BR112015020187B1

BR112015020187B1 - método de produção de chapas de aço elétrico de grão orientado

Info

Publication number: BR112015020187B1
Application number: BR112015020187-3A
Authority: BR
Inventors: Uesaka Masanori; Suehiro Ryuichi; Fukunaga Takayuki; Imamura Takeshi; Takamiya Toshito
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2019-11-05
Also published as: CN105008557A; MX2015011022A; CN105008557B; BR112015020187A2; KR20150121012A; JP5737483B2; WO2014132930A1; JPWO2014132930A1; CA2900111C; RU2613818C1; US20160012949A1; US10134514B2; KR101698381B1; CA2900111A1; EP2963131A4; EP2963131B1; EP2963131A1

Abstract

resumo patente de invenção: "método de produção de chapas de aço elétrico de grão orientado". trata-se de um método de produção de chapas de aço elétrico de grão orientado no qual um material de aço que inclui 0,002 a 0,10% em massa de c, 2,0 a 8,0% em massa de si, e 0,005 a 1,0% em massa de mn que é processado através de laminação a quente para formar uma chapa laminada a quente, após a placa laminada a quente ser recozida conforme necessário, a chapa é processada através de laminação a frio uma vez ou duas ou mais vezes com recozimento intermediário entre as mesmas para formar uma chapa laminada a frio com uma espessura final, após o recozimento de recristalização primário que combina recozimento de descarburização ser executado, um agente separador de recozimento é aplicado à superfície da chapa de aço e um recozimento final é executado, em que uma placa de aço elétrico de grão orientado com baixa perda de ferro e variações mínimas no valor de perda de ferro é obtida pela execução, de duas a seis vezes, de processo de retenção para manter em qualquer temperatura na faixa de 250 a 600oc durante 0,5 a 10 segundos, quando aquece rapidamente o intervalo de temperatura de 100 a 700oc em uma taxa de 50oc/s ou maior na etapa de aquecimento do recozimento de recristalização primário.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CHAPAS DE AÇO ELÉTRICO DE GRÃO ORIENTADO.

CAMPO DA TÉCNICA [001] Esta invenção refere-se a um método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado e mais particularmente a um método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado que tem uma baixa perda de ferro e um pequeno desvio de perda de ferro. TÉCNICA RELACIONADA [002] As placas de aço elétrico são materiais magnéticos macios amplamente usados como núcleos de ferro para transformadores, motores ou similares. Entre as mesmas, as placas de aço elétrico de grão orientado têm excelentes propriedades magnéticas pelo fato de que as suas orientações de cristal são altamente acumuladas na {110} <001> orientação chamada de orientação Goss, de modo que as mesmas sejam principalmente usadas como núcleos de ferro para transformadores de grande porte ou similares. A fim de diminuir a perda sem carga (perda de energia) no transformador, a perda de ferro exigida deve ser baixa.

[003] Como um método para diminuir a perda de ferro na chapa de aço elétrico de grão orientado, é conhecido que o aumento de teor de Si, a diminuição de espessura de chapa, o alto acúmulo de orientações de cristal, a aplicação de tensão na chapa de aço, a suavização de superfície de chapa de aço, o refinamento de grãos recristalizados secundários, e assim por diante, são eficazes.

[004] Como uma técnica para refinar grãos recristalizados secundários dentre estes métodos propõe-se um método em que a chapa de aço é submetida e um tratamento de calor por aquecimento rápido no recozimento de descarburação ou aquecimento rápido antes do recozimento de descarburação para melhorar a textura recristalizada

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2/27 primária. Por exemplo, o Documento de Patente 1 revela uma técnica de obtenção de uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma baixa perda de ferro em que uma chapa de aço laminada a frio com uma espessura final é aquecida rapidamente a uma temperatura não menor que 700°C em uma taxa de não menos que 100°C/s em uma atmosfera não oxidante que tem Ph2o/Ph2 não mais que 0,2 durante o recozimento de descarburação. Adicionalmente, o Documento de Patente 2 revela uma técnica em que uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma baixa perda de ferro é obtida por aquecimento rápido de uma chapa de aço de 800 a 950 °C em uma taxa de aquecimento de não menos que 100 °C/s enquanto uma concentração de oxigênio na atmosfera é definida para ser não mais que 500 ppm e subsequentemente reter a chapa de aço a uma temperatura de 775 a 840°C que é menor que a temperatura após o aquecimento rápido e reter adicionalmente a chapa de aço a uma temperatura de 815 a 875°C. Adicionalmente, o Documento de Patente 3 revela uma técnica em que uma chapa de aço elétrico tem excelentes propriedades de revestimento e propriedades magnéticas são obtidas por aquecimento de uma chapa de aço não menos que 800 °C em uma faixa de temperatura de não menos que 600 °C a uma taxa de aquecimento de não menos que 95 °C/s com controle apropriado na atmosfera nessa faixa de temperatura. Além disso, o Documento de Patente 4 revela uma técnica em que uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma baixa perda de ferro é obtida pela limitação de teor de N como precipitados de AlN na chapa laminada a quente de aço a não mais que 25 ppm e aquecer a não menos que 700°C a uma taxa de aquecimento de não menos que 80°C/s durante o recozimento de descarburação.

