DE1264476B - Process to reduce the power loss and to increase the permeability of silicon steel sheet - Google Patents
Process to reduce the power loss and to increase the permeability of silicon steel sheetInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
Int. α.:Int. α .:
C21dC21d
Deutsche Kl.: 18 c-1/78 German class: 18 c -1/78
Nummer: 1264 476Number: 1264 476
Aktenzeichen: U 7307 VI a/18 cFile number: U 7307 VI a / 18 c
Anmeldetag: 7. Juli 1960Filing date: July 7, 1960
Auslegetag: 28. März 1968Opening day: March 28, 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhöhung der * Permeabilität von Siliziumstahlblech mit 2,75 bis 3,5 % Silizium, bis zu 0,15 % Mangan, bis zu 0,05% Kohlenstoff, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen.The invention relates to a method for reducing the power loss and for increasing the * Permeability of silicon steel sheet with 2.75 to 3.5% silicon, up to 0.15% manganese, up to 0.05% carbon, Remainder iron and traces of impurities.
Siliziumstahlbleche mit Goßtextur werden in üblicher Weise bekanntlich dadurch hergestellt, daß das warmgewalzte Blech kalt ausgewalzt, geglüht, wieder kalt ausgewalzt und geglüht und schließlich einer Schlußglühung unterworfen wird. Es ist bekannt, daß ίο die erzielbare Kornorientierung auch vom Zustand des Bleches vor dem Kaltwalzen, d.h., von der Vorbehandlung des warmgewalzten Bleches abhängt.Silicon steel sheets with cast texture are known to be produced in the usual manner in that the hot rolled sheet cold rolled, annealed, cold rolled again and annealed and finally one Final annealing is subjected. It is known that ίο The achievable grain orientation also depends on the condition of the sheet before cold rolling, i.e. on the pretreatment of the hot-rolled sheet.
Es hat sich nun herausgestellt, daß im Gefüge des warmgewalzten Bleches vorhandene Karbidausscheidüngen einen Einfluß auf die erzielbare Kornorientierung haben. An den Korngrenzen ausgeschiedene Karbidteilchen haben einen ungünstigen Einfluß, wohingegen innerhalb des Korns ausgeschiedene länglichrunde Karbidteilchen einen günstigen Einfluß besitzen. Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß die Art der Karbidausscheidung durch entsprechende Wärmebehandlung der warmgewalzten Bleche gesteuert werden kann. Insbesondere erreicht man die Ausscheidung länglichrunder Karbidteilchen im Korninneren, wenn man das warmgewalzte Blech 1 bis 60 Minuten lang bei 790 bis 9500C hält, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. auf 310 bis 4800C abschreckt, bei dieser Temperatur 1 bis 20 Minuten lang hält und schließlich auf Raumtemperatur abkühlt. Ein in dieser Weise wärmebehandeltes Siliziumstahlblech weist nach Durchführung der üblichen zur Kornorientierung dienenden Verfahrensschritten eine verringerte Verlustleistung und erhöhte Permeabilität auf.It has now been found that carbide precipitates present in the structure of the hot-rolled sheet have an influence on the grain orientation that can be achieved. Carbide particles precipitated at the grain boundaries have an unfavorable influence, whereas elongated round carbide particles precipitated within the grain have a favorable influence. It has also been found that the type of carbide precipitation can be controlled by appropriate heat treatment of the hot-rolled sheets. In particular to reach the excretion elongated round carbide particles inside the grain, when holding the hot rolled sheet from 1 to 60 minutes at 790-950 0 C, then at a rate of more than 40 ° C / sec. quenched to 310 to 480 0 C, holds at this temperature for 1 to 20 minutes and finally cools to room temperature. A silicon steel sheet heat-treated in this way has a reduced power loss and increased permeability after the usual process steps serving for grain orientation have been carried out.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhöhung
der Permeabilität von Siliziumstahlblech mit Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung
und zur Erhöhung der Permeabilität von
SiliziumstahlblechThe invention therefore relates to a method for reducing the power loss and for increasing the permeability of silicon steel sheet with a method for reducing the power loss
