DE10060950C2 - Verfahren zum Erzeugen von kornorientiertem Elektroblech - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen von kornorientiertem Elektroblech

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DE10060950C2 DE2000160950 DE10060950A DE10060950C2 DE 10060950 C2 DE10060950 C2 DE 10060950C2 DE 2000160950 DE2000160950 DE 2000160950 DE 10060950 A DE10060950 A DE 10060950A DE 10060950 C2 DE10060950 C2 DE 10060950C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von kornorientiertem Elektroblech. Bei der Erzeugung von kornorientierten Elektroblechen sind hohe Walzanfangstemperatur erforderlich, um die für die magnetischen Eigenschaften des Blechs wesentlichen Inhibitoren in Lösung zu bringen. Herkömmlicherweise wird zu diesem Zweck ein Glühofen eingesetzt, um die zuvor gegossenen Brammen auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Ein derartiges Vorgehen wird beispielsweise im deutschen Patent DE 26 56 161 beschrieben.
Bei diesem bekannten Verfahren wird eine 2.0-4.0% Si und 0,015 bis 0,7% C enthaltende Schmelze vor dem Warmwalzen auf Temperaturen erwärmt, die zwischen 1250°C und 1400°C liegen. Weiterhin schreibt das bekannte Verfahren vor, daß die Temperatur im Brammeninnern vor dem Eintritt in die Warmwalzstraße 900°C nicht unterschreiten darf. Auf diese Weise wird Koagulation von Mangansulfiden im Brammeninnern vermieden, deren Vorhandensein die magnetischen Eigenschaften des Elektroblechs beeinträchtigen würde.
Ein Problem bei der Wiedererwärmung von zuvor gegossenen Brammen besteht darin, daß die Temperatur der in der Praxis zur Verfügung stehenden Öfen aufgrund der verwendeten Baumaterialien in der Regel auf max. 1200°C beschränkt ist. Diese Temperatur ist jedoch in vielen Fällen nicht ausreichend für ein optimales Arbeitsergebnis.
Hinzukommt der große Energieaufwand und der mit der Wiedererwärmung verbundene Zeitverlust. Letzterer ist insbesondere bei der "Inline"-Verarbeitung von gegossenen Bändern nachteilig, weil die Wiedererwärmungsdauer jeweils eine Unterbrechung bzw. Verzögerung des Materialflusses erfordert.
Neben dem voranstehend erläuterten Stand der Technik ist aus der DE 29 39 788 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen, aluminiumhaltigen Siliciumstahlbleches mit ausgerichtetem Korn bekannt. Bei diesem Verfahren wird beispielsweise ein Stahl mit 0,044% Kohlenstoff, 0,07% Mangan, 0,021% Schwefel, 2,94% Silizium, 0,0061% Stickstoff und 0,027% Aluminium, wobei der Aluminiumgehalt der Schmelze vorzugsweise zwischen 0,015 und 0,04% liegt, im Strangguß zu einem Vorblock mit einer Dicke von 200 mm abgegossen und anschließend auf ein Warmband von 2,3 mm Dicke warmgewalzt. Nach einer Glühung bei 1100°C wird das Warmband bis auf eine Enddicke von 0,3 mm kaltgewalzt, schließlich bei Temperaturen zwischen 850 und 950°C entkohlend geglüht und einer Rekristallisationsglühung unterzogen. Diese Rekristallisationsglühung wird zweistufig unter Atmosphären, welche sich durch ihre verschiedenen Stickstoffpartialdrücke unterscheiden, durchgeführt, wobei das kaltgewalzte und entkohlend geglühte Blech zunächst auf eine Temperatur zwischen 850 und 950°C erwärmt wird und anschließend oberhalb von 950°C vollständig rekristallisiert wird.
Die DE 35 38 609 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech. Hierbei wird ein Stahl auf bis zu 2,3 mm Dicke warmgewalzt und anschließend einer ersten Entkohlungsglühung unterworfen. Beim darauf folgenden Kaltwalzen in mindestens zwei Schritten, unterbrochen durch eine Zwischenglühung, wird das Blech auf eine Enddicke von 0,1 bis 0,23 mm fertiggewalzt, bevor es schließlich einer zweiten Entkohlungsglühung zugeführt wird.