[005] Nessas técnicas de melhoramento da textura recristalizada primária por aquecimento rápido, a faixa de temperatura para aquecimento rápido é definida a uma faixa de temperatura ambiente de

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3/27 não menos que 700 °C, por meio da qual a taxa de aquecimento é definida inequivocamente. Tal ideia técnica é uma tentativa de melhorar a textura recristalizada primária pelo aumento da temperatura próxima a uma temperatura de recristalização em um curto espaço de tempo para suprimir o desenvolvimento de fibra γ (orientação <111>//ND), que é preferencialmente formada a uma taxa de aquecimento comum e para promover a geração de {110} <001> textura como um núcleo para recristalização secundária. Pela aplicação dessas técnicas são refinados grãos de cristal após a recristalização secundária (grãos de orientação Goss) para melhorar a propriedade de perda de ferro. DOCUMENTOS DE TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE [006] Documento de Patente 1: JP-A-H07-062436 [007] Documento de Patente 2: JP-A-H10-298653 [008] Documento de Patente 3: JP-A-2003-027194 [009] Documento de Patente 4: JP-A-H10-130729

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

TAREFA A SER SOLUCIONADA PELA INVENÇÃO [0010] De acordo com o conhecimento dos inventores, entretanto, existe um problema que quando a taxa de aquecimento é definida maior, o desvio da propriedade de perda de ferro resulta em variação de temperatura maior dentro da chapa de aço durante o aquecimento. Na avaliação de perda de ferro antes da remessa de produto é geralmente usada uma média de valores de perda de ferro sobre a largura total da chapa de aço, para que se o desvio de perda de ferro for grande, a propriedade de perda de ferro no todo da chapa de aço seja avaliada como baixa e, consequentemente, o efeito desejado pelo aquecimento rápido não seja obtido.

[0011] A invenção é realizada em vista dos problemas acima inerentes às técnicas convencionais e propõe um método vantajoso

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4/27 para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado, que tem a perda de ferro menor e o desvio de valores de perda de ferro pequeno. SOLUÇÃO PARA A TAREFA [0012] Os inventores realizaram vários estudos para resolver a tarefa acima. Como um resultado, foi observado que quando o aquecimento rápido é executado no processo de aquecimento do recozimento de recristalização primário, a temperatura dentro da chapa de aço pode ser mais uniformizada para fornecer o efeito do aquecimento rápido sobre a largura total da chapa de aço pela execução de um tratamento de retenção mantido a uma dada temperatura por um dado tempo em uma região de temperatura de recuperação várias vezes, enquanto a orientação <111>//ND é preferencialmente recuperada para diminuir a orientação <111>//ND após a recristalização primária e aumenta o núcleo de orientação Goss, por meio do qual os grãos recristalizados após a recristalização secundária são refinados adicionalmente e uma chapa de aço elétrico de grão orientado que tem uma baixa perda de ferro e um pequeno desvio de valores de perda de ferro pode ser obtida e a invenção foi realizada.

[0013] Ou seja, a invenção é um método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado por meio de laminação a quente de um material de aço bruto que contém C: 0,002~0,10% em massa, Si: 2,0~8,0% em massa e Mn: 0,005~1,0% em massa para obter uma chapa laminada a quente, submeter a chapa laminada a quente a um recozimento em linha a quente conforme exigido e adicionalmente a uma laminação a frio ou duas ou mais laminações a frio que incluem um recozimento intermediário entre as mesmas para obter uma chapa laminada a frio que tem uma espessura de chapa final, submeter a chapa laminada a frio a um recozimento de recristalização primário combinado com um recozimento de descarburação, aplicar um separador de recozimento à superfície de chapa de aço e, então,

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5/27 submeter a um recozimento final, caracterizado pelo fato de que quando o aquecimento rápido é executado a uma taxa de não menos que 50 °C/s em uma região de 100~700 °C no processo de aquecimento do recozimento de recristalização primário, a chapa de aço é submetida a um tratamento de retenção em qualquer temperatura de 250~600 °C por 0,5 a 10 segundo 2 a 6 vezes.

[0014] A placa de aço usada no método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é caracterizada pelo fato de que tem uma composição química que compreende C: 0,002~0,10% em massa, Si: 2,0~8,0% em massa, Mn: 0,005~1,0% em massa e também compreende Al: 0,010~0,050% em massa e N: 0,003~0,020% em massa ou Al: 0,010~0,050% em massa, N: 0,003~0,020% em massa, Se: 0,003~0,030% em massa, e/ou S: 0,002~0,03% em massa e o restante que é Fe e impurezas inevitáveis. [0015] Além disso, a placa de aço usada no método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é caracterizada pelo fato de que tem uma composição química que compreende C: 0,002~0,10% em massa, Si: 2,0~8,0% em massa, Mn: 0,005~1,0% em massa e também compreende um ou dois selecionados de Se: 0,003~0,030% em massa e S: 0,002~0,03% em massa e o restante que é Fe e impurezas inevitáveis.

[0016] A placa de aço usada no método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é caracterizada pelo fato de que tem uma composição química que compreende C: 0,002~0,10% em massa, Si: 2,0~8,0% em massa, Mn: 0,005~1,0% em massa e também compreende Al: menos que 0,01% em massa, N: menos que 0,0050% em massa, Se: menos que 0,0030% em massa e S: menos que 0,0050% em massa e o restante que é Fe e impurezas inevitáveis.

[0017] Ademais, a placa de aço usada no método para produzir uma

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6/27 chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é caracterizada pelo fato de que contém adicionalmente um ou mais selecionados de Ni: 0,010~1,50% em massa, Cr: 0,01~0,50% em massa, Cu: 0,01~0,50% em massa, P: 0,005~0,50% em massa, Sb: 0,005~0,50% em massa, Sn: 0,005~0,50% em massa, Bi: 0,005~0,50% em massa, Mo: 0,005~0,10% em massa, B: 0,0002~0,0025% em massa, Te: 0,0005~0,010% em massa, Nb: 0,0010~0,010% em massa, V: 0,001~0,010% em massa e Ta: 0,001~0,010% em massa além da composição química acima.

[0018] Além disso, o método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que o tratamento de subdivisão de campo magnético é executado por formação de ranhuras na superfície de chapa de aço em uma direção que cruza com a direção de laminação em qualquer etapa após a laminação a frio.

[0019] Além disso, o método para produção de uma chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é caracterizada pelo fato de que o tratamento de subdivisão de campo magnético é executado por irradiação contínua ou intermitente de um feixe de elétrons ou um laser na superfície de chapa de aço revestida com uma película isolante em uma direção que cruza a direção de laminação. EFEITO DA INVENÇÃO [0020] De acordo com a invenção, é possível produzir estavelmente placas de aço elétrico de grão orientado com baixa perda de ferro e pequeno desvio de valor de perda de ferro pela execução de uma pluralidade dos tratamentos de retenção predeterminados em uma região de temperatura que faz com que a recuperação quando o aquecimento rápido é executado no processo de aquecimento do recozimento de recristalização primário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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7/27 [0021] A Figura 1 é uma vista que ilustra um padrão de aquecimento em um processo de aquecimento de um recozimento de recristalização primário.