and to increase the permeability of
Silicon steel sheet
Anmelder:Applicant:
United States Steel Corporation,United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,Dipl.-Ing. M. Licht and Dr. R. Schmidt,
Patentanwälte, 8000 München 2, Theresienstr. 33Patent Attorneys, 8000 Munich 2, Theresienstr. 33
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Harry Mack Alworth, Monroe Heights, Pa.;
Harry Franklin Shannon, Pittsburgh, Pa.;
Edward Bernard Stanley, Apollo, Pa. (V. St. A.)Harry Mack Alworth, Monroe Heights, Pa .;
Harry Franklin Shannon, Pittsburgh, Pa .;
Edward Bernard Stanley, Apollo, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 9. Juli 1959 (825 889) - -V. St. v. America 9 July 1959 (825 889) - -
2,75 bis 3,5 % Silizium, bis zu 0,15 °/0 Mangan, bis zu 0,05% Kohlenstoff, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das warmgewalzte Blech vor den Verfahrensschritten, die der Kornorientierung dienen, bei 790 bis 9500C bis 60 Minuten lang geglüht wird, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. auf 310 bis 48O0C abgeschreckt wird, bei dieser Temperatur bis 120 Minuten lang gehalten wird und schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt wird.2.75 to 3.5% silicon, up to 0.15 ° / 0 manganese, up to 0.05% carbon, balance iron and trace impurities, which is characterized in that the hot rolled sheet before the process steps of Serve grain orientation, is annealed at 790 to 950 0 C for 60 minutes, then at a rate of more than 40 ° C / sec. is quenched to 310 to 48O 0 C, held at this temperature for 120 minutes and finally cooled to room temperature.
Aus der nachfolgenden Tabelle ist ersichtlich, welchen Einfluß die Abkühlung eines warmgewalzten Stahlbandes von einer Temperatur, bei der die Karbide gelöst sind, auf das Gefüge und die Verlustleistung des kornorientierten Stahlbleches hat.The table below shows which Influence the cooling of a hot-rolled steel strip from a temperature at which the carbides are solved, has on the structure and the power loss of the grain-oriented steel sheet.
und 15 Kilogauß
Watt/kgPower loss at 50 Hz
and 15 kilogauss
Watt / kg
AbkühlungQuenching to 650 0 C and
cooling down
lichrunde AusscheidungenCarbides at the grain boundaries and lengthways
light round eliminations
AbkühlungQuenching to 425 ° C and
cooling down
809 520/465809 520/465
Die unerwünschten Karbidausscheidungen an den Korngrenzen bilden sich innerhalb kurzer Zeit bei verhältnismäßig hohen Temperaturen. Die Bildung derartiger Ausscheidungen kann verhindert werden, wenn man das warmgewalzte Stahlblech auf 8400C erwärmt, wenigstens 10 Minuten lang auf dieser Temperatur hält und anschließend mit solcher Geschwindigkeit abschreckt, daß keine unerwünschten Ausscheidungen von Karbiden an den Korngrenzen auftreten. Beispielsweise wird mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. und vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 65°C/Sek., insbesondere mit 80°C/Sek. abgeschreckt. Nach diesem sogenannten Lösungsglühen sind keine sichtbaren Ausscheidungen vorhanden. Wenn warmgewalztes Stahlblech ohne sichtbare Ausscheidungen zu kornorientiertem Stahlblech verarbeitet ist, sind die Verlustleistung und Permeabilität dieses Stahlbleches etwas besser als des Stahlbleches, das aus warmgewalztem Stahlblech mit sichtbaren Ausscheidungen ..an den Korngrenzen hergestellt ist. ■■. -The undesired carbide precipitations at the grain boundaries form within a short time at relatively high temperatures. The formation of such precipitates can be prevented if the hot-rolled steel sheet is heated to 840 ° C., kept at this temperature for at least 10 minutes and then quenched at such a rate that no undesired precipitations of carbides occur at the grain boundaries. For example, at a rate of more than 40 ° C / sec. and preferably at a rate of at least 65 ° C / sec., especially 80 ° C / sec. deterred. After this so-called solution heat treatment, there are no visible precipitates. If hot-rolled steel sheet is processed into grain-oriented steel sheet without visible precipitations, the power loss and permeability of this steel sheet are somewhat better than the steel sheet made from hot-rolled steel sheet with visible precipitations ... at the grain boundaries. ■■. -
