CS195091B1

CS195091B1 - Ocel pro výrobu orientovaných transformátorových pásů

Info

Publication number: CS195091B1
Application number: CS500777A
Authority: CS
Inventors: Petr Pacl; Milan Urbanec; Antonin Kupcak; Drahomir Cech; Miroslav Mynar
Original assignee: Petr Pacl; Milan Urbanec; Antonin Kupcak; Drahomir Cech; Miroslav Mynar
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1980-01-31

Description

Vynález se týká oceli pro výrobu orientovaných transformátorových pásů, válcovaných za studená z křemíkové oceli.

Doposud výchozí ocel obsahuje zpravidla 2,0 až 4,0 % hmot. křemíku, zbytek je tvořen železem a nezbytnými nečistotami. Někt.eré z těchto nečistot mají zcela zvláštní funkci při textúrotvorných a rekrystalizačních procesech, prob i hajicích při zpracování oceli na orientovaný pás, zejména při konečném vysokoteplotním žíhání nad 1000 °C plní úlohu tzv. inhibitoru preferovaného růstu textury s Gossovou orientací, vyjádřenou Millerovými indexy /110//001/, Jsou to většinou nekovové fáze, velmi jemně rozptýlené v základní feritické hmotě, které v průběhu vysokoteplotního žíhání brzdí normální růst zrn až do počátku sekundární rekrystalizace, kdy začínají růst zrna s orientací /110//001/. V průběhu vývoje technologie výroby orientovaných transformátorových pásu bylo postupně patentováno a do výroby zavedeno několik různých technologických variant, které se liší především chemickým složením oceli a složením uvedených tzv. inhibičních fází.

Výchozí ocel se odlévá do kokil a vál-; cuje za tepla na bramy nebo se odlévá kontinuálně, potom se válcuje.za tepla na pás, pás se žíhá a moří a válcuje za studená na konečnou tloušťku 0,1 až 0,5 mm v jedné nebo ve dvou etapách s mezižíháním, žíhá pro oduhličení a nakonec žíhá vysokoteplotně nad 1000 °C pro vývin orientace /110//001/.

Například v americkém patentovém spisu č. 3 802 937 je popsán způsob, výroby, kde výchozí ocel má složení 0,*015 až 0 ,035 % uhlíku, 0,03 až 0,08 % manganu, 0,015 až .0,030 % síry,, max. 0,007 % dusíku, max,

0,045 % kyslíku, max. .0,008 % hliníku a zbytek je v podstatě tvořen železem, uvažováno v % hmotnostních.

Inhibiční fázi v tomto případě tvoří sulfidy Mn a Fe, což je v průmyslové praxi nejčastější případ. Jinou technologickou variantu představují například americké patenty č. 3 159 511* 3 287 183 nebo 3 642 456. Tato technická varianta využívá jako inhibiční fázi současně sulfidy Mn a nitridy AI. Výchozí ocel obsahuje zpravidla 2,0 až 4,0 7, křemíku, méně než 0,085 ‘ uhlíku, 0,003 až 0,100 Z síry a 0,010 až 0,065 Z hliníku rozpustného, v kyselinách, malý obsah manganu a zbytek je tvořen nezbytnými nečistotami a železem. Podobně podle francouzského patentu č. 2 238 770 má výchozí ocel hmotnostní složení 2,5 až 3,5 Z křemíku, 0,010 áž 0,050 Z hliníku a obsah uhlíku menší nebo rovný 0,060 %; obsah síry není uveden..Zpracování oceli této varianty, založené na účink.: nitridů hliníku, popřípadě nitridů hliníku a sulfidů manganu, se podstatně liší od zpracování oceli u varianty s inhibičními fázemi pouze sulf id ic kými.

Ještě jinou variantu představuje americký patent č. 3 575 739. Výchozí ocel má hmotnostní složení 1,5 až 5,0 7 křemíku, .0,010 až 0,030 Z dusíku_tméně než 0,005 Z síry a méně než 0,05 Z uhlíku, zbytek je v podstatě tvořen malým množstvím manganu a železem. Tato technologická varianta

95091 využívá jako inhibiční fázi nitrid křemíku Si₃N_é.

Předložený vynález se vztahuje ke zcela odlišné výrobě, kde Výchozí ocel obsahuje zpravidla v % hmotnostních 2,5 až 3,5 % křemíku, do 0,06 Z uhlíku, 0,04 až 0,20 % manganu, 0,004 až 0,010 % dusíku, méně než 0,010 % hliníku a méně než 0,015 % síry.

U této technologické varianty se využívá jako inhibiční fáze nitrid křemíku Si^N^. Výchozí ocel se odlévá do kokil nebo se odlévá kontinuálně, válcuje za tepla na pás^ » pás se žíhá a moří, potom se válcuje za studená ve druhé etapě na konečnou tlouštku 0,2 až 0,5 mm. Dále se pás oduhličuje ve vlhkém vodíku nebo štěpeném čpavků, pokrývá oddělovacím přípravkem, zamezujícím svaření závitů svitku při následujícím žíhání a nakonec se pás ve svitku vysokoteplotně žíhá na teplotu 1100 až 1200 °C ve vodíku, po dobu nutnou k rafinaci dusíku a síry.