[0022] A Figura 2 é um gráfico que mostra uma relação entre o número de tratamentos de retenção em um processo de aquecimento de um recozimento de recristalização primário e perda de ferro W17/50 de uma chapa de produto.

[0023] A Figura 3 é um gráfico que mostra uma relação entre uma temperatura de retenção em um processo de aquecimento de um recozimento de recristalização primário e perda de ferro W17/50 de uma chapa de produto.

[0024] A Figura 4 é um gráfico que mostra uma relação entre um tempo de retenção em um processo de aquecimento de um recozimento de recristalização primário e perda de ferro W17/50 da chapa de produto. MODALIDADES PARA REALIZAR A INVENÇÃO [0025] Os experimentos que tornaram possíveis um momento para desenvolver a invenção serão descritos abaixo.

EXPERIMENTO 1 [0026] Um aço que contém C: 0,065% em massa, Si: 3,4% em massa e Mn: 0,08% em massa é derretido para produzir uma placa de aço por um método de fundição contínua, que é reaquecida a uma temperatura de 1.410 °C e laminada a quente para obter uma chapa laminada a quente de 2,4 mm de espessura. A chapa laminada a quente é submetida a um recozimento em linha a quente a 1.050 °C por 60 segundos e subsequentemente a uma laminação a frio primária em uma espessura intermediária de 1,8 mm e depois disso a chapa é submetida a um recozimento intermediário a 1.120 °C por 80 segundos e, então, laminada a morno a uma temperatura de 200 °C para obter uma chapa laminada a frio que tem uma espessura de chapa final de 0,27 mm.

[0027] Em seguida, a chapa laminada a frio é submetida a

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8/27 recozimento de recristalização primário combinado com recozimento de descarburação em uma atmosfera úmida de 50% em volume de H2 50% em volume de N2 a 840 °C por 80 segundos. No recozimento de recristalização primário, a chapa laminada a frio é aquecida a uma taxa de aquecimento de 100 °C/s em uma região entre 100 °C e 700 °C no processo de aquecimento sob condições em que um tratamento de retenção é executado por 2 segundos a uma temperatura de 450°C a 700°C na forma do aquecimento de 1 a 7 vezes (n^o 2 a 9) e que nenhum tratamento de retenção é executado (n^o 1) conforme mostrado na Tabela 1. No presente documento, a taxa de aquecimento de 100°C/s significa uma taxa de aquecimento média ((700 - 100) / (t1 + t3 + t5)) nos tempos t1, t3 e t5 obtida por subtração de tempo de retenção t2 e t4 de um tempo que alcança de 100°C a 700°C quando o número do tratamento de retenção é, por exemplo, 2 conforme mostrado na Figura 1 (a seguir definido como uma taxa de aquecimento média no tempo de aquecimento exclusivo do tempo de retenção independente do número de tempos de retenção).

[0028] Então, a chapa de aço é revestida em sua superfície com um separador de recozimento composto principalmente de MgO, seco e submetido ao recozimento final que inclui um recozimento de recristalização secundário e um tratamento de purificação de 1.200°C x 7 horas em uma atmosfera de hidrogênio para obter uma chapa de produto. TABELA 1

N°	Condições de tratamento de retenção	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Observações
Número de vezes (vezes)	Temperatura (°C)	Temp o (s)
1	0		2	0,878	Exemplo Comparativo

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2	1	400	2	0,862	Exemplo Comparativo
3	2	400,450	2	0,853	Exemplo da Invenção
4	3	350,400,450	2	0,849	Exemplo da Invenção
5	4	350,400,450,500	2	0,850	Exemplo da Invenção
6	5	300,350,400,450,500	2	0,849	Exemplo da Invenção
7	6	300,350,400,450,500,550	2	0,854	Exemplo da Invenção
8	7	250,300,350,400,450,500,5 50	2	0,862	Exemplo Comparativo
9	7	300,350,400,450,500,550,6 00	2	0,864	Exemplo Comparativo

[0029] A partir das placas de produto obtidas, desse modo, são recortados 10 amostras com 100 mm de largura e 500 mm de comprimento na direção de largura da chapa de aço e suas perdas de ferro W17/50 são medidas pelo método descrito no JIS C2556 e um valor médio das mesmas é determinado. De acordo com esse método para medição de perda de ferro, pode ser avaliada a perda de ferro que inclui o desvio pelo fato de que o valor medido é deteriorado se o desvio de perda de ferro for existente na direção de largura. Os resultados são mostrados na Tabela 1 e na Figura 2 como uma relação entre o número do tratamento de retenção e a perda de ferro. Conforme visto nessa figura, a perda de ferro pode ser substancialmente reduzida quando o tratamento de retenção é executado de 2 a 6 vezes na forma do

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10/27 aquecimento.

EXPERIMENTO 2 [0030] A chapa laminada a frio obtida no Experimento 1 e que tem uma espessura final de 0,27 mm é submetida a um recozimento de recristalização primário combinado com recozimento de descarburação a 840°C em uma atmosfera úmida de 50% em volume de H2 - 50% em volume de N2 por 80 segundos. A taxa de aquecimento de 100°C a 700°C no recozimento de recristalização primário é definida para 100°C/s e o tratamento de retenção é executado em duas temperaturas mostradas na Tabela 2 por 2 segundos em uma região de temperatura de 200°C a 700°C do processo de aquecimento. Entre os dois tratamentos de retenção acima, o primeiro tratamento é executado a 450°C e o outro é conduzido em qualquer temperatura entre 200°C e 700°C.

