CS266304B2

CS266304B2 - Process for manufacturing of crucible steel with orientated structure of grains

Info

Publication number: CS266304B2
Application number: CS797050A
Authority: CS
Inventors: Martin Frederick Littmann; Allan Richard Obman
Original assignee: Armco Advanced Materials Corpo
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1989-12-13
Also published as: AU5136779A; IT1164841B; BR7906621A; BE879412A; SE447124B; FR2439238B1; FR2439238A1; ES485101A1; DE2940779A1; CA1127513A; SE7908610L; PL219014A1; GB2039522B; IT7950564A0; US4202711A; IN153225B; AU525999B2; GB2039522A

Description

Vynález se týká způsobu výroby křemíkové oceli s orientovanou strukturou zrn z plosek z plynule litého pásu nebo z nepřetržitě litých plosek postupem, při kterém se získá materiál se stejnoměrně vysokou permeabilitou (měřenou při 800 ampérzávitech na 1 m) a s nízkými ztrátami v jádře (měřeno ve wattech na 1 kg při magnetické indukci 1,5 T a vyšší).

Plynule* lili < lo ii<’p Г < ’ I i z I I <' In» | >/í r: »i noho I i ( ( do jod no t1 i. vých p 1 оке к о I 1 on š Г cc? vhodné pro přímé válcování za tepla (například od 125 do 225 mm) j(.· výhodno л hl···! > ,.i pnivoznícii nákladu a výtěžku ve srovnání s běžnou praxí, spočívající, v lití do ingotu, v.ilcování ingotu na plosky, ohřevu a opětného ohřevu plosek a válcování za tepla na tloušťku pásu. Při výrobě křemíkové oceli s orientovanými krystaly však nebylo možno jednoduše nahradit plosky válcované z ingotů plynule litými ploskami vzhledem к nedostatečné ? wnoměrnosti a všeobecné nedostatečnosti magnetických vlastností konečného produktu, jrsUiže byl vyroben z plynule litých plosek. V současné obchodní praxi může poměrně malá podřadnost a nedostatek rovnoměrnosti magnetických vlastností mít za následek snížení konkurenční schopnosti výrobku.

Mezi obtíže, s nimiž je spojeno nahrazení obvyklého lití do ingotů plynule prováděným litím do nepřetržitého pásu při výrobě orientované křemíkové oceli, patří náchylnost plynule litých plosek к nepravidelnostem ve struktuře, jako jsou bublinky nebo vrstvení u válcovaného výrobku, změny tvaru a distribuce inhibitorů růstu zrn, zejména sirníku manganatého, které regulují vytváření krystalové skladby, a okolnost, že dochází к nadměrnému růstu zrn v ploskách během opětného ohřevu před válcováním za tepla, kterýžto nadměrný růst nepříznivě ovlivňuje vývoj krystalové struktury v konečném výrobku.

Je známo, že struktura zrn výsledného výrobku závisí u křemíkové oceli na vytvoření jemně rozptýlené sraženiny, která působí jako inhibitor růstu zrn během zpracování, a která zejména podporuje sekundární rekrystalizaci během konečného vysokoteplotního žíhání. Jako imhibitoru růstu zrn se vhodně používá sirníku manganatého, ačkoliv se též používá selenidu manganatého a nitridu hliníku, jakož i kombinací těchto sloučenin. V tomto směru je důležité, aby tyto fáze byly rozpuštěny ve ztuhlé křemíkové oceli dříve, než se ploska nebo ingot vyválcůje za tepla na tloušťku pásu. Během válcování za tepla se rozpuštěné ihibitory růstu zrn vylučují v podobě jemných částic následkem poměrně rychlého ochlazení, ke kterému dochází během válcování za tepla.

Jak je uvedeno v patentu Spojených států amerických Č. 2 599 340, inhibitor se před válcováním za tepla rozpustí zahřátím na teplotu v rozmezí od asi 1 350 °C do asi 1 400 °C. Toto zahřátí je účinné pro rozpuštění obvyklého množství sirníku manganatého v ploskách vyválcovaných z ingotů, kteréžto množství činí asi 0,08 % manganu a 0,025 % síry. Udržuje-li se obsah kyslíku poměrně nízký, je možno pro opětovný ohřev plosek použít poněkud nižších teplot.

Rovněž bylo zjištěno, že se sirník manganatý rozpouští v ploskách z plynule litého pásu obtížněji než v ploskách vyrobených z ingotů. Následkem toho musí být přítomno menší množství sirníku manganatého.