Aus der EP 0 234 443 A2 geht ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrobleches mit verbesserten magnetischen Eigenschaften hervor. Dabei wird ein Stahl warmgewalzt und anschließend einer Glühbehandlung bei Temperaturen zwischen 700 und 1200°C unterworfen. Bei der nachfolgenden Abkühlung ist im Temperaturbereich zwischen 600 und 200°C eine Abkühlgeschwindigkeit von wenigstens 5°C/s einzuhalten. Die anschließende Kaltwalzung erfolgt in mindestens zwei Schritten, wobei zwischen den Kaltwalzschritten eine Zwischenglühung von 1 Minute Länge bei Temperaturen zwischen 50 und 500°C durchgeführt wird. Für den letzten Kaltwalzschritt ist zudem ein Reduktionsgrad von mehr als 80 bis 95% vorgeschrieben. Dem Kaltwalzen folgt dann eine Entkohlungsglühung und eine Schlußglühung.
Die EP 0 761 827 A2 beschreibt schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Stahlbleches mit 2,0 bis 5,0% Silizium und 0,03 bis 0,3% Mangan. Nach dem Warm- und Kaltwalzen wird das kaltgewalzte Blech einer Entkohlungs-Glühbehandlung bei Temperaturen zwischen 700 und 900°C unterzogen. Nach dieser Entkohlungs-Glühung folgt eine Schlußglühung bei 1100 bis 1200°C, in deren Verlauf die Sekundärrekristallisation des Bleches stattfindet. Gemäß diesem Verfahren wird vor allem auf die Qualität und Eigenschaften der Deckschicht des Bleches abgestellt. Die gewünschten Eigenschaften werden dabei durch den gegenüber dem damals bekannten Stand der Technik andersartigen Entkohlungs-Glühschritt erreicht. Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der D5 wird in der Deckschicht die Bildung von Forsterit (Mg2SiO4) durch Verbindung eines Glühseparators und einer auf das Blech aufgebrachten Siliziumverbindung unterstützt, wodurch die Eigenschaften des kornorientierten Stahlbleches positiv beeinflußt werden.
Die DE 37 002 belegt schließlich, daß das direkt nach dem Austritt aus dem Walzgerüst erfolgende Härten eines warmgewalzten Stahles eine seit langem angewendete thermomechanische Behandlung von Stählen ist.
Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von kornorientierten Elektroblechen zu schaffen, bei dem der für die Erwärmung der Bramme erforderliche kostenmäßige und apparative Aufwand nicht mehr erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen von kornorientiertem Elektroblech gelöst, welches folgende kontinuierlich aufeinanderfolgend durchlaufene Schritte umfaßt:
  • - Erschmelzen einer Stahlschmelze, welche (in Masse-%) 2,5 bis 4,5% Si, 0,002 bis 0,1% C, höchstens 0,3% Cu, höchstens 0,25% Mn, höchstens 0,06% S, höchstens 0,065% Al, höchstens 0,015% N und als Rest Eisen enthält,
  • - kontinuierliches Abgießen der Stahlschmelze zu einem Vorband mit einer Dicke von 4 bis 24 mm;
  • - Abkühlen des Vorbandes im Zuge seines Erstarrens auf eine Temperatur von mindestens 1050°C; - Warmwalzen des abgekühlten Vorbandes (V) in einer Linie mit einer Endwalztemperatur (ET) ≧ 900°C zu einem Warmband (W), dessen Dicke (dEnd) ≦ 3,5 mm ist, wobei der Umformgrad εh im ersten Umformstich (n1) mindestens 20% beträgt;
  • - Abkühlen des Warmbands mit einer Abkühlgeschwindigkeit ≧ 50°C/s auf eine Haspeltemperatur (HT) ≦ 700°C,
  • - Haspeln des Warmbandes und
  • - Herstellen eines Kaltbandes aus dem gehaspelten Warmband.
