DE1458973C3 - Process for the production of electrical steel sheets with a Goss texture from silicon steel - Google Patents

Process for the production of electrical steel sheets with a Goss texture from silicon steel

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DE1458973C3
DE1458973C3 DE19651458973 DE1458973A DE1458973C3 DE 1458973 C3 DE1458973 C3 DE 1458973C3 DE 19651458973 DE19651458973 DE 19651458973 DE 1458973 A DE1458973 A DE 1458973A DE 1458973 C3 DE1458973 C3 DE 1458973C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur aus Siliciumstahl, der aus 2 bis 3,5% Silicium, bis zu 0,15% Mangan und zum Rest aus Eisen mit üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, durch Warmwalzen, Entzundern der Warmbleche, 1-, 2- oder 3stufiges Kaltwalzen auf Enddicke und einer Schlußglühung in Form einer primären und einer sich daran anschließenden sekundären Rekristailisationsstufe, wobei während der primären Rekristallisationsstufe Schwefel oder zersetzbare Schwefelverbindungen in die Umgebung des Glühguts gebracht werden und der Schwefel als Kornwachstumsinhibitor in die Korngrenzenflächen des Materials während der primären Rekristallisation eindiffundiert wird, wie es in dem Haupt-Patent 14 58 970.9 beschrieben ist.The invention relates to a method for producing electrical steel sheets with a cast texture from silicon steel, that of 2 to 3.5% silicon, up to 0.15% manganese and the remainder of iron with the usual production-related There is contamination from hot rolling, descaling of hot sheets, 1-, 2- or 3-stage cold rolling to the final thickness and a final annealing in the form of a primary and one attached to it subsequent secondary recrystallization stage, with during the primary recrystallization stage Sulfur or decomposable sulfur compounds are brought into the vicinity of the annealing material and the Sulfur as a grain growth inhibitor in the grain interfaces of the material during the primary Recrystallization is diffused, as described in the main patent 14 58 970.9.

In »Archiv für das Eisenhüttenwesen«, 35 (1964), Heft 1, S. 75 bis 83, ist die Herstellung von Siliciumstahlblechen mit Goss-Textur beschrieben. Die darin beschriebenen Siliciumstahlbleche enthalten Silicium und Mangan innerhalb der oben angegebenen Mengenbereiche. Auf S. 80 der genannten Litcraturstelle ist angegeben, daß diese Siliciumstahlbleche Sulfideinschlüsse enthalten, die das Kornwachstum behindern. Auf S. 82 ist in der Spalte 2 von Sulfideinschlüssen im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Materialien mit Goss-Textur die Rede. Der in diesen Elektroblechen als Kornwachstumsinhibitor verwendete Schwefel stammt jedoch stets aus der Schmelze und von der Einführung von Schwefel von außen ist darin nicht die Rede.In "Archiv für das Eisenhüttenwesen", 35 (1964), Issue 1, pp. 75 to 83, is the production of silicon steel sheets outlined with Goss texture. The silicon steel sheets described therein contain silicon and manganese within the amount ranges given above. On p. 80 of the cited reference is stated that these silicon steel sheets contain sulfide inclusions which impede grain growth. On p. 82 in column 2 there is a description of sulphide inclusions in connection with the processing of materials talked about with Goss texture. The one used in these electrical steel sheets as a grain growth inhibitor However, sulfur always comes from the melt and is from the introduction of sulfur from the outside not mentioned in it.

ίο Es ist nun seit längerer Zeit bekannt, daß Schwefel eine wichtige Rolle bei der Erzielung einer Goss-Textur spielt. Man nimmt an, daß der Schwefel in Form von Sulfiden während der primären Kornwachstumsstufe der Schlußglühung als Inhibitor für ein normales Kornwachstum wirkt, so daß die Körner der primären Kornstruktur daran gehindert werden, so zu wachsen, wie dies bei einem sich daran anschließenden Kornwachstum der Fall wäre. Die zum Zeitpunkt des primären Kornwachstums vorhandeneίο It has been known for a long time that sulfur plays an important role in achieving a Goss texture. It is believed that the sulfur in Form of sulfides during the primary grain growth stage of the final anneal as an inhibitor for normal grain growth acts, so that the grains of the primary grain structure are prevented from to grow as would be the case with a subsequent grain growth. The for Existing time of primary grain growth

ao Schwefelmenge hing jedoch nach den bisherigen Angaben in der Literatur einzig und allein von dem Schwefel in der Schmelze ab.However, the amount of sulfur depended on the previous information in the literature depends solely on the sulfur in the melt.

Auch andere Faktoren wurden bei der Verarbeitung bisher als kritisch angesehen. So wurden beispielsweise der Grad des Kaltwalzens ebenso wie die Anzahl der Kaltwalzstufen als kritisch angesehen. Man nahm bisher auch an, daß in Siliciumstahlblechen nur dann hervorragende Permeabilitäten erzielt werden können, wenn Siiiciumstahlbrammen mit einer hohen Temperatur bis auf eine mittlere Dicke warmgewalzt werden. Alle diese Faktoren machten die Herstellung eines Elektroblechs mit Goss-Textur aus Siliciumstahl zu einem komplexen und schwierigen Arbeitsgang. Es war auch bisher nicht bekannt, welcher Behandlung das Material nach dem Auswalzen auf seine Enddicke unterzogen werden mußte, um die Entwicklung eines sekundären Kornwachstums mit Goss-Textur bei der abschließenden Glühung zu gewährleisten.Other factors have also been viewed as critical in processing so far. For example the degree of cold rolling as well as the number of cold rolling stages are considered critical. One took so far also that excellent permeabilities can only be achieved in silicon steel sheets, when silicon steel slabs are hot-rolled at a high temperature to a medium thickness. All of these factors shut down the manufacture of Goss-textured electrical steel sheet from silicon steel a complex and difficult operation. It was also not previously known which treatment would be used the material after rolling to its final thickness had to be subjected to the development of a to ensure secondary grain growth with Goss texture during the final annealing.

