BR112013005450B1

BR112013005450B1 - Chapa de aço elétrico com grão orientado e método para produção da mesma.

Info

Publication number: BR112013005450B1
Application number: BR112013005450-6A
Authority: BR
Inventors: Takeshi Omura; Hirotaka Inoue; Hiroi Yamaguchi; Seiji Okabe; Yasuyuki Hayakawa
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2019-05-07
Also published as: BR112013005450A2; JP5240334B2; EP2615189B1; WO2012032792A1; JP2012077380A; EP2615189A4; KR101303472B1; MX2013002627A; CA2808774A1; CA2808774C; KR20130037224A; EP2615189A1; RU2509164C1; US8784995B2; CN103097563A; US20130160901A1

Abstract

chapa de aço elétrico com grão orientado e método para produção da mesma. a presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico com grão orientado que tem ranhuras lineares para refino do domínio magnético formadas em sua superfície e pode reduzir a perda de ferro pelo uso dessas ranhuras lineares tendo grãos de cristal diretamente abaixo delas, cada grão de cristal tendo um desvio de orientação da orientação de goss de 10º ou mais e um tamanho de grão de 5<109> ou mais, é controlada para ser 20% ou menos e, além disso, grãos recristalizados na recristalização secundária são controlados para ter um ângulo médio <225> de 2,0º ou menos, e cada grão recristalizado na recristalização secundária tendo um tamanho de grão de 10 mm ou mais é controlado para ter uma faixa de variação do ângulo médio <225> de 1º e 4º.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO ELÉTRICO COM GRÃO ORIENTADO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico com grão orientado usado para materiais de núcleos de ferro tais como transformadores, e a um método para produção da mesma.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] Chapas de aço elétrico com grão orientado, que são usados principalmente como núcleos de ferro de transformadores, precisam ter excelentes propriedades magnéticas, em particular menor perda no ferro.

[003] Para alcançar esse requisito, é importante que os grãos recristalizados na recristalização secundária estejam altamente alinhados na chapa de aço na orientação (110) (ou assim chamada orientação de Goss) e as impurezas no produto chapa de aço sejam reduzidas. Entretanto, há limitações para controlar a orientação do cristal e reduzir as impurezas em termos de equilibrar o custo de produção, etc. Portanto, algumas técnicas foram desenvolvidas para introduzir tensões não uniformes nas superfícies das chapas de aço de maneira física e reduzir a largura do domínio magnético para menor perda no ferro, isto é, técnicas de refino do domínio magnético.

[004] Por exemplo, a JP 57-002252 B (PTL 1) propõe uma técnica para reduzir a perda no ferro de uma chapa de aço pela irradiação do produto final chapa de aço com laser, introduzindo uma região com alta densidade de deslocamento à camada de superfície da chapa de aço e reduzindo a largura do domínio magnético.

[005] Em adição a JP 62-053579 B (PTL 2) propõe uma técnica para refinar os domínios magnéticos pela formação de ranhuras tendo uma profundidade de mais de 5 pm na porção da base de ferro de uma

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2/23 chapa de aço após o recozimento final a uma carga de 882 a 2156 MPa (90 a 220 kgf/mm²), e então submetendo a chapa de aço a tratamento térmico a uma temperatura de 750°C ou mais.

[006] Com o desenvolvimento das técnicas de refino do domínio magnético descritas acima, podem ser obtidas chapas de aço elétrico com grão orientado tendo boas propriedades de perda no ferro.

LISTA DE CITAÇÕES

LITERATURA DE PATENTE [007] PTL 1: JP 57-002252 B [008] PTL 2: JP 62-053579 B [009] PTL 3: JP 7-268474 A SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO [0010] Entretanto, entre as técnicas acima mencionadas para executar o tratamento de refino do domínio magnético pela formação de ranhuras, particularmente, técnicas para formar ranhuras lineares por ataque eletrolítico para o tratamento de refino do domínio magnético não oferecem sempre um efeito suficiente na redução da perda no ferro se comparado com outras técnicas de refino do domínio magnético para introduzir regiões de alta densidade de deslocamentos por irradiação por laser, etc.

[0011] A presente invenção foi desenvolvida em vista das circunstâncias descritas acima. Um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço elétrico com grão orientado com um efeito melhorado de redução da perda no ferro, quando são formadas ranhuras lineares para refino do domínio magnético por ataque eletrolítico, e um método vantajoso para produção da mesma. SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [0012] Os inventores da presente invenção fizeram estudos intensivos na solução do problema descrito acima. Como resultado, foi

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3/23 descoberto que se o tratamento de refino do domínio magnético for executado por meio de ranhuras lineares formadas por ataque eletrolítico, e quando o ângulo médio β dos grãos de recristalização secundária é 2,0° ou menos, então a largura do domí nio magnético antes do tratamento se torna muito grande para garantir o refino efetivo do domínio magnético, e então não é possível esperar uma melhoria suficiente na propriedade de perda no ferro. Então, os inventores da presente invenção fizeram também estudos nesse ponto.

