DE1458852A1 - Process for producing non-aging electrical steel - Google Patents
Process for producing non-aging electrical steelInfo
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Description
"Verfahren zum Erzeugen von nichtalterndem Elektroblech""Process for producing non-aging electrical steel"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von nichtalterndem, im Durchlaufofen zu glühendem Elektroblech aus einer in üblicher Weise erschmolzenen Schmelze mit 0,03 bis 0,05$ Kohlenstoff, die zur Entkohlung einer Vakuumbehandlung unterzogen wird.The invention relates to a method for producing non-aging material that is to be glowed in a continuous furnace Electrical steel from a melt melted in the usual way with 0.03 to 0.05 $ carbon, which is used for decarburization is subjected to a vacuum treatment.
Ein großer Teil des für Elektroblech^ zu verwendenden Stahls wird im Hinblick auf die erforderliche Planheit des Fertigerzeugnisses im Durchlaufofen geglüht, wobei gleichzeitig die magnetischen Eigenschaften des Stahls verbessert werden. Das nicht zu vermeidende rasche Abkühlen des Glühgutes führt jedoch dazu, daß sich die magnetischen Eigenschaften über längere Zeit wieder verschlechtern. Ursache für diese magnetische Alterung ist der Kohlenstoffgehalt, weswegen es erforderlich ist, den Endkohlenstoffgehalt auf maximal 0,05$ zu begrenzen. Dies ist der Grund dafür, daß ein für Elektrobleche geeigneter Stahl einen mög-A large part of that to be used for electrical steel Steel is annealed in a continuous furnace with a view to the required flatness of the finished product at the same time the magnetic properties of the steel are improved. The unavoidable rapid cooling the annealing material leads to the fact that the magnetic Properties deteriorate again over a longer period of time. The cause of this magnetic aging is the carbon content, which is why it is necessary to determine the final carbon content to a maximum of $ 0.05. This is the reason that a steel suitable for electrical steel is a possible
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liehst niedrigen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,03$ hatten muß, der im Durchlaufofen im Wege eines entkohlenden Glühens auf den erforderlichen niedrigen Endkohlenstoffgehalt gebracht wird. Das entkohlende Glühen erfordert jedoch verhältnismäßig lange Glühzeiten von etwa fünf Minuten, die eine erhebliche Kostenbelastung darstellen,,lent must have had a low carbon content of about $ 0.03, which is brought to the required low final carbon content in a continuous furnace by means of a decarburizing annealing will. However, the decarburizing annealing requires relatively long annealing times of about five minutes, which is a considerable one Represent cost burden,
Nach »Stahl und Eisen» 1956, Seite 1721 bis 1728 und 1962, Seite 1485 bis 1495 ist es zwar bekannt, den Kohlenstoffgehalt von Stählen durch eine Vakuumbehandlung zu verringern und dabei Kohlenstoffgehalte bis zu 0,02$ zu verringern. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht jedoch darin, das bei Elektroblechen übliche Glühen zur Erniedrigung des Kohlenstoffgehaltes im Durchlaufofen wesentlich zu verkürzen und dennoch einen niedrigen Endkohlenstoff gehalt von maximal 0,005$ zu erreichen,,According to "Steel and Iron" 1956, pages 1721 to 1728 and 1962, pages 1485 to 1495, it is known the carbon content of steels through a vacuum treatment and thereby carbon contents up to 0.02 $ to decrease. The object on which the invention is based, however, consists in the annealing which is customary in electrical steel sheets to reduce the carbon content in the continuous furnace significantly and still have a low final carbon to achieve a salary of a maximum of $ 0.005,
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem die Schmelze erfindungsgemäß mit einem Sauerstoffgehalt in den Vakuumbehälter eingesetzt wird, der wesentlich höher ist als der sich für einen Kohlenstoffgehalt von 0,03 bis 0,05$ aus dem stöehiometrischen Verhältnis CiO » 3*4 ergebende Sauerstoffgehalt und bei dem der Stahl so lange einer Vakuumbehandlung unterzogen wird, bis sein Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,01$ abgesunken ist. Der Sauerstoff-Überschuß wird anschließend durch Desoxydation mit Aluminium auf unter 0,005$ gesenkt und demThe solution to this problem consists in a method of the type mentioned at the outset, in which the melt according to the invention is used with an oxygen content in the vacuum container, which is much higher than that for a carbon content of $ 0.03 to $ 0.05 from the stoehiometric Ratio CiO »3 * 4 resulting oxygen content and vacuum treating the steel until its carbon content drops to about $ 0.01 is. The excess of oxygen is then reduced to below $ 0.005 by deoxidation with aluminum
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Stahl in üblicher Weise Silizium zugesetzt.Steel added silicon in the usual way.
Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren gelingt es, magnetisch nichtalternde Elektrobleohe zu erzeugen, die im Durchlaufofen eine geringe Glühzeit erfordern. Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten Bleche "besitzen außerdem besonders gute magnetische Eigenschaften und erweisen sich auch hinsichtlich ihrer Stanzbarkeit den nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Blechen überlegen.With the inventive method it is possible to generate magnetically non-aging Elektrobleohe that in Continuous furnace require a short annealing time. The sheets produced by the process according to the invention "have in addition, they have particularly good magnetic properties and also prove to be compared to conventional ones with regard to their punchability Process produced sheet metal superior.
Der Sauerstoffgehalt des aus einem üblichen Schmelzaggregat unberuhigt und mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,03 bis 0,05$ in eine Gießpfanne abgestochenen Stahls liegt gegen Abstichende bei ungefähr 0,06 bis 0,1$. Dieser unberuhigte Stahl wird im Vakuum bis auf etwa 0,01$ entkohlt, wobei der Sauerstoffgehalt im allgemeinen auf etwa 0,05 bis 0,08$ absinkt. Danach wird der Stahl durch Zusatz von Aluminium in einer Menge von etwa 1 bis 5 kg/t Stahl desoxydiert und dabei der Sauerstoffgehalt auf unter 0,005$ abgesenkt. Die bei Elektroblechen erforderliche Siliziumzugabe erfolgt vorzugsweise nach der Desoxydation mit Aluminium, was weiter unten erläuterte Vorteile besitzt.The oxygen content of the ordinary smelting unit is unstable and with a carbon content from $ 0.03 to $ 0.05 in a ladle of tapped steel towards the end of tapping is about $ 0.06 to $ 0.1. This unkilled steel is vacuum decarburized to about $ 0.01, the oxygen content generally dropping to about 0.05 to 0.08. After that, the steel is made by addition deoxidized by aluminum in an amount of about 1 to 5 kg / t steel and the oxygen content to below $ 0.005 lowered. The silicon addition required for electrical steel sheets is preferably carried out after deoxidation with aluminum, which has advantages explained below.
Sowohl die Desoxydation als auch die Zugabe vonBoth the deoxidation and the addition of
Silizium können in einer Vakuumbehandlung vorgenommen werden, so daß sich in der bevorzugten Ausführung der Erfindung der gesamte Prozeß in ein und demselben Entgasungsge-Silicon can be made in a vacuum treatment, so that in the preferred embodiment of the invention the entire process in one and the same degassing
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faß abspielt. Damit werden zugleich .die mechanischen Vorteile einer Vakuumbehandlung, die in einer kräftigen Durchmischung bestehen, nutzbar gemacht.barrel is playing. At the same time, the mechanical advantages a vacuum treatment, which consist in a vigorous mixing, made usable.
Beim Desoxydieren mit Aluminium werden höhere Aluminiumsätze als sonst üblich beigegeben, und zwar nicht nur zu dem Zweck, besonders niedrige Sauerstoffgehalte zu erzielen, sondern auch mit Rücksicht auf die Stickstoffabbindung. Vielfach wird man demgemäß mit Mengen von etwa 4 kg Aluminium pro Tonne arbeiten.When deoxidizing with aluminum, higher aluminum rates than usual are added, and indeed not only for the purpose of achieving particularly low oxygen levels, but also with regard to nitrogen depletion. In many cases, you will accordingly work with quantities of about 4 kg of aluminum per ton.
Bei der Weiterverarbeitung des so gewonnenen Stahls zeigt sich, daß die daraus gewalzten Bleche einer Grlühzeit im Durchlaufofen von einem kleinen Bruchteil dessen bedürfen, was bisher nötig war. Mußten die Bleche bisher etwa 5 Minuten lang geglüht werden, so kommt man bei Verwendung des erfindungsgemäß gewonnenen Stahles mit rund 1 Minute Glühzeit aus. Es ist sogar besonders vorteilhaft, mit einer derartigen kurzen Grlühzeit zu arbeiten, wie gleichfalls weiter unten näher erläutert werden wird.In the further processing of the steel obtained in this way, it is found that the sheets rolled from it are one The glowing time in the continuous furnace requires a small fraction of what was previously necessary. So far the sheets have had to are annealed for about 5 minutes, then when using the steel obtained according to the invention, round 1 minute glow time off. It is even particularly advantageous to work with such a short glow time, as also will be explained in more detail below.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, unter den besonders bei der Herstellung von Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt im Betrieb unvermeidlichen großen Schwankungen treffsicher das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Versucht man beispielsweise, durch eine Vakuumbehandlung einen Stahl mit gleichzeitig niedrigem Kohlen-The method according to the invention makes it possible, especially in the manufacture of steels with low carbon content in operation, the inevitable large fluctuations in the desired end product obtain. For example, if you try to use a vacuum treatment to treat a steel with a low carbon content
