CS220457B1

CS220457B1 - Method of manufacturing oriented transformer belts

Info

Publication number: CS220457B1
Application number: CS825780A
Authority: CS
Inventors: Petr Pacl; Arnost Mysinsky; Pavel Horky; Pavel Bolek; Pavel Safl
Original assignee: Petr Pacl; Arnost Mysinsky; Pavel Horky; Pavel Bolek; Pavel Safl
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Vynález se týká konečného tepelného zpracování za studená válcovaných ocelových pásů z křemíkové oceli v poklopových pecích s ochrannou atmosférou. Výchozí ocel kromě železa a nečistot obsahuje 2,0 až 4,0 % křemíku, 0,02 až 0,20 % manganu, 0,02 až 0,08 % uhlíku, 0,002 až 0,100 % síry, selenu nebo telluru a méně než 0,015 % v kyselinách rozpustného hliníku. Výhodou postupu podle vynálezu je použití levnější atmosféry, než dosud používaného vodíku a dále zlepšení magnetických vlastností. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ohřev na teplotu konečného vysokoteplotního žíhání (zpravidla 1100 až 1200 °C) se provádí v sušené dusíkové nebo dusíko-vodíikové atmosféře obsahující 1 až 99 % dusíku a zbytek vodíku s obsahem maximálně 1 % nerozštějpeného amoniaku.The invention relates to the final heat treatment of cold-rolled steel strips made of silicon steel in closed-loop furnaces with a protective atmosphere. The starting steel contains, in addition to iron and impurities, 2.0 to 4.0% silicon, 0.02 to 0.20% manganese, 0.02 to 0.08% carbon, 0.002 to 0.100% sulfur, selenium or tellurium and less than 0.015% acid-soluble aluminum. The advantage of the process according to the invention is the use of a cheaper atmosphere than the hydrogen used so far and further improvement of magnetic properties. The essence of the invention lies in the fact that heating to the temperature of final high-temperature annealing (usually 1100 to 1200 °C) is carried out in a dried nitrogen or nitrogen-hydrogen atmosphere containing 1 to 99% nitrogen and the rest hydrogen with a maximum content of 1% unspliced ammonia.

Description

Vynález se.týká způsobu výroby orientovaných transformátorových válcovaných pásů z křemíkové oceli s tzv. Gossovou texturou, vyjádřenou Millerovými indexy (110) /001/.The invention relates to a method for producing oriented transformer rolled strips of silicon steel having a so-called Goss texture, expressed by Miller's indexes (110) (001).

Je známo, že výchozí ocel obsahuje zpravidla 2,0 až 4,0 hmotnostních % uhlíku, 0,02 až 0,20 hmotnostních % manganu, 0,002 až 0,100 hmotnostních °/o síry, selenu nebo telluru a další nečistoty, jako hliník, dusík, kyslík aj. a zbytek je železo.It is known that the starting steel generally contains 2.0 to 4.0% by weight of carbon, 0.02 to 0.20% by weight of manganese, 0.002 to 0.100% by weight of sulfur, selenium or tellurium and other impurities such as aluminum, nitrogen , oxygen, etc. and the rest is iron.

Ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně válcuje za tepla na pás na tloušťku 0,1 až 0,5 mm, žíhá a moří a válcuje za studená v jednom stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje a konečně žíhá vysokoteplotně nad 1000 °C pro dosažení požadované textury. U konečného výrobku se požadují co nejnížší ztráty při přemagnetizování při co nejvyšší magnetické indukci, což se využívá v jádrech transformátorů skládaných nebo vinutých z těchto pásů.The steel is poured into the ingot molds or continuously hot rolled to a strip of 0.1 to 0.5 mm thickness, annealed and seas and cold rolled in one or more stages with annealing, decarburizing and finally annealing high temperature above 1000 ° C to achieve desired texture. The final product is required to minimize re-magnetization losses with the highest possible magnetic induction, which is used in the cores of transformers assembled or wound from these bands.