Vorzugsweise beträgt der Mn-Gehalt der erfindungsgemäß verwendeten Legierung weniger als 0,25 Masse-%.
Gemäß der Erfindung wird ein Vorband gegossen, welches anschließend "inline" warmgewalzt wird. Da es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren um einen kontinuierlich ablaufenden Prozeß handelt, kann die Abkühlung nach dem Gießen des Bandes so erfolgen, daß die dem Vorband nach dem Gießen innewohnende Gießhitze erhalten bleibt. Auf diese Weise wird kein Ofen zum Wiedererwärmen vor dem Eintritt in die Warmwalzstraße benötigt. Statt dessen wird lediglich der Abkühlprozeß nach dem Gießen so kontrolliert vorgenommen, daß die für die Bildung von Mangansulfit kritische Temperatur sicher nicht unterschritten wird. Auf diese Weise werden die Ausscheidungen in Lösung gehalten, so daß sie in späteren Verfahrensschritten zur gezielten Ausbildung von Kornwachstumsinhibitoren genutzt werden können.
Durch den im Zuge des ersten Warmwalzstich erzielten Verformungsgrad von mindestens 20% wird die für die weitere Verarbeitung und die angestrebten Eigenschaften des zu erzeugenden Elektroblechs erforderliche Umkörnung der Gußstruktur des gegossenen Vorbandes erreicht.
Das Gießen des Vorbands kann vorzugsweise dadurch erfolgen, daß über ein Zuführsystem Schmelze über eine bestimmte Breite auf ein kontinuierlich weiter förderndes Transportband ausgebracht wird und dort erkaltet. Ein solches Verfahren ist an sich bekannt und wird in der Fachwelt als "Direct Strip Casting (DSC)" bezeichnet (s. Artikel "Werkstoffperspektiven beim Vorgießen mit direkt angeschlossenem Warmwalzprozeß", Th. Everz u. a., Stahl und Eisen 118 (1998) Nr. 5, Seite 53-60). Durch die Wahl einer geeigneten Kühlung (Passivkühlung an Luft, Aktivkühlung durch gezieltes Aufbringen von Kühlfluid) kann die Temperatur, mit der das Vorband in die Warmwalzstaffel eintritt, gesteuert werden.
Der besondere Vorteil der Anwendung des DSC-Verfahrens im Zusammenhang mit der Erfindung besteht darin, daß die Temperatur des gegossenen Vorbandes aufgrund seiner geringen, gezielt steuerbaren Abkühlung auf dem Transportband beim Eintritt in die Fertigwarmwalzstaffel so hoch ist, daß eine Wiedererwärmung des Bandes nicht mehr erforderlich ist.
Die Dicke des gegossenen Vorbands ist einerseits so groß gewählt, daß es zu keinem Riß des Schmelzenfilms kommt. Andererseits ist die Obergrenze der Dicke so bemessen, das eine Lunkerbildung vermieden wird und eine hohe Produktivität gesichert ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroblech im Zuge seiner Herstellung zu einem Kaltband mit einer Dicke von 0,1-­ 0,5 mm kaltgewalzt und dann rekristallisierend und entkohlend geglüht wird, daß anschließend ein Glühseparator aufgetragen wird, welcher überwiegend MgO enthält, daß das mit dem Glühseparator versehene Kaltband daraufhin schlußgeglüht wird, daß das schlußgeglühte Kaltband mit einer elektrischen Isolierung versehen wird und daß das mit der elektrischen Isolierung beschichtete Kaltband schließlich spannungsarm geglüht wird. Ein derart kaltgewalztes und schlußbehandeltes kornorientiertes Elektroblech weist eine ausgeprägte Gosstextur auf und besitzt hervorragende magnetische Eigenschaften.