Aus der USA.-Patentschrift 31 30 095 war es zwar bereits bekannt, daß durch Zuführen von Schwefel von außen bei der Rekristallisation von Blechen das Kornwachstum günstig beeinflußt werden kann, diese Patentschrift befaßt sich jedoch ausschließlich mit der Erzeugung von Würfeltextur, wobei der Schwefel crsl nach Ablauf der Primärrekristallisation in die Oberflächenzone des Blocks eindiffundierl wird.From US Pat. No. 31 30 095 it was already known that by adding sulfur from the outside during the recrystallization of sheet metal, the grain growth can be favorably influenced, this However, the patent is concerned exclusively with the production of cube texture, the sulfur crsl after the primary recrystallization has elapsed, it diffuses into the surface zone of the block.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur aus Siliciumstahl anzugeben, das technisch einfach durchführbar ist und die Herstellung von dünnen Elektroblechen aus einem Siliciumstah! mit Goss-Textur erlaubt, die bei unterschiedlichen üblichen Mangangehalten ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufweisen.The object of the invention is therefore to provide an improved method for producing electrical steel sheets with Specify Goss texture made of silicon steel, which is technically easy to carry out and the production of thin electrical sheets made of a silicon steel! with Goss texture that allows for different usual manganese contents have excellent magnetic properties.

Während diese Aufgabe nach dem Hauptpatent 14 58 970.9 zum ersten Mal dadurch gelöst wird, daß von außerhalb Schwefel als Kornwachstumsir.hibiior zugesetzt wird, werden gemäß der Erfindung die zugegebenen Kornwachstumsinhibitormengen zumWhile this problem is solved for the first time according to the main patent 14 58 970.9 that from outside sulfur is added as a grain growth inhibitor, according to the invention, the amounts of grain growth inhibitor added to the

ersten Ma! auf die in dem Siliciumstahl enthalten Mangan menge und auf die Enddicke des Silicium-Stahlblechs abgestimmt.first ma! on those contained in the silicon steel Manganese amount and the final thickness of the silicon steel sheet Voted.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur ausThe invention is based on a method for producing electrical steel sheets with a Goss texture

Siliciumstahl des eingangs geschilderten Typs nach dem Haupt-Patent 14 58 970.9 aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß von einem Siliciumstahl mit mindestens 0,03% Mangan ausgegangen wird und daßSilicon steel of the type described above according to the main patent 14 58 970.9 and is thereby characterized in that a silicon steel with at least 0.03% manganese is assumed and that

der Gehalt an Schwefel in elementarer oder gebundener Form in dem während der Schlußglühung verwendeten feuerfesten Glühseparator, der Mangangehalt im Siliciumstahl und die Enddicke des Blechs den Diagrammen der Fig. 2 bis 5 entsprechend derart aufeinander abgestimmt werden, daß der Mangangehalt in Abhängigkeit von der Enddicke in dem schraffierten Feld des dem jeweiligen Schwefelgehalt von 1, 2, 4 und 8% zugeordneten Diagramms liegt.the content of sulfur in elemental or bound form in that used during the final annealing refractory annealing separator, the manganese content in the silicon steel and the final thickness of the sheet metal The diagrams of FIGS. 2 to 5 are coordinated in such a way that the manganese content depending on the final thickness in the hatched field of the respective sulfur content of 1, 2, 4 and 8% assigned diagram.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmais möglich, auf technisch einfache Weise ein Magnetblech aus Siliciumstahl mit Goss-Textur mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften bei unterschiedlichen Mangangehalten herzustellen.According to the method according to the invention, it is first maize possible in a technically simple way using a magnetic sheet made of silicon steel with a Goss texture produce excellent magnetic properties with different manganese contents.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des 1S Verfahrens der Erfindung wird der warmgewalzte Siliciumstahl in einer Kaltwalzstufe mit einem Verformungsgrad von 65 bis 85%, vorzugsweise von 70 bis 80%, auf Enddicke ausgewalzt.According to a preferred embodiment of the 1 S process of the invention, the hot-rolled silicon steel is rolled to the final thickness in a cold-rolling stage with a degree of deformation of 65 to 85%, preferably 70 to 80%.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung wird der warmgewalzte Siliciumstahl in zwei oder drei Kaltwalzstufen mit einer oder zwei zwischengeschalteten Glühungen und mit einem Verformungsgrad in der letzten Kaltwalzstufe von 60 bis 80% auf die Enddicke ausgewalzt.According to a further preferred embodiment of the method of the invention, the hot-rolled Silicon steel in two or three cold rolling stages with one or two intermediate anneals and rolled to the final thickness with a degree of deformation in the last cold rolling stage of 60 to 80%.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Aus den Fig. 2 bis 5 geht die Beziehung zwischen der von einer äußeren Quelle stammenden Schwefelmenge, dem Mangangehalt und der Dicke des fertigen Produkts hervor. Aus diesen graphischen Darstellungen ist zu ersehen, daß ein Endprodukt mit einer Dicke von weniger als 50,8 μηι erhalten werden kann, wenn von einer äußeren Quelle 2 bis 8 % Schwefel zugeführt werden und der Mangangehalt zwischen etwa 0,06 und 0,13% liegt.FIGS. 2 to 5 show the relationship between the amount of sulfur from an external source, the manganese content and the thickness of the finished product. From these graphs it can be seen that an end product with a thickness of less than 50.8 μm can be obtained if 2 to 8% sulfur are supplied from an external source and the manganese content is between about 0.06 and 0.13%.

