DE102019217491A1 - Process for the production of a cold-rolled Si-alloyed electrical steel strip with a cold-rolled strip thickness dkb <1 mm from a steel precursor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Elektrobandes mit einer Kaltbanddicke dkb< 1 mm aus einem Stahlvorprodukt.The invention relates to a method for producing a cold-rolled electrical steel strip with a cold-rolled strip thickness dkb <1 mm from a steel precursor.
Description
Gebiet:Area:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Elektrobandes mit einer Kaltbanddicke dkb < 1 mm aus einem Stahlvorprodukt.The invention relates to a method for producing a cold-rolled electrical steel strip with a cold-rolled strip thickness d kb <1 mm from a steel precursor.
Stand der Technik:State of the art:
Für die Herstellung von Bändern aus Si-legiertem Stahl mit einer Dicke dkb < 1 mm sind unterschiedlichen Verfahrensrouten bekannt. Typischerweise wird eine Bramme oder Dünnbramme in einem mehrstufigen Warmwalzprozess zu einem Warmband gewalzt. Anschließend wird das Warmband kontinuierlich oder diskontinuierlich vor einem ersten Anstich in einem Kaltwalzwerk geglüht. Im Kaltwalzwerk wird das Warmband ebenfalls in einem mehrstufigen Walzprozess zu einem Kaltband gewalzt und anschließend erneut einer Glühung unterzogen. Prozessparameter für derartige Verfahren sind beispielsweise in der
Elektrobänder erreichen optimale magnetische Eigenschaften, wenn der Umformgrad im Kaltwalzwerk 85 % nicht übersteigt. Weiterhin wird die Kaltumformbarkeit dieser Werkstoffgruppe durch ihr sprödes Verhalten begrenzt. Aus physikalischen Gründen muss das fertige Elektroband eine besonders geringe Banddicke aufweisen, welche typischerweise < 0,30 mm beträgt. Daher besteht die Aufgabe für die Herstellung besonders dünner Kaltbänder (dkb < 0,25 mm) dünne Warmbänder (dwb < 1,80 mm) als Ausgangsmaterial bereitzustellen.Electrical strips achieve optimal magnetic properties if the degree of deformation in the cold rolling mill does not exceed 85%. Furthermore, the cold formability of this group of materials is limited by their brittle behavior. For physical reasons, the finished electrical steel strip must have a particularly small strip thickness, which is typically <0.30 mm. The task is therefore to provide thin hot strips (d wb <1.80 mm) as the starting material for the production of particularly thin cold strips (d kb <0.25 mm).
Beim Warmwalzen dieser dünnen Warmbänder aus einer Bramme oder Dünnbramme in einem Warmwalzwerk fällt die Endwalztemperatur TEW üblicherweise unter TEW = 900°C, was in der Folge zu einer inhomogenen Gefügestruktur über den Querschnitt des Warmbandes führt. Die Bandoberfläche weist nach dem Erkalten starke Anteile nicht feinkörniger, rekristallisierter Gefügestrukturen auf und der Kern dagegen ist von einer stark grobkörnigen und zeiligen Gefügestruktur gekennzeichnet. Solche inhomogenen Gefüge lassen sich nur schwer kaltwalzen. Die Inhomogenität des Warmbandes vererbt sich ebenso auf das Endgefüge im fertig geglühten Kaltband und schränkt die Erreichbarkeit optimaler magnetischer Kennwerte ein.When hot rolling these thin hot strips from a slab or thin slab in a hot rolling mill, the final rolling temperature T EW usually falls below T EW = 900 ° C, which consequently leads to an inhomogeneous microstructure over the cross section of the hot strip. After cooling, the surface of the strip shows strong proportions of non-fine-grained, recrystallized microstructures and the core, on the other hand, is characterized by a very coarse-grained and linear structure. Such inhomogeneous structures are difficult to cold-roll. The inhomogeneity of the hot strip is also passed on to the final structure in the fully annealed cold strip and limits the attainability of optimal magnetic parameters.