Das Kaltwalzen läßt sich ein oder mehrstufig durchführen. Findet ein mehrstufiges Kaltwalzen statt, so ergeben sich vorteilhafte Materialeigenschaften, wenn zur Vermeidung von die Verformung behindernden Verfestigungen eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes zwischen mindestens zwei der Stufen des Kaltwalzens durchgeführt wird. Zum gleichen Zweck kann es günstig sein, das Warmband im Anschluß an das Haspeln zu glühen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband, wenn seine Dicke im Zuge des Warmwalzens auf unter 15 mm reduziert worden ist, zwischen zwei Warmwalzstichen auf Temperaturen von weniger als 1000°C abgekühlt wird. Vorzugsweise findet diese Abkühlung statt, solange die Dicke des Warmbandes 5 mm nicht unterschritten hat. Durch die Zwischenkühlung wird zwischen zwei Walzstichen ein kritischer Temperaturbereich durchschritten, in welchem es zur Bildung von besonders großen Austenitmengen kommt. Infolgedessen kann es zu einer verstärkten Ausscheidung von Sulfiden an den Phasengrenzen Austenit/Ferrit kommen, die während des Walzens zu Rissen der Kanten des Warmbandes führen können. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenkühlung wird dies vermieden, so daß im Ergebnis ein qualitativ hochwertiges Warmband erhalten wird.
Bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise lassen sich aus dem gegossenen Vorband fertig warmgewalzte kornorientierte Elektrobleche erzeugen, deren Dicke zwischen 0,7-3,5 mm liegt, insbesondere nicht mehr als 1,3 mm beträgt. Durch die geringe Dicke dieser Bleche ist der Aufwand für die im Anschluß an das Warmwalzen in der Regel erfolgende Kaltverformung stark reduziert. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Warmband Dicken im Bereich von deutlich weniger als 1,3 mm aufweist.
Vorzugsweise wird das Vorband mit einer Endwalztemperatur von mindestens 900°C, insbesondere mehr als 1050°C warmgewalzt und das so erhaltene Warmband nach dem Warmwalzen mit einer Abkühlgeschwindigkeit ≧ 50°C/s auf eine Haspeltemperatur ≦ 700°C abgekühlt. Günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn eine Haspeltemperatur gewählt wird, die höchstens gleich 600°C ist. Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen hohen Endwalztemperaturen sind die Ausscheidungen weitgehend gelöst. Aufgrund der Kombination der hohen Endwalztemperatur mit der anschließend schnell erfolgenden Abkühlung und den vergleichsweise niedrigen Haspeltemperaturen liegen die Ausscheidungen in feiner Form vor oder unterbleiben vollständig. Eine solche Ausgangsverteilung der Ausscheidungen ist günstig für die Einstellung der Inhibitoren in den nachfolgenden Verarbeitungsschritten, insbesondere beim ggf. durchgeführten Warmbandglühen.
Eine Warmbandglühung ist abhängig von den gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Elektroblechs dann vorzusehen, wenn nicht genügend feindisperse Ausscheidungen für die Inhibitoren des Kornwachstums nach dem Warmwalzen vorliegen. Bilden sich dagegen im Zuge der Warmbanderzeugung für die Einstellung der gewünschten Eigenschaften brauchbare Ausscheidungen in ausreichender Menge, so kann die Warmbandglühung entfallen.