[0013] Como resultado, foi revelado que mesmo se um ângulo médio β dos grãos recristalizados na recristalização secundária for 2,0° ou menos, domínios magnéticos da chapa de aço são refinados suficientemente para obter uma chapa de aço elétrico com grão orientado que supra uma melhoria significativa e estável na propriedade de perda no ferro, por:

(a) especificar a orientação e o tamanho de grão dos grãos finos diretamente sob as ranhuras lineares para refino do domínio magnético dentro de uma faixa predeterminada, e controlar a proporção daquelas ranhuras lineares tendo os grãos finos especificados (também referidas como frequência de ranhuras) para estar em um valor predeterminado, e, (b) controlar a faixa de variação do ângulo β no grão recristalizado na recristalização secundária (ângulo β máximo menos ângulo β mínimo em um grão de cristal) dentro de uma faixa predeterminada.

[0014] A presente invenção é baseada nas descobertas mencionadas acima.

[0015] Isto é, o arranjo da presente invenção é resumido como segue:

[1] Uma chapa de aço elétrico com grão orientado compreendendo: uma película de forsterita e revestimento de tensão em

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4/23 uma superfície da chapa de aço; e ranhuras lineares para refino do domínio magnético na superfície da chapa de aço, [0016] onde a proporção de ranhuras lineares, cada uma tendo grãos diretamente sob si, cada grão de cristal tendo uma orientação desviando da orientação de Goss por 10° ou mais e um tamanho de grão de 5 pm ou mais é 20% ou menos, e, [0017] onde os grãos recristalizados na recristalização secundária são controlados para ter um ângulo β médio de 2,0° ou menos, e cada grão recristalizado na recristalização secundária tendo um tamanho de grão de 10 mm ou mais tem uma variação do ângulo β médio de 1° a 4°.

[2] Um método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado, o método compreendendo:

[0018] submeter uma placa para chapa de aço elétrico com grão orientado à laminação a quente para obter uma chapa de aço laminada a quente;

[0019] então, opcionalmente, submeter a chapa de aço ao recozimento de tiras a quente;

[0020] submeter a chapa de aço à subsequente laminação a frio uma vez, ou duas ou mais vezes com recozimento intermediário executado entre elas, para serrem acabadas até a espessura final da chapa;

[0021] submeter a chapa de aço à subsequente descarbonetação; [0022] então aplicar um separador de recozimento composto principalmente de MgO a uma superfície da chapa de aço antes de submeter a chapa de aço ao recozimento final; e, [0023] submeter a chapa de aço ao subsequente revestimento de tensão, [0024] onde (1) são formadas ranhuras lineares na direção da largura da

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5/23 chapa de aço por ataque eletrolítico antes do recozimento final para formação de uma película de forsterita, (2) a taxa média de resfriamento dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 750 °C a 350 °C é 40 °C/s ou mais durante o resfriamento no momento do recozimento de tiras a quente, (3) a taxa média de aquecimento dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 500 °C a 700 °C é controlada para ser 50 °C/s ou mais durante o aquecimento no momento da descarbonetação, e, (4) o recozimento final é executado na chapa de aço na forma de uma bobina tendo um diâmetro dentro de uma faixa de 500 mm a 1500 mm.

EFEITO VANTAJOSO DA INVENÇÃO [0025] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer tal chapa de aço elétrico com grão orientado que forneça um efeito de redução significativa da perda no ferro se comparado com as convencionais quando se executa o tratamento de refino do domínio magnético onde ranhuras lineares são formadas por ataque eletrolítico. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0026] A presente invenção será também descrita abaixo em relação aos desenhos anexos, onde:

[0027] A Figura 1 é um gráfico ilustrando a relação entre o ângulo β médio no grão de cristal e a largura do domínio magnético, em termos de variação das faixas do ângulo β no grão de cristal como parâmetros; [0028] A Figura 2 é um gráfico ilustrando a relação entre o ângulo β médio e o valor de perda no ferro W17/50 de uma chapa de aço submetida ao tratamento de refino do domínio magnético por meio da formação de ranhuras lineares, em termos das faixas de variação do ângulo β no grão de cristal como parâmetros; e, [0029] A Figura 3 é um gráfico ilustrando a relação entre o ângulo β

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6/23 médio e o valor de perda no ferro W17/50 de uma chapa de aço submetida ao tratamento de refino do domínio magnético por meio de introdução de tensão, em termos das faixas de variação do ângulo β no grão de cristal como parâmetros.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0030] A presente invenção será descrita especificamente abaixo.

[0031] Na presente invenção, ranhuras lineares (doravante referidas também simplesmente como ranhuras) são formadas pelo uso de ataque eletrolítico. Isto é porque, embora haja outros métodos para formação de ranhuras usando-se esquemas mecânicos (tal como uso de cilindros com projeções ou fricção), essas abordagens são consideradas desvantajosas porque tais abordagens levam a um aumento de irregularidades das superfícies de uma chapa de aço, e então, por exemplo, um fator de acumulação reduzido da chapa de aço quando se produz um transformador.

[0032] Em adição, quando um esquema mecânico é usado para a formação de ranhuras, é necessário executar recozimento em uma etapa posterior para alívio de tensões da chapa de aço, com o que muitos grãos finos com orientação insuficiente serão formados diretamente sob as ranhuras, o que torna difícil controlar a proporção daquelas ranhuras com grãos finos predeterminados presentes diretamente sob as mesmas.