Avšak i při nižším obsahu sirníku manganatého je nutný opětný ohřev plosek v rozmezí od asi 1 370 °C do asi 1 400 °C. Opětný ohřev plosek z plynule litého pásu v uvedeném teplotním rozmezí vyvolal neobvyklý problém, spočívající v nadměrném růstu zrn, což má za následek neúplnou rekrystalizaci při následném zpracování. Ačkoliv nadměrnému růstu zrn je možno částečně zabránit zvýšením obsahu uhlíku та asi 0,030 % hmot, až asi 0,040 % hmot, (ve srovnání s obvyklým obsahem uhlíku v rozmezí od 0,020 % hmot, do asi 0,030 % hmot.) nezajištuje samotný tento vyšší obsah uhlíku vysokou permeabilitu a nízké ztráty v jádře u výsledného produktu.

V patentech Spojených států amerických č. 3 671 337 a 4 006 044 se popisuje řešení

CS 266 304 B2 problfímu nadměrného růstu zrn v ploskách, které spočívá ve snížení teploty opětovného ohřevu plosek, ve zmenšení obsahu sirníku manganatého a v doplnění inhibitoru nitridem hliníku. Rylo však zjištěno, že je obtížné regulovat množství hliníku rozpustného v kyselině, které je přítomné v oceli, a Loto opět způsobuje, že magnetické vlastnosti jsou nerovnoměrné a nelze je dopředu určit.

V patentu Spojených států amerických č. 3 764 406 se uvádí jiné řešení problému nadměrného růstu zrn v ploskách z plynule litého pásu před válcováním za tepla. Při postupu podle tohoto patentu se tlouštka plosek z plynule litého pásu nejprve zmenší, tj. plosky se předběžně válcují, dokud jejich teplota je v rozmezí od 750 °C do 1 250 °C, přičemž zmenšení tloušřky činí 5 % až 50 % z původní tloušřky, což se provádí ještě předtím, než se opětně zahřejí tyto plosky na teplotu asi 1 400 °C před obvyklým válcováním za tepla. Avšak tato metoda, i když je účinná pro dosažení rovnoměrně se projevujících vynikajících magnetických vlastností, vyžaduje zařízení pro opětovný ohřev plosek a pro předběžné válcování za tepla, které není standardním zařízením válcoven a tudíž vyžaduje značné další kapitálové investice.

Pokud jde o výrobní postup, je známa výroba orientované křemíkové oceli z plosek z plynule litého pásu, při níž se vsázka roztavené oceli vypustí do pánve, do níž se přidá křemík v množství, nutném к dosažení požadovaného konečného obsahu (v rozmezí od 2,5 do 4,0 % hmot.) a v níž se tavenina vakuově odplyní pro snížení obsahu vodíku pod 1 ppm, přičemž tavenina má v % hmotnosti obsah uhlíku v rozmezí od asi 0,027 % do asi 0,040 %, obsah manganu v rozmezí od asi 0,04 % do asi 0,08 %, obsah síry v rozmezí od asi 0,020 % do asi 0,026 %, obsah kyslíku pod asi 0,004 %, přičemž zbytek je prakticky železo. Tavenina se potom nepřetržitě odlévá za chlazení plosky před jejím úplným ztuhnutím takovou minimální rychlostí, která je zapotřebí к tomu, aby vznikla dostatečně pevná povrchová vrstva, která unese roztavený vnitřek plosky bez deformace, kterou by nebylo možno ovládnout a která by mohla způsobit vznik dutin a bublin. Tlouštka odlité plosky se potom běžným způsobem, tzn. válcováním za tepla a za studená s mezilehlým žíháním, zmenší na konečnou tloušřku.

Hlavním účelem vynálezu je navrhnout postup výroby křemíkové oceli s orientovanou strukturou zrn z plynule litých plosek s magnetickými vlastnostmi, jež jsou stejné nebo lepší než vlastnosti oceli vyrobené z ingotů se současně ekonomičtějším provedením tohoto postupu. Rovněž je možno uvést, že dalším účelem vynálezu je vyvinout způsob výroby křemíkové oceli s orientovanou strukturou zrn z plosek z plynule litého pásu bez přítomnosti nitridu hliníku jakožto inhibitoru růstu zrn a bez předběžného zmenšení tlouŠtky za tepla nebo předběžného válcování, jak je to popisováno ve výše uvedeném patentu Spojených států amerických č. 3 764 406.