Je známo několik výrobních postupů, které vyvinuli různí světoví výrobci. Tyto postupy se liší nejen složením výchozí oceli, zejména obsahem manganu, síry, uhlíku, hliníku a dalších nečistot, ale v návaznosti také parametry jednotlivých technologických operací celého zpracování, jako například redukcemi při válcování, teplotami, výdržemi a atmosférami při žíhání apod. Tento vynález se týká způsobu výroby, kdy výchozí ocel obsahuje v hmotnostních °/o:Several manufacturing processes are known which have been developed by various world manufacturers. These processes differ not only in the composition of the starting steel, especially in the content of manganese, sulfur, carbon, aluminum and other impurities, but also in the parameters of the individual technological operations of the entire treatment, such as reduction in rolling, temperatures, stamina and annealing atmospheres. relates to a method of manufacture in which the starting steel contains, in weight%:

2,0 až 4,0 % křemíku, 0,02 až 0,20 % manganu, 0,02 až 0,08 % uhlíku, 0,002 až 0,100 procent síry, selenu nebo telluru, méně než 0,015 % v kyselinách rozpustného hliníku a další nečistoty, zbytek je železo. Ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla na pás, žíhá a moří, válcuje za studená na konečnou tloušťku 0,1 až 0,5 mm v jednoím stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje a konečně žíhá vysokoteplotně v poklopových pecích nad 1000 °C pro· dosažení požadované textury v ochranné atmosféře, přičemž tento vynález upřesňuje režim ochranných atmosfér v průběhu tohoto žíhání.2.0 to 4.0% silicon, 0.02 to 0.20% manganese, 0.02 to 0.08% carbon, 0.002 to 0.100% sulfur, selenium or tellurium, less than 0.015% acid-soluble aluminum and more impurities, the rest is iron. The steel is cast into the ingot mold or continuously, hot rolled on the strip, annealed and seas, cold rolled to a final thickness of 0.1 to 0.5 mm in one or more stages with annealing, decarburizing and finally annealing high temperature in hood furnaces above 1000 ° C to achieve the desired texture in the shielding atmosphere, the present invention specifying the shielding atmosphere mode during the annealing.

Nevýhodou všech známých režimů vysokoteplotního žíhání pásu z oceli výše uvedeného typu je vysoká cena žíhací atmosféry, nejčástěji suchého čistého elektrolytického vodíku, který je do pecního prostoru přiváděn prakticky po celou dobu ohřevu a výdrže na žíhací teplotě. Prakticky od počátku ohřevu je vodík přiváděn zřejmě proto, že se dříve soudilo, že rafinační účinek vodíku je nutný již v době přípravy a průběhu tzv. sekundární rekrystalizace, při které vzniká požadovaná Gossova textura. Další nevýhodou použití vodíku již od počátku ohřevu je příliš rychlá denltridace plechu, což zpravidla vede ke zhoršení konečné textury a tím ke snížení magnetické indukce a zvýšení měrných z|trát při přemagnetizaci.A disadvantage of all known high temperature annealing modes of the steel strip of the above type is the high cost of the annealing atmosphere, most commonly of dry pure electrolytic hydrogen, which is fed into the furnace space virtually throughout the heating and holding time at the annealing temperature. Practically from the start of heating, hydrogen is fed probably because it was previously believed that the refining effect of hydrogen was necessary already at the time of preparation and during the so-called secondary recrystallization, during which the desired Goss texture was formed. Another disadvantage of using hydrogen from the start of heating is the too rapid denltridation of the sheet, which usually leads to a deterioration of the final texture and thus to a reduction of the magnetic induction and an increase in the specific losses during re-magnetization.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby orientovaných transformátorových pásů podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výchozí ocel obsahuje 2,0 až 4,0 hmotnostních % křemíku, 0,02 až 0,20 hmotnostních % manganu, 0,02 až 0,08 hmotnostních % uhlíku, 0,002 až 0,100 hmotnostních % síry, selenu nebo telluru, iméně než 0,015 hmotnostních % v kyselinách rozpustného hliníku, další nečistoty a zbytek železo. Ocel se zpracuje obvyklým způsobem, tj. ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla na pás, žíhá a moří a válcuje za studená na tloušťku 0,1 až 0,5 mm v jednom stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje a nakonec se žíhá vysokoteplotně nad 1000 °C, přičemž podle tohoto vynálezu se použije po celou dobu ohřevu až do počátku výdrže sušená atmosféra dusíková nebo dusíko-vodíková, obsahující 1 až 99 % dusíku, avšak ne více než 1 % amoniaku.These disadvantages are overcome by the method of manufacturing oriented transformer belts according to the invention. According to the invention, the starting steel comprises 2.0 to 4.0% by weight of silicon, 0.02 to 0.20% by weight of manganese, 0.02 to 0.08% by weight of carbon, 0.002 to 0.100% by weight of sulfur, selenium or tellurium, of at least 0.015% by weight of acid-soluble aluminum, other impurities and the remainder iron. The steel is processed in the usual manner, ie steel is cast into a continuous mold, hot rolled to a strip, annealed and seas and cold rolled to a thickness of 0.1 to 0.5 mm in one or more stages with annealing, decarburizing and finally, annealing at a high temperature above 1000 ° C, in which, according to the invention, a dried nitrogen or hydrogen-hydrogen atmosphere containing 1 to 99% nitrogen but no more than 1% ammonia is used throughout the heating up to the start of holding.