[0033] Frequência da ranhura: < 20% [0034] A presente invenção foca naquelas de grãos finos diretamente abaixo das ranhuras que têm uma orientação desviando da orientação de Goss por 10° ou mais e um tamanho de grão de 5 pm ou mais, e a proporção dessas ranhuras lineares com tais grãos presentes diretamente debaixo delas é importante aqui (essa proporção será também referida como frequência de ranhuras). De acordo com a presente invenção, essa frequência de ranhuras deve ser 20% ou

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7/23 menos.

[0035] Isto é porque é importante para melhorar a propriedade de perda no ferro da chapa de aço na presente invenção deixar uns poucos grãos desviando grandemente da orientação de Goss quanto possível diretamente debaixo das porções onde as ranhuras são formadas.

[0036] Deve ser notado aqui que a PTL 2 e a PTL 3 declaram que a propriedade de perda no ferro de uma chapa de aço melhora mais onde grãos finos estão presentes diretamente abaixo das ranhuras. Entretanto, como resultado da investigação conduzida pelos inventores da presente invenção, foi descoberto que é necessário minimizar a existência de grãos finos que tenham uma orientação insuficiente, porque a existência de tais grãos finos contribui para a deterioração ao invés da melhoria da propriedade de perda no ferro.

[0037] Em adição, como resultado de outra investigação nas chapas de aço que têm grãos finos presentes diretamente abaixo das ranhuras, foi descoberto conforme mencionado anteriormente, que aquelas chapas de aço tendo frequência de ranhuras de 20% ou menos apresentaram boa propriedade de perda no ferro. Assim, conforme mencionado acima, a frequência de ranhuras da presente invenção deve ser 20% ou menos.

[0038] Na presente invenção, grãos finos fora da faixa descrita acima, grãos ultrafinos de 5 pm ou menos, bem como grãos finos de 5 pm ou mais nas tendo uma boa orientação de cristal desviando da orientação de Goss por menos de 10°, não tem efeito nem adverso nem positivo na propriedade de perda no ferro, e então não há problema se esses grãos estiverem presentes. Em adição, o limite superior do tamanho de grão é de cerca de 300 pm. Isto é porque se o tamanho de grão exceder esse limite. A perda no ferro do material deteriora, e, portanto, diminuir a frequência de ranhuras tendo grãos finos até certa extensão não tem muito efeito na melhoria da perda no ferro de um

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8/23 transformador atual.

[0039] Na presente invenção, o diâmetro do grão de cristal de grãos finos, a diferença de orientação e a frequência das ranhuras são determinados como segue. Quanto ao diâmetro do grão de cristal de grãos finos, uma seção transversal é observada em 100 pontos em uma direção perpendicular às porções de ranhuras, e se houver um grão de cristal, o seu tamanho de grão de cristal é calculado como um diâmetro de círculo equivalente. Em adição, a diferença da orientação do cristal é determinada como o ângulo de desvio da orientação de Goss usandose um EBSD (Difração de Elétrons Retroespalhados) para medir a orientação de crista dos cristais nas porções do fundo das ranhuras.

[0040] Além disso, conforme usado aqui, o termo frequência das ranhuras indica a proporção obtida dividindo-se por 100 o número de ranhuras abaixo das quais os grãos conforme definidos na presente invenção estão presentes nos acima descritos 100 pontos de medição. [0041] Então, outra investigação foi conduzida na largura do domínio magnético e na perda no ferro de chapas de aço elétrico com grão orientado tendo diferentes ângulos médios β de grãos recristalizados na recristalização primária (doravante referidos simplesmente como ângulos médios β) e diferentes faixas de variação de ângulos β nos grãos recristalizados na recristalização secundária (doravante referidas simplesmente como faixas de variação do ângulo β) (nesse caso, amostras tendo ângulos médios β de 0,5° ou menos e amostras tendo ângulos médios β de 2,5° a 3,5° foram avaliados, e todas as amostras avaliadas provaram ter ângulos médios a na faixa de 2,8° a 3,2° e ângulos a substancialmente iguais).

[0042] A Figura 1 ilustra a relação entre o ângulo médio β e a largura do domínio magnético antes do tratamento de refino do domínio magnético.

[0043] Conforme mostrado na figura, para a menor faixa de

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9/23 variação do ângulo β, um aumento significativo na largura do domínio magnético foi observado onde o ângulo médio β é 2° ou menos. Por outro lado, para uma maior faixa de variação do ângulo β, houve pouco aumento na largura do domínio magnético onde o ângulo médio β é 2° ou menos. Acredita-se que isto é porque na faixa de maior variação do ângulo β, alguma porção nos grãos recristalizados na recristalização secundária que têm maiores ângulos β, isto é, menores larguras de domínio magnético têm uma influência magnética na outra porção que tem menores ângulos β, isto é, maiores larguras de domínio magnético, resultando em pequeno aumento na largura do domínio magnético.

[0044] Então, as Figuras 2 e 3 ilustram os resultados da investigação da relação entre a perda no ferro e o ângulo médio β após o tratamento de refino do domínio magnético por meio de formação de ranhuras e introdução de tensões.

[0045] Conforme mostrado na Figura 3, se uma tensão foi introduzida nas chapas de aço, nenhuma diferença significativa de perda no ferro foi observada entre áqueas chapas de aço que tinham um menor ângulo médio β dependendo da faixa de variação do ângulo β, com o que aquelas chapas de aço que tinham maiores ângulos médios β maiores faixas de variação do ângulo β mostraram uma tendência β para experimentarem maiores perdas de ferro.