Podstata způsobu výroby křemíkové oceli s orientovanou strukturou zrn z plosek z plynule litého pásu, mající rovnoměrně vysokou permeabilitu a nízké ztráty v jádře, zahrnující roztavení vsázky železa, odpíchnutí vsázky do licí pánve, rafinaci této vsázky, jako je odplynění pomocí vakua, za vzniku materiálu s obsahem uhlíku v rozmezí od 0,030 % hmotnosti do 0,045 % hmotnosti, manganu v rozmezí od 0,04 hmotnosti do 0,08 % hmotnosti síry a/nebo selenu v rozmezí od 0,015 % hmotností do 0,025 % hmotnosti přičemž zbytek tvoří v podstatě železo, dále přidání křemíku během odpíchrutí, nebo do uvedené licí pánve v množství dostatečném к dosažení obsahu křemíku v rezmezí od 2,5 % hmotnosti do 4,0 % hmotnosti a dále přidání hliníku ve stejné fázi v mnežství dostatečném к odkysličení, spočívá podle uvedeného vynálezu v tom, že se uvedená tavei ina během rafinačního zpracovávání upraví na obsah titanu v rozmezí od stopového množství co 0,003 % hmotnosti dusíku na obsah v rozmezí od stopového množství do 0,005 % hmotnosti a kyslíku na obsah v rozmezí od stopového množství do 0,005 % hmotnosti, dále se tavenira podrobená rafinačnímu procesu odlévá do plosek o tlouštce v rozmezí od 125 do 225 milimetrů, následuje rozřezání ztuhlé taveniny na plosky vhodné délky, potom se plosky opětně zahřejí na teplotu v rozmezí od 1 300 °C do 1 400 °C, opětně zahřáté plosky se válcují za tepla na tlouštku pásu, pásy

CS 266 304 B2 válcované za tepla se ochladí, válcují se za studená na přechodnou tlouštku a žíhají se při teplotě v rozmezí od 850 °C do 950 °C. Potom se přechodná tlouštka pásu upraví válcováním za studená na konečnou tloušlku pásu, pás válcovaný za studená se oduhličí zahříváním v atmosféře obsahující vodík na obsah uhlíku v rozmezí od stopového množství do 0,003 % hmotnosti, potom se na povrchy oduhličeného pásu aplikuje separátor žíhání л p/íři no poihnhí bnior-tióniu žíh/tní v nlmonfóřV obsahující vodík až do uskutečnění sekundární krystal j.z<wc.

Ve výhodném provedení se tavenina odlévá do plosek v ochranné atmosféře. Rovněž je výhodné jestliže se za tepla vyválcovaný pás podrobí žíhání při teplotě v rozmezí od 925 °C do 1 050 °C.

Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se rovněž postupuje tak, že se tavenina odlije do plosek o tloušťce v rozmezí od 150 do 160 milimetrů, doba opětného ohřevu plosky je maximálně 200 minut, a ta tepla válcovaný pás se žíhá v neoxidující atmosféře s dobou vyrovnání teploty v rozmezí od 30 do 60 sekund.

Přechodná tloušřka za studená vyválcovaného pásu se pohybuje ve výhodném provedení v rozmezí od 0,5 do 0,9 milimetrů, přičemž tato tloušřka je určena požadovanou konečnou tloušťkou a konečným obsahem manganu, a materiál po válcování za studená na uvedenou přechodnou tloušťku se podrobí mezižíhání při teplotě 925 °C s dobou vyrovnání teplot v rozmezí od 30 do 60 sekund v neoxidující atmosféře, a dále se pás oduhličí v atmosféře vlhkého vodíku. Podle dalšího výhodného provedení se materiál po vyválcování za studená na přechodnou tlouŠtku podrobí mezižíhání při teplotě v rozmezí od 850 °C do 925 °C s dobou vyrovnání teplot v rozmezí od 30 do 120 sekund v inertní atmosféře.

Konečné žíhání se provádí s výhodou v prostředí suchého vodíku po dobu v rozmezí od 10 hodin do 24 hodin.

Mezi hlavní výhody postupu podle uvedeného vynálezu náleží vyšší produkční rychlost, menší odpad a nižší energetické náklady. Výhodné je rovněž to, že se vychází z plosek z plynule litého pásu jako výchozího materiálu. Tyto výhody vyplývají rovněž i z dalších nových znaků použitých v postupu podle vynálezu, zejména týkající se obsahu titanu, dusíku a kyslíku, které nebyly dosud aplikovány při provádění postupů podle dosavadního stavu techniky. Při provádění postupu podle vynálezu se zachovává poměrně nízké rozmezí složení v tavenině a provádí se při něm specifický sled provozních stupňů, při nichž se dodržují určité provozní parametry. I když je známo 2 dosavadního stavu techniky použití různých rozmezí složení a provozních stupňů, jejich kombinace podle vynálezu poskytuje kombinační účinek, který je synergický a tudíž překvapivý a neočekávatelný i pro odborníky pracující v daném oboru.

Obsah uhlíku přesahující nebo se kryjící s výše uvedeným rozmezím podle vynálezu, je uveden již v patentech Spojených států amerických č. 4 006 044 a 3 876 476 a v japonském patentu č. 74 024 767.

V těchto patentových publikacích popisujících dosavadní stav techniky ovšem není uvedena žádná zmínka týkající se obsahu titanu.