Die Fig. 2 bis einschließlich 5 zeigen Diagramme, welche Flächen mit einem zufriedenstellenden sekundären Kornwachstum zeigen. In ihnen sind zunehmende Prozentgehalte Mangan gegen die Dicke des Blechmaterials in μηι bei konstanten Schwefelgehalten aufgetragen.2 to 5 inclusive show diagrams which areas with a satisfactory secondary Show grain growth. In them are increasing percentages of manganese against the thickness of the Sheet metal material in μηι with constant sulfur contents applied.

Die Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die Permeabilität bei H=IO Oersted gegen den Verformungsgrad eines warmgewalzten Blechs in einer einstufigen Kaltwalzung aufgetragen ist. Diese Figur zeigt auch Polfiguren, welche den Orientierungsgrad anzeigen, der an den drei Punkten auf der Kurve des Diagramms erhältlich ist.6 shows a diagram in which the permeability at H = IO Oersted versus the degree of deformation of a hot-rolled sheet in a single-stage Cold rolling is applied. This figure also shows pole figures, which indicate the degree of orientation, which is available at the three points on the curve of the diagram.

Die verschiedenen zweidimensionalen Diagramme, die in den Fig. 1 bis 5 dargestellt sind, sind im vorliegenden Falle übersichtlicher als dreidimensionale Diagramme, die sowohl die Mangan- als auch die Schwefelgehalte zur Materialdicke in Beziehung setzen.The various two-dimensional diagrams illustrated in Figures 1-5 are herein Fall clearer than three-dimensional diagrams showing both the manganese and the Relate the sulfur content to the material thickness.

Wie bereits erwähnt, wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Siliciumstahlblech, das vorherbestimmte Manganmengen enthält, mit Schwefel oder Schwefelverbindungen behandelt, wenn es auf die Enddicke gebracht worden ist, und zwar während des primären Kornwachstums bei der Schlußglühung. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Erfindung läßt sich unter Zugabe von Ferrosulfid oder anderen Schwefelverbindungen, die bei den Temperaturen des primären Kornwachstums dissoziieren oder sich zersetzen, zu dem bei der abschließenden Wärmebehandlung verwendeten Glühseparator ausführen. Dem Separator kann aber auch elementarer Schwefel zugesetzt werden.As already mentioned, when carrying out the method according to the invention, a silicon steel sheet, which contains predetermined amounts of manganese, treated with sulfur or sulfur compounds, when it has been brought to the final thickness during the primary grain growth at the Final glow. This can be done in a number of ways. The invention can be with the addition of Ferrous sulfide or other sulfur compounds that occur at the temperatures of primary grain growth dissociate or decompose to the annealing separator used in the final heat treatment To run. However, elemental sulfur can also be added to the separator.

6o Die dem Glühseparator zugesetzte Menge an elementarem Schwefel oder Schwefel in Form einer schwefelhaltigen Verbindung beträgt allgemein etwa 0,0025 bis etwa 0,05%, bezogen auf die Metallbeschickung, oder etwa 0,02 bis 0,5 kg Schwefel pro Tonne Metallbeschickung. Bezogen auf den Glühseparator beträgt der Schwefelgehalt 1 bis 8%, wobei der Bereich von 1 bis 5 %, bezogen auf 5 kg MgO pro Tonne, bevorzugt ist. Brauchbare Ergebnisse lassen sich auch erzielen, wenn der Schwefelgehalt im Glühseparator bis auf etwa 0,5% verringert bzw. bis auf etwa 10% erhöht wird. Die in dem Siliciumstahl enthaltene Schwefelmenge kann die Löslichkeit von Schwefel im Bereich der Korngrenzen übersteigen. Dabei geht etwas Schwefel während des Trocknens eines aus einer Aufschlämmung aufgebrachten Überzugs und bei der Handhabung des getrockneten Überzugs verloren. Um diesen Verlust auszugleichen, muß man daher einen ausreichenden Überschuß zugeben und die oben angegebenen Werte beziehen sich in allen Fällen auf die während der Wärmebehandlung vorhandene Menge an Schwefel oder Sulfid, wenn der Siliciumstahl die nachstehend angegebenen vorgeschriebenen Manganmengen enthält. 6o The amount of elemental sulfur or sulfur in the form of a sulfur-containing compound added to the annealing separator is generally from about 0.0025 to about 0.05 percent of the metal charge, or about 0.02 to 0.5 kg of sulfur per ton of metal charge. Based on the annealing separator, the sulfur content is 1 to 8%, the range from 1 to 5%, based on 5 kg of MgO per ton, being preferred. Useful results can also be achieved if the sulfur content in the annealing separator is reduced to about 0.5% or increased to about 10%. The amount of sulfur contained in the silicon steel can exceed the solubility of sulfur in the region of the grain boundaries. Some sulfur is lost during drying of a coating applied from a slurry and in handling the dried coating. In order to compensate for this loss, it is therefore necessary to add a sufficient excess and the values given above relate in all cases to the amount of sulfur or sulfide present during the heat treatment when the silicon steel contains the prescribed amounts of manganese given below.