[0046] Por outro lado, se ranhuras foram formadas em uma chapa de aço, foi descoberto que a chapa de aço mostra uma tendência para apresentar boa propriedade de perda no ferro se tiver um pequeno ângulo médio β mas uma grande faixa de variação do ângulo β, como mostrado na Figura 2. Isto é porque, como o efeito de redução da perda no ferro alcançado pelo tratamento de refino do domínio magnético usando a formação de ranhuras é pequeno desde o inicio, não é possível alcançar um refino suficiente de domínio magnético quando a largura do domínio magnético é grande, o que leva a um efeito

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10/23 insuficiente de redução de perda no ferro. Em contraste, na presente invenção, acredita-se que a largura do domínio magnético foi refinada antes do tratamento de refino do domínio magnético pela introdução de variações no ângulo β nos grãos recristalizados na recristalização secundária ao mesmo tempo, o que resulta em uma chapa de aço com menos perda no ferro.

[0047] Posteriormente, como resultado de outra investigação nas condições sob as quais um melhor efeito de perda no ferro é obtido, foi revelado que é importante controlar a faixa de variação do anglo médio β dentro de uma faixa de 1°a 4° quando o ângulo méd io β é 20° ou menos.

[0048] Na presente invenção, a orientação de cristal dos grãos recristalizados na recristalização secundária é medido a passos de 1 mm usando-se o método Laue de raio-x, onde a faixa de variação intragrão (equivalente a faixa de variação do ângulo β) e a orientação média do cristal (ângulo a, ângulo β) daquele grão de cristal são determinados a partir de cada ponto de medição em um grão de cristal. Em adição, na presente invenção, 50 grãos são medidos em uma posição arbitrária de uma chapa de aço para calcular a sua media, que é então considerada como orientação do cristal daquela chapa de aço.

[0049] Conforme usado aqui, o ângulo a significa um ângulo de desvio da orientação ideal (110 em torno do eixo na direção normal (ND) da orientação dos grãos recristalizados na recristalização secundária, e o ângulo β significa um ângulo de desvio em torno do eixo na direção transversa (TD) da orientação dos grãos recristalizados na recristalização secundária.

[0050] Entretanto, os grãos recristalizados na recristalização secundária tendo um tamanho de grão de 10 mm ou mais são selecionados colmo grãos recristalizados na recristalização secundária para os quais a faixa de variação do ângulo β deve ser medida.

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Especificamente, na medição da orientação do cristal usando o método Laue de raio-x descrito acima, um grão de cristal é considerado como estando dentro de uma faixa onde o ângulo a é constante, e o comprimento (tamanho do grão) de cada grão de cristal é determinado para se obter as faixas de variação do ângulo β daqueles grãos tendo um comprimento de 10 mm ou mais, calculando assim sua média.

[0051] Na presente invenção, a largura do domínio magnético é determinada pela observação do domínio magnético de uma superfície submetida ao tratamento de refino do domínio magnético usando-se oi método Bitter. Como com a orientação de cristal, a largura do domínio magnético é determinada como segue: larguras de domínio magnético de 50 grãos são medidas para calcular a sua média e a média obtida é considerada como a largura do domínio magnético de toda a chapa de aço.

[0052] As condições de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a presente invenção serão descritas especificamente abaixo.

[0053] Inicialmente, como um ponto importante da presente invenção, será descrito um método para variar os ângulos β.

[0054] A variação do ângulo β pode ser controlada ajustando-se a curvatura por grão recristalizado na recristalização secundária e o tamanho de grão de cada grão recristalizado na recristalização secundária e o tamanho de grão de cada grão recristalizado na recristalização secundária durante o recozimento final. Fatores que afetam a curvatura do grão recristalizado por recristalização secundária inclui o diâmetro da bobina durante o recozimento final.

[0055] Isto é, a curvatura diminui e a variação do ângulo β se torna menos significativa com o amento do diâmetro da bobina. Por outro lado, em relação ao tamanho de grão dos grãos recristalizados na recristalização secundária, a variação do ângulo β se torna menos

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12/23 significativa com menores tamanhos de grão. Em adição, conforme usado aqui, o diâmetro da bobina significa o diâmetro de uma bobina. [0056] Entretanto, embora o diâmetro da bobina de uma chapa de aço possa ser mudado até certo ponto durante a produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado, surgem problemas devido à deformação da bobina se o diâmetro da bobina se tornar muito grande, com o que se torna mais difícil conduzir a correção da forma durante o recozimento de aplainamento se o diâmetro da bobina se tornar muito pequeno, etc. Como tal, há muitas limitações no controle da faixa de variação do ângulo β apenas pela mudança do diâmetro da bobina, o que torna tal controle difícil. Portanto, a presente invenção combina a mudança do diâmetro da bobina com o controle do tamanho dos grãos recristalizados na recristalização secundária. Em adição, o tamanho de grão recristalizado na recristalização secundária pode ser controlado ajustando-se a taxa de aquecimento dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 500°C a 700°C durante a descarbonetação.

[0057] Consequentemente, na presente invenção, a faixa de variação do ângulo médio β no grão recristalizado pela recristalização secundária é controlada dentro de ma faixa de 1°a 4°pelo ajuste dos dois parâmetros descritos acima, isto é, diâmetro da bobina e tamanho de grão do grão recristalizado na recristalização secundária, de forma que:

(1) durante o recozimento final, o diâmetro da bobina está dentro de uma faixa de 500 mm a 1500 mm; e, (2) durante a etapa de aquecimento na descarbonetação, a taxa média de aquecimento dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 500°C a 700°C é 50°C/s ou mais.