Obsahy dusíku, spadající do maximálního rozsahu, jak je uvedeno výše, jsou uvedeny v japonském patentu č. 74 024 767, v patentech Spojených státu amerických č. 4 006 044 a 4 039 321 a v belgickém patnetu č. 826 152.

Při provádění postupu podle vynálezu je výhodný obsah hliníku nepřesahující 0,003 hmotnostního procenta, přičemž výhodně není přítomen žádný hliník ve formě rozpustné v kyselinách. Celkový obsah hliníku pohybující se pod touto hodnotou je zahrnut v rozmezích obsahu hliníku, uvedených v patentech Spojených států amerických č. 4 006 044 a 3 876 476. Avšak

CS 266 304 B2 oba tyto patenty předpokládají použití hliníku rozpustného v kyselinách к vytvoření nitridu hliníku pro regulování sekundární krystalizace, zatímco při provádění postupu podle vynálezu se neuvažuje prakticky žádný obsah rozpustného hliníku.

Pokud se týče porovnání s patentem Spojených států amerických č. 4 006 044, týká μ·' |*.|I <·ιΗ | > i < ч l< · v ΰ I ni /| /к i| >u , i .·» I*, z и I > i á н I I |voil><’< l>nl>l I |i V l’.« и i<>r 11/411 | »> nd uk I 11 . Plnilo tohoto patentu se toho dosáhne snížením obsahu hliníku pod 0,04 % hmotnost), obsahu vodíku pod 3 ppm nebo obsahu vodíku pod 3 ppm společně s obsahem kyslíku pod 00 ppm a obsahem dusíku pod {л1/%/ x 10³ + 5 0] ppm. Podle údajů uvedených v tomto patentu se tvorbě bublin nezabrání, jestliže se sníží pouze obsah dusíku nebo pouze dusíku a kyslíku do výše uvedených mezí. Aby se tvorbě bublin zabránilo, je nutné, aby obsahy vodíku a dusíku, nebo kyslíku byly udrženy ve výše uvedených rozmezích. Avšak v těch případech, kdy je obsah hliníku nízký, je obsah kyslíku vyšší než je mez uvažovaná v postupu podle vynálezu.

Postup podle uvedeného vynálezu poskytuje výhodnou metodu pro výrobu orientované křemíkové oceli z plosek z plynule litého pásu mající rovnoměrně vysokou permeabilitu a nízké ztráty v jádře, přičemž tento postup se vyznačuje kombinací jednotlivých stupňů, zahrnujících roztavení· vsázky železa, rafinaci této vsázky к získání taveniny, sestávající v podstatě z 0,032 % hmotnosti až 0,042 % hmotnosti uhlíku, asi 0,04 % až asi 0,07 % hmotnosti manganu, asi 0,016 % až asi 0,023 % hmotnosti síry a/nebo selenu, nanejvýš 0,003 % hmotnosti titanu, nanejvýše 0,003 % hmotnosti celkového hliníku, nanejvýše 0,005 % hmotnosti dusíku, nanejvýše 0,005 % hmotnosti kyslíku, přičemž zbytek v podstatě tvoří železo, přidání dostatečného množství křemíku к dosažení obsahu křemíku v rozmezí od asi 3,0 % hmotnosti do asi 8,3 % hmotnosti lití této taveniny do tloušřky plosky v rozmezí od asi 125 mm do asi 225 mm, chránění taveniny během lití před působením atmosféry a dokončení zpracování postupem, jak bylo uvedeno výše.

Při výhodném provádění postupu podle vynálezu se tavenina připravuje v běžném zařízení, jako je například martinská pec, elektrická pec nebo kupulová pec. Výhodně se používá argon-kyslíkové pece, poněvadž v ní lze dosáhnout nízkého obsahu dusíku. Křemík se přidává během odpichu nebo vypouštění do pánve a ve stejném stupni se přidává hliník pro odkysličení. Výhodné složení rafinované taveniny po odplynění a míchání (a pro složení odlité plosky) je od asi 0,032 % hmotnosti do asi 0,042 % hmotnosti uhlíku, od asi 0,040 % hmotnosti do asi 0,070 % hmotnosti manganu, od asi 0,016 % hmotnosti do asi 0,023 % hmotnosti síry, od asi 3,0 % hmotnosti do asi 3,3 % hmotnosti křemíku, nanejvýše 0,003 % hmotnosti titanu, nanejvýše 0,003 % hmotnosti celkového hliníku, nanejvýše 0,005 % hmotnosti dusíku, nanejvýše 0,005 % hmotnosti kyslíku, přičemž zbytek tvoří v podstatě železo. Výhodně nepřesahuje · množství hliníku rozpustného v kyselině 0,002 % hmotnosti. Obvykle se vyskytující prvky, jako je měd, chrom a nikl, mohou být přítomny každý v množství až 0,2 nebo i 0,3 % hmotnosti, aniž by to mělo nepříznivý vliv na magnetické vlastnosti.

Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu se používá elektromagnetického míchání taveniny. Získá se tím rovnoměrnější struktura odlité plosky a rovněž se při tomto provedení postupu předpokládá, že se tím maximálně sníží růst zrn během opětného ohřevu plosky před válcováním za tepla. Elektromagnetické míchání se může provádět způsobem popsaným v belgickém patentu č. 857 596.

Plynulé lití je možno provádět za podmínek, které zahrnují chránění kovu před oxidací a chlazení plosky před jejím úplným ztuhnutím minimální rychlostí, jíž je třeba ke vzniku povrchové vrstvy o dostatečné pevnosti, aby unesla roztavený vnitřek plosky bez deformace, kterou by nebylo možno ovládat. Ochrana povrchu roztaveného kovu před atmosférou napomáhá zabránit pohlcování dusíku ze vzduchu a výhodně se provádí pomocí argonového pláště, keramickým izolováním, nebo oběma způsoby.

Výstupní teplota plosky, měřená na výstupu ze zkrápěcí komory, není s výhodou vyšší než asi 855 °C.

CS 266 304 B2

Výhodná tloušťka plosky je od asi 150 milimetrů do asi 160 milimetrů.

Při opětovném ohřívání plosek v rozmezí teplot od 1 330 °C do 1 400 °C je výhodné •zkrátil celkovou dobu opětovného ohřevu na nanejvýše 200 minut, aby růnt zrn byl co nejmcnŮÍ.

Válcování z.'i < iin n výhodou piovádí ] >1 <·<! vá I cová n í ni tm МоиАГки v rozmez í od asi 28 do 32 milimetrů, načež následuje doválcování na tloušťku asi 2,0 milimetry, přičemž konečná teplota válcování za tepla je výhodně nad 900 °C.

Ve výhodném provedení se za tepla válcovaný pás podrobí žíhání, prováděnému při teplotě v rozmezí od asi 925 °C do asi 1 050 °C, což se provádí za účelem podpoření rekrystalizace a optimální distribuce uhlíku. Ačkoliv to není rozhodujícím parametrem, je výhodná doba vyrovnání teploty v rozmezí od 30 do 60 sekund v mírně oxidační plynné atmosféře, načež následuje ochlazení sáláním do vodou chlazené zóny nebo na vzduchu.

Za horka válcovaná a vyžíhaná pásková ocel se moří běžným způsobem к odstraňování okují, a první stupeň válcování za studená se výhodně provádí na mezilehlou tloušťku v rozmezí od asi 0,5 do 0,9 milimetru, která je určena požadovanou konečnou tloušťkou a obsahem manganu, přičemž tento vztah bude v dalším textu ještě blíže objasněn.

Po prvním stupni válcování za studená se mezilehlé žíhání s výhodou provádí při teplotě asi 925 °C s dobou vyrovnání teploty od asi 30 do 60 sekund v redukční nebo neoxidační atmosféře. Alternativně je možno použít teploty asi 850 °C s dobou vyrovnání teploty asi 120 sekund. Během tohoto mezilehlého žíhání je též možno provést částečné oduhličení vpuštěním vlhké vodíkové atmosféry.

Při konečné tloušťce od asi 0,25 do 0,35 milimetru se pásková ocel výhodně oduhličí na obsah uhlíku maximálně 0,003 % hmot. Pro oduhličení se výhodně používá žíhání páskové oceli ve vlhkém vodíku při teplotě v rozmezí od asi 820 °C do asi 840 °C.

Konečné žíhání se výhodně provádí při teplotě v rozmezí od asi 1 150 °C do asi 1 200 °C po dobu až 24 hodin v atmosféře obsahující suchý vodík, která redukuje oxidy železa, Čímž se dosáhne sekundární rekrystalizace. Během tohoto konečného žíhání se může odstranit i část dusíku a síry a/nebo selenu.

Výše uvedený vztah mezi konečnou tloušťkou, mezilehlou tloušťkou a obsahem manganu je tento:

Válcování za studená:

Vztah konečné tloušťky к mezilehlé tloušťce а к obsahu manganu
Konečná tloušťka	Obsah manganu	Mezilehlá tloušťka
[mm]	[% hmot.3	[mm]
0,346 .	0,045	0,82
	0,08	0,68
0,294	0,04	0,75
	• 0,075	0,60
0,264	. 0,04	0,70
	0,075	0,55

Pro každou konečnou tloušťku tvoří minimální obsah manganu a maximální mezilehlá tloušťka jednu pořadnici, zatímco maximální obsah manganu a minimální mezilehlá tloušťka tvoří druhou pořadnici, které se mohou vynést do grafu jako křivka, přičemž hodnoty mezi těmito oběma extrémními hodnotami lze získat interpolací.