Unter Siliciumstahl ist im allgemeinen eine Eisen-Silicium-Legierung zu verstehen, die 2 bis 3,5% Silicium und 0,03 bis 0,15% Mangan enthält. Gewöhnlich ist ein Kohlenstoffgehalt des Materials im gegossenen Zustand von etwa 0,025 % bevorzugt, obwohl er nicht darauf beschränkt ist, aber das Produkt sollte vor der Schlußglühung einer Entkohlungsbehandlung unterworfen werden. Unter »normalem« Mangan ist eine Manganmenge im Siliciumstahl in der Größenordnung von etwa 0,10% zu verstehen.Silicon steel is generally an iron-silicon alloy to understand, which contains 2 to 3.5% silicon and 0.03 to 0.15% manganese. Usually a as-cast carbon content of about 0.025% in the material is preferred, although not is limited to this, but the product should be subjected to a decarburization treatment before final annealing will. Under "normal" manganese, an amount of manganese in silicon steel is of the order of magnitude of about 0.10%.

Es wurde gefunden, daß bisher unbekannte Faktoren die Diffusion des Schwefels beeinflussen. Hierbei wurde festgestellt, daß ein Zusammenhang zwischen dem Mangangehalt des Siliciumstahls und der Menge an Schwefel oder Schwefelverbindung besteht, die zur Förderung der sekundären Rekristallisation notwendig ist. Auch wurde gefunden, daß ein Zusammenhang zwischen der zugesetzten Schwefelmenge und dem Kaltwalzen des Materials, insbesondere dem Kaltwalzen, das der anschließenden primären Rekristallisation unmittelbar vorhergeht, besteht.It has been found that previously unknown factors influence the diffusion of sulfur. Here it was found that there was a relationship between the manganese content of the silicon steel and the amount of sulfur or sulfur compound, which is necessary to promote secondary recrystallization is. It was also found that a relationship between the amount of sulfur added and the Cold rolling of the material, especially cold rolling, that of the subsequent primary recrystallization immediately preceding exists.

Die oben verwendete Bezeichnung »Schwefelzugabe« bezieht sich auf die Verwendung von Schwefel oder einer schwefelhaltigen Verbindung im Glühseparator. Jedoch ist eine solche Zugabe auch wirksam, wenn sie in der Entkohlungs- oder in der Glühatmosphäre enthalten ist. In allen diesen Fällen wird der Schwefel tatsächlich vom Blech absorbiert und scheint sich in den Korngrenzen zu konzentrieren.The term "addition of sulfur" used above refers to the use of sulfur or a sulfur-containing compound in the annealing separator. However, such addition is also effective when it is contained in the decarburization or in the annealing atmosphere. In all of these cases the sulfur becomes actually absorbed by the sheet metal and appears to be concentrated in the grain boundaries.

In den Fig. 2 bis 5 ist der Prozentgehalt an Mangan gegen die Blechdicke in μπι nach einem zweistufigen Kaltwalzen für verschiedene Schwefelgehalte des Glühseparators aufgetragen. Diese Diagramme gelten auch für ein Material, das einem ein- bzw. dreistufigen Kaltwalzen unterzogen worden ist.In FIGS. 2 to 5, the percentage of manganese is plotted against the sheet metal thickness in μπι after a two-stage Cold rolling applied for different sulfur contents of the annealing separator. These diagrams also apply for a material that has been subjected to one or three-stage cold rolling.

Wenn kein Schwefel zugesetzt wird, ist es im allgemeinen — unabhängig von dem Mangangehalt — nicht möglich, eine zufriedenstellende sekundäre Rekristallisation in einem Material zu erhalten, das dünner als etwa 203 μΐη ist. Dies wird durch Fig. 1 erläutert.If no sulfur is added, it is generally - regardless of the manganese content - not possible to obtain a satisfactory secondary recrystallization in a material that is thinner than about 203 μΐη. This is illustrated by FIG. 1.

Fig. 2 zeigt, daß die schraffierte Fläche des zufriedenstellenden sekundären Kornwachstums sich bei Zusatz von 1 % Schwefel gegenüber dem ManganwertFig. 2 shows that the hatched area of the satisfactory secondary grain growth is at Addition of 1% sulfur compared to the manganese value

von 0,05% wesentlich zuspitzt. Das dünnste Material, bei dem ein sekundäres Kornwachstum stattfinden kann, ist etwa 76 μπι dick. Der Mangangehalt des Materials ist kritisch niedrig. In den höheren Dickenbereichen von 203 bis 406 μίτι liefert ein beträchtlicher Manganbereich gute Ergebnisse.of 0.05% sharply increases. The thinnest material in which secondary grain growth can take place is about 76 μm thick. The manganese content of Materials is critically low. In the higher thickness ranges from 203 to 406 μίτι delivers a considerable Manganese area good results.