Dusíko-vodíková atmosféra se získává zpravidla štěpením amoniaku, případně spalováním štěpením vzniklé směsi vodíku a dusíku a ve srovnání s atmosférou čistého vodíku získaného elektrolyticky je značně levnější.The hydrogen-hydrogen atmosphere is generally obtained by the cleavage of ammonia or by combustion by cleavage of the resulting mixture of hydrogen and nitrogen and is considerably cheaper compared to the atmosphere of pure hydrogen obtained electrolytically.

Je důležité, aby obsah nerozštěpeného amoniaku nebyl větší než 1 °/o, neboť větší obsah amoniáku by mohl způsobit silnou nitridaci pásu, což by mohlo vést k nerovnoměrnému průběhu sekundární rekrystalizace. Atmosféra se s výhodou zbavuje zbytkového kyslíku a vlhkosti dříve, než se použije pro žíhání. Po ukončení ohřevu a dosažení konečné žíhací teploty, tj. zpravidla 1150 až 1200 °C, se atmosféra nahradí obvyklou suchou vodíkovou atmosférou, která má vynikající rafinační účinky. Takový postup podle vynálezu nejen že je ekonomičtější než použití vodíku již· od počátku ohřevu, ale přináší i zlepšení konečných magnetických vlastností, neboť ocel v důsledku vyššího parciálního tlaku dusíku v atmosféře je obtížněji denitridována již při ohřevu a je tedy lépe stabilizována, což se příznivě projeví při sekundární rekrystalizaci a tedy dokonalosti vzniklé Gossovy teploty, ovlivňující rozhodujícím způsobem magnetické vlastnosti.It is important that the content of undigested ammonia is not greater than 1%, as a higher ammonia content could cause strong nitridation of the strip, which could lead to an uneven secondary recrystallization. Preferably, the atmosphere is free of residual oxygen and moisture before being used for annealing. After the heating is complete and the final annealing temperature is reached, i.e. generally 1150 to 1200 ° C, the atmosphere is replaced by a conventional dry hydrogen atmosphere which has excellent refining effects. Such a process according to the invention not only is more economical than the use of hydrogen from the start of heating, but also brings about an improvement in the final magnetic properties, because steel due to the higher partial pressure of nitrogen in the atmosphere is more difficult to denitrid will show during the secondary recrystallization and thus perfection of the generated Goss temperature, which has a decisive influence on the magnetic properties.