CS 266 304 B2

Po dosažení optimálních výsledků se plosky z plynule litého pásu ochlazují co nejpomaleji.

V zařízení pro lití plosek, v němž byly tyto zkoušky prováděny, bylo použito méně ^I,ř'- 1.6 litru vody na 1 kq oceli o vynikajícími výsledky.

V následujících příkladeč)) bude ilustrována řada materiálů vyrobených postupem podle vynálezu z různých taveb, přičemž tyto materiály se liší obsahem uhlíku, titanu a dusíku, které představují určité kritické meze výše uvedených rozmezí. Rovněž jsou v těchto příkladech uváděny údaje o fyzikálních a magnetických vlastnostech takto připravených produktů.

Příklad 1

Podle tohoto příkladu byly stejným způsobem připraveny tavením dva materiály označené jako A a B, přičemž postup přípravy zahrnoval tavení v elektrické peci, odplynění a plynulé lití do plosek o tloušťce 152 milimetrů. Složení obou těchto materiálů po odlití bylo následující:

Materiál A

Materiál В

uhlík	0,032	í?	hmot .J	0,032	L*	hmot J
mangan	0,057			0,063
síra	0,024			0,023
křemík	3,25			3,12
titan	0,002	7		0,002	7
hliník (celkový)	0,001	8		0,001	6
dusík	0,004	5		0,006	4
kyslík	0,001	9		0,005	4
železo	zbytek	do	100 %	zbytek	do	100 %

Plosky byly znovu zahřátý na teplotu 1 400 °C a za tepla vyválcovány na tlouŠtku

1,5 milimetru. Za tepla vyválcované pásy byly žíhány při teplotě 985 °C s dobou vyrovnání teplot přibližně 40 sekund, načež byly mořeny a za studená válcovány na tloušřku 0,74 milimetru. Pásová ocel byla potom žíhána v dusíkové atmosféře při teplotě 925 °C po přibližně 30 sekund, načež byla za studená vyválcována na výslednou tloušřku 0,346 milimetru. Potom byla pásová ocel 2 minuty oduhličována při teplotě 825 °C v atmosféře vlhkého vodíku. Potom byl na ni nanesen žíhací separátor běžného typu na bázi oxidu horečnatého, načež potom byla ocel žíhána při teplotě 1 175 °C asi 20 hodin v atmosféře vlhkého vodíku.

Průměrné magnetické vlastnosti svitků oceli z těchto materiálů jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 2

Podle tohoto příkladu byl tavením připraven materiál, označený jako C, přičemž získaný materiál byl potom dále zpracován tak, aby mohl být porovnán vliv žíhání po válcování za tepla na výsledné magnetické vlastnosti.

Vsázka byla roztavena v elektrické peci, rafinována v nádobě s argonovou atmosférou, míchána pod argonem a plynule odlita na plosky o tloušťce 152 milimetrů. Složení odlitého materiálu bylo následující:

Materiál C uhlík mangan

0,037 [% hmot.]

0,058

CS 266 304 B2 síra křemík titan hliník (celkový) dusík к у η I í к železo

0,021

3,08

0,001 6

0,002 0

0,003 5 o,oo5 :i zbyttík do 100 %

Plosky byly znovu zahřátý na teplotu 1 350 °C a za tepla byly vyválcovány na tloušEku 2,0 milimetry. Několik svitku bylo potom žíháno při teplotě 985 °C s vyrovnáním teploty po dobu asi 30 sekund. Stejný počet svitku nebyl podrobován žíhání. Potom byly všechny svitky mořeny a za studená vyválcovány na tloušEku 0,68 milimetru, žíhány v atmosféře suchého dusíku při teplotě 925 °C po dobu asi 40 sekund, načež byly za studená vyválcovány na konečnou tloušEku 0,30 milimetru. Svitky byly potom oduhličeny během intervalu asi 2 minut při teplotě 830 °C ve vlhkém vodíku. Po pokrytí žíhacím separátorem na bázi oxidu hořečnatého byly svitky žíhány v nádobách po dobu asi 20 hodin v atmosféře suchého vodíku při teplotě 1 175 °C. Poté byl na svitky nanesen povlak fosforečnanu a svitky byly rozvinuty a vyrovnány.

Potom byly připraveny tavením další materiály (označené jako Cl а C2), jejichž složení jsou velmi podobná složení materiálu C, což bylo prováděno stejným postupem jako příprava materiálu C, přičemž polovina svitků z obou těchto materiálů byla podrobena žíhání při teplotě 985 °C po válcování za tepla a zbývající polovina svitků nebyla žíhána vůbec. Porovnání magnetických vlastností těchto materiálů je uvedeno v tabulce č. 1. Jak z výsledků uvedených v této tabulce vyplývá, získají se ve všech těchto případech podstatně lepší magnetické vlastnosti, podrobí-li se svitky počátečnímu žíhání po válcování za tepla na tloušEku přibližně 2,0 milimetry.