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stoff- und Sauerstoffgehalt herzustellen, und will man das durch eine Vakuumbehandlung allein erreichen, so ist es erforderlich, daß der Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalt gerade im stöchiometrischen Verhältnis vorliegen, was unter den betrieblichen Bedingungen praktisch nicht eingestellt werden kann«, Außerdem bleiben dann die erreichten Endgehalte verhältnismäßig hoch. Im Gegensatz hierzu wird beim Verfahren nach der Erfindung, bei dem der Sauerstoffgehalt im Ausgangszustand wesentlich höher liegt, als es dem aus dem stöchiometrischen Verhältnis für den betreffenden Kohlenstoffgehalt errechneten entspricht, der Kohlenstoffgehalt immer mit Sicherheit auf niedrigste Werte abgebaut, weil der hohe Sauerstoffgehalt die Entfernung des Kohlenstoffes begünstigt» Die anschließende Desoxydation mit Aluminium führt unter Ausnutzung der mit einer Vakuumbehandlung verbundenen kräftigen Mischbewegung dazu, daß der Sauerstoffgehalt schnell auf unter 0,005$ herabgesetzt wird.to produce the substance and oxygen content, and if this is to be achieved by vacuum treatment alone, it is necessary to that the carbon and oxygen content are just in the stoichiometric ratio, which is under the operational conditions can practically not be adjusted «, In addition, the final levels achieved then remain proportionate high. In contrast to this, in the method according to the invention, in which the oxygen content in the initial state is significantly higher than that from the stoichiometric ratio for the carbon content in question calculated corresponds to the carbon content always with certainty degraded to the lowest possible values because the high oxygen content favors the removal of the carbon »The subsequent deoxidation with aluminum takes advantage of the powerful associated with a vacuum treatment Mixing movement so that the oxygen content is quickly reduced to below $ 0.005.
Erst wenn der Sauerstoff in Form des leicht abscheidbaren Aluminiumoxyds aus dem Stahlbad entfernt ist, erfolgt die Zugabe des Siliziums. Demgegenüber führt die gleichzeitige Desoxydation mit Aluminium und Silizium zu schwer abscheidbaren Desoxydationsprodukten, die dann in einem hohen Endsauerstoffgehalt des fertigen Stahles resultieren. Only when the oxygen in the form of the easily separable aluminum oxide has been removed from the steel bath takes place the addition of silicon. In contrast, the simultaneous deoxidation with aluminum and silicon leads to Difficult to separate deoxidation products, which then result in a high final oxygen content of the finished steel.
Erfindungsgemäß hergestellter Stahl kann entweder 909818/0403 Steel made according to the invention can either be 909818/0403
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in übliche Kokillen oder in einer Stranggußanlage vergossen werden. Es wird dann zu Blechen oder Warmbändern ausgewalzt. Besonders vorteilhaft ist dieser Stahl für die Kaltbandproduktion, ffür diesen Fall sei im folgenden ein Beispiel näher beschrieben:be cast in conventional molds or in a continuous casting plant. It is then rolled out into sheets or hot strips. This steel is particularly advantageous for cold strip production, For this case, an example is described in more detail below:
Warmband von etwa 2 mm Stärke wurde auf kaltgewalztes Band von etwa 0,5 mm Stärke ohne ZwischenglUhung ausgewalzte Der Siliziumgehalt im vorliegenden Beispiel beträgt 1,5$? der Aluminiumgehalt 0,11%. Die Endglühung des kaltgewalzten Bandes erfolgte über einen Durchlaufofen bei 9000C, die Gesamtglühzeit betrug 2,2 Minuten, davon 1,2 Minuten Aufheizzeit. In der extrem kurzen Glühzeit von 1 Minute gelang es, den Stahl vollständig zu rekristallisieren und den Kohlenstoffgehalt auf 0,004% zu senken. Die Wattverluste bei 10 000 Gauss betrugen 1,86 Watt/kg, die Bleche waren magnetisch alterungsbeständig. Besonders überraschend war außerdem, daß die Bleche eine ausgezeichnete Stanzbarkeit aufwiesen. Wahrscheinlich wird durch die kurze Glühzeit ein nur sehr dünner Silizium-Oxydfilm gebildet, der die gute Stanzbarkeit bewirkt. Bei den sonst üblichen längeren Glühzeiten ist mit einer stärkeren Silizium-Oxydschicht an der Oberfläche zu rechnen.Hot strip about 2 mm thick was rolled out onto cold-rolled strip about 0.5 mm thick without intermediate annealing. The silicon content in the present example is $ 1.5? the aluminum content 0.11%. The final annealing the cold rolled strip was made over a continuous furnace at 900 0 C, the Gesamtglühzeit was 2.2 minutes 1.2 minutes heating up time thereof. In the extremely short annealing time of 1 minute, the steel was completely recrystallized and the carbon content was reduced to 0.004%. The watt losses at 10,000 Gauss were 1.86 watts / kg, the sheets were magnetically resistant to aging. It was also particularly surprising that the sheets had excellent punchability. A very thin silicon oxide film is probably formed due to the short annealing time, which makes it easy to punch. With the otherwise usual longer annealing times, a thicker silicon oxide layer is to be expected on the surface.
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