Příklad:Example:

V elektrické obloukové peci se vyrobí tavba o složení v hmotnostních %: 3 % křemíku, 0,10 % manganu, 0,03 % uhlíku, 0,015 % síry a 0,006 % v kyselinách rozpustného hliníku, 0,007 % dusíku. 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 při 950 °C po dobu minuty, pás se moří a válcuje za studená na tloušťku 0,7 mm. Pak se pás žíhá ve štěpeném amoniaku při teplotě 850 °C po dobu mim. a opět se válcuje za studená na tloušťku 0,34 mm. Po oduhličovacím žíhání ve vlhčeném vodíku při 800 °C po dobu min. se ,pás pokrývá břečkou MgO, aby se závity ve svitku oddělily a vysokoteplotně se žíhá na teplotu 1150 °C, přičemž ohřev vsázky se provádí v sušené atmosféře štěpeného čipavku s rosným bodem —60 °C. Po dosažení teploty 1150 °C se atmosféra nahradí atmosférou suchého vodíku a žíhání se dokončí. Vyrobený orientovaný transfor8 mátorový pás má měrné ztráty Pi_-5 při magnetické indukci 1,5 T okolo 0,98 W/kg a magnetickou indukci Bi₀₀₀ při Intenzitě pole 1000 A/m okolo 1,84 Tesla. Jestliže však bude vysokoteplotní žíhání provedeno známým způsobem, tj. s ohřevem v atmosféře suchého vodíku, budou dosaženy horší vlastnosti, a to Pi_>5 = 1,00 W/kg a Bi₀₀o = 1,82 Tesla.In an electric arc furnace, a melting composition of 3% by weight of silicon, 0.10% of manganese, 0.03% of carbon, 0.015% of sulfur and 0.006% of acid-soluble aluminum, 0.007% of nitrogen is produced. The steel is cast into ingots, rolled into slabs and after reheating is rolled to a strip of thickness. 2.5 mm. The hot-rolled strip is annealed at 950 ° C for a minute, the strip is pickled and cold rolled to a thickness of 0.7 mm. Then, the strip is calcined in split ammonia at 850 ° C for mime. and cold rolled again to a thickness of 0.34 mm. After decarburization annealing in moistened hydrogen at 800 ° C for min. The strip is coated with a MgO slurry to separate the coil threads and anneal to a high temperature of 1150 ° C, with the charge being heated in a dried atmosphere of a cleavage helminth with a dew point of -60 ° C. After reaching a temperature of 1150 ° C, the atmosphere is replaced with an atmosphere of dry hydrogen and the annealing is complete. The oriented oriented transformer band has a specific Pi _-5 loss at 1.5 T magnetic induction of about 0.98 W / kg and a Bi ₀₀₀ magnetic induction at 1000 A / m field strength of about 1.84 Tesla. However, if the high temperature annealing is carried out in a known manner, i.e. with heating in a dry hydrogen atmosphere, inferior properties will be achieved, namely Pi _{> 5} = 1.00 W / kg and Bi ₀₀ o = 1.82 Tesla.

Claims

Process for producing oriented transformer strips of steel, containing by weight 2.0 to 4.0% silicon, 0.02 to 0.20% manganese _r 0.02 to 0.08% carbon, 0.002 to 0.100% sulfur, selenium or tellurium, less than 0.015% acid-soluble aluminum and other impurities, the remainder iron, this steel is poured into the ingot molds or continuously, hot rolled on the strip, annealed and sea, and rolled for 9 to 0.1 mm thickness ynAlez in one or more stages with annealing, decarburizing, MgO coated and finally high temperature annealing for texture development to temperatures above 1000 ° C in dry hydrogen, characterized in that heating to the final high temperature annealing temperature is carried out in dried nitrogen or nitrogen. hydrogen atmosphere containing 1 to 99% nitrogen and the rest of hydrogen containing not more than 1% of uncleaved ammonia.