CZ201228A3 - Zpusob výroby za studena válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami - Google Patents

Zpusob výroby za studena válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami Download PDF

Info

Publication number
CZ201228A3
CZ201228A3 CZ20120028A CZ201228A CZ201228A3 CZ 201228 A3 CZ201228 A3 CZ 201228A3 CZ 20120028 A CZ20120028 A CZ 20120028A CZ 201228 A CZ201228 A CZ 201228A CZ 201228 A3 CZ201228 A3 CZ 201228A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
temperature
annealing
steel
cold
strip
Prior art date
Application number
CZ20120028A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306147B6 (cs
Inventor
Ivanovich Larin@Yuriy
Yurievich Poliakov@Mikhail
Avramovich Tseytlin@Genrikh
Original Assignee
Open Joint Stock Company Novolipetsk Steel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Open Joint Stock Company Novolipetsk Steel filed Critical Open Joint Stock Company Novolipetsk Steel
Publication of CZ201228A3 publication Critical patent/CZ201228A3/cs
Publication of CZ306147B6 publication Critical patent/CZ306147B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1255Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

Tento vynález se vztahuje k metalurgii železa. Pro výrobu za studena válcované anizotropní oceli s nízkými magnetickými ztrátami P.sub.1,7/50.n. .<=. 1,0 W/kg a vysokou indukcí B.sub.800.n. .>=. 1,90 T je ocel tavena s následujícím složením: kremík 2,5 až 3,5 % hmotn., 0,004 % až 0,013 % hmotn. dusík, 0,010 % až 0,040 % hmotn. v kyseline rozpustný hliník; ocel je lita do plátu, následne probíhá válcování za tepla, žíhání pásu, válcování za studena, kontinuální oduhlicovací žíhání za studena válcovaného pásu a nitridace, vysokoteplotní žíhání. Pláty o 200 až 270 mm jsou umísteny do ohrívací pece, povrchová teplota je minimálne 450 .degree.C, dochází k ohrevu na 1100 až 1200 .degree.C a válcování. Za tepla válcovaný pás je ohríván na 1070 až 1200 .degree.C s následným ochlazením na 900 až 980 .degree.C, tato teplota se zachová a následne probehne rychlé ochlazení na 800 až 950 .degree.C rychlostí 20 až 50 .degree.C/s vodou o 35 až 65 .degree.C. Za studena válcovaný pás je kontinuálne žíhán rychlostí 15 až 60 .degree.C/s na 750 až 800 .degree.C, poté je pás oduhlicen a nitridován pri 750 až 850 .degree.C v hydrodusíkové atmosfére s obsahem cpavku.

Description

ZPŮSOB VÝROBY ZA STUDENÁ VÁLCOVANÉ ANIZOTROPNÍ ELEKTROTECHNICKÉ OCELI S VYSOKÝMI MAGNETICKÝMI CHARAKTERISTIKAMI
Oblast techniky
Tento vynález se vztahuje k metalurgii železa a může být využit při výrobě za studená válcované anizotropní elektrotechnické oceli.
Dosavadní stav techniky
Technické řešení, které je nejbližší nárokovanému technickému řešení z hlediska úhrnného důkazního materiálu je Způsob výroby elektrotechnického plechu s orientovanými zmy s vysokými magnetickými vlastnostmi” Patent RF č. 2193603, který zahrnoval kontinuální lití oceli, výrobu ocelového plátu, žíhání za vysoké teploty, válcování za tepla, válcování za studená v jedné nebo několika fázích, kontinuální primární rekrystalizační žíhání a žíhání nitridací, nanesení separační vrstvy proti slepování a sekundární rekrystalizační žíhání ve vsázkové peci.
Dle výše uvedeného způsobu je technického výsledku výroby oceli s vysokou magnetickou indukcí dosaženo kontinuálním litím oceli, obsahující v hmot. %, od 2,5 do 4,5 křemíku, od 0,015 do 0,075, nejlépe od 0,025 do 0,050 uhlíku, od 0,03 do 0,40, nejlépe od 0,05 do 0,20 manganu, méně než 0,012, nejlépe od 0,005 do 0,007 síry, od 0,010 do 0,040, nejlépe 0,02 do 0,035 rozpustného hliníku, od 0,003 do 0,012%, nejlépe od 0,006 do 0,010 dusíku, méně než 0,005, nejlépe méně než 0,003 titanu, zbytek je železo a minimální množství nevyhnutelných nečistot, žíhání plátů při vysoké teplotě se provádí při teplotě od 1200 do 1320 °C, nejlépe od 1270 do 1310 °C, po válcování za tepla je pás ochlazen na teplotu pod 700 °C, nejlépe pod 600 °C, načež následuje rychlý ohřev za tepla válcovaného pásu, nejprve na teplotu od 1000 do 1150 °C, nejlépe od 1060 do 1130 °C, s dalším ochlazení, vyrovnání při teplotě od 800 do 950°C, od 900 do 950 °C, s dalším ochlazováním, nejlépe ve vodě nebo vodní páře, počínaje od teploty v rozsahu od 700 do 800 °C, primární oduhličovaci rekrystalizační žíhání za studená válcovaného pásu se provádí při teplotě od 800 do 950 °C po dobu 50 až 350 s ve vlhké hydrodusíkové atmosféře, s PH2O/PH2 v rozsahu od 0,3 do 0,7, kontinuální nitridační žíhání se provádí při teplotě od 850 do 1050 °C po dobu 15 až 120 s, zatímco je plyn, založený na hydrodusíkové směsi s obsahem od 1 do 35 standardních litrů NH3 na jeden kilogram pásu, dodáván do pece, s obsahem vodní páry od 0,5 do 100 g/m3.