Příklad 3

Podle tohoto příkladu byly tavením připraveny dva materiály, označené jako D a E, které dokládají vliv obsahu titanu pod a nad 0,003 % hmot, na magnetické vlastnosti. Materiály D a E byly zpracovávány týmž způsobem jako materiál C s tou výjimkou, že byly všechny svitky podrobeny žíhání při teplotě 985 °C po válcování za tepla s dobou vyrovnání teplot v trvání asi 30 sekund. Složení materiálů D a E po odlití bylo následující:

Materiál D Materiál E

uhlík mangan	0,038 [% hmot.l 0,063	0,038 hmot/] 0,058
síra	0,020	0,021
křemík	3,16	3,17
titan	0,002 5	0,004 1
hliník (celkový)	0,002 0	0,002 0
dusík	0,002 8	0,002 8
kyslík	0,005 1	0,004 1
železo	zbytek do 100 %	zbytek do 100 %

Magnetické vlastnosti materiálů D a E jsou uvedeny v tabulce č. 1. Z těchto výsledků vyplývá, že materiál D (obsahující 0,002 5 % hmot, titanu) je výrazně lepší než materiál E (obsahující 0,004 1 % hmot, titanu). Rozdíly v obsahu manganu a kyslíku v těchto dvou materiálech se nezdají být dostatečně významné, aby ovlivnily magnetické vlastnosti.

*

CS 266 304 B2

Příklad 4

Podle tohoto příkladu byl tavením připraven materiál, označený jako F, který dokládá účinek obsahu uhlíku pod minimální hranicí 0,03 % hmot, nutným podle tohoto vynálezu, přičemž tento materiál je možno porovnat s materiálem A. Materiál F‘byl zpracován týmž por.l nprm jako mnl-nríály Λ n В na konečnou tloušťku 0,346 milimetru. Složení, odlitého íoatctiálu bylo následující:

Materiál F

	uhlík	0,029 [% hmot.]
*	mangan	0,069
	síra	0,024
	křemík	3,11
-	titan	0,003 1
	hliník (celkový)	0,001 5
	dusík	0,005 3
	kyslík	0,003 4
	železo	zbytek do 100 %

Magnetické vlastnosti materiálu F jsou uvedeny v tabulce č. 1 a z jejich porovnání s magnetickými vlastnostmi materiálu A (mající obsah uhlíku 0,032 % hmot.) vyplývá důležitost minimálního obsahu uhlíku 0,30 % hmot.

Pokud jde o důležitost obsahu dusíku, porovnání materiálů AaB dokládá, že obsah dusíku nad 0,005 % hmot, nepříznivě ovlivňuje jak ztráty v jádře, tak i permeabilitu.

Příklad 5

Podle tohoto příkladu byl tavením připraven materiál označený jako G, který byl zpracován na konečnou tloušťku 0,27 milimetru pro porovnání s materiály AaB, které měly konečnou tloušťku 0,346 milimetru. Materiál G byl taven v elektrické peci a rafinován v nádobě s argonem. Pak byl roztavený materiál nalit do pánve a během míchání argonem bylo složení taveniny upraveno následujícím způsobem:

Materiál G

uhlík	0,035	[% hmot.]
mangan	0,055
síra	0,018
křemík	3,18
titan	0,001	9
hliník (celkový)	0,003	0
dusík	0,003	4
kyslík	0,005	8
železo	zbytek do 100 %

Z taveniny byly plynule odlity plosky o tloušťce 152 milimetrů, které byly znovu zahřátý na teplotu 1 370 °C a za tepla byly vyválcovány na tloušťku 2,0 milimetry. Celková doba opětovného ohřevu byla kratší než 190 minut. Svitky za horka vyválcované oceli byly žíhány při teplotě 985 °C s vyrovnávací teplotou v délce asi 30 sekund, načež byly mořeny a za studená vyválcovány na mezilehlou tloušťku 0,63 milimetru. Potom byly svitky podrobeny meziŽíhání při teplotě 925 °C po dobu asi 40 sekund v atmosféře suchého dusíku, načež byly za studená vyválcovány na konečnou tloušťku 0,27 milimetru. Poté byly svitky oduhličeny při teplotě 830 °C, opatřeny povlakem žíhacího separátoru na bázi oxidu hořečnatého a

CS 266 304 B2 žíhány v nádobách v atmosféře vlhkého vodíku při teplotě přibližně 1 175 °C po celkovou dobu asi 20 hodin. Magnetické vlastnosti materiálu G jsou uvedeny v tabulce č. 1. Z těchto údajů vyplyvá, že tento tenčí materiál, mající výhodné složení, a připravený postupem podle vynálezu, se vyznačuje výrazně lepšími magnetickými vlastnostmi než tlustší materiál Л a B.