Bei einer herkömmlichen Warmwalzweise wird versucht, durch Anhebung der Endwalztemperatur, Walzbedingungen einzustellen, bei denen diese inhomogen Gefügestruktur weniger ausgeprägt ist. Dies wird üblicherweise dadurch erreicht, dass die Walzgeschwindigkeiten im Warmwalzprozess erhöht oder die Brammentemperatur vor dem ersten Anstich im Warmwalzgerüst erhöht werden.In a conventional hot rolling process, an attempt is made, by increasing the final rolling temperature, to set rolling conditions in which this inhomogeneous microstructure is less pronounced. This is usually achieved by increasing the rolling speed in the hot rolling process or by increasing the slab temperature before the first piercing in the hot rolling stand.
Bei zu hohen Endwalzgeschwindigkeiten können aber instabile Verhältnisse in der Warmwalzstraße entstehen, die negative Auswirkungen auf die Bandqualität haben können. Hohe Anstichtemperaturen benötigen entsprechend mehr Energie im Vorwärmofen und / oder können durch vermehrte Zunderbildung die Oberfläche der Bramme schädigen bzw. das mengenmäßige Ausbringen verschlechtern.If the final rolling speed is too high, however, unstable conditions can arise in the hot rolling mill, which can have negative effects on the strip quality. High piercing temperatures require correspondingly more energy in the preheating furnace and / or can damage the surface of the slab or worsen the quantitative output due to increased scale formation.
Um die Nachteile in den bekannten Produktionsprozessen zu vermeiden, müssen die dünnen Warmbänder mit TEW < 900°C mit einer inhomogenen Gefügestruktur geglüht werden. Diese Warmbandglühung ist unabhängig von der beim Warmwalzen gewählten Endwalztemperatur.In order to avoid the disadvantages in the known production processes, the thin hot strips with T EW <900 ° C must be annealed with an inhomogeneous microstructure. This hot strip annealing is independent of the final rolling temperature selected for hot rolling.
Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:
Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Elektrobandes mit einer Kaltbanddicke dkb < 1 mm aus einem Stahlvorprodukt über eine optimierte Kombination aus Endwalztemperatur im Warmwalzwerk und Warmbandglühung bereitzustellen.The object to be achieved by the invention is to provide a method for producing a cold-rolled electrical steel strip with a cold-rolled strip thickness d kb <1 mm from a steel pre-product via an optimized combination of final rolling temperature in the hot rolling mill and hot-strip annealing.
Erfindung:Invention:
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst. Die Warmbanddicke dWb eines Warmbandes vor dem Kaltwalzen beträgt dWb< 1,80 mm und die Endwalztemperatur TEW bei dem Warmwalzen des Warmbandes wird auf TEW ≤ 900°C eingestellt. Vor dem Kaltwalzen erfolgt eine kontinuierliche Warmbandglühung in einem Ofen, aufweisend eine Schnellaufheizvorrichtung. Dabei wird das Warmband in dem Ofen mit der Schnellaufheizvorrichtung innerhalb von maximal 5 Sekunden auf eine Bandtemperatur von mindestens 700°C gebracht und anschließend mindestens 30 s bei einer Temperatur von 900°C - 950°C gehalten.The object is achieved by the method according to the invention with the features of main claim 1. The hot strip thickness d Wb of a hot strip before cold rolling is d Wb <1.80 mm and the final rolling temperature T EW during hot rolling of the hot strip is set to T EW ≤ 900 ° C. Before cold rolling, continuous hot strip annealing takes place in a furnace with a rapid heating device. The hot strip in the furnace is brought to a strip temperature of at least 700 ° C within a maximum of 5 seconds using the rapid heating device and then held at a temperature of 900 ° C - 950 ° C for at least 30 s.
Durch die deutlich geringere Endwalztemperatur im Warmwalzprozess gegenüber dem Stand der Technik kann mit Walzgeschwindigkeiten im stabilen Produktionsbereich einer Walzstraße ein Warmband mit dWb < 1,80 mm und geringen Unterschieden in der Gefügestruktur gewalzt werden. Durch die anschließende kontinuierliche Warmbandglühung und die in dem Ofen angebrachte Schnellaufheizeinrichtung können die für die Produktion des Kaltbandes notwendigen Eigenschaften des dünnen Warmbandes optimal eingestellt werden.Due to the significantly lower final rolling temperature in the hot rolling process compared to the prior art, a hot strip with d Wb <1.80 mm and slight differences in the structure can be rolled at rolling speeds in the stable production range of a rolling train. Through the subsequent continuous hot strip annealing and the rapid heating device installed in the furnace, the properties of the thin hot strip necessary for the production of the cold strip can be optimally adjusted.