[0058] O limite superior da taxa média de aquecimento acima descrita é preferivelmente cerca de 700°C/s do ponto de vista de

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13/23 equipamentos, embora não limitado a uma faixa particular.

[0059] O diâmetro da bobina é controlado para ser não mais que 1500 mm porque, como mencionado anteriormente, se ele for maior que 1500 mm, surgem problemas em relação à deformação da bobina e, além disso, a chapa de aço teria uma curvatura excessivamente grande, o que pode resultar em uma faixa de variação do ângulo médio β daqueles grãos secundários tendo um tamanho de grão de 10 mm ou mais sendo menos de 1°. Por outro lado, o diâmetro da bobina é controlado para ser não menos de 500 mm, porque será difícil executar a correção da forma durante o recozimento de aplainamento se for menor que 500 mm, como mencionado anteriormente.

[0060] Embora a chapa de aço elétrico conforme a presente invenção precise ter um ângulo médio β de 2.0° ou menos, com o propósito de controlar os ângulos médios β, é extremamente eficaz melhorar a textura da recristalização primária pelo controle da taxa de resfriamento durante o recozimento da tira a quente e pelo controle da taxa de aquecimento durante a descarbonetação.

[0061] Isto é, uma maior taxa de resfriamento durante o recozimento da tira a quente permite que carbonetos finos precipitem durante o resfriamento, provocando assim uma mudança na textura da recristalização primária a ser formada após a laminação.

[0062] Em adição, à medida que a taxa de aquecimento durante a descarbonetação pode mudar a textura da recristalização primária, é possível controlar não apenas o tamanho do grão, mas também a seletividade dos grãos recristalizados na recristalização primária. Isto é, os ângulos médios β podem ser controlados pelo aumento da taxa de aquecimento.

[0063] Especificamente, ângulos médios β podem ser controlados satisfazendo-se as duas condições a seguir:

(1) a taxa de resfriamento durante o recozimento de tiras da

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14/23 quente é 40°C/s ou mais em média dentro de uma faix a de temperaturas de pelo menos 750°C a 350°C; e, (2) a taxa de aquecimento durante a descarbonetação é 50°C/s ou mais em média dentro de uma faixa de temp eraturas de pelo menos 500°C a 700°C.

[0064] O limite superior da taxa de resfriamento descrita acima é preferivelmente cerca de 100°C/s do ponto de vista dos equipamentos, embora não limitado a uma faixa particular. Em adição, o limite superior da taxa de aquecimento descrita acima é preferivelmente cerca de 700°C/s, conforme mencionado acima.

[0065] Na presente invenção, uma placa para chapa de aço elétrico com grão orientado pode ter qualquer composição química que permita uma recristalização secundária que tenha um grande efeito de refino do domínio magnético.

[0066] Em adição, se um inibidor, por exemplo, um inibidor à base de AlN for usado, Al e N podem estar contidos em numa quantidade adequada, respectivamente, enquanto se um inibidor à base de MnS/MnSe for usado, Mn e Se e/ou S podem estar contidos em uma quantidade adequada, respectivamente. Naturalmente, esses inibidores podem também ser usados em combinação. Nesse caso, teores preferidos 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.

[0067] Além disso, a presente invenção é também aplicável a uma chapa de aço elétrico com grão orientado tendo teores limitados de Al, N, S e Se sem usar um inibidor.

[0068] Nesse caso, os teores de Al, N, S e Se são preferivelmente l,imitados a Al: 100 ppm em massa ou menos, N: 50 ppm em massa ou menos, S: 50 ppm em massa ou menos, e Se: 50 ppm em massa ou menos, respectivamente.

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15/23 [0069] Os elementos básicos e outros elementos adicionados opcionalmente da placa para uma chapa de aço elétrico com grão orientado da presente invenção serão descritos especificamente abaixo. [0070] C < 0,08% em massa ou menos [0071] C é adicionado para melhorar a textura de uma chapa laminada a quente. Entretanto, um teor de C excedendo 0,08% em massa torna mais difícil reduzir o teor de C para 50 ppm em massa ou menos onde o envelhecimento magnético não ocorrer durante o processo de produção. Assim, o teor de C é preferivelmente 0,08% em massa ou menos. Além disso, não é necessário ajustar um limite inferior particular para o teor de C porque a recristalização secundária é também permitida por um material que não contenha C.

[0072] 2,0% em massa < Si < 8,0% em massa [0073] Si é um elemento que é útil para aumentar a resistência elétrica do aço e melhorar a propriedade de perda no ferro. Entretanto, um teor de Si abaixo de 2,0% em massa não pode alcançar um efeito de redução de perda no ferro suficiente, com o que um teor de Si acima de 8,0% em massa leva a uma deterioração significativa na capacidade de trabalho bem como a uma redução na densidade de fluxo magnético. Assim, o teor de Si está preferivelmente em uma faixa de 2,0 a 8,0% em massa.