[0031] Então, a chapa de aço é revestida em sua superfície com um separador de recozimento composto principalmente de MgO, seco e submetido ao recozimento final que inclui um recozimento de recristalização secundário e um tratamento de purificação de 1.200°C x 7 horas em uma atmosfera de hidrogênio para obter um aço de produto. TABELA 2

N°	Condições de tratamento de retenção	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Observações
Número de vezes (vezes)	Temperatura (°C)	Tempo (s)
1	2	100, 450	2	0,872	Exemplo Comparativo
2	2	150, 450	2	0,873	Exemplo Comparativo
3	2	200, 450	2	0,867	Exemplo Comparativo
4	2	225, 450	2	0,860	Exemplo Comparativo

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N°	Condições de tratamento de retenção	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Observações
Número de vezes (vezes)	Temperatura (°C)	Tempo (s)
5	2	250, 450	2	0,856	Exemplo da Invenção
6	2	300, 450	2	0,852	Exemplo da Invenção
7	2	350, 450	2	0,855	Exemplo da Invenção
8	2	400, 450	2	0,853	Exemplo da Invenção
9	2	425, 450	2	0,854	Exemplo da Invenção
10	2	450, 475	2	0,851	Exemplo da Invenção
11	2	450, 500	2	0,853	Exemplo da Invenção
12	2	450, 550	2	0,854	Exemplo da Invenção
13	2	450, 600	2	0,857	Exemplo da Invenção
14	2	450, 625	2	0,862	Exemplo Comparativo
15	2	450, 650	2	0,872	Exemplo Comparativo
16	2	225, 300	2	0,864	Exemplo Comparativo
17	2	250, 300	2	0,855	Exemplo da Invenção
18	2	300, 600	2	0,854	Exemplo da Invenção
19	2	300, 625	2	0,861	Exemplo Comparativo
20	2	225, 500	2	0,862	Exemplo Comparativo
21	2	250, 500	2	0,853	Exemplo da Invenção
22	2	500, 600	2	0,856	Exemplo da Invenção
22	2	500, 625	2	0,862	Exemplo Comparativo

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12/27 [0032] A partir da chapa de produto obtida, desse modo, são recortadas amostras para medir a perda de ferro W17/50 pelo método descrito no JIS C2556 como no Experimento 1. Os resultados medidos são também mostrados na Tabela 2, enquanto os resultados de n^o 1 a 15 nessa tabela são mostrados na Figura 3 como uma relação entre a outra temperatura de retenção que não seja 450°C e a perda de ferro. Conforme visto a partir desses resultados, a perda de ferro é reduzida quando a outra temperatura de retenção está em uma faixa de 250°C a 600°C. EXPERIMENTO 3 [0033] A chapa laminada a frio obtida no Experimento 1 e que tem uma espessura de chapa final de 0,27 mm é submetida a um recozimento de recristalização primário combinado com recozimento de descarburação em uma atmosfera úmida de 50% em volume de H2 50% em volume de N2 a 840°C por 80 segundos. A taxa de aquecimento de 100°C a 700°C no recozimento de recristalização primário é definida para 100°C/s e o tratamento de retenção é conduzido por um tempo de retenção de 0,5 ~ 20 segundos conforme mostrado na Tabela 3 em cada temperatura de 450°C e 500°C na forma do aquecimento.

[0034] Então, a chapa de aço é revestida em sua superfície com um separador de recozimento composto principalmente de MgO, seco e submetido ao recozimento final que inclui um recozimento de recristalização secundário e um tratamento de purificação de 1.200°C x 7 horas em uma atmosfera de hidrogênio para obter um aço de produto.

TABELA 3

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N°	Condições de tratamento de retenção	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Observações
Número de vezes (vezes)	Temperatura (°C)	Tempo (s)
1	2	450, 500	0	0,879	Exemplo Comparativo
2	2	450, 500	0,5	0,859	Exemplo da Invenção
3	2	450, 500	1	0,854	Exemplo da Invenção
4	2	450, 500	2	0,852	Exemplo da Invenção
5	2	450, 500	3	0,849	Exemplo da Invenção
6	2	450, 500	4	0,855	Exemplo da Invenção
7	2	450, 500	5	0,853	Exemplo da Invenção
8	2	450, 500	7	0,857	Exemplo da Invenção
9	2	450, 500	9	0,859	Exemplo da Invenção
10	2	450, 500	10	0,859	Exemplo da Invenção

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11	2	450, 500	10,5	0,868	Exemplo Comparativo
12	2	450, 500	11	0,866	Exemplo Comparativo
13	2	450, 500	15	0,881	Exemplo Comparativo
14	2	450, 500	20	0,895	Exemplo Comparativo
15	2	450, 500	2,5	0,857	Exemplo da Invenção
16	2	450, 500	2,15	0,882	Exemplo Comparativo
17	2	450, 500	7,10	0,859	Exemplo da Invenção
18	2	450, 500	7,15	0,883	Exemplo Comparativo

[0035] A partir da chapa de produto obtida, desse modo, são recortadas amostras para medir uma perda de ferro W17/50 pelo método descrito no JIS C2556 como no Experimento 1. Os resultados medidos são também mostrados na Tabela 3, enquanto os resultados de N° 1 a 14 nessa tabela são mostrados na Figura 4 como uma relação entre o tempo de retenção e a perda de ferro. Conforme visto a partir desses resultados, a perda de ferro é reduzida quando o tempo de retenção está em uma faixa de 0,5 ~ 10 segundos.

[0036] Conforme visto a partir desses resultados de <Experimento

1> a <Experimento 3>, a perda de ferro pode ser reduzida pela execução de um número apropriado do tratamento de retenção para retenção em uma faixa de temperatura adequada no processo de

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15/27 aquecimento do recozimento de recristalização primário por um tempo adequado. A razão do mesmo ainda não é clara, mas os inventores pensam conforme se segue.

[0037] O tratamento de aquecimento rápido tem um efeito de supressão do desenvolvimento de orientação <111>//ND na textura de recristalização conforme mencionado anteriormente. Em geral, uma grande quantidade de deformação é introduzida na orientação <111>//ND durante a laminação a frio, para que a energia de deformação armazenada seja maior que aquelas nas outras orientações. Portanto, quando o recozimento de recristalização primário é executado a uma taxa de aquecimento normal, a recristalização ocorre preferencialmente a partir da textura laminada de orientação <111>//ND que tem uma alta energia de deformação armazenada.