Gemäß dem Unteranspruch 2 ist es bevorzugt, wenn die Endwalztemperatur des Warmwalzens auf TEW ≤ 750°C eingestellt wird. Dadurch kann die Vorwärmtemperatur einer eingesetzten Bramme weiter abgesenkt werden und neben einer weiteren Optimierung der Gefügestruktur auch die Warmbandoberfläche verbessert werden.According to the dependent claim 2, it is preferred if the final rolling temperature of the Hot rolling is set to T EW ≤ 750 ° C. As a result, the preheating temperature of an inserted slab can be lowered further and, in addition to further optimization of the microstructure, the hot strip surface can also be improved.
Weiterhin ist es gemäß dem Unteranspruch 3 vorteilhaft, wenn das geglühte Warmband gebeizt wird. Dadurch wird die Qualität der Warmbandoberfläche und der daraus entstehenden Kaltbandoberfläche verbessert.Furthermore, according to dependent claim 3, it is advantageous if the annealed hot strip is pickled. This improves the quality of the hot strip surface and the resulting cold strip surface.
Beispielsweise wird in einer mehrgerüstigen Warmwalzstraße mit einer erlaubten Walzgeschwindigkeit von maximal 11 m/s eine Bramme mit einer Dicke von 60 mm mit den folgenden Parametern zu einem dünnen Warmband gewalzt:
- 1. Eine Brammentemperatur vor Anstich im ersten Warmwalzgerüst von TBr = 1150°C ergibt eine Endwalztemperatur TEW = 750°C bei einer Warmbanddicke dwb = 1,2 mm und einer Endwalzgeschwindigkeit Vew = 5,8 m/s bis Vew = 8,8 m/s.
- 2. Eine Brammentemperatur vor Anstich im ersten Warmwalzgerüst von TBr = 1050°C ergibt eine Endwalztemperatur TEW = 750°C bei einer Warmbanddicke dwb = 1,2 mm und einer Endwalzgeschwindigkeit Vew = 6,0 m/s bis Vew = 9,0 m/s.
- 3. Eine Brammentemperatur vor Anstich im ersten Warmwalzgerüst von TBr = 1050°C ergibt eine Endwalztemperatur TEW = 790°C bei einer Warmbanddicke dwb = 1,2 mm Endwalzgeschwindigkeitsunabhängig.
- 1. A slab temperature before piercing in the first hot rolling stand of T Br = 1150 ° C results in a final rolling temperature T EW = 750 ° C with a hot strip thickness d wb = 1.2 mm and a final rolling speed V ew = 5.8 m / s to V ew = 8.8 m / s.
- 2. A slab temperature before piercing in the first hot rolling stand of T Br = 1050 ° C results in a final rolling temperature T EW = 750 ° C with a hot strip thickness d wb = 1.2 mm and a final rolling speed V ew = 6.0 m / s to V ew = 9.0 m / s.
- 3. A slab temperature before piercing in the first hot rolling stand of T Br = 1050 ° C. results in a final rolling temperature T EW = 790 ° C. with a hot strip thickness d wb = 1.2 mm, regardless of the final rolling speed.
Die beispielhaften Warmbänder 1. bis 3. werden in einem darauffolgenden Herstellungsprozess gemäß dem Stand der Technik zu Elektrobändern mit einer Dicke von dkb = 0,20 mm verarbeitet. Die derart hergestellten Elektrobänder weisen die notwendigen Eigenschaften gemäß entsprechender internationaler Standards.The exemplary hot strips 1 to 3 are processed into electrical strips with a thickness of d kb = 0.20 mm in a subsequent production process in accordance with the prior art. The electrical strips produced in this way have the necessary properties in accordance with corresponding international standards.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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