Die erwünschten länglichrunden Ausscheidungen bilden sich bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen (unterhalb 55O0C) in einer begrenzten Zeitspanne und können dadurch erzeugt werden, indem man das lösungsgeglühte Stahlblech wieder auf 425° C erwärmt und auf dieser Temperatur 10 Minuten lang oder länger hält. Ein warmgewalztes Stahlblech, das nach einem Lösungsglühen dieser Ausscheidungsbehandlung unterworfen und anschließend durch das bekannte Verfahren zu kornorientiertem Stahlblech verarbeitet wird, hat bessere Eigenschaften als ein Stahlblech, das nach dem Warmwalzen nur einer Lösungsglühbehandlung unterworfen worden ist.The desired lenticular precipitates form at relatively low temperatures (below 55O 0 C) in a limited period of time and can be produced by, by heating the solution-annealed steel sheet again to 425 ° C and holding at this temperature for 10 minutes or longer. A hot-rolled steel sheet which is subjected to this precipitation treatment after solution heat treatment and then processed into grain-oriented steel sheet by the known method has better properties than a steel sheet which has been subjected to only solution heat treatment after hot rolling.
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse angegeben, die sich bei Versuchen mit drei Stählen ergaben:The following table shows the results that were obtained from tests with three steels:
Vorbehandlung warmgewalzten StahlblechesPre-treatment of hot-rolled steel sheet
Verlustleistung bei 50 HzPower loss at 50 Hz
und 15 Kilogaußand 15 kilogauss
Watt/kgWatt / kg
Permeabilität
bei 15 Kilogaußpermeability
at 15 kilogauss
Stahlblech ASheet steel A
a) Keine a) None
b) Lösungsglühbehandlung* b) Solution heat treatment *
" c) Lösungsglühbehandlung"c) Solution heat treatment
und Ausscheidungsbehandlung**.and excretion treatment **.
Stahlblech BSheet steel B
a) Keine a) None
b) Lösungsglühbehandlung* b) Solution heat treatment *
c) Lösungsglühbehandlungc) solution heat treatment
und Ausscheidungsbehandlung**.and excretion treatment **.
Stahlblech CSheet steel C
a) Keine a) None
b) Lösungsglühbehandlung* b) Solution heat treatment *
c) Lösungsglühbehandlungc) solution heat treatment
und Ausscheidungsbehandlung**.and excretion treatment **.
1,34
1,271.34
1.27
1,101.10
1,40
1,321.40
1.32
1,121.12
1,29
1,291.29
1.29
1,091.09
8 7598 759
9 2189 218
16 68116 681
4 799
8 4414 799
8 441
15 23415 234
8 758
8 5448 758
8 544
15 92315 923
* Lösungsglühbehandiung: Erwärmen auf 8400C — Beibehalten dieser Temperatur für 10 Minuten — Abschrecken mit Wasser. ** Ausscheidungsbehandlung: Erwärmen auf 425° C — Beibehalten dieser Temperatur für 10 Minuten — Abkühlen in Luft.* Solution heat treatment: heating to 840 ° C. - maintaining this temperature for 10 minutes - quenching with water. ** Precipitation treatment: heating to 425 ° C - maintaining this temperature for 10 minutes - cooling in air.
Es wurde festgestellt, daß das Lösungsglühen durchgeführt werden kann, indem man den Stahl von 1 bis 60 Minuten lang auf Temperaturen im Bereich von 790 bis 950° C hält. Die längeren Zeiten sind bei den niedrigeren Temperaturen und umgekehrt die kürzeren Zeiten bei den höheren Temperaturen erforderlich. It has been found that the solution heat treatment can be carried out by removing the steel from Holds temperatures in the range of 790 to 950 ° C for 1 to 60 minutes. The longer times are at the lower temperatures and vice versa the shorter times required at the higher temperatures.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß die Ausscheidungsbehandlung bei Temperaturen im Bereich von 310 bis 480° C und mit Behandlungszeiten von 1 bis 120 Minuten und sogar länger durchgeführt werden kann. Bei den höheren Temperaturen sind kürzere Zeiten und bei den niedrigeren Temperaturen längere Zeiten erforderlich.It has also been found that the precipitation treatment can be performed at temperatures in the range of 310 to 480 ° C and with treatment times of 1 to 120 minutes and even longer can. The times are shorter at the higher temperatures and longer at the lower temperatures Times required.
