de 50% de sílica coloidal e fosfato de magnésio foi aplicado a cada folha de aço a ser finalizada em um produto, em que as propriedades magnéticas e a tração de filme foram avaliadas. Deveria ser percebido que a tração na direção de laminação foi ajustada mediante a alteração da quantidade de revestimento de tração aplicada. Além disso, outros produtos também foram produzidos como exemplos comparativos em que os sulcos foram formados pelo método mencionado acima após o recozimento final. Nesse caso, as condições de fabricação exceto a Momento da formação do sulco foram as mesmas conforme descrito acima. Depois, cada produto foi cisalhado em pedaços de material que tem borda chanfrada a ser montado em um transformador com três fases a 500 kVA e, então, medido quanto a sua perda de ferro em uma situação em que o mesmo foi excitado a 50 Hz e 1,7 T.
[0083] Os resultados da medição mencionados acima quanto à perda de ferro são mostrados na Tabela 3.
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 36/52 [Tabela 3]
No, Identif icaçã o do aço Momento da formação do sulco Quantidade de separador de recozimento aplicado (g/m2) Tração de bobinagem após o separador de recozimento ser aplicado (N/mm2) Taxa de resfriamento a 700°C (°C/h) Taxa de fluxo de gás a
900°C ou (Nm3/h.ton) mais
1 Após a laminação a frio 14 15 20 0,7
2 Após a laminação a frio 6 55 35 1,0
3 Após a laminação a frio 12 55 35 1,0
4 Λ Após a laminação a frio 12 55 35 1,0
5 Após a laminação a frio 12 55 35 2,4
6 Após o recozimento Final 12 55 35 1,0
7 Após a laminação a frio 12 55 35 1,0
8 Após a laminação a frio 14 55 35 1,0
9 Após a laminação a frio 13 85 110 0,7
10 Após a laminação a frio 13 85 70 0,7
11 Após a laminação a frio 13 85 45 0,7
12 Após a laminação a frio 13 85 45 0,7
13 D Após a laminação a frio 13 85 45 0,7
14 B Após o recozimento Final 13 85 45 0,7
15 Após a laminação a frio 13 85 45 1,7
16 Após a laminação a frio 13 85 25 0,7
17 Após a laminação a frio 13 175 25 0,7
18 Após a laminação a frio 5 85 25 0,7
34/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 37/52 [Tabela 3] -continuação-
No, Identif icaçã o do aço Momento da formação do sulco Quantidade de separador de recozimento aplicado (g/m2) Tração de bobinagem após o separador de recozimento ser aplicado (N/mm2) Taxa de resfriamento a 700°C (°C/h) Taxa de fluxo de gás a
900°C ou (Nm3/h.ton) mais
19 Após a laminação a frio 16 115 2 0,6
20 Após a laminação a frio 16 115 40 0,6
21 Após a laminação a frio 16 115 40 0,6
22 p Após a laminação a frio 16 115 40 1,9
23 Após o recozimento Final 16 115 40 0,6
24 Após a laminação a frio 16 115 40 0,6
25 Após a laminação a frio 16 190 40 0,6
26 Após a laminação a frio 16 190 80 0,6
27 Após a laminação a frio 13 65 25 0,3
28 Após a laminação a frio 13 65 25 0,5
29 Após a laminação a frio 13 65 25 0,5
30 D Após o recozimento Final 13 165 25 0,5
31 Após a laminação a frio 13 165 25 1,9
32 Após a laminação a frio 7 260 25 0,5
33 Após a laminação a frio 7 320 95 0,5
35/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 38/52 [Tabela 3] -continuação-
No, Identificação do aço Momento da formação do sulco Temperatura de ponto final após o recozimento final (°C) Espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos (pm) Frequência de sulco (%) Tração aplicada à folha de aço
Tração na direção de laminação (MPa)
1 2 3 4 5 6 7 8 A Após a laminação a frio 1.180
Após a laminação a frio 1.180 0,5 15 14
Após a laminação a frio 1.180 0,5 15 14
Após a laminação a frio 1120 0,5 60 14
Após a laminação a frio 1.180 0,1 15 14
Após o recozimento Final 1.180 0,5 80 14
Após a laminação a frio 1.180 0,5 15 8
Após a laminação a frio 1.180 0,5 15 14
36/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 39/52 [Tabela 3] -continuação-
No, Identificação aço do Momento da formação do sulco Temperatura de ponto final após o recozimento final (°C) Espessura do filme de Frequência de sulco (%) Tração aplicada à folha de aço
forsterita de fundo (pm) nas porções dos sulcos
Tração na direção de laminação (MPa)
9 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 15
10 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 15
11 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 6
12 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 17
13 Após a laminação a frio 1.140 0,7 30 15