Die Ausbildung der Textur und der Körnung des Elektroblechs kann dadurch gezielt beeinflußt werden, daß im Zuge des Warmwalzens während mindestens eines Warmwalzstichs eine Schmierung der Oberfläche mindestens einer der Walzen des für diesen Stich eingesetzten Walzgerüstes durchgeführt wird. Durch eine derartige einseitig oder zweiseitig durchgeführte Schmierung können beispielsweise unsymmetrische Formen der Körner ausgeglichen werden, die sich aufgrund einer ungleichförmigen Erstarrung des Vorbandes bilden. Zu einer derart asymmetrischen Erstarrung kann es bei nach dem DSC-Verfahren gegossenen Vorbändern aufgrund des Umstandes kommen, daß das Band mit seiner einen Seite auf einem Förderband aufliegt, während seine andere Seite frei liegt. Indem durch die Schmierung beim Walzen unterschiedliche Reibungen auf Oberflächen des gewalzten Bandes erzeugt werden, kann diese Asymmetrie ausgeglichen werden. Eine beidseitige Schmierung führt zu einer verminderten Scherung während des Walzens, d. h. zu weniger Goss-Anteilen in der Textur und weniger Rekristallisation. Vorzugsweise wird die Schmierung beim ersten Stich des Warmwalzens vorgenommen, um die Walzbedingungen für die folgenden Stiche einzustellen.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlschmelze (in Masse-%) 0,002-0,05% C, 0,05-0,1% Mn und 0,015-0,035% S enthält, daß das aus dieser Stahlschmelze gegossene Vorband auf eine Enddicke von 0,7-1,3 mm warmgewalzt wird und daß das Kaltband in der letzten der im Zuge der Herstellung des Kaltbandes durchlaufenen Kaltverformungsstufen eine Dickenreduktion von 45%-85% erfährt. Bei dieser Variante der Erfindung wird nur MnS als Inhibitorphase genutzt. Die geringe Dicke des Warmbandes ermöglicht es dabei, mindestens einen Kaltwalzschritt eines mehrstufig durchgeführten Kaltwalzens einzusparen.
Vorteilhafterweise erfolgt dabei vor dem Kaltwalzen eine Glühung des Warmbandes bei einer Glühtemperatur, die zwischen 700°C und 1150°C liegt. Alternativ kann das Warmband bei einer Haspeltemperatur gehaspelt werden, die weniger als 900°C beträgt bzw. insbesondere zwischen 600°C und 900°C liegt. Beide Maßnahmen dienen zur Verbesserung des Warmbandgefüges und bewirken insbesondere eine Vergröberung der oberflächennahen Körner.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Stahlschmelze, die (in Masse-%) 2,5-4,0% Si, 0,002-0,1% C, 0,05-0,3% Cu, 0,05-0,1% Mn, 0,015-0,035% S, 0,015-0,065% Al, 0,005-0,015% N enthält, verwendet, das aus dieser Stahlschmelze gegossene Vorband auf eine Enddicke ≦ 3,5 mm warmgewalzt, das aus dem Warmband erzeugte Kaltband vor der letzten der im Zuge der Herstellung des Kaltbandes durchlaufenen Kaltverformungsstufen bei 950°C bis 1150°C für 30 bis 300 s ausscheidungsgeglüht und das ausscheidungsgeglühte Warmband anschließend mit einer Abkühlrate von mehr als 20°C/s beschleunigt abgekühlt. Das abgekühlte Warmband erfährt schließlich in der letzten Stufe der Kaltverformung eine Dickenreduktion von 70%-95%. Bei dieser Erfindungsvariante werden AlN und CuS als Inhibitoren genutzt.
Desweiteren besteht die Möglichkeit, AlN als alleinigen Inhibitor zu nutzen. In diesem Fall enthält die Stahlschmelze (in Masse-%) ≦ 0,01% Cu, ≦ 0,01% S, ≧ 0,015% Al und ≧ 0,005% N, wobei das aus dieser Stahlschmelze gegossene Vorband auf eine Enddicke ≦ 3,5 mm warmgewalzt wird, das aus dem Warmband erzeugte Kaltband vor der letzten der im Zuge der Herstellung des Kaltbandes durchlaufenen Kaltverformungsstufen bei 1000°C bis 1150°C für 30 bis 300 s ausscheidungsgeglüht wird, das ausscheidungsgeglühte Warmband anschließend mit einer Abkühlrate von mehr als 20°C/s beschleunigt abgekühlt wird, und das abgekühlte Warmband in der letzten Stufe der Kaltverformung eine Dickenreduktion von 45%-95% erfährt.
Die Ausbildung eines feinen Gefüges kann desweiteren dadurch unterstützt werden, daß die Stahlschmelze ≦ 0,1 Masse-% Phosphor enthält. Phosphor bildet Makroseigerungen in der Brammenmitte. Die auf diese Weise entstehenden hohen Phosphorkonzentrationen behindern das Kornwachstum beim Abkühl- und Wärmprozeß der Brammen und verhindern die Entstehung einer ungünstigen Gosstextur aus der Bandmitte heraus. Durch die Beschränkung des Phosphorgehalts auf maximal 0,1 Masse-% wird eine Versprödung vermieden.