Die Lösungsglühbehandiung und die Ausscheidungsbehandlung können auch durchgeführt werden, indem . der Stahl in den entsprechenden Temperaturbereichen mit entsprechend langsamer Geschwindigkeit abgekühlt wird. So kann bei einem vorteilhaften Verfahren der folgenden Erfindung das warmgewalzte Stahlblech, welches das letzte Walzengerüst einer Warmwalzanlage mit einer Temperatur von über 925° C und vorzugsweise von 9500C verläßt, auf eine Temperatur von 790° C abkühlen, bevor es durch Übersprühen mit Wasser, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von über 65° C pro Sekunde, auf eine Temperatur von 425°C abgeschreckt wird. Anschließend wird das Blech bei ungefähr dieser Temperatur zu Bunden aufgerollt und durch den Temperaturbereich der Ausscheidungsbehandlung gekühlt.The solution heat treatment and the precipitation treatment can also be carried out by. the steel is cooled in the corresponding temperature ranges at a correspondingly slow rate. Thus, in an advantageous method of the following invention, the hot-rolled steel sheet to cool the last roll stand of a hot rolling mill with a temperature of about 925 ° C, and preferably leaves of 950 0 C, to a temperature of 790 ° C before it by over-spraying with water is quenched, preferably at a rate of over 65 ° C per second, to a temperature of 425 ° C. The sheet is then rolled up into coils at approximately this temperature and cooled by the temperature range of the precipitation treatment.
Nach der oben beschriebenen Behandlung des warmgewalzten Bleches, das eine Stärke von 1,9 bis 2,3 mm haben kann, wird es einer weiteren Behandlung unterworfen, durch die es auf die gewünschte Endstärke gebracht und durch die die gewünschte Kornorientierung entwickelt wird. Diese Behandlung besteht aus einer ersten, in kaltem Zustand durchgeführten Verformung auf 0,5 bis 0,75 mm, an die sich eine Glühbehandlung bei 870 bis 940° C und vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre mit einem Taupunkt von höchstens —4° C anschließt. Anschließend wird das Stahlblech im kalten Zustand auf eine Endstärke von vorzugsweise entweder 0,30 oder 0,35 mm ausgewalzt und wiederum geglüht. DiesesAfter the above-described treatment of the hot-rolled sheet, which has a thickness of 1.9 to 2.3 mm, it is subjected to a further treatment by which it is adjusted to the desired Brought final strength and through which the desired grain orientation is developed. This treatment consists of a first cold deformation to 0.5 to 0.75 mm, to which an annealing treatment at 870 to 940 ° C and preferably in an inert atmosphere with a This is followed by a dew point of no more than -4 ° C. The steel sheet is then put on in the cold state rolled out to a final thickness of preferably either 0.30 or 0.35 mm and annealed again. This
Glühen wird bei einer Temperatur im Bereich von 760 bis 815° C und entweder in einer inerten Atmosphäre oder in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, die aber in jedem Falle vorzugsweise über 2 % Wasserdampf enthält. Anschließend wird das Stahlblech bei einer Temperatur von über HOO0C in einer trockenen Atmosphäre, vorzugsweise Wasserstoffatmosphäre, kastengeglüht. Nach einer derartigen Behandlung weist das Stahlblech Goßtextur auf.Annealing is carried out at a temperature in the range from 760 to 815 ° C. and either in an inert atmosphere or in a reducing atmosphere, but which in each case preferably contains more than 2% water vapor. The steel sheet is then box-annealed at a temperature of over HOO 0 C in a dry atmosphere, preferably a hydrogen atmosphere. After such a treatment, the steel sheet has a cast texture.
Claims (3)
Deutsche Patentschrift Nr. 969 732;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 009 214.Considered publications:
German Patent No. 969 732;
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