Sekundární rekrystalizační žíhání ve fázi finálního zpracování se provádí při teplotě od 700 do 1200 °C po dobu 2 až 10 hodin, nejlépe méně než 4 hodiny.
Kontinuálně lité pláty budou mít následující preferované kontrolované složení: 2,5 %3,5% křemíku hmot., 0,025 do 0,055 % uhlíku, 0,08%-0,15% manganu, 0,025% - 0,035% rozpustného hliníku, 0,006% - 0,010% dusíku, 0,006% - 0,008% síry a méně než 0,004 % titanu, zbytek je železo a minimální množství nevyhnutelných nečistot; rychlý ohřev za tepla válcované oceli při 1060 - 1130 °C, za tepla válcovaná ocel se ochladí a je udržována při teplotě 900950 °C, následuje ochlazení ve vodě a vodní páře, počínaje od 700 až 800 °C, přednostně jedna fáze válcování za studená při udržování teploty minimálně 180 °C alespoň po část průchodů; a zvláště, teplota válcování pro dva bezprostředně následující průchody je 200 - 220 °C, teplota oduhličení je nejlépe 830 - 880 °C, zatímco nitridační žíhání je přednostně prováděno při 950 °C nebo více; sekundární rekrystalizační žíhání v konečné fázi se provádí při teplotě ohřevu mezi 700 a 1200 °C po dobu 2 až 10 hodin, nejlépe méně než 4 hodin.
Předchozí stav techniky (RF patent 2193603) má následující nevýhody:
- vysoká teplota ohřátí plátu, která vede k intenzivní tvorbě okují, což vyžaduje další čas pro odstavení pece kvůli odstranění okuje, což ovlivňuje výrobní kapacitu válcovny pro válcování za tepla,
- vysoká spotřeba paliva pro ohřev ocelových plátů s orientovanými zrny,
- neregulovaná rychlost chlazení za tepla válcovaného pásu v rozsahu od 1000-1150°C do 800-950°C a rychlost chlazení při ochlazování — to vede k rozšíření strukturálních a texturových parametrů pásu a může to poškodit mechanické vlastnosti za tepla válcované oceli, rozsah poškození při válcování za studená a také hodnoty magnetických vlastností dokončené oceli,
- neregulovaná rychlost ohřevu za studená válcovaného pásu před rekrystalizačním oduhličovacím žíháním, což může vést k nestabilnímu počátečnímu období primární rekrystalizace a může být škodlivé pro úroveň magnetických vlastností a kvality povrchu dokončené oceli, „pý 5-912. -/¾ • · · · · · ·
- vysoký průtok čpavku v průběhu nitridačniho žíhání
Anizotropní ocel elektrotechnické kvality, která se používá k výrobě různých magnetických vodičů pro namáhaná elektrická zařízení, musí splňovat následující zásadní požadavky na magnetické vlastnosti: ocel musí být charakterizována vysokou magnetickou propustností a obdobně i vysokou magnetickou indukcí s minimální ztrátou pro změnu magnetizace.
Pro splnění tohoto požadavku musí mít dokončená ocel určité strukturální parametry — dokonalou texturu {110} <001> a optimální velikost zrn vytvářených v průběhu sekundární rekrystalizace v průběhu žíhání při vysoké teplotě.
Podstata vynálezu
Cílem navrhovaného technického řešení je zlepšení magnetických charakteristik anizotropní elektrotechnické oceli, získání anizotropické oceli s nízkou magnetickou ztrátou pro změnu magnetizace (Pi.7/5o<1,O W/kg) a vysoké magnetické indukce (Bsoo>l,9OT) a také stabilizace a optimalizace technologických procedur.
To zajišťuje takový technický výsledek, jako:
získání anizotropní oceli s nízkou magnetickou ztrátou o alternativní magnetizaci (Pi.7/50—1,0 W/kg) a vysoké magnetické indukci (B8oo^l,90 T), vyšší produktivitu válcovny za tepla, větší podíl nejvyšších stupňů, a snížení nákladů na výrobu anizotropní elektrotechnické oceli a získání zisku navíc.