Durch Nitrieren des Kaltbands kann eine unzureichende Inhibition aus dem Warmband durch Bildung von zusätzlichen AlN-Ausscheidungen ausgeglichen werden.
Die Wirkung der jeweils eingesetzten Kornwachstumsinhibitoren kann dadurch unterstützt werden, daß die Stahlschmelze eines oder mehrere der Elemente As, V, Sn, Sb, Te und Bi mit einem Anteil von jeweils bis zu 0,2 Masse-% enthält. Diese Elemente seigern auf den Korngrenzen oder bilden Ausscheidungen, durch die das Kornwachstum zusätzlich beschränkt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert. Es zeigen:
Figur eine Fertigungslinie zum Erzeugen von Warmband in einer schematischen Darstellung,
Diagramm den typischen Temperaturverlauf bei der erfindungsgemäßen Verarbeitung eines Stahls.
Die Fertigungslinie 1 umfaßt eine DSC-Anlage, die aus einer Gießpfanne 2, einem Zufuhrsystem 3, einem Transportband 4 und einem Rollgang 5 gebildet ist. Im Anschluß an den Rollgang 5 sind drei Walzgerüste 6, 7,8 aufgestellt, auf die ein zweiter Rollgang 9 und eine Haspeleinrichtung 10 folgen. Im Bereich des Transportbands 4, des ersten Rollgangs 5 und des zweiten Rollgangs 9 ist jeweils eine Kühleinrichtung 11, 12 bzw. 13 angeordnet. Zusätzlich ist zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst 6, 7 eine Zwischenkühleinrichtung 14 vorgesehen.
Die in der Gießpfanne 2 enthaltene Schmelze S gelangt über ein Tauchrohr 15 in das unterhalb der Gießpfanne 2 angeordnete, wannenförmig ausgebildete und mit einem Deckel abgedeckte Zuführsystem 3, dessen Gießöffnung 16 dem Anfang des in Förderrichtung F horizontal umlaufenden Transportbands 4 zugeordnet ist und sich im wesentlichen über dessen Breite erstreckt. Die aus der Gießöffnung 16 mit einer Gießdicke dG austretende Schmelze S bildet ein Vorband V, welches ausgehend von dem Förderband 4 kontinuierlich in Förderrichtung F bewegt wird. Dabei wird schon auf dem Förderband 4 mittels der ersten Kühleinrichtung 11 eine gesteuerte Primärkühlung durchgeführt. Das Vorband V gelangt anschließend auf den ersten Rollgang 5, wo mittels der zweiten Kühleinrichtung 12 eine Sekundärkühlung durchgeführt wird. Das derart abgekühlte Vorband tritt mit einer Walzanfangstemperatur AT in das erste Walzgerüst 6 ein, in dem es einem ersten Warmwalzstich n1 unterzogen wird. Sofern die Zusammensetzung des zu seiner Herstellung verwendeten Stahles dies erforderlich macht, wird das nach dem ersten Walzstich n1 erhaltene Warmband W mittels der Zwischenkühleinrichtung 14 zwischengekühlt, um die Entstehung unerwünscht großer Mengen von Austenit zu vermeiden. Das ggf. zwischengekühlte Warmband W durchläuft anschließend die Walzgerüste 7, 8, in denen ein zweiter und dritter Walzstich n2, n3 durchgeführt werden kann. Das auf eine Enddicke dEnd fertig gewalzte Warmband W verläßt die durch die Walzgerüste 6, 7, 8 gebildete Warmwalzstaffel mit einer Walzendtemperatur ET und wird auf dem zweiten Rollgang 9 mittels der Kühleinrichtung 13 beschleunigt gekühlt. Die dabei erreichten Abkühlgeschwindigkeiten liegen vorzugsweise oberhalb von 50°C/s. Das derart abgekühlte Warmband wird bei einer Haspeltemperatur HT zu einem Coil C gehaspelt. Anschließend wird das Warmband in konventioneller Weise in einer nicht dargestellten Kaltwalzlinie zu kaltgewalztem kornorientiertem Elektroblech verarbeitet.