[0074] 0,005% em massa < Mn < 1,0% em massa [0075] Mn é um elemento que é necessário para melhorar a capacidade de trabalho a quente. Entretanto, um teor de Mn abaixo de 0,005% em massa tem um efeito menor de adição, enquanto um teor de Mn acima de 1,0% em massa reduz a densidade de fluxo magnético do produto chapa. Assim, o teor de Mn está preferivelmente dentro da faixa de 0,005 a 1,0% em massa.

[0076] Além disso, em adição aos elementos acima, a placa pode também conter os seguintes elementos, em geral conhecidos como

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16/23 elementos para melhorar as propriedades magnéticas:

[0077] pelo menos um elemento selecionado entre: Ni: 0,03 a 1,50% em massa; Sn: 0,01 a 1,50% em massa; Sb: 0,005 a 1,50% em massa; Cu: 0,03 a 3,0% em massa; P: 0,03 a 0,50% em massa; Mo: 0,005 a 0,10% em massa; e Cr: 0,03 a 1,50% em massa.

[0078] Ni é um elemento que é útil para melhorar a textura de uma chapa de aço laminada a quente para obter propriedades magnéticas melhoradas. Entretanto, um teor de Ni abaixo de 0,03% em massa é menos eficaz em melhorar as propriedades magnéticas, enquanto um teor de NI acima de 1,50% em massa leva a uma recristalização secundária instável e a propriedades magnéticas degradadas. Assim, o teor de NI está preferivelmente dentro de uma faixa de 0,03 a 1,50% em massa.

[0079] Em adição, Sn, Sb, Cu, P, Mo e Cr são elementos que são úteis para melhorar as propriedades magnéticas. Entretanto, se qualquer um desses elementos estiver contido em uma quantidade menor que seu limite inferior descrito acima, é menos eficaz para melhorar as propriedades magnéticas, enquanto que se contido em uma quantidade que exceda seu limite superior descrito acima, ele inibe o crescimento dos grãos recristalizados na recristalização secundária. Assim, cada um desses elementos está preferivelmente contido em uma quantidade dentro das faixas descritas acima.

[0080] O saldo exceto os elementos descritos acima é Fe e as impurezas incidentais que são incorporadas durante o processo de fabricação.

[0081] Então, a placa tendo a composição química descrita acima é submetida a aquecimento antes da laminação a quente da maneira convencional. Entretanto, a placa pode também ser submetida à laminação a quente diretamente após o lingotamento, sem ser submetida a aquecimento. No caso de uma placa fina, ela pode ser

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17/23 submetida à laminação a quente ou prosseguir para a etapa subsequente, omitindo a laminação a quente.

[0082] Além, disso, a chapa laminada a quente é opcionalmente submetida ao recozimento de tiras a quente. Nesse momento, para obter uma textura de Goss altamente desenvolvida em um produto chapa, a temperatura do recozimento de tiras a quente está preferivelmente na faixa de 800°C a 1100°C. Se a temperatura de recozimento de tiras a quente for menor que 800°C, permanece a textura da tira resultante da laminação a quente, o que torna difícil obter uma textura de recristalização primária de grãos de tamanhos uniformes e impede o crescimento da recristalização secundária. Por outro lado, se a temperatura de recozimento de tiras a quente exceder 1100°C, o tamanho de grão após o recozimento de tiras a quente aumenta muito, o que torna extremamente difícil obter uma textura de recristalização primária de grãos com tamanhos uniformes.

[0083] Em adição, a taxa de resfriamento durante esse recozimento de tiras a quente precisa ser controlado para ser 40°C/s ou mais em média dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 750°c a 350°C, conforme discutido previamente.

[0084] Após o recozimento de tiras a quente, a chapa é submetida à laminação a frio uma vez, ou duas ou mais vezes com recozimento intermediário executado entre elas, para ser acabada até a espessura final da chapa, seguido de descarbonetação (combinada com o recozimento de recristalização) e a subsequente aplicação de um separador de recozimento. Após a chapa ser aplicada com o separador de recozimento, ela é bobinada e submetida a um recozimento final com o propósito de recristalização secundária e formação de película de forsterita. Deve ser notado que o separador de recozimento é preferivelmente composto principalmente de MgO para formar forsterita. Conforme usada aqui, a frase composto principalmente de MgO

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18/23 implica que qualquer composto bem conhecido para o separador de recozimento e qualquer composto de melhora de propriedade diferente de MgO pode também estar contido dentro de uma faixa sem interferir com a formação de uma película de forsterita pretendida pela invenção. [0085] Nesse caso, a taxa de aquecimento durante essa descarbonetação precisa ser 50°C/s ou mais em média dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 500°C a 700°C, e o diâmetro da bobina precisa estar na faixa de 500 mm a 1500 mm, conforme discutido previamente.

[0086] Após o recozimento final, é eficaz submeter a chapa ao recozimento de aplainamento para corrigir sua forma. De acordo com a presente invenção, um revestimento de isolamento é aplicado às superfícies da chapa de aço antes ou depois do recozimento de aplainamento. Conforme usado aqui, esse revestimento de isolamento significa um revestimento tal que possa aplicar tensão à chapa de aço com o propósito de reduzir a perda no ferro (doravante referido domo revestimento de tensão). O revestimento de tensão inclui um revestimento inorgânico contendo sílica e revestimento cerâmico por deposição de vapor físico, deposição de vapor químico, etc.