Technického výsledku je dosaženo díky následujícímu: způsob výroby anizotropní elektrotechnické oceli zahrnuje tavení oceli, obsahující 2,5% - 3,5% hmot, křemíku, 0,045% 0,065% uhlíku, 0,03% - 0,40% manganu, 0,004% - 0,013% dusíku, méně než 0,012 síry, 0,01% 0,040% v kyselině rozpustného hliníku, méně než 0,005%» titanu, zbytek: je železo a nevyhnutelné nečistoty; kontinuální lití plátů, ohřívání plátů v ohřívací peci, válcování za tepla, žíhání za tepla válcovaného pásu, válcování za studená, kontinuální rekrystalizační oduhličovací žíhání za studená válcovaných ve vlhké hydrodusíkové atmosféře a nitridace, nanesení tepelně odolné separační vrstvy a vysokoteplotní žíhání pro sekundární rekrystalizaci.
Kontinuální lití plátů se provádí s tloušťkou pásu 220-270 mm, pláty se vkládají do ohřívací pece, když je povrchová teplota pásu min. 450 °C, před válcováním za tepla jsou pláty ohřívány na 1100-1200 °C a poté dochází k válcování za tepla; výsledný za tepla válcovaný pás je žíhán zahrátím a udržováním teploty na 1070-1200°C a poté je ochlazen na 900-980°C rychlostí 6-12°C/s, udržován při této teplotě a následně rychle ochlazen na 800950°C rychlostí 20-50°C/s vodou o 35-65°C.
Maximálně 120 hodin po žíhání pásu dochází k válcování za studená v jedné nebo několika fázích.
Kontinuální žíhání za studená válcovaného pásu se provádí při rychlosti ohřevu 1660°C/ s až na 750-800°C, poté je pás udržován při teplotě oduhličení a následně nitridován při 750-850°C v hydrodusíkové atmosféře s obsahem čpavku NH3.
Válcování za studená je prováděno ve dvou etapách. První etapa implikuje válcování za studená s kumulativní redukcí 60 až 80% a dodatečné tepelné ošetření při 150-300°C, přičemž doba trvání se pohybuje od 3 minut do 20 hodin.
Nitridace nastává ve finální fázi oduhličení nebo po oduhličení při teplotě 770-820°C hydrodusíkové atmosféře s obsahem nad 20% vodíku, přes 0,5% obj. vody s koncentrací čpavku NH3 0,5%-30%.
Nitridační atmosféra je získána průchodem hydrodusíkového plynu přes vodný roztok čpavku NH3 s koncentrací 6%-25%, alternativně smícháním plynného čpavku NH3 s hydrodusíkovou atmosférou pece.
Komparativní analýza navrhovaného technického řešení versus jeho prototypu ukazuje, že nárokované technické řešení se liší od současného stavu techniky.
Proto tedy nárokovaná metoda splňuje kritérium vynálezu “novosti”.
Komparativní analýza navrhovaného technického řešení versus další technická řešení mimo jeho prototyp ukazují, že vztah tloušťky plátu, obsahu uhlíku, podmínek ohřívání plátu teplota povrchu plátu před vložením do ohřívací pece min. 450°C, teplota ohřevu plátu před válcováním za tepla až 1100-1200°C - umožňují zlepšit elektromagnetické vlastnosti anizotropní oceli, omezit tvorbu okují v průběhu ohřevu plátu v ohřívacích pecích před válcováním za tepla, zlepšit produktivitu válcovny pro válcování za tepla, snížit spotřebu paliva pro ohřev plátu, omezit ztrátu kovu při výrobě oceli.
Režimy za tepla válcovaného pásu, žíhaného při teplotě 1070 - 1200°C s řízenou rychlostí chlazení z 1070-1200 °C na 900 - 980 °C, poté dochází k zachování této teploty a následnému rapidnímu ochlazení z 800-950°C řízenou rychlostí, a to vodou o určité teplotě; kontinuální rekrystalizační oduhličovací žíhání za studená válcovaného pásu ve vlhké hydrodusičné atmosféře a nitridace nejen, že zvyšují podíl nej vyšších tříd v celkovém objemu produkce, ale také snižují náklady na výrobu anizotropní elektrotechnické oceli a umožňuje dosáhnout vyššího zisku.
Proto tedy nárokovaná kombinace významných rozdílů zaručuje dosažení uvedeného technického výsledku, u nějž jsou autoři přesvědčeni, že splňuje kritérium “úrovně vynálezu.
Shrnutí vynálezu:
Je známo, že výroba anizotropní elektrotechnické oceli implikuje nezbytnou přítomnost rozptýlených inkluzí 2. fáze o dané velikosti a množství před zahájením primární rekrystalizace, v průběhu primární rekrystalizace a v průběhu sekundární rekrystalizace tak, aby byl zajištěn selektivní růst {110}<001> -orientovaných zrn. Nárokovaná metoda doporučuje, aby hlavním inhibitorem druhé fáze byl nitrid hliníku. Podmínky, nezbytné pro získání parametrů požadované dispergované fáze, se tvoří ve všech etapách - od tavení po vysokoteplotní žíhání pro sekundární rekrystalizaci. Nárokovaná metoda zahrnuje tři hlavní etapy vytváření dispergované fáze požadované kvality a množství.