[0038] Visto que os grãos de orientação <111>//ND são gerados geralmente a partir da textura laminada de orientação <111>//ND na recristalização, uma orientação principal da textura após a recristalização é orientação <111>//ND. Entretanto, quando o aquecimento rápido é executado, uma grande quantidade de energia de calor é aplicada se comparada à energia liberada pela recristalização, para que a recristalização possa ocorrer mesmo em outras orientações que têm uma energia de deformação armazenada relativamente baixa, por meio da qual os grãos de orientação <111>//ND após a recristalização são relativamente diminuídos para melhorar as propriedades magnéticas. Isso é uma razão para executar o aquecimento rápido nas técnicas convencionais.

[0039] Quando um tratamento de retenção por retenção a uma temperatura que faz com que a recuperação por um dado tempo seja executada na forma do aquecimento rápido, a orientação <111>//ND que tem uma alta energia de deformação preferencialmente faz com que a recuperação ocorra. Portanto, a força de acionamento faz com que a

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16/27 recristalização de orientação <111>//ND resultada da textura laminada de orientação <111>//ND seja diminuída seletivamente e consequentemente a recristalização pode ocorrer mesmo em outras orientações. Como um resultado, a orientação <111>//ND após a recristalização é de modo relativo diminuída adicionalmente.

[0040] A razão pela qual a perda de ferro pode ser reduzida adicionalmente pela execução de dois ou mais tratamentos de retenção é considerada devido ao fato de que a orientação <111>//ND é diminuída eficientemente pela condução de tratamentos de retenção em duas ou mais temperaturas diferentes. Entretanto, quando o número do tratamento de retenção excede 6 vezes, a recuperação ocorre sobre uma faixa ampla e a microestrutura recuperada permanece a mesma e a microestrutura recristalizada primária esperada não é obtida, que é considerada para exercer amplamente uma má influência na recristalização secundária, que leva à deterioração da propriedade de perda de ferro.

[0041] De acordo com o pensamento acima, é considerado que a melhora de propriedades magnéticas por retenção a uma temperatura que faz com que a recuperação por um curto espaço de tempo na forma do aquecimento seja limitada a um caso em que a taxa de aquecimento é maior que a taxa de aquecimento (10 a 20 °C/s) com o uso do tubo radiante convencional ou similar, de forma concreta a taxa de aquecimento não é menor que 50 °C/s. Na invenção, portanto, a taxa de aquecimento em uma região de temperatura de 200 a 700°C no recozimento de recristalização primário é definida a não menos que 50°C/s.

[0042] Será descrita uma composição química de um material de aço bruto (placa) aplicado à chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção.

[0043] C: 0,002 a 0,10% em massa

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17/27 [0044] Quando o teor de C é menor que 0,002% em massa, o efeito de reforço de limiar de grão através de C é perdido pelo fato de problemas na produção tais como quebra de placa e similares ocorrerem. Quando o mesmo excede 0,10% em massa, é difícil diminuir o teor de C pelo recozimento de descarburação para não menos que 0,005% em massa que faz com que nenhum envelhecimento magnético ocorra. Portanto, o teor de C está em uma faixa de 0,002 a 0,10% em massa. Preferencialmente, o mesmo está em uma faixa de 0,010 a 0,080% em massa.

[0045] Si: 2,0 a 8,0% em massa [0046] Si é um elemento exigido para acentuar uma resistência específica de aço para reduzir a perda de ferro. Quando o teor é menor que 2,0% em massa, o efeito acima não é suficiente, quando o mesmo excede 8,0% em massa, a trabalhabilidade é deteriorada e é difícil produzir a chapa por laminação. Portanto, o teor de Si está em uma faixa de 2,0 a 8,0% em massa. Preferencialmente, o mesmo está em uma faixa de 2,5 a 4,5% em massa.

[0047] Mn: 0,005 a 1,0% em massa [0048] Mn é um elemento exigido pra melhorar a trabalhabilidade a quente de aço. Quando o teor é menor que 0,005% em massa, o efeito acima não é suficiente, quando o mesmo excede 1,0% em massa, uma densidade de fluxo magnético de uma chapa de produto é diminuída. Portanto, o teor de Mn está em uma faixa de 0,005 a 1,0% em massa. Preferencialmente, o mesmo está em uma faixa de 0,02 a 0,20% em massa.

[0049] Assim como ingredientes que não sejam C, Si e Mn, a fim de fazer com que a recristalização secundária ocorra, os mesmos são classificados em um caso com o uso de um inibidor e um caso que não usa inibidor.

[0050] Em primeiro lugar, quando um inibidor é usado para fazer

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18/27 com que a recristalização secundária ocorra, por exemplo, quando um inibidor com base em AlN é usado, Al e N são preferencialmente contidos em quantidades de Al: 0,010 a 0,050% em massa e N: 0,003 a 0,020% em massa, respectivamente. Quando um inibidor com base em MnS^MnSe é usado, é preferível que contenha a quantidade mencionada anteriormente de Mn e S: 0,002 a 0,030% em massa e/ou Se: 0,003 a 0,030% em massa. Quando a quantidade adicional de cada um dos elementos respectivos é menor que o limite inferior, o efeito de inibidor não é obtido suficientemente, quando a mesma excede o limite superior, os ingredientes de inibidor são retidos em um estado solúvel não sólido durante o aquecimento da placa e consequentemente o efeito de inibidor é diminuído e as propriedades magnéticas satisfatórias não são obtidas. Além disso, o inibidor com base em AlN e o inibido com base em MnS/MnSe podem ser usados juntos.

[0051] Por outro lado, quando um inibidor não é usado para fazer com que a recristalização secundária ocorra, os teores de Al, N, S e Se mencionados acima como um inibidor que forma ingrediente são diminuídos o quanto for possível e é preferível o uso de um material de aço bruto que contém Al: menor que 0,01% em massa, N: menor que 0,0050% em massa, S: menor que 0,0050% em massa e Se: menor que 0,0030% em massa.