Aus Fig. 3 geht hervor, daß bei 2% Schwefelzusatz die schraffierte Fläche sich in vertikaler Richtung verbreitert und eine zufriedenstellende sekundäre Rekristallisation in dünnem Siliciumstahl bei so geringen Dicke wie etwa 50 μίτι erhalten werden kann, wobei die Mangangehalte zwischen etwa 0,07 und etwa 0,12% liegen können. Der zulässige Manganbereich verbreitert sich etwas bei einer größeren Enddicke des Produkts und oberhalb 203 μίτι läßt sich eine zufriedenstellende sekundäre Rekristallisation mit Mangangehalten zwischen etwa 0,03% und etwa 0,15% erzielen.From Fig. 3 it can be seen that with 2% addition of sulfur, the hatched area extends in the vertical direction broadened and satisfactory secondary recrystallization in thin silicon steel at such a small one Thickness as about 50 μίτι can be obtained, wherein the manganese contents can be between about 0.07 and about 0.12%. The permissible manganese range widens somewhat with a greater final thickness of the product and above 203 μίτι can be a satisfactory secondary recrystallization with manganese levels between about 0.03% and about Achieve 0.15%.

Die Fig. 4 und 5 zeigen schraffierte Flächen, die Spitzen bilden, welche ungefähr dem 0,10% Manganwert gegenüberliegen. Die Spitzen der schraffierten Flächen nähern sich jedoch der Ordinate sehr viel stärker, was anzeigt, daß ein zufriedenstellendes Kornwachstum auch bei sehr dünnem Siliciumstahl erhalten werden kann, der etwa 0,10% Mangan enthält, wenn "etwa 4 bis 8% Schwefel dem Glühseparator zugegeben werden. Die untere Begrenzung der schraffierten Fläche sinkt jedoch nach rechts zu allmählich ab, was anzeigt, daß bei 203 μηι mindestens etwa 0,05% Mangan vorhanden sein müssen. Der minimale Manganwert sinkt etwas ab, wenn man sich 406 μπι nähert, aber die Fig. 4 und 5 zeigen, daß im allgemeinen der Mangangehalt nicht unter 0,03 bis 0,04% fallen sollte. Der Schwefelzusatz, der unter allen bekannten Bedingungen wirtschaftlich möglich und notwendig ist, kann 8 % auch überschreiten und beträgt maximal etwa 10%.Figures 4 and 5 show hatched areas which form peaks which approximately oppose the 0.10% manganese value. The tips of the hatched However, areas are much closer to the ordinate, indicating that grain growth is satisfactory can also be obtained with very thin silicon steel containing about 0.10% manganese if "About 4 to 8% sulfur can be added to the annealing separator. The lower limit of the hatched area however, decreases gradually to the right, which indicates that at 203 μm at least about 0.05% manganese is present must be. The minimum manganese value drops slightly when you approach 406 μπι, but the Figures 4 and 5 show that in general the manganese content should not fall below 0.03 to 0.04%. the Sulfur addition, which is economically possible and necessary under all known conditions, can be 8% also exceed and is a maximum of about 10%.

Es sei darauf hingewiesen, daß in den oben beschriebenen Figuren verschiedene Faktoren nicht berücksichtigt sind, welche die Flächen des sekundären Wachstums etwas verschieben können. Zu diesen Faktoren gehören Veränderungen in den Mengen der anderen Elemente als Mangan und Schwefel und die Bedingungen, unter denen die Glühungen durchgeführt werden, wie z. B. die angewendete Atmosphäre und ihr Zutritt zu den Oberflächen des Siüciumstahls. Als Folge der vorstehend erwähnten Veränderungen können Abweichungen von der genauen Form der Kurven dieser Diagramme auftreten, die Diagramme liefern jedoch eine genaue Anzeige für das sekundäre Kornwachstum hinsichtlich der Beeinflussung durch die die graphischen Darstellungen bestimmenden Variablen selbst.It should be noted that various factors are not taken into account in the figures described above which can shift the surfaces of the secondary growth somewhat. About these factors include changes in the amounts of the elements other than manganese and sulfur and the Conditions under which the anneals are carried out, such as. B. the atmosphere used and their access to the surfaces of the silicon steel. As a result of the aforementioned changes there may be deviations from the exact shape of the curves in these diagrams, the diagrams however, provide an accurate indication of secondary grain growth in terms of impact the variables themselves that determine the graphical representations.