In Tabelle 1 sind typische Zusammensetzungen von zur erfindungsgemäßen Erzeugung kornorientierter Elektrobleche verwendeten Stähle 1 bis 10 sowie die während des Warmwalzens der aus diesen Stählen gegossenen Vorbänder eingehaltenen Verfahrensparameter angegeben.
Das beigefügte Diagramm zeigt den typischen Temperaturverlauf bei der erfindungsgemäßen Verarbeitung des Stahls 1. Ausgehend von einer Abstichtemperatur der aus dem Stahl 1 erzeugten Schmelze S von 1590°C (Liquidus ≈ 1500°C) ist das mit einer Dicke dG von 20 mm auf dem Transportband 4 erzeugte Vorband V auf eine Walzanfangstemperatur AT von 1153°C abgekühlt worden. Dabei ist wesentlich, daß diese Abkühlung so erfolgte, daß kein Wiedererwärmen des Vorbandes V erforderlich war und seine Temperatur stets oberhalb von 1050°C lag.
Das mit der Anfangstemperatur AT im ersten Walzgerüst 6 warmgewalzte Warmband W wies bei seinem Eintritt in das zweite Walzgerüst 7 eine Temperatur von ca. 1100°C und bei seinem Eintritt in das dritte Walzgerüst 8 eine Temperatur von ca. 1020°C auf. Die Walzendtemperatur ET beim Austritt aus dem dritten Walzgerüst betrug 940°C. Ausgehend von der Walzendtemperatur ET ist das Warmband W zum Zwecke der Untersuchung der Auswirkung des Kühlvorgangs innerhalb einer Zeitspanne von ca. 55 s auf eine Haspeltemperatur HT von 560°C abgekühlt und anschließend gehaspelt worden.

Claims (20)

1. Verfahren zum Erzeugen von kornorientiertem Elektroblech umfassend folgende kontinuierlich aufeinanderfolgend durchlaufene Schritte:
  • - Erschmelzen einer Stahlschmelze (S), welche (in Masse-%)
    Si: 2,5-4,5%,
    C: 0,002-0,1%,
    Cu: ≦ 0,3%,
    Mn: ≦ 0,25%,
    S: ≦ 06%,
    Al: ≦ 0,065%,
    N: ≦ 0,015% und
    als Rest Eisen
    enthält,
  • - kontinuierliches Abgießen der Stahlschmelze (S) zu einem Vorband (V) mit einer Dicke von 4 bis 24 mm;
  • - Abkühlen des Vorbandes (V) im Zuge seines Erstarrens auf eine Temperatur ≧ 1050°C;
  • - Warmwalzen des abgekühlten Vorbandes (V) in einer Linie mit einer Endwalztemperatur (ET) ≧ 900°C zu einem Warmband (W), dessen Dicke (dEnd) ≦ 3,5 mm ist, wobei der Umformgrad εh im ersten Umformstich (n1) mindestens 20% beträgt;
  • - Abkühlen des Warmbands mit einer Abkühlgeschwindigkeit ≧ 50°C/s auf eine Haspeltemperatur (HT) ≦ 700°C,
  • - Haspeln des Warmbandes (W) und
  • - Herstellen eines Kaltbandes aus dem gehaspelten Warmband (W).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mn-Gehalt weniger als 0,25 Masse-% beträgt.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Herstellen des Kaltbandes die folgenden Arbeitsschritte umfaßt:
  • - Kaltwalzen des Warmbandes (W) nach dem Haspeln zu einem Kaltband mit einer Dicke von 0,1-0,5 mm;
  • - rekristallisierendes und entkohlendes Glühen des Kaltbandes;
  • - Auftragen eines Glühseparators, welcher überwiegend MgO enthält;
  • - Schlußglühen des mit dem Glühseparator versehenen Kaltbandes;
  • - Beschichten des schlußgeglühten Kaltbandes mit einer elektrischen Isolierung und