Nevýhodou této výroby byly donedávna velmi rozdílné dosahované magnetické vlastnosti u oceli z různých taveb. Magnetickými vlastnostmi jsou zde myšleny především měrné wattové ztráty a magnetická indukce, které jsou důležitými jakostními ukazateli pro spotřebitele orientovaných transformátorových 'pásů. Tak například měrné ztráty při indukci 1,5 T kolísaly od 0,95 do 1,20 W/kg u různých taveb, při průměrné tlouštce orientovaného pásu 0,34 mm.

Uvedené nevýhody odstraňuje ocel pro výrobu orientovaných transformátorových pásů podle vynálezu, obsahující kromě železa a uhlíku 2,0 aŽ λ,Ο 7 hmot. křemíku, 0,02 až 0,20 % hmot. manganu, 0,004 až 0,010 % hmot. dusíku, stopy až 0,015-Z hmot. síry *· a stopy až 0,010 Z hmot. hliníku, zpracována válcováním za tepla na pás, mořením, válcováním za studená dvoustupňové s -mezižíháním, oduhličením a nakonec vysokoteplotním žíháním při 1000 až 1200 °C. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tato ocel obsahuje 0,025 až 0,035 % hmot. uhlíku;

Ocelí podle vynálezu se dociluje výrazného zlepšení průměrné úrovně měrných ztrát i zúžení rozptylu výsledků sledovaných magnetických vlastností. Statistickým hodnocením vlivu chemického složení tavby na dosažené magnetické vlastnosti se totiž zjistilo, že největší vliv má obsah uhlíku v tavbě .

Funkci obsahu uhlíku C v tavbě lze vysvětlit vlivem obsahu uhlíku na strukturu, a tím také na texturotvorné a rekrystalizační procesy při zpracování oceli ná orientovaný formátorový pás. Bylo zjištěno, že při vysokém obsahu uhlíku C je struktura -* pásu nerovnoměrná a vedle ferritu se vyskytuje více či méně perlitu ve struktuře, který při větším obsahu způsobuje nerovnoměrný průběh re.krystalizace v průřezu plechu. Naopak při velmi nízkém obsahu uhlíku C, například 0,020 Z hmot. v oceli, přičemž při válcování zatepla se obsah uhlíku C ještě dále sníží přibližně o 0,005 Z hmot. , je struktura za tepla válcovaného pásu příliš hrubozrnná a je obtížné dosáhnout v průběhu zpracování jemnozrnnou strukturu, která je podmínkou pro.dosažení dokonalé textury /110//001/ při konečném vysokoteplotním žíhání.

Regulace obsahu uhlíku podle vynálezu ve velmi úzkém rozmezí se provádí kterýmkoliv ze známých způsobů, například řízením procesu oxidace při kyslíkování oceli. Tento způsob spočívá v tom, že podle obsahu uhlíku C a teploty oceli před kyslíkováním se řídí podmínky kyslíkování u každé jednot^-’ livé tavby, například řízením doby kyslíkování, množství a tlaku kyslíku, výškou trysky nad hladinou a podobně. Regulace obsahu uhlíku C však může být prováděna také jiným způsobem, aniž by byla dotčena podstata tohoto vynálezu, tj. udržování obsahu uhlíku C v oceli v rozmezí 0,025 až 0,035 % hmot.

Příklad

V elektrické obloukové peci se vyrobí tavby o složení v hmotnostních 7\ 3,0 7 křemíku; 0,10 7« manganu; 0,028 Z uhlíku;

0,004 7 hliníku; 0,007 7 dusíku; 0,0035 7 kyslíku; 0,010 7 síry.

Ocel se odleje do ingotů, válcuje na bramy a po opětovném ohřevu se válcuje na pás tl. 2,5 mm. Za tepla válcovaný pás se žíhá 970 °C s výdrží 0,5 min., pás se moří á válcuje za studená na tlouštku 0,7 mm.

Potom se pás žíhá v neutrální atmosféře na. 850 °C po dobu 2 min. Dále se opět válcuje za studená na konečnou tlouštku 0,34 mm.

Po oduhličovacím žíhání 800 °C s výdrží 2 min. ve vlhkém vodíku se pás pokryje břečkou MgO a vysokoteplotně žíhá na 1150 °C s výdrží 20 hodin v atmosféře vodíku. Vyrobený transformátorový pás má měrné ztráty při magnetické indukci 1 ,5 Τ okolo 1 ,02 W/kg a magnetickou indukci‘B při intenzitě 800 A/m okolo 1,76 T.

Claims

Ocel pro výrobu orientovaných transformátorových pásů, obsahující kromě železa a uhlíku 2,0 až 4,0 % hmot. křemíku, 0,02 až 0,20 7c hmot. manganu, 0,004 až 0,010 Z hmot. dusíku, stopy až 0,015 7 hmot. síry a stopy až 0,010 7 hmot. hliníku, zpracovaná válcováním za. tepla na pás, mořením a válcováním za studená dvoustupňově-s mezižíháním, oduhličením, a nakonec vysokoteplotním žíháním při 100.0 až 1 200 °C vyznačená tím, že obsahuje 0,025 až 0,035 7 hmot. uhlíku.