Bisher wurden bei der Herstellung von Siliciumstahlblechen mit Goss-Textur die besten Ergebnisse bei Verfahren erhalten, die mindestens zwei Kaltwalzstufen umfassen. Beispielsweise wird ein 3%iger Siliciumstahl, der in einer Stufe auf eine Enddicke von etwa 355 μίτι kaltgewalzt worden ist, gewöhnlich keine wirklich echte sekundäre Rekristallisation zeigen und es ist zu erwarten, daß eine Permeabilität von nur etwa 1650 bei H = 10 Oersted erzeugt wird. Einige wenige derartige Chargen reagieren etwas besser. Aber die meisten Chargen werden geringe Permeabilitäten aufweisen, insbesondere wenn der Siliciumgehalt hoch ist.So far, the manufacture of silicon steel sheets with Goss texture has given the best results obtained in processes comprising at least two cold rolling stages. For example, a 3% silicon steel, which has been cold-rolled in one stage to a final thickness of about 355 μίτι, usually none really show true secondary recrystallization and it is expected that a permeability of only around 1650 at H = 10 Oersteds. A few such batches react a little better. but most batches will have low permeabilities, especially when the silicon content is high.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß dann, wenn das herzustellende Material mit Schwefel behandelt wird und Mangan in einer Menge enthält, die zum Schwefelgehalt in der oben erwähnten Beziehung steht, eine einstufige Kaltwalzung einen ausgezeichneten Weg zur Erzielung einer sehr hohen Permeabilität und daher einen hohen Grad an Goss-Textur ergibt.
Dies wird durch die Fig. 6 veranschaulicht, in der die Permeabilität bei H = 10 Oersted gegen den Verformungsgrad der einstufigen Kaltverformung des Materials, ausgehend von der Warmblechdicke, aufgetragen ist. Sie zeigt auch eine typische Polfigur für
It has now surprisingly been found that when the material to be produced is treated with sulfur and contains manganese in an amount which is related to the sulfur content in the above-mentioned relationship, a single-stage cold rolling is an excellent way of achieving a very high permeability and therefore a high one Degree of Goss texture results.
This is illustrated by FIG. 6, in which the permeability at H = 10 Oersteds is plotted against the degree of deformation of the single-stage cold deformation of the material, based on the thickness of the hot sheet metal. It also shows a typical pole figure for

ίο die in jedem angegebenen Bereich erzeugte Struktur. Aus der Fig. 6 ergibt sich eindeutig, daß hervorragende Ergebnisse erhalten werden, wenn der Siliciumstahl durch Kaltwalzen in einer Stufe von einer mittleren warmgewalzten Dicke mit einem Verformungsgrad von 65 bis 85%, vorzugsweise von 70 bis 80%, heruntergewalzt wird. Die Polfigur für diesen Bereich zeigt einen hohen Grad an Goss-Textur. Praktisch alle Körner in diesem Material weisen eine Orientierung innerhalb von ±5°C von der idealenίο the structure generated in each specified area. It is clear from Fig. 6 that excellent results are obtained when the silicon steel by cold rolling in one stage of an average hot rolled thickness with a degree of deformation from 65 to 85%, preferably from 70 to 80%, is rolled down. The pole figure for this one Area shows a high degree of goss texture. Virtually all grains in this material exhibit one Orientation within ± 5 ° C of the ideal

so (UO)fOOlJ-Struktur auf. Die Permeabilität des Endprodukts fällt drastisch ab, wenn der Kaltverformungsgrad weniger als etwa 65% oder mehr als etwa 85% beträgt.
Ob die Kaltverformung in einer Stufe durchgeführt werden kann oder nicht, hängt von der Dicke des Warmblechs und der gewünschten Enddicke ab. Es wurde gefunden, daß der Kaltverformungsgrad im Bereich von 60 bis 80% in der letzten Kaltwalzstufe liegen sollte, wenn das Verfahren 2 oder 3 Kaltwalzstufen umfaßt. Der oben erwähnte Grad der Kaltverformung ist beträchtlich größer als er nach dem Stand der Technik üblich ist, bei dem Verformungsgrade von etwa 50% bisher als das Optimum angesehen wurden.
so (UO) fOOlJ structure on. The permeability of the final product drops dramatically when the degree of cold deformation is less than about 65% or more than about 85%.
Whether or not the cold working can be carried out in one step depends on the thickness of the hot sheet and the desired final thickness. It has been found that the degree of cold deformation should be in the range of 60 to 80% in the last cold rolling stage when the process comprises 2 or 3 cold rolling stages. The above-mentioned degree of cold deformation is considerably greater than is customary in the prior art, in which degrees of deformation of about 50% have hitherto been regarded as the optimum.

•15 Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.• 15 The invention is illustrated by the following examples explained in more detail.

Beispiel 1example 1

1. Ein Wickel wurde von einer Anfangstemperatur von 14000C bis auf 1,93 mm warmgewalzt. Das Warmblech hatte die folgende chemische Zusammensetzung: 1. A winding was hot-rolled from an initial temperature of 1400 ° C. to 1.93 mm. The hot sheet had the following chemical composition:

as Kohlenstoff 0,027 % as carbon 0.027%

Mangan 0,081%Manganese 0.081%

Schwefel 0,024%Sulfur 0.024%

Silicium 3,160%Silicon 3.160%

2. Das Warmblech wurde zuerst bei 913°C 2 min lang streifengeglüht und dann durch Beizen vom Warmwalzzunder befreit.2. The hot sheet was first strip annealed at 913 ° C. for 2 minutes and then by pickling Hot-rolled scale freed.

3. Das geglühte Warmblech wurde bis auf 0,521 mm3. The annealed hot sheet was down to 0.521 mm

kaltgewalzt.
4. Dieses mitteldicke Material wurde bei 913°C etwa 1 min lang streifengeglüht und dann gebeizt.
cold rolled.
4. This medium thickness material was strip annealed at 913 ° C for about 1 minute and then pickled.

5. Das mitteldicke Material wurde um mehr als 70% kaltverformt bis auf eine Enddicke von 152 μιη.5. The medium-thick material was cold-worked by more than 70% to a final thickness of 152 μm.

6. Das 152 μπι dicke Material wurde 1,5 min lang bei 815°C in Wasserstoff mit einem Taupunkt von 54°C streifengeglüht.6. The 152 μm thick material was 1.5 minutes long at 815 ° C in hydrogen with a dew point of Strip annealed at 54 ° C.