  • - Spannungsfreiglühen des mit der elektrischen Isolierung beschichteten Kaltbandes.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwalzen einstufig erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwalzen mehrstufig erfolgt und daß eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes zwischen mindestens zwei der Stufen des Kaltwalzens durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband (W) im Anschluß an das Haspeln geglüht wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband (W), wenn seine Dicke im Zuge des Warmwalzens auf unter 15 mm reduziert worden ist, zwischen zwei Warmwalzstichen (n1, n2) auf Temperaturen von weniger als 1000°C abgekühlt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Warmbandes (W) nicht weniger als 5 mm beträgt, wenn die Abkühlung erfolgt.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (dEnd) des fertig warmgewalzten Warmbandes (W) 0,7-3,5 mm beträgt.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtemperatur (ET) des Warmwalzens ≧ 1050°C ist.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspeltemperatur (HT) ≦ 600°C ist.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Warmwalzens während mindestens eines Warmwalzstichs (n1, n2, n3) eine Schmierung der Oberfläche mindestens einer der Walzen des für diesen Stich eingesetzten Walzgerüstes (6, 7, 8) durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stahlschmelze (in Masse-%)
C: 0,002-0,1%
Mn: 0,05-0,1
S: 0,015-0,035%
enthält, daß das aus dieser Stahlschmelze (S) gegossene Vorband (V) auf eine Enddicke (dEnd) von 0,7-1,3 mm warmgewalzt wird und daß das Warmband (W) in der letzten der im Zuge der Herstellung des Kaltbandes durchlaufenen Kaltverformungsstufen eine Dickenreduktion von 45%-85% erfährt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband (W) bei einer Glühtemperatur, die zwischen 700°C und 1150°C liegt, geglüht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband (W) bei einer Haspeltemperatur (HT) gehaspelt wird, die weniger als 900°C beträgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stahlschmelze (in Masse-%)
Si: 2,5-4,0%
C: 0,002-0,1%
Cu: 0,05-0,3%
Mn: 0,05-0,1%
S: 0,015-0,035%
Al: 0,015-0,065%
N: 0,005-0,015%
enthält, daß das aus dieser Stahlschmelze (S) gegossene Vorband (V) auf eine Enddicke (dEnd) ≦ 3,5 mm warmgewalzt wird, daß das aus dem Warmband (W) erzeugte Kaltband vor der letzten der im Zuge der Herstellung des Kaltbandes durchlaufenen Kaltverformungsstufen bei 950°C bis 1150°C für 30 bis 300 s ausscheidungsgeglüht wird, daß das ausscheidungsgeglühte Kaltband anschließend mit einer Abkühlrate von mehr als 20°C/s beschleunigt abgekühlt wird, und daß das abgekühlte Kaltband in der letzten Stufe der Kaltverformung eine Dickenreduktion von 70%-95% erfährt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stahlschmelze (in Masse-%)
Cu: ≦ 0,01%
S: ≦ 0,01%
Al: ≧ 0,015%
N: ≧ 0,005%
enthält, daß das aus dieser Stahlschmelze (S) gegossene Vorband (V) auf eine Enddicke (dEnd) ≦ 3,5 mm warmgewalzt wird, daß das aus dem Warmband (W) erzeugte Kaltband vor der letzten der im Zuge der Herstellung des Kaltbandes durchlaufenen Kaltverformungsstufen bei 1000°C bis 1150°C für 30 bis 300 s ausscheidungsgeglüht wird, daß das ausscheidungsgeglühte Kaltband anschließend mit einer Abkühlrate von mehr als 20°C/s beschleunigt abgekühlt wird, und daß das abgekühlte Kaltband in der letzten Stufe der Kaltverformung eine Dickenreduktion von 45%-95% erfährt.
18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlschmelze (S) ≦ 0,1 Masse-% Phosphor enthält.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltband nitriert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlschmelze (S) eines oder mehrere der Elemente As, V, Sn, Sb, Te und Bi mit einem Anteil von jeweils bis zu 0,2 Masse-% enthält.
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