[0052] O restante diferente dos ingredientes acima no material de aço bruto usado na chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção é Fe e impurezas inevitáveis.

[0053] Entretanto, um ou mias selecionados de Ni: 0,010 a 1,50% em massa, Cr: 0,01 a 0,50% em massa, Cu: 0,01 a 0,50% em massa, P: 0,005 a 0,50% em massa, Sb: 0,005 a 0,50% em massa, Sn: 0,005 a 0,50% em massa, Bi: 0,005 a 0,50% em massa, Mo: 0,005 a 0,10% em massa, B: 0,0002 a 0,0025% em massa, Te: 0,0005 a 0,010% em massa, Nb: 0,0010 a 0,010% em massa, V: 0,001 a 0,010% em massa

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19/27 e Ta: 0,001 a 0,010% em massa podem ser adicionados apropriadamente para propósito de melhora das propriedades magnéticas.

[0054] O método para produzir a chapa de aço elétrico de grão orientado de acordo com a invenção será descrito abaixo.

[0055] Um aço que tem a composição química mencionada anteriormente é derretido por um processo de refinamento comum e, então, pode ser moldado em um material de aço bruto (placa) pelo método de exsudação de produção de lingote bem conhecido convencionalmente ou método de fundição contínua ou pode ser moldado em uma placa fundida fina que tem uma espessura de não mais que 100 mm por um método de fundição direta. A placa é reaquecida de acordo com um modo comum, por exemplo, a uma temperatura de cerca de 1.400 °C no caso de conter os ingredientes de inibidor ou a uma temperatura de não mais que 1.250 °C no caso de não conter ingrediente de inibidor e, então, submetida à laminação a quente. Além disso, quando os ingredientes de inibidor não são contidos, a placa pode ser submetida à laminação a quente sem reaquecimento imediatamente após a fundição. Adicionalmente, a placa fundida fina pode ser encaminhada para etapas subsequentes com a omissão da laminação a quente.

[0056] Então, a chapa laminada a quente obtida pela laminação a quente pode ser submetida a um recozimento em linha a quente, se necessário. A temperatura do recozimento em linha a quente está preferencialmente em uma faixa de 800 ~ 1.150°C a fim de obter boas propriedades magnéticas. Quando a mesma é menor que 800°C, uma estrutura de banda formada pela laminação a quente é retida, para que seja difícil obter uma estrutura recristalizada primária de grãos de tamanho uniforme e o crescimento de grãos recristalizados secundários é obstruído. Quando a mesma excede 1.150°C, o tamanho de grão após

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20/27 o recozimento em linha a quente se torna excessivamente áspero e consequentemente se torna também difícil obter uma estrutura recristalizada primária de grãos de tamanho uniforme. Mais preferencialmente, está em uma faixa de 850 ~1.100°C.

[0057] A chapa de aço após a laminação a quente ou após o recozimento em linha a quente é submetida a uma única laminação a frio ou duas ou mais laminações a frio que incluem um recozimento intermediário entre as mesmas para obter uma chapa laminada a frio que tem uma espessura final. A temperatura de recozimento do recozimento intermediário está preferencialmente em uma faixa de 900 a 1.200°C. Quando a mesma é menor que 900°C, os ganhos recristalizados após o recozimento intermediário se tornam mais finos e, adicionalmente, o núcleo Goss na estrutura recristalizada primária tende a diminuir para deteriorar propriedades magnéticas de uma chapa de produto. Quando a mesma excede 1.200°C, os grãos de cristal se tornam excessivamente ásperos em um modo similar ao do recozimento em linha a quente e se torna difícil obter uma estrutura recristalizada primária de grãos de tamanho uniforme. A temperatura mais preferencial do recozimento intermediário está em uma faixa de 950 a 1.150°C.

[0058] Além disso, na laminação a frio para fornecer a espessura final (laminação a frio final), é eficaz executar uma laminação a morno para aumentar a temperatura de chapa de aço para 100~300°C ou conduzir um ou mais tratamentos de envelhecimento a uma temperatura de 100~300 °C na forma da laminação a frio para melhorar a textura recristalizada primária e as propriedades magnéticas.

[0059] A seguir, a chapa laminada a frio que tem uma espessura final é submetida a um recozimento de recristalização primário combinado com recozimento de descarburação.

[0060] Na invenção, o mais importante é executar um tratamento de

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21/27 retenção em qualquer temperatura de 250°C a 600°C por 0,5 a 10 segundos de 2 a 6 vezes quando o aquecimento rápido é conduzido a não menos que 50°C/s na região de 100°C a 700°C no processo de aquecimento do recozimento de recristalização primário. A razão pela qual o tratamento de retenção é conduzido duas ou mais vezes é pelo fato de que a orientação <111>//ND é diminuída eficientemente por retenção em duas ou mais temperaturas conforme mencionado anteriormente. Entretanto, quando o número do tratamento de retenção excede 6 vezes, a recuperação ocorre sobre uma faixa ampla e a microestrutura recristalizada primária esperada é duramente obtida para deteriorar as propriedades de perda de ferro, para que o limite superior seja definido para 6 vezes. Além disso, a taxa de aquecimento (não menor que 50°C/s) na faixa de 200~700°C é uma taxa de aquecimento média no tempo exceto pelo tempo de retenção conforme mencionado anteriormente. A partir de um ponto de vista de diminuição adicional de <111>//ND após a recristalização, a temperatura de retenção mais preferencial é qualquer temperatura em uma faixa de 300~580°C, o tempo de retenção mais preferencial é de 0,5~7 segundos e o número mais preferencial do tratamento de retenção é de 2~4 vezes. Adicionalmente, a taxa de aquecimento mais preferencial não é menor que 60°C/s.

[0061] Adicionalmente, o tratamento de retenção de 250°C a 600°C no processo de aquecimento pode ser conduzido em qualquer temperatura da faixa de temperatura acima, mas a temperatura não é necessariamente constante. Quando a mudança de temperatura está dentro de ±10°C/s, o efeito similar ao caso de retenção pode ser obtido, para que a temperatura possa ser aumentada ou diminuída em uma faixa de ±10°C/s.