7. Das Material wurde mit einer wäßrigen Aufschlämmung von reinem MgO, dem 2% Schwefel zugesetzt worden waren, beschichtet und der Überzug7. The material was washed with an aqueous slurry of pure MgO containing 2% sulfur had been added, coated and the coating

^ wurde bei geringer Hitze getrocknet, um nachfolgend als Glühseparator dienen zu können.^ was dried on low heat to follow to serve as an annealing separator.

8. Das Material wurde in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1177 C 16 Stunden lang kistengeglüht.8. The material was box annealed in a hydrogen atmosphere at 1177 C for 16 hours.

»5»5

9. Die Ergebnisse der magnetischen Untersuchungen waren folgende:9. The results of the magnetic investigations were as follows:

Permeabilität beiPermeability

H = 10 Oersted 1820H = 10 Oersted 1820

Wattverluste (P 15: 60) 1,12 W/kgWatt losses (P 15: 60) 1.12 W / kg

Wattverluste (P 15 : 400) 14,4 W/kgWatt loss (P 15: 400) 14.4 W / kg

Korngröße ASTM 4 bei IXGrain size ASTM 4 at IX

Beispiel 2Example 2

1. Ein Wickel wurde von einer Anfangstemperatur von 1400 C bis auf 1,93 mm Dicke warmgewalzt. Die chemische Zusammensetzung war wie folgt:1. A coil was hot-rolled from an initial temperature of 1400 ° C. to a thickness of 1.93 mm. the chemical composition was as follows:

Kohlenstoff 0,026 %Carbon 0.026%

Mangan 0,085 %Manganese 0.085%

Schwefel 0,027%Sulfur 0.027%

Silicium 3,110%Silicon 3.110%

2. Das Warmblech wurde zuerst bei 913 C etwa2. The hot sheet was first at 913 C approximately

2 min lang geglüht, dann wurde durch Beizen der Warmwalzzunder entfernt.Annealed for 2 minutes, then the hot-rolled scale was removed by pickling.

3. Das geglühte Warmblech wurde bis auf 0,495 mm kaltverformt.3. The annealed hot sheet was cold worked down to 0.495 mm.

4. Das mitteldicke Material wurde bei 913'C etwa4. The medium thick material was at about 913'C

1 min lang streifengeglüht und dann gebeizt.Strip annealed for 1 min and then pickled.

5. Das mitteldicke Material wurde um etwa 80% kaltverformt bis auf eine Enddicke von 113 μηι.5. The medium-thick material was cold-worked by about 80% to a final thickness of 113 μm.

6. Das 113 μηι dicke Material wurde 1 min lang bei 815"C in Wasserstoff mit einem Taupunkt von 54 C entkohlt.6. The 113 μm thick material was at for 1 min 815 "C decarburized in hydrogen with a dew point of 54 C.

7. Das Material wurde mit einer wäßrigen Aufschlämmung von reinem MgO, das 2% Schwefel enthielt, beschichtet und der Überzug wurde bei geringer Hitze getrocknet.7. The material was washed with an aqueous slurry of neat MgO containing 2% sulfur, coated and the coating was dried over low heat.

8. Das Material wurde 16 Stunden lang in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1177JC kistengeglüht.8. The material was box annealed in a hydrogen atmosphere at 1177 J C for 16 hours.

9. Die Ergebnisse der magnetischen Untersuchung waren wie folgt:9. The results of the magnetic examination were as follows:

Permeabilität bei
H = 10 Oersted.
Permeability
H = 10 oersteds.

4040

18001800

Wattverluste (P 15 : 60) 1,08 W/kgWatt loss (P 15: 60) 1.08 W / kg

Wattverluste(P15:400) 13,3 W/kgWatt loss (P15: 400) 13.3 W / kg

Korngröße ASTM 5 bei IXGrain size ASTM 5 at IX

Beispiel 3Example 3

1. Ein Wickel wurde von einer Anfangstemperatur von 1400 C bis auf 1,78 mm warmgewalzt. Die chemische Zusammensetzung war wie folgt:1. A coil was hot-rolled from an initial temperature of 1400 C up to 1.78 mm. The chemical Composition was as follows:

Kohlenstoff 0,025%Carbon 0.025%

Schwefel 0,024%Sulfur 0.024%

Mangan 0,071%Manganese 0.071%

Silicium 2,980%Silicon 2.980%

2. Das Warmblech wurde zuerst bei 913 C etwa 2 min lang geglüht, dann wurde durch Beizen der Warmwalzzunder entfernt.2. The hot sheet was first annealed at 913 C for about 2 minutes, then the Hot-rolled scale removed.

3. Das Blech wurde dann bis auf 483 μίτι kaltverformt. 3. The sheet was then cold-formed down to 483 μίτι.

4. Das mitteldicke Material wurde bei 9130C etwa 1 min lang streifengeglüht.4. The medium-thick material was grazing close annealed at 913 0 C for about 1 minute.

5. Das geglühte Blech wurde bis auf 229 μίτι kaltverformt. 5. The annealed sheet was cold-formed down to 229 μίτι.

6. Das 229 μίτι dicke Material wurde bei 913°C etwa 1 min lang streifengeglüht und dann gebeizt.6. The 229 μίτι thick material was at 913 ° C about Strip annealed for 1 min and then pickled.