[0087] Após a laminação a frio final e antes do recozimento final conforme mencionado acima, a presente invenção envolve aderência, por impressão ou similar,.resistente à causticação a uma superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado, e então a formação de ranhuras lineares em uma região de não-adesão da chapa de aço usando-se ataque eletrolítico. Nesse caso, controlando-se os grãos finos particulares presentes sob as porções do fundo das ranhuras, isto é, controlando-se a frequência dos grãos. E pelo controle dos ângulos médios β dos grãos recristalizados na recristalização secundária e as faixas de variação intragrãos do ângulo β como mencionado acima, é possível fornecer uma melhoria mais significativa na propriedade de

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19/23 perda no ferro através do refino do domínio magnético por meio da formação de ranhuras, juntamente com um efeito suficiente de refino do domínio magnético.

[0088] De acordo com a presente invenção, é preferível que cada ranhura a ser formada em uma superfície da chapa de aço tem uma largura de cerca de 50 pm a 300 pm, uma profundidade de cerca de 10 pm a 50 pm e intervalo de ranhuras de cerca de 1,5 mm a 10,0 mm, e que cada ranhura desvie de uma direção perpendicular à direção de laminação dentro de uma faixa de 030°. Conforme usado aqui, linear pretende incluir uma linha sólida bem como uma linha pontilhada, uma linha tracejada, etc.

[0089] De acordo com a presente invenção, exceto as etapas acima mencionadas e as condições de produção, qualquer método convencionalmente bem conhecido para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado pode ser usado adequadamente onde o tratamento de refino do domínio magnético seja executado pela formação de ranhuras.

EXEMPLO 1 [0090] Placas de aço, cada uma contendo elementos conforme mostrados na Tabela 1 bem como Fe e impurezas incidentais como saldo, foram produzidos por lingotamento contínuo. Cada uma dessas placas de aço foi aquecida até 1450°C, submetida à laminação a quente para ser acabada como chapa laminada a quente tendo uma espessura de 1,8 mm, e então submetida ao recozimento de tiras a quente a 1100°C por 180 segundos. Subsequentemente, cada cha pa de aço foi submetida à laminação a frio para ser acabada como uma chapa laminada a frio tendo a espessura final de chapa de 0,23 mm. Nesse caso, uma taxa de resfriamento dentro de uma faixa de temperaturas de 350°C a 750°C durante a etapa de resfriamento da ti ra quente de 350 °C a 750 °C durante a etapa de resfriamento do recozimento de tiras a

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20/23 quente foi variada entre 20°C/s e 60°C/s.

TABELA 1

Aço	Composição química [% em massa] (C, O, N, Al, Se, S: [ppm em massa])
C	Si	Mn	Ni	O	N	Al	Se	S
A	500	2.95	0.05	0.1	18	80	250	tr	15

[0091] Posteriormente, cada chapa de aço foi aplicada com resistência à causticação por impressão offset de gravura. Então, cada chapa de aço foi submetida à ataque eletrolítico e resistência ao descascamento em uma solução alcalina, com o que ranhuras lineares, cada uma tendo uma largura de 200 pm e uma profundidade de 25 pm, são formadas a intervalos de 4,5 mm a um ângulo de inclinação de 7,5° em relação à direção perpendicular à direção de laminação.

[0092] Então, cada chapa de aço foi submetida à descarbonetação onde foi retida a um grau de oxidação P(H2O)/P(H2) de 0,55 e uma temperatura de enxágue de 840°C por 60 segundos. Então, foi aplicado um separador de recozimento composto principalmente de MgO a cada chapa de aço. Posteriormente, cada chapa de aço foi submetida ao recozimento final com o propósito de recristalização secundária, formação de películas de forsterita e purificação sob as condições de 1250°C e 100 horas em uma atmosfera mista de Ν2Ή2 = 70:30.

[0093] A taxa de aquecimento durante a descarbonetação foi variada entre 20°C/s e 100°C/s, e então a bobina resultante teve um diâmetro de 300 mm e um diâmetro externo de 1800 mm durante o recozimento final. Posteriormente, cada chapa de aço foi submetida ao recozimento de aplainamento a 850°C por 60 segundos para corrigir sua forma. Então, o revestimento de tensão composto de 50% de sílica coloidal e fosfato de magnésio foi aplicado a cada chapa de aço a ser acabada como um produto, para o qual as propriedades magnéticas foram avaliadas. Para comparação, a formação de ranhuras foi também

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21/23 executada por um método usando cilindros com projeções após o término do recozimento final. AS condição da formação de ranhuras foi inalterada. Então, amostras foram coletadas de um número de locais na bobina para avaliação das propriedades magnéticas. Deve ser notado que juntamente com a direção longitudinal da chapa de aço, as orientações de cristal foram medidas na direção de laminação (RD) a intervalos de 1 mm usando-se o método Laue de raio-x, e o tamanho de grão foi determinado sob a condição em que o ângulo a é constante para medir as variações intragrãos do ângulo β. Em adição, foram selecionados como grãos recristalizados na recristalização secundária para os quais a faixa de variação do ângulo β deve ser medida, aqueles grãos recristalizados na recristalização secundária tendo um tamanho de grão de 10 mm ou mais.

[0094] Os resultados da medição acima mencionada em perda no ferro, etc., estão mostrados na Tabela 2.