[0062] Além disso, é eficaz aumentar o teor de N no aço pela condução de tratamento de nitretação na forma de ou após o

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22/27 recozimento de recristalização primário para melhorar as propriedades magnéticas, visto que um efeito inibidor (força preventiva) por AIN é reforçado adicionalmente. O teor de N a ser aumentado está preferencialmente em uma faixa de 50~1000 ppm em massa. Quando o mesmo é menor que 50 ppm em massa, o efeito do tratamento de nitretação é pequeno, quando o mesmo excede 1.000 ppm em massa, a força preventiva se torna muito grande e uma segunda recristalização pobre ocorre.

[0063] A chapa de aço submetida ao recozimento de recristalização primário é, então, revestida em sua superfície com um separador de recozimento composto principalmente de MgO, seco e submetido adicionalmente ao recozimento final, por meio do qual uma textura recristalizada secundária altamente acumulada na orientação Goss é desenvolvida e um revestimento de forsterita é formado para purificação. A temperatura do recozimento final é preferencialmente não menor que 800°C para gerar recristalização secundária e para ser aumentada até cerca de 1.100°C para completar a recristalização secundária. Além disso, é preferencial continuar a aquecer até uma temperatura de aproximadamente 1.200°C a fim de formar o revestimento de forsterita e para acentuar a purificação.

[0064] A chapa de aço após o recozimento final é, então, submetida à lavagem com água, escovagem, decapagem ou similares para remover o separador de recozimento que não reagiu anexado à superfície da chapa de aço e, a seguir, submetida a um recozimento de achatamento para conduzir uma correção de formato, que é eficaz para reduzir a perda de ferro. Isso é devido ao fato de que, visto que o recozimento final é executado geralmente em um estado enrolado, um hábito de enrolamento é aplicado à chapa e pode deteriorar as propriedades na medição da perda de ferro.

[0065] Adicionalmente, se as placas de aço são usadas em um

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23/27 estado laminado, é eficaz aplicar um revestimento isolante na superfície da chapa de aço no recozimento de achatamento, ou antes, ou depois do recozimento de achatamento. Especialmente, é preferencial aplicar um revestimento de transmissão de tensão na chapa de aço como o revestimento isolante para o propósito de reduzir a perda de ferro. Na formação do revestimento de transmissão de tensão, é mais preferencial adotar um método de aplicação do revestimento de tensão através de um aderente ou um método de deposição de uma matéria inorgânica em uma camada de superfície da chapa de aço através de uma deposição de vapor físico ou de um processo de deposição de vapor químico pelo fato de que esses métodos podem formar um revestimento isolante que tem uma propriedade de adesão excelente e um efeito consideravelmente grande de redução da perda de ferro.

[0066] A fim de reduzir adicionalmente a perda de ferro, é preferencial conduzir o tratamento de subdivisão de campo magnético. Como tal método de tratamento pode ser usado como um método de formação de ranhuras em uma chapa de produto final conforme é executado de modo geral, um método de introdução em linha ou deformação por calor em ponto ou deformação por impacto através de irradiação de laser, irradiação de feixe de elétrons ou irradiação de plasma, um método de formação de ranhuras em uma superfície de uma chapa de aço laminada a frio a uma espessura final ou uma chapa de aço de uma etapa intermediária através de textura.

EXEMPLOS [0067] Um aço que tem uma composição química mostrada nos n— a 17 da Tabela 4 é derretido para obter uma placa de aço por um método de fundição contínua, reaquecido a uma temperatura de 1.380°C e laminado a quente para obter uma chapa laminada a quente de 2,0 mm de espessura. A chapa laminada a quente é submetida a um recozimento em linha a quente a 1.030°C por 10 segundos e laminada

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24/27 a frio para obter uma chapa laminada a frio que tem uma espessura final de 0,27 mm.

[0068] Depois disso, a chapa laminada a frio é submetida a um recozimento de recristalização primário combinado com recozimento de descarburação em uma atmosfera úmida de 50% em volume de H2 50% em volume de N2 a 840°C por 60 segundos. Nesse caso, uma taxa de aquecimento de 100°C a 700°C no processo de aquecimento até 840°C é definida para 75°C/s e um tratamento de retenção é conduzido a duas temperaturas de 450°C e 500°C cada uma por 2 segundos na forma do aquecimento.

[0069] Então, a chapa de aço após o recozimento de recristalização primário é revestida em sua superfície com um separador de recozimento composto principalmente de MgO, seco e submetido a um recozimento final que inclui recozimento de recristalização secundário e tratamento de purificação em uma atmosfera de hidrogênio a 1.220°C por 7 horas para obter uma chapa de produto. A atmosfera do recozimento final é gás H2 na retenção a 1.220°C para o tratamento de purificação e gás Ar no aquecimento e no resfriamento.

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TABELA 4

N°	Composição química (% em massa)	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Observações
C	Si	Mn	Al	N	Se	S	Outros	Antes de tratamento de subdivisão de campo magnético	Após tratamento de subdivisão de campo magnético
Irradiação de feixe de elétrons	Formação de Ranhura
1	0,062	3,25	0,08	-	-	-	-	-	0,849	-	0,751	Exemplo da Invenção
2	0,064	3,40	0,16	0,005	0,002	-	0,003	-	0,840	-	0,749	Exemplo da Invenção
3	0,069	3,41	0,09	0,026	0,009	0,022	0,003	-	0,805	-	0,739	Exemplo da Invenção
4	0,191	3,39	0,09	-	-	-	-	-	1,561	-	1,552	Exemplo Comparativo
5	0,066	0,70	0,16	-	-	-	-	-	1,017	-	0,988	Exemplo Comparativo
6	0,068	3,40	1,49	-	-	-	-	-	1,012	-	0,968	Exemplo Comparativo
7	0,061	3,25	0,05	-	-	0,024	-	-	0,847	-	0,755	Exemplo da Invenção
8	0,041	3,25	0,06	-	-	0,021	0,004	Sb: 0,027	0,836	-	0,746	Exemplo da Invenção