První etapa - tavení, kontinuální lití plátu, válcování za tepla. Druhá etapa - žíhání za tepla válcovaného pásu. Třetí fáze - kontinuální žíhání za studená válcovaného pásu v jehož průběhu probíhá primární rekrystalizace, oduhličení a nitridace.
V průběhu kontinuálního lití oceli, v procesu chlazení, se uvolňují a koagulují částice nitridu hliníku. Parametry uvolněné fáze závisí na chemickém složení oceli, především na obsahu uhlíku, rychlosti chlazení a na teplotě plátu.
Rychlost chlazení závisí na designu zařízení pro kontinuální lití (CCM = kontinuální licí stroj), chladícím systému, rychlosti lití a na tloušťce plátu. Změnou těchto parametrů je možné manipulovat s dispergovanou fází. Ovšem možnosti změny licích parametrů, kromě tloušťky plátu, v existujících licích zařízeních, jsou standardně omezené.
Panuje obecné přesvědčení, že rozpuštění a následné uvolnění nitridu hliníku v průběhu válcování za tepla vyžaduje teplotu ohřevu pásu 1250-1300°C.
Náš výzkum prokazuje, že nezbytné množství fázi tvořících prvků může být dosaženo při teplotě ohřevu plátu na 1100 - 1200°C před válcováním za tepla za předpokladu, že jsou zajištěny následující procesní parametry: uhlík v oceli ve fázi tavení by měl být 0,045% 0,065% hmot., tloušťka plátu od 200 do 270 mm, povrchová teplota plátu před vložením do pece - min. 450 °C.
Obsah uhlíku mezi 0.045% a 0.065% hmot, zajišťuje více γ-fáze v průběhu cyklu ohřívání / chlazení a zachovávání dusík v roztoku,kde se jako dusík rozpouští v γ-fázi lépe než v α-fázi. Tloušťka plátu od 220 do 270 mm zajišťuje optimální míru chlazení v průběhu lití, což brání tvorbě hrubých inkluzí nitridů hliníku a také - díky nízké tepelné vodivosti uhlíkové oceli - umožňuje při teplotě povrchu alespoň 450°C zachovávat teplotu 700°C a více ve středových vrstvách plátu, respektive, zachovávat dostatečné množství prvku, tvořících fázi, v roztoku. Za takových vstupních podmínek ohřev plátu před válcování za tepla do 1100 — 1200 °C, t.j. v rozsahu odpovídajícím maximálnímu množství γ-fáze v kovu metal umožňuje přenést dostatečné množství prvků, tvořících fázi a zachovat je v roztoku. Dále, ohřev pásu před válcováním za tepla až na 1100 — 1200 °C omezuje tvorbu okují v průběhů zahřívání plátu v ohřívací peci, omezuje dobu odstávky pece kvůli čištění okují a zvyšuje HSM produktivitu.
Proto tedy nárokovaná metoda výroby za studená válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami může být implementována pouze tehdy, pokud jsou navrhované vzájemně propojené podmínky dodrženy jako celek.
Pokud je za tepla válcovaný pás žíhán, modifikují se částice dispergované fáze, obsah uhlíku se re-distribuuje mezi strukturálními komponentami a mění se mikrostruktura kovu. Při nárokovaných parametrech žíhání — teplota ohřevu a k udržování: 1100-1200 C, rychlost chlazení: 6-12°C/s na 900-980°C, udržování této teploty a rychlé ochlazení na 800-950°C rychlostí 20-50°C/s vodou o 35-65°C, řada procesů probíhá sekvenčně tak, aby byla zajištěna správná struktura za tepla válcovaného pásu před válcováním za studená. Ohřátí a udržování teploty na 1100-1200°C v intervalu maximálního obsahu γ-fáze ve struktuře kovu, chlazení rychlostí 6-12°C/s na 900-980°C, a udržování této teploty zajišťuje proces částečné separace dispergované nitridové fáze a vytváření optimálních velikostí a dále probíhá re-distribuce obsahu uhlíku mezi strukturálními komponentami, což je stěžejní pro úspěšnou finální etapu žíhání, t.j rychlé ochlazení.