14 B Após o recozimento Final 1.200 0,7 45 15
15 Após a laminação a frio 1.200 0,2 10 15
16 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 15
17 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 15
18 Após a laminação a frio 1.200 0,7 10 12
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 40/52 [Tabela 3] -continuação-
No, Identificação do Momento da formação do sulco Temperatura de ponto final após o recozimento final (°C) Espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos (pm) Frequência de sulco (%) Tração aplicada à folha de aço
aço Tração na direção de laminação (MPa)
19 Após a laminação a frio 1.170 0,8 0 15
20 Após a laminação a frio 1.170 0,8 0 15
21 Após a laminação a frio 1.130 0,8 25 15
22 C Após a laminação a frio 1.170 0,15 0 15
23 Após o recozimento Final 1.170 0,8 30 15
24 Após a laminação a frio 1.170 0,8 0 30
25 Após a laminação a frio 1.170 0,8 0 17
26 Após a laminação a frio 1.170 0,8 0 19
27 Após a laminação a frio 1.200 1,2 10 21
28 Após a laminação a frio 1.200 0,9 10 21
29 Após a laminação a frio 1.130 0,9 40 21
30 D Após o recozimento Final 1.200 0,9 60 21
31 Após a laminação a frio 1.200 0,15 12 21
32 Após a laminação a frio 1.200 0,9 12 21
33 Após a laminação a frio 1.200 0,9 12 21
38/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 41/52 [Tabela 3] -continuação-
No Identificação do aço Momento formação sulco da do Tração na direção transversal (MPa) Direção de laminação/ direção transversal W17/50 (W/kg) produto W17/50 (W/kg) transfor mador Fator de construção Outros Comentários
1 Após laminação frio a a Desbobinamento ocorreu, não disponível como produto Exemplo comparativo
2 Após laminação frio a a 2,5 5,6 0,67 0,93 1,39 Exemplo comparativo
3 Após laminação frio a a 7,3 1,9 0,67 0,81 1,21 Exemplo inovador
4 A Após laminação frio a a 7,3 1,9 0,65 0,85 1,31 Exemplo comparativo
5 Após laminação frio a a 7,3 1,9 0,70 0,85 1,21 Exemplo comparativo
6 Após o recozimento Final 7,3 1,9 0,65 0,84 1,29 Exemplo comparativo
7 Após laminação frio a a 7,5 1,1 0,73 0,89 1,22 Exemplo comparativo
8 Após laminação frio a a 6,3 2,2 0,67 0,81 1,21 Exemplo inovador
39/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 42/52 [Tabela 3] -continuação-
No, Identificaçã o do aço Momento da formação do sulco Tração na direção transversal (MPa) Direção de laminação/direção transversal W17/50 (W/kg) produto W17/50 (W/kg) - transformad or Fator de construção Outros Comentários
9 Após a laminação a frio 1,8 8,3 0,69 0,96 1,39 Exemplo comparativo
10 Após a laminação a frio 2,7 5,6 0,69 0,97 1,41 Exemplo comparativo
11 Após a laminação a frio 8,0 0,8 0,75 1,03 1,37 Exemplo comparativo
12 Após a laminação a frio 8,0 2,1 0,69 0,84 1,22 Exemplo inovador
13 B Após a laminação a frio 8,0 1,9 0,68 0,89 1,31 Exemplo comparativo
14 Após o recozimento Final 6,5 2,3 0,68 0,88 1,29 Exemplo comparativo
15 Após a laminação a frio 6,5 2,3 0,73 0,88 1,21 Exemplo comparativo
16 Após a laminação a frio 6,0 2,5 0,69 0,84 1,22 Exemplo inovador
17 Após a laminação a frio 3,0 5,0 0,69 0,97 1,41 Exemplo comparativo
18 Após a laminação a frio 2,5 4,8 0,74 0,98 1,32 Exemplo comparativo
40/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 43/52 [Tabela 3] -continuação-
No, Identifi cação do aço Momento da formação do sulco Tração na direção transversal (MPa) Direção de laminação/direção transversal W17/50 (W/kg) Produto W17/50 (W/kg) Transfor mador Fator de constr ução Outros Comentários
19 Após a laminação a frio 6,0 2,5 0,66 0,80 1,21 (produtividade baixa) Exemplo inovador
20 Após a laminação a frio 6,0 2,5 0,66 0,80 1,21 Exemplo inovador
21 Após a laminação a frio 6,0 2,5 0,65 0,84 1,29 Exemplo comparativo
22 C Após a laminação a frio 6,0 2,5 0,70 0,84 1,20 Exemplo comparativo
23 Após o recozimento Final 6,0 2,5 0,65 0,84 1,29 Exemplo comparativo
24 Após a laminação a frio 6,0 5,0 0,63 0,88 1,40 Exemplo comparativo
25 Após a laminação a frio 2,2 7,7 0,66 0,95 1,44 Exemplo comparativo
26 Após a laminação a frio 1,2 15,8 0,66 0,98 1,48 Exemplo comparativo
27 Após a laminação a frio 6,5 3,2 0,66 0,79 1,20 Exemplo inovador
28 Após a laminação a frio 6,5 3,2 0,67 0,80 1,19 Exemplo inovador
29 Após a laminação a frio 6,5 3,2 0,65 0,85 1,31 Exemplo comparativo
30 D Após o recozimento Final 6,5 3,2 0,65 0,84 1,29 Exemplo comparativo