Ve všech uvedených příkladech byl obsah každého z prvků mČd, chrom a nikl v rozmezí od méně než 0,1 % hmot, do maxima 0,16 % hmot, niklu v jednom příkladu, přičemž průměrný obsah každého z těchto prvků je asi 0,1 % hmot.

Claims

1. Způsob výroby křemíkové oceli s orientovanou strukturou zrn z plosek z plynule litého pásu mající rovnoměrně vysokou permeabilitu a nízké ztráty v jádře, zahrnující roztavení vsázky železa, odpíchnutí vsázky do licí pánve, rafinaci této vsázky, jako je odplynění pomocí vakua, za vzniku materiálu s obsahem uhlíku v rozmezí od 0,030 % hmotnosti do 0,045 % hmotností, manganu v rozmezí od 0,04 % hmotnosti do 0,08 % hmotnosti síry a/nebo selenu v rozmezí od 0,015 % hmotnosti do 0,025 % hmotnosti přičemž zbytek tvoří v podstatě železo, dále přidání křemíku během odpíchnutí nebo do uvedené licí pánve v množství dostatečném к dosažení obsahu křemíku v rozmezí od 2,5 % hmotnosti do 4,0 % hmotnosti a dále přidání hliníku ve stejné fázi v množství dostatečném к odkysličení, vyznačující se tím, že se uvedená tavenina během rafinačního zpracovávání upraví na obsah titanu v rozmezí od stopového množství do 0,003 % hmotnosti, dusíku na obsah v rozmezí od stopového množství do 0,005 % hmotnosti a kyslíku na obsah v rozmezí od stopového množství do 0,005 % hmotnosti dále se tavenina podrobená rafinaci odlévá do plosek o tloušřce v rozmezí od 125 do 225 milimetrů, následuje rozřezání ztuhlé taveniny na plosky vhodné délky, potom se plosky opětně zahřejí na teplotu v rozmezí od 1 300 °C do 1 400 °C, opětně zahřáté plosky se válcují za tepla na tloušřku pásu, pásy válcované za tepla se ochladí, válcují se za studená na přechodnou tloušřku a žíhají se při teplotě v rozmezí od 850 °C do 950 °C, potom se přechodná tlouštka pásu upraví válcováním za studená na konečnou tlouštku pásu, pás válcovaný za studená se oduhličí zahříváním v atmosféře obsahující vodík na obsah uhlíku v rozmezí od stopového množství do 0,003 % hmotnosti, potom se na povrchy oduhličeného pásu aplikuje separátor Žíhání a pás se podrobí konečnému žíhání v atmosféře obsahující vodík až do uskutečnění sekundární krystalizace.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se tavenina odlévá do plosek v ochranné atmosféře.

CS 266 304 B2

3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že za tepla vyválcovaný pás se podrobí žíhání při teplotě v rozmezí od 925 °C do 1 050 °C.

4. Způsob podle bodů I až 3, vyznačující se tím, že se tavenina odlije do plosek o ( loušlce v rozmezí od Í50 do 160 milimetrů, doba opětného ohřevu plosky je maximálně , a 7.;i hopla válcovaný pás se žíhá v neoxidující atmosféře s dobou vyrovnání Loj»l<»l у v IOZI1K-ZI < »<l 10 do (>() Hcktind.

5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že přechodná tlouštka za studená vyvá I r<>vaiH'ho pásu se pohybu je v rozmezí od 0,5 do 0,9 milimetru, přičemž tato tlouštka je určena požadovanou koně iou tlouŠtkou a konečným obsahem manganu, a materiál po válcování za studená na uvedenou přechodnou tlouštku se podrobí mezižíhání při teplotě 925 °C s i bou vyrovnání teplot v rozmezí od 30 do 60 sekund v neoxidující atmosféře, a dále se pás oduhličí v atmosféře vlhkého vodíku.

6. Způsob podle bodu 5, vyznačující se tím, že pás válcovaný za studená se částečně oduhličí během mezižíhání v atmosféře vlhkého vodíku.

7. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že se materiál po vyválcování za studená na přechodnou tlouštku podrobí mezižíhání při teplotě v rozmezí od 850 °C do

925 °C s dobou vyrovnání teplot v rozmezí od 30 sekund do 120 sekund v inertní atmosféře.

8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že uvedené konečné žíhání se provádí v prostředí suchého vodíku po dobu v rozmezí od 10 hodin do 24 hodin.

9. Způsob podle bodu 1 až 8, vyznačující se tím, že se tavenina během lití míchá elektromagnetickými prostředky.