Náš výzkum prokazuje, že finální etapa žíhání za tepla válcovaného pásu, tj. rychlé ochlazení z 800-950°C rychlostí 20-60°C/s vodou o 35-65°C je velmi důležité pro výrobu anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami. Nárokované režimy slouží jako podmínky pro stabilizaci velikostí již separovaných částic fáze dispergovaného nitridu (což brání jejich koagulaci) a dochází k částečné fixaci prvků, tvořících fázi v roztoku a k fixaci určitého množství uhlíku v roztoku. Nárokované režimy - kromě vytváření podmínek pro výrobu anizotropní oceli s vysokými magnetickými charakteristikami zajišťují pás o vysoké tažnosti, což umožňuje stabilizaci procesu válcování za studená, minimalizaci porušení pásu, které je typické pro válcování za studená oceli s obsahem křemíku a konečně ke zvýšení kapacity válcovny za studená a ke snížení materiálových ztrát a zlepšení kvality výsledné oceli.
Proto tedy může nárokovaná metoda výroby anizotropní elektrotechnické oceli být implementována pouze tehdy, jsou-li navrhované režimy žíhání pásu válcovaného za tepla, dodrženy jako celek.
Struktura za tepla válcovaného pásu po žíhání a rychlém ochlazení, je v meta-stabilním stavu a dodržení času více než 120 hodin mezi žíháním za tepla válcovaného pásu a válcováním za studená přináší částečnou dekompozici přesyceného roztoku pevných částic a separaci jemných karbidů. Nejen že to s sebou nese zhoršení magnetických charakteristik dokončené anizotropní elektrotechnické oceli, ale vede to také k nižší tažnosti a vyššímu poměru lomu při válcování za studená.
V procesu válcování za studená se tloušťka pásu redukuje dle požadavků a krystalografická struktura za studená válcovaného pásu se stává formovanou. Určitý stav textury za studená válcovaného pásu je stěžejní pro celou řadu konverzí textury v průběhu následného procesu kontinuálního žíhání a konečně pro vytvoření textury s krychlemi na okraji v dokončené oceli. Náš výzkum ukazuje, že vyzrávání, tj. separace karbidů na krystalické mřížce - defekty, které pobíhají mezi jednotlivými průchody při válcování za studená - jsou příznivé pro texturu při válcování za studená a konečně pro magnetické charakteristiky dokončené oceli. Vyzrávání může být iniciováno tepelným ošetřením pásu střední tloušťky, válcovaného s 60-80% redukcí při teplotě 150-300°C s dobou zachování teploty po 3 minuty až 20 hodin a také zachováním teploty pásu na 190-230°C kvůli deformačnímu teplu v posledních dvou průchodech.
Následně dochází k celé řadě procesů v průběhu kontinuálního žíhání CR pásu; dodržování jejich procesních parametrů v nárokovaných rozsazích zajišťuje výrobu dokončené anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami.
Ohřívání pásu v průběhu kontinuálního žíhání rychlostí 16 až 60 °C/s až na teplotu 750°C až 800°C brání koagulaci a rozpouštění komplexu dispergovaných částic druhé fáze, jejichž přítomnost v deformované matici je nezbytná na počátku vstupní rekrystalizace.
Částice dispergované fáze potlačují růst zrn, orientovaných jinak než je Goss textura {110}<001 >, a usnadňují vytváření mikroploch s orientací blížící se {110}<001 >, což v průběhu transformace konečně zajistí růst zrn se specifikovanou orientací v průběhu sekundární rekrystalizace. Kromě efektu potlačení v průběhu rychlého ohřevu inhibiční fáze zajistí redukci následné struktury a tím tedy zajistí kontrolovaný růst prvotních rekrystaiizačních zm.
V průběhu kontinuálního žíhání, při primární rekrystalizaci a oduhličení se vytváří mikrostruktura s optimální velikostí zrna, granule nemají stejný tvar a texturu. Ovšem množství dispergovaného nitridu hliníku není dostačující pro vytvoření Goss zm s texturou {110}<001> při následném vysokoteplotním žíhání v důsledku sekundární rekrystalizace.
Pro zvýšení hustoty dispergovaných nitridů hliníku je prováděna nitridace při 750-850°C, nejlépe při 770-820°C, v hydrodusičné atmosféře s obsahem více než 20% vodíku, přes 0,5% vody s koncentrací čpavku 0,5%-30%. Při nárokovaných parametrech nitridace se obsah dusíku v oceli zvyšuje o 0,008-0,015 %, a stabilní proces sekundární rekrystalizace je zajištěn při vysokoteplotním žíhání, což vede ke vzniku anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami.
Nitridace v rámci nárokovaného způsobu může nastat ve finální fázi oduhličení nebo po oduhličení.
V prvním případě je atmosféra s obsahem čpavku dodávána do zóny oduhličení ve finální fázi, kdy se proces oduhličení pomalu dokončuje, za předpokladu, že tyto dva procesy nastávají simultánně - odstranění uhlíku při snížení rychlosti na minimální obsah v oceli a nasycení oceli dusíkem.
V druhém případě je atmosféra s obsahem čpavku dodávána po oduhličení a dosažení nej nižšího obsahu uhlíku v oceli.