31 Após a laminação a frio 4,5 4,7 0,71 0,92 1,30 Exemplo comparativo
32 Após a laminação a frio 1,8 11,7 0,67 0,95 1,42 Exemplo comparativo
33 Após a laminação a frio 1,2 17,5 0,67 1,03 1,54 Exemplo comparativo
41/42
Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 44/52
42/42 [0084] Conforme mostrado na Tabela 3, cada folha de aço elétrico orientada por grão é submetida ao tratamento de refino de domínio magnético mediante a formação sulcos de modo que a mesma tenha uma tração dentro do escopo da presente invenção menos suscetível à deterioração em seu fator de construção e ofereça propriedades de perda de ferro extremamente boas. Em contraste, cada folha de aço elétrico orientada por grão que se afasta do escopo da presente invenção falha em fornecer propriedades de perda de ferro baixa e sofre deterioração em seu fator de construção como um transformador real, até mesmo se exibir propriedades de perda de ferro boas como um material.

Claims (3)

  1. reivindicações
    1. Folha de aço elétrico orientada por grão, caracterizada pelo fato de que compreende: um filme de forsterita e revestimento de tração em uma superfície da folha de aço; e sulcos para o refino de domínio magnético na superfície da folha de aço, em que uma espessura do filme de forsterita nas porções de fundo dos sulcos é de 0,3 pm a 0,5 pm, em que o limite superior do tamanho de grão que tem uma orientação que desvia da direção de Goss por 10° ou mais é de 300 pm, em que uma frequência de sulco é de 20% ou menos, a frequência de sulco é uma razão de abundância dos sulcos, cada sulco tendo grãos diretamente abaixo do mesmo, cada grão tendo uma orientação que desvia a partir da orientação de Goss por 10° ou mais e um tamanho de grão de 5 pm ou mais, e em que uma tração total exercida na folha de aço em uma direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração é de 10,0 MPa ou mais, uma tração total exercida na folha de aço em uma direção perpendicular à direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração é de 5,0 MPa ou mais, e essas tensões totais satisfazem uma relação:
    1,0 < A/B < 5,0, onde
    A é uma tração total exercida na direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração, e
    B é uma tração total exercida na direção perpendicular à direção de laminação pelo filme de forsterita e pelo revestimento de tração.
  2. 2. Método para fabricar uma folha de aço elétrico orientada por grão, como definida na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de que compreende: submeter uma placa para uma folha de aço
    Petição 870190036943, de 17/04/2019, pág. 46/52
    2/2 elétrico orientada por grão à laminação a ser finalizada em uma espessura de folha final; submeter a folha à descarbonetação subsequente; depois aplicar um separador de recozimento composto principalmente de MgO em uma superfície da folha antes de submeter a folha ao recozimento final; e submeter a folha ao revestimento de tração subsequente, em que (1) a formação de sulcos para o refino de domínio magnético é executada antes do recozimento final para formar um filme de forsterita, (2) o separador de recozimento tem uma quantidade de revestimento de 10,0 g/m2 ou mais, (3) a tração de bobinagem após a aplicação do separador de recozimento é controlada dentro de uma faixa de 30 a 150 N/mm2, (4) uma taxa média de resfriamento a 700°C durante a etapa de resfriamento do recozimento final é controlada para ser de 50°C/hora ou menor, (5) durante o recozimento final, a taxa de fluxo de gás atmosférico em uma faixa de temperatura de pelo menos 900°C ou mais alta é controlada para ser 1,5 Nm3/hora*tonelada ou menos, e (6) uma temperatura de ponto final durante o recozimento final é controlada para ser de 1.150°C ou mais alta.
  3. 3. Método para fabricar uma folha de aço elétrico orientada por grão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a placa para a folha de aço elétrico orientada por grão é submetida à laminação a quente e opcionalmente, recozimento da bobina a quente e subsequentemente submetida à laminação a frio uma vez, ou duas vezes ou mais com o recozimento intermediário executado entre os mesmos, a ser finalizada em uma espessura de folha final.
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