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9	0,071	2,99	0,15	0,006	0,003	0,015	-	Sb:0,028. Cu:0,37. P: 0,021	0,833	-	0,745	Exemplo da Invenção
10	0,035	3,40	0,15	0,013	0,008	-	0,003	Ni: 0,20,Cr:0,08.Sb:0,013, Sn: 0,06	0,817	-	0,742	Exemplo da Invenção
11	0,005	3,20	0,30	0,008	0,003	-	-	Bi:0,011, Mo:0,06. B:0,0021	0,848	-	0,747	Exemplo da Invenção
12	0,050	2,60	0,07	-	-	-	0,002	Te: 0,0040, Nb:0,0060	0,835	0,732	-	Exemplo da Invenção
13	0,061	3,25	0,20	0,037	0,003	0,020	0,007	V: 0,005, Ta:0,006	0,809	0,721	-	Exemplo da Invenção
14	0,087	3,26	0,07	0,028	0,012	-	-	P: 0,31, Mo:0,008	0,808	0,719	-	Exemplo da Invenção
15	0,166	3,41	0,16	0,017	0,006	0,022	0,004	-	1,635	1,631	-	Exemplo Comparativo
16	0,055	0,15	0,21	-	-	0,031	0,022	-	3,662	3,658	-	Exemplo Comparativo
17	0,009	3,40	1,12	0,019	0,006	-	-	-	1,392	1,352	-	Exemplo Comparativo

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27/27 [0070] A partir da chapa de produto obtida, desse modo, são recortadas 10 amostras com uma largura de 100 mm e um comprimento de 500 mm na direção de largura e suas perdas de ferro W17/50 são medidas por um método descrito no JIS C2556 para determinar um valor médio das mesmas.

[0071] Adicionalmente, as amostras de teste são submetidas em suas superfícies a um tratamento de subdivisão de campo magnético por formação de ranhuras de forro em uma direção perpendicular à direção de laminação ou irradiação de feixe de elétrons para aplicar deformação por calor e, então, a perda de ferro W17/50 é medida novamente para determinar um valor médio das mesmas.

[0072] Os resultados medidos da perda de ferro W17/50 após o recozimento final e os resultados medidos da perda de ferro W17/50 após o tratamento de subdivisão de campo magnético são também mostrados na Tabela 4. Conforme visto a partir desses resultados, a perda de ferro é melhorada mesmo após o recozimento final sob as condições aplicáveis à invenção e melhorada adicionalmente na chapa de aço submetida ao tratamento de subdivisão magnética. APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0073] A técnica da invenção é adequada para controlar a textura da chapa de aço laminada a frio e é aplicável a um método para produzir placas de aço elétrico não orientadas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado por laminação a quente de um material de aço bruto que consiste em C: 0,002 a 0,10% em massa, Si: 2,0 a 8,0% em massa e Mn: 0,005 a 1,0% em massa, e (a) pelo menos AlN como inibidor selecionado dentre AlN e MnS MnSe, em que se um dentre os inibidores selecionados é AlN, a composição consiste ainda em Al: 0,010 a 0,050% em massa e N: 0,003 a 0,020% em massa, se os inibidores selecionados são AlN e MnS MnSe, a composição consiste ainda em Al: 0,010 a 0,050% em massa e N: 0,003 a 0,020% em massa, Se: 0,003 a 0,030% em massa e/ou S: 0,002 a 0,03% em massa, (b) se um dentre os inibidores selecionados é MnS MnSe, a composição consiste ainda em um ou dois selecionados dentre Se: 0,003 a 0,030% em massa e S: 0,002 a 0,03% em massa, ou (c) Al: menos que 0,01 % em massa e N: menos que 0,0050% em massa, Se: menos que 0,0030% em massa, S: menos que 0,0050% em massa, opcionalmente um ou mais selecionado dentre Ni: 0,010 a 1,50% em massa, Cr: 0,01 a 0,50% em massa, Cu: 0,01 a 0,50% em massa, P: 0,005 a 0,50% em massa, Sb: 0,005 a 0,50% em massa, Sn: 0,005 a 0,50% em massa, Bi: 0,005 a 0,50% em massa, Mo: 0,005 a 0,10% em massa, B: 0,0002 a 0,0025% em massa, Te: 0,0005 a 0,010% em massa, Nb: 0,0010 a 0,010% em massa, V: 0,001 a 0,010% em massa e Ta: 0,001 a 0,010% em massa e o restante é Fe e impurezas inevitáveis para obter uma chapa laminada a quente, submeter a chapa laminada a quente a um recozimento em linha a quente conforme exigido e adicionalmente a uma laminação a frio ou duas ou mais

Petição 870190073424, de 31/07/2019, pág. 33/38
2/2 laminações a frio que incluem um recozimento intermediário entre as mesmas para obter uma chapa laminada a frio que tem uma espessura de chapa final, submeter a chapa laminada a frio a um recozimento de recristalização primário combinado com um recozimento de descarburação, aplicar um separador de recozimento à superfície de chapa de aço e, então, submeter a um recozimento final, caracterizado pelo fato de que quando o aquecimento rápido é executado a uma taxa de não menos que 50°C/s em uma faixa de 100 a 700°C no processo de aquecimento do recozimento de recristalização primário, a chapa de aço é submetida a um tratamento de retenção em qualquer temperatura de 250 a 600°C por 0,5 a 10 segundos 2 a 6 vezes, e em que a taxa de aquecimento rápido é uma taxa de aquecimento média no tempo de aquecimento exclusivo para o tempo de retenção.

2. Método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chapa de aço é submetida em qualquer etapa, após a laminação a frio, a um tratamento de subdivisão de campo magnético pela formação de ranhuras na superfície de chapa de aço em uma direção que cruza com a direção de laminação.
3. Método para produzir uma chapa de aço elétrico de grão orientado, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a chapa de aço é submetida a um tratamento de subdivisão de campo magnético por irradiação contínua ou descontínua de um feixe de elétrons ou de um laser na superfície de chapa de aço revestida com uma película isolante em uma direção que cruza com a direção de laminação.