Každý ze způsobů umožňuje dosažení podobných výsledků z hlediska magnetických vlastností, ale vyžadují odlišný design žíhací linky. Proto např. vyhrazená zóna se sekcí pece, používanou pro nitridaci, může být v prvním případě vynechána.
Příprava hydrodusíkové atmosféry pro nitridaci s obsahem čpavku v rámci specifikovaného způsobu může být provedena mícháním hydrodusíkové atmosféry s čistým plynným čpavkem nebo průchodem hydrodusíkové atmosféry přes vodný roztok čpavku s koncentrací 6-25 %.
Nitridační efekt obou způsobů bude obdobný, avšak techniky budou odlišné. Druhý způsob - s vodným roztokem čpavku se snáze implementuje a neimplikuje další určité striktní podmínky a speciální bezpečnostní požadavky, aplikované na manipulaci s čistým plynným čpavkem.
Při podobném efektu na nitridaci budou techniky implementace tohoto způsobu různé. Druhý způsob s vodným roztokem čpavku - je z hlediska implementace jednodušší a nevyžaduje dodržení několika striktních podmínek a speciálních požadavků na bezpečnost, které jsou vyžadovány v případě čistého plynného čpavku.
Příklady implementace vynálezu
Níže najdete příklady uplatňované implementace vynálezu, aniž by byly vyloučeny jakékoli jiné příklady v rámci nároku.
Elektrotechnická ocel byla roztavena v BOF, lito do plátů v CCM, a za tepla válcována ve válcovně plechu za tepla; za tepla válcovaný pás byl žíhán v kontinuální normalizační žíhací lince; bylo provedeno jednofázové válcování za studená ve 4-vysoce reverzní válcovně za studená; pro dvoufázové válcování za studená byla provedena první fáze s mírou redukce 60 % - 80 % ve 4-stojanové 4-vysoce kontinuální válcovně za studená; bylo provedeno bezprostřední zpracování v tunelu vsázkové pece; byla provedena druhá fáze dvoufázového válcování ve 4-vysoce reverzní válcovně za studená; bylo provedeno kontinuální žíhání za studená válcovaného pásu, zahrnující rekrystalizaci, oduhličení a nitridaci v kontinuální lince pro tepelné zpracování, rozdělené na sekce, vybavené systémem pro přípravu a podávání do pece s hydrodusíkovou atmosférou a čpavkem; byla nanesena vrstva pro tepelně odolné separování na samostatně stojící lince; bylo provedeno vysokoteplotní žíhání po dobu 20 hodin při 1200°C ve vsázkové žíhací peci.
Chemické složení vyrobené elektrotechnické oceli je uvedeno v Tabulce l, možnosti implementace specifikovaného způsobu jsou uvedeny v Tabulce 2.
Chemické složení elektrotechnické oceli
Tabulka 1
Složení %
Si Mn N s Ti ΑΙκρ c
3,15 0,09 0,007 0,006 0,004 0,028 0,059
Průmyslová využitelnost
Výše uvedený popis navrhovaného způsobu výroby pro anizotropní elektrotechnickou ocel s vysokými magnetickými charakteristikami dokazuje možnost jeho technické implementace se specifikovaným technickým výsledkem.
s λ © qn OH & N © -C s OJ Ί3 © > S © O Λ w S © E © Ή E • w. -4— I» O © >N © Ol ctí __________________Tabulka zpracování č. 250 420 1080 1050 ’—4 880 870 o kO O m 148 1—< 215
d 3 H o 250 370 1150 1140 t—< 890 870 oo O cn 148 210
un 250 370 1150 1140 xT 880 770 o CM CM i
vf- 250 650 1180 1140 o 940 920 m up O i—1 200
to 250 650 1180 1150 o 940 920 vn cn oo O CM 1
CM 250 650 1180 1160 1—1 960 945 co UY CM CM i
1——< 250 650 1180 1160 ·—< 096 945 CN ΓΌ •S- CM CM l
Uvedené hodnoty 200-270 450 minimum 1100-1200 1070-1200 6-12 900-980 800-970 20-50 35-65 Ne více, než 120 1 1 nebo 2 190-230
Procesní parametr Tloušťka desky, mm Teplota povrchu desky před vložením do ohřívací pece, °C Teplota ohřátí desky před válcováním za tepla, °C Teplota ohřevu za tepla válcovaného pásu, °C Rychlost ochlazování, °C/s Teplota ohřevu, °C Teplota při zahájení chlazení, °C Rychlost při rychlém ochlazování, °C/s Teplota chladící vody, °C Doba ohřevu od žíhání za tepla válcovaného pásu do válcování za studená, h Počet etap válcování za studená Teplota pásu pro válcování v jedné etapě, °C