7. Das 229 μηι dicke Blech wurde um etwa 80% bis auf eine Enddicke von 49 μιη kaltverformt.7. The 229 μm thick sheet was about 80% Cold worked to a final thickness of 49 μm.

8. Das 48 μιη dicke Material wurde etwa 30 see bei 815 C in Wasserstoff mit einem Taupunkt von 54°C entkohlt.8. The 48 μm thick material was about 30 seconds decarburized at 815 C in hydrogen with a dew point of 54 ° C.

9. Das entkohlte Material wurde mit einer wäßrigen Aufschlämmung beschichtet, die 2% Schwefel und 99 %ig reines Magnesiumoxyd enthielt, und der Überzug wurde bei geringer Hitze getrocknet.9. The decarburized material was coated with an aqueous slurry containing 2% sulfur and It contained 99% pure magnesium oxide and the coating was dried over low heat.

10. Das Blech wurde 16 Stunden lang in Wasserstoff bei 1177' C kistengeglüht.10. The panel was in hydrogen for 16 hours Box annealed at 1177 ° C.

11. Die magnetischen Eigenschaften waren wie folgt:11. The magnetic properties were as follows:

Permeabilität beiPermeability

H = 10 Oersted 1790H = 10 Oersted 1790

Wattverluste (P 15: 400) .... 12,5 W/kg
Korngröße ASTM 2 bei IX
Watt loss (P 15: 400) .... 12.5 W / kg
Grain size ASTM 2 at IX

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 509 537/130For this purpose 4 sheets of drawings 509 537/130

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur aus Siliciumstahl, bestehend aus 2 bis 3,5% Silicium, bis zu 0,15% Mangan und zum Rest aus Eisen mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, durch Warmwalzen, Entzundern der Warmbleche, 1-, 2- oder 3stufiges Kaltwalzen auf Enddicke und einer Schlußglühung in Form einer primären und einer sich daran anschließenden sekundären Rekristailisationsstufe, wobei während der primären Rekristallisationsstufe Schwefel oder zersetzbare Schwefelverbindungen in die Umgebung des Glühguts gebracht werden und der Schwefel als Kornwachstumsinhibitor in die Korngrenzenflächen des Materials während der primären Rekristallisation eindiffundiert wird, nach Patentschrift 14 58 970, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Siliciumstahl mit mindestens 0,03% Mangan ausgegangen wird und daß der Gehalt an Schwefel in elementarer oder gebundener Form in dem während der Schlußglühung verwendeten feuerfesten Glühseparator, der Mangangehalt im Siliciumstahl und die Enddicke des Blechs den Diagrammen der Fig. 2 bis 5 entsprechend derart aufeinander abgestimmt werden, daß der Mangangehalt in Abhängigkeit von der Enddicke in dem schraffierten Feld des dem jeweiligen Schwefelgehalt von 1, 2, 4 oder 8% zugeordneten Diagramms liegt.1. A process for the production of electrical steel sheets with Goss texture from silicon steel, consisting of 2 to 3.5% silicon, up to 0.15% manganese and the remainder of iron with the usual production-related Impurities from hot rolling, descaling of hot sheets, 1-, 2- or 3-stage Cold rolling to the final thickness and a final annealing in the form of a primary and one attached to it subsequent secondary recrystallization stage, with during the primary recrystallization stage Sulfur or decomposable sulfur compounds are brought into the vicinity of the annealing material and the sulfur acts as a grain growth inhibitor in the grain interfaces of the material during the primary recrystallization is diffused in, according to patent specification 14 58 970, characterized in that that a silicon steel with at least 0.03% manganese is assumed and that the content of sulfur in elemental or bound form in the refractory annealing separator used during the final annealing, the manganese content in the silicon steel and the final thickness of the sheet according to the diagrams in Fig. 2 to 5 are matched accordingly so that the manganese content as a function of the final thickness in the hatched field of the respective sulfur content of 1, 2, 4 or 8% assigned diagram. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der warmgewalzte Siliciumstahl in einer Kaltwalzstufe mit einem Verformungsgrad von 65 bis 85%, vorzugsweise 70 bis 80%, auf Enddicke gewalzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the hot-rolled silicon steel in a cold rolling stage with a degree of deformation of 65 to 85%, preferably 70 to 80% Final thickness is rolled. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der warmgewalzte Siliciumstahl in zwei oder drei Kaltwalzstufen mit einer oder zwei zwischengeschalteten Glühungen und mit einem Verformungsgrad in der letzten Kaltwalzstufe von 60 bis 80% auf Enddicke gewalzt wird.3. The method according to claim I, characterized in that the hot-rolled silicon steel in two or three cold rolling stages with one or two intermediate anneals and with one Degree of deformation in the last cold rolling stage is rolled from 60 to 80% to final thickness.
DE19651458973 1965-05-19 1965-12-17 Process for the production of electrical steel sheets with a Goss texture from silicon steel Expired DE1458973C3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US45709565 1965-05-19
US457095A US3333991A (en) 1965-05-19 1965-05-19 Production of cube-on-edge oriented silicon-iron
DEA0051111 1965-12-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1458973A1 DE1458973A1 (en) 1969-02-06
DE1458973B2 DE1458973B2 (en) 1975-09-11
DE1458973C3 true DE1458973C3 (en) 1976-05-13

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