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TABELA 2

N°	Diâmetro da bobina in loco (mm)	Método de formação de ranhuras	Taxa de resfriamento durante o recozimento de tiras a quente (°C/s)	Taxa de aquecimento durante a descarburação (°C/s)	Ângulo médio β (°)	Faixa de variação do ângulo médio β (°)	Frequência de ranhuras (%)	Perda no ferro W17/50 (W/kg)	Notas
1	400	Ataque eletrolítico	50	60	1.8	4,5	5	0.80	Exemplo Comparativo
2	1000	50	60	1.2	2,2	15	0,68	Exemplo da Invenção
3	1200	50	25	28	42	0	0,82	Exemplo Comparativo
4	1200	25	75	2,5	2	0	0,73	Exemplo Comparativo
5	1400	60	60	1.5	2,8	5	0,68	Exemplo da Invenção
6	2000	60	60	0.9	0,7	10	0,73	Exemplo Comparativo
7	600	Cilindros com projeções	70	60	1.5	2,8	50	0.73	Exemplo Comparativo
8	1200	70	60	0.9	1,8	50	0.73	Exemplo Comparativo
9	400	Ataque eletrolítico	50	60	1,4	4,6	10	0,80	Exemplo Comparativo
10	800	50	60	1.2	2,7	0	0,68	Exemplo da Invenção
11	800	25	60	2,4	1,5	0	0,72	Exemplo Comparativo
12	800	50	30	2,4	4,2	5	0,80	Exemplo Comparativo
13	1700	50	60	1.2	0,5	5	0,72	Exemplo Comparativo

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23/23 [0095] Conforme mostrado na tabela, onde o tratamento de refino do domínio magnético foi executado por meio de formação de ranhuras usando-se ataque eletrolítico, aquelas chapas de aço elétrico com grão orientado cuja frequência de ranhuras, ângulo médio β e faixa de variação do ângulo médio β caíram dentro da faixa adequada da presente invenção apresentaram propriedades de perda no ferro extremamente bolas. Entretanto, outras chapas de aço elétrico com grão orientado que têm qualquer das frequências de ranhuras, o ângulo médio β e a faixa de variação do ângulo médio β fora da faixa adequada da presente invenção mostraram propriedades inferiores de perda no ferro.

Claims

1. Chapa de aço elétrico com grão orientado que compreende: uma composição química que consiste em:

C: 0,08% em massa ou menos;

Si: 2,0 a 8,0% em massa;

Mn: 0,005 a 1,0% em massa; e opcionalmente pelo menos um elemento selecionado de:

Ni: 0,03 a 1,50% em massa;

Sn: 0,01 a 1,50% em massa;

Sb: 0,005 a 1,50% em massa;

Cu: 0,03 a 3,0% em massa;

P: 0,03 a 0,50% em massa;

Mo: 0,005 a 0,10% em massa; e

Cr: 0,03 a 1,50% em massa; e o saldo sendo Fe e impurezas incidentais;

uma película de forsterita e um revestimento de tensão em uma superfície da chapa de aço, e ranhuras lineares para refino do domínio magnético na superfície da chapa de aço, caracterizada pelo fato de que a proporção de ranhuras lineares, cada uma tendo grãos diretamente abaixo de si, cada grão de cristal tendo uma orientação de desvio da orientação de Goss de 10°ou mais e um tamanho de grão de 5 pm ou mais, é 20% ou menos, cada ranhura linear tem uma largura de 50 pm a 300 pm, uma profundidade de 10 pm a 50 pm e intervalo de ranhuras de 1,5 mm a 10,0 mm e, um ângulo médio β de grãos recristalizados na recristalização secundária é 2,0° ou menos, e uma faixa de variação de ângulo médio β de grãos recristalizados na recristalização secundária tendo um tamanho de grão de 10 mm ou mais é de 1° a 4°.

2. Método para produção da chapa de aço elétrico com grão orientado, como definida na reivindicação 1, o método compreendendo:

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1/2

REIVINDICAÇÕES

2/2 submeter uma placa para chapa de aço elétrico com grão orientado à laminação a quente para obter uma chapa de aço laminada a quente;

então submeter a chapa de aço ao recozimento de tiras a quente em uma faixa de temperatura de 800°C a 1100°C;

submeter a chapa de aço à subsequente laminação a frio uma vez, ou duas vezes ou mais com recozimento intermediário executado entre elas, para ser acabado até a espessura final da chapa;

submeter a chapa de aço à subsequente descarbonetação;

então, aplicar um separador de recozimento composto principalmente de MgO a uma superfície da chapa de aço antes de submeter a chapa de aço ao recozimento final; e, submeter a chapa de aço ao revestimento de tensão subsequente, caracterizado pelo fato de que (1) ranhuras lineares são formadas na direção da largura da chapa de aço por ataque eletrolítico antes do recozimento final para formar a película de forsterita, sendo que cada ranhura linear tem uma largura de 50 pm a 300 pm, uma profundidade de 10 pm a 50 pm e intervalo de ranhuras de 1,5 mm a 10,0 mm, (2) uma taxa média de resfriamento dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 750°C a 350°C é 40°C/s ou mais durante o resfriamento no momento do recozimento de tiras a quente, (3) a taxa média de aquecimento dentro de uma faixa de temperaturas de pelo menos 500°C a 700°C é controlada para ser 50°C/s ou mais durante o aquecimento no momento da descarbonetação, e, (4) o recozimento final é executado na chapa de aço na forma de uma bobina tendo um diâmetro na faixa de 500 mm a 1500 mm.