1—< Ol O- oo o 1 * Ol i-M
Tabulka 2 (pokračování)
Tabulka zpracováni č. Γ 1 1 QO 1— 800 008 oo 0,4 4,0 09
Ό 1 i oo o o 00 800 22 0,8 6,0 C9
Ki 260 096 30 790 790 24 4,0 4,0
Tt 1 1 30 770 o o oo 26 0,6 4,0 Γ9
m 270 TT 30 790 800 26 0,6 4,0 09
Γ9 270 Tf 1 i 39 1 790 780 24 4,6 1—<
270 790 _ 790 27 4,55 4,6 i—<
Uvedené hodnoty 150-300 3 - 1200 min. 15-60 750-800 750-850 (770-820) Nad 20 1 Nad 0,5 0,5-30 1. ve finální etapě oduhličování 2. po dokončení oduhličování
Procesní parametr Teplota středního tepelného ošetření pro dvoufázové válcování, °C Doba ohřevu / výdrž pro střední tepelné ošetření, min. Rychlost ohřevu pro kontinuální žíhání, °C/s Teplota ohřevu, °C Teplota nitridování, °C Koncentrace H2 v atmosféře pro nitridování, % obj. Koncentrace H2O v atmosféře pro nitridování, % obj. Koncentrace NHj, % obj. | Místo nitridace v postupovém diagramu
1—1 i—< Ό 1— 1 < OO 1—< σι 1— 20 09
Tabulka 2 (pokračování)

Claims (9)

  1. NÁROKY
    1. Způsob výroby za studená válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami zahrnuje tavení oceli, obsahující 2,5% - 3,5% hmot, křemíku, 0,045% - 0,065% uhlíku, 0,03% - 0,40% manganu, 0,004% - 0,013% dusíku, méně než 0,012 síry, 0,010% - 0,040% v kyselině rozpustného hliníku, méně než 0,005% titanu, zbytek: zbytek: je železo a nevyhnutelné nečistoty; kontinuální lití plátů, ohřívání plátů v ohřívací peci, válcování za tepla, žíhání za tepla válcovaného pásu, válcování za studená, kontinuální rekrystalizační oduhličovací žíhání za studená válcovaných ve vlhké hydrodusíkové atmosféře a nitridace, nanesení tepelně odolné separační vrstvy a vysokoteplotní žíhání pro sekundární rekrystalizaci; liší se proto, že ocel je kontinuálně lita do plátů o konečné tloušťce 200-270mm, kdy následně jsou pláty vkládány do ohřívací pece při povrchové teplotě alespoň 450°C a jsou ohřívány před válcováním za tepla až na 11001200°C a jsou za tepla válcovány; výsledný za tepla válcovaný pás je žíhán zahřátím a udržováním teploty na 1070-1200°C a poté je ochlazen na 900-980°C rychlostí 6-12°C/s, udržován při této teplotě a následně rychle ochlazen na 800-950°C rychlostí 20-50°C/s vodou o 35-65°C; 120 hodin po žíhání pásu dochází k válcování oceli za studená v jedné nebo několika fázích, kontinuální žíhání za studená válcovaného pásu se provádí při rychlosti ohřevu 16-60°C/s až na 750-800°C, poté je pás udržován při teplotě oduhličení a následně nitridován při 750-850°C v hydrodusíkové atmosféře s obsahem čpavku.
  2. 2. Způsob dle nároku 1, s tím rozdílem, že je prováděno válcování za studená ve dvou fázích za předpokladu, že fáze 1 zahrnuje válcování za studená s kumulativní redukcí 60-80% a dodatečné tepelné ošetření.
  3. 3. Způsob dle nároku 2, s tím rozdílem, že je žíhána ocel o střední tloušťce při 150-300°C, kdy doba zachování této hodnoty je od 3 minut do 200 hodin.
  4. 4. Způsob dle nároku 1, s tím rozdílem, že je prováděno válcování za studená v jedné fázi, za předpokladu, že teplota pásuje 190-230°C v alespoň dvou průchodech.
  5. 5. Způsob dle kterékoli z nároků 1 až 4 s tím rozdílem, že dochází k nitridaci ve finální oduhličovací etapě.
  6. 6. Způsob dle kterékoli z nároků 1 až 4 s tím rozdílem, že dochází k nitridaci po dokončení oduhličení.
  7. 7. Způsob dle nároku 1, s tím rozdílem, že to dochází k nitridaci při 770-820°C v hydrodusíkové atmosféře s obsahem nad 20% vodíku, přes 0,5% obj. vody s koncentrací čpavku NH3 0,5%30%.
  8. 8. Způsob dle nároku 1, stím rozdílem, že vzniká nitridační atmosféra při průchodu hydrodusíkového plynu vodným roztokem čpavku NH3 o koncentraci 6-25 %.
  9. 9. Způsob dle nároku 1, s tím rozdílem, že vzniká nitridační atmosféra při smíchání plynného čpavku s hydrodusíkovou atmosférou pece.
CZ2012-28A 2009-08-03 2010-07-27 Způsob výroby za studena válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami CZ306147B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129885/02A RU2407809C1 (ru) 2009-08-03 2009-08-03 Способ производства анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ201228A3 true CZ201228A3 (cs) 2012-03-14
CZ306147B6 CZ306147B6 (cs) 2016-08-24

Family

ID=43544523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2012-28A CZ306147B6 (cs) 2009-08-03 2010-07-27 Způsob výroby za studena válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami

Country Status (5)

Country Link
BR (1) BR112012001809A2 (cs)
CZ (1) CZ306147B6 (cs)
PL (1) PL219140B1 (cs)
RU (1) RU2407809C1 (cs)
WO (1) WO2011016756A1 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11239012B2 (en) 2014-10-15 2022-02-01 Sms Group Gmbh Process for producing grain-oriented electrical steel strip
WO2016159349A1 (ja) 2015-04-02 2016-10-06 新日鐵住金株式会社 一方向性電磁鋼板の製造方法
JP6455468B2 (ja) * 2016-03-09 2019-01-23 Jfeスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
JP6631725B2 (ja) * 2016-11-01 2020-01-15 Jfeスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
CN114453430A (zh) * 2022-01-20 2022-05-10 安阳钢铁股份有限公司 一种防止高磁感取向硅钢冷轧断带的控制方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1065323A (en) * 1962-10-05 1967-04-12 Yawata Iron & Steel Co Two-stage annealing for the improvement of deep drawing property of steel sheet
JPS5956522A (ja) * 1982-09-24 1984-04-02 Nippon Steel Corp 鉄損の良い一方向性電磁鋼板の製造方法
RU2096516C1 (ru) * 1996-01-10 1997-11-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Сталь кремнистая электротехническая и способ ее обработки
IT1290172B1 (it) * 1996-12-24 1998-10-19 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato, con elevate caratteristiche magnetiche.
DE19745445C1 (de) * 1997-10-15 1999-07-08 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroblech mit geringem Ummagnetisierungsverlust und hoher Polarisation
RU2125102C1 (ru) * 1998-03-12 1999-01-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Способ производства горячекатаной электротехнической анизотропной стали
DE19816158A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-14 G K Steel Trading Gmbh Verfahren zur Herstellung von korn-orientierten anisotropen, elektrotechnischen Stahlblechen
IT1317894B1 (it) * 2000-08-09 2003-07-15 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la regolazione della distribuzione degli inibitorinella produzione di lamierini magnetici a grano orientato.
US20090038718A1 (en) * 2004-10-26 2009-02-12 Hille & Müller GMBH Process for the manufacture of a containment device and a containment device manufactured thereby
PL1752549T3 (pl) * 2005-08-03 2017-08-31 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Sposób wytwarzania taśmy elektrotechnicznej o zorientowanych ziarnach
CN101563475B (zh) * 2006-12-20 2011-05-11 杰富意钢铁株式会社 冷轧钢板及其制造方法
JP5162924B2 (ja) * 2007-02-28 2013-03-13 Jfeスチール株式会社 缶用鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL398128A1 (pl) 2012-07-30
RU2407809C1 (ru) 2010-12-27
WO2011016756A1 (ru) 2011-02-10
CZ306147B6 (cs) 2016-08-24
PL219140B1 (pl) 2015-03-31
BR112012001809A2 (pt) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110055393B (zh) 一种薄规格低温高磁感取向硅钢带生产方法
CN107614725B (zh) 取向性电磁钢板及其制造方法
JP6191780B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法および窒化処理設備
JP5782527B2 (ja) 低鉄損高磁束密度方向性電気鋼板及びその製造方法
CZ201228A3 (cs) Zpusob výroby za studena válcované anizotropní elektrotechnické oceli s vysokými magnetickými charakteristikami
CN104726795B (zh) 晶粒取向电工钢板及其制造方法
KR101131729B1 (ko) 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조방법
CN101573458B (zh) 高产率地生产具有优异磁特性的晶粒定向电工钢板的方法
CN113195770B (zh) 取向电工钢板及其制造方法
KR101131721B1 (ko) 자기 특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법
JP6191564B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法および窒化処理設備
CN114867873B (zh) 取向电工钢板及其制造方法
KR101540375B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
CZ201229A3 (cs) Zpusob výroby za studena válcované anizotropní elektrotechnické oceli s nízkou specifickou magnetickou ztrátou pro zmenu magnetizace
JP6228956B2 (ja) 低鉄損高磁束密度方向性電気鋼板及びその製造方法
CN118813931B (zh) 一种增强AlN抑制能力的低温Hi-B钢生产方法
JP4473357B2 (ja) 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法
JPH08232019A (ja) グラス被膜の良好な高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法
TWI417393B (zh) Used for the manufacture of directional electromagnetic steel sheet hot rolling nitriding annealing process
CN115433876A (zh) 一种基于薄板坯连铸连轧生产的取向硅钢及方法
KR101535933B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JPH06158169A (ja) 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法
JPH1112654A (ja) 磁気特性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法
JPH06145800A (ja) 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法
JPH06179916A (ja) 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法