DE19628137C1 - Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroblech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroblech, bei dem eine Bramme aus einem Stahl mit (in Masse-%)
mehr als 0,005 bis 0,10% C,
2,5 bis 4,5% Si,
0,03 bis 0,15% Mn,
mehr als 0,01 bis 0,05% S,
0,01 bis 0,035% Al,
0,0045 bis 0,012% N,
0,02 bis 0,3% Cu,
Rest Fe einschl. unvermeidbarer Verunreinigungen
bei einer Temperatur, die tiefer als die Löslichkeitstemperatur für Mangansulfide, jedenfalls unter 1320°C, aber oberhalb der Löslichkeitstemperatur für Kupfersulfide liegt, durcherwärmt wird, im Anschluß daran mit einer Anfangstemperatur von mindestens 960°C und mit einer Endtemperatur im Bereich von 880 bis 1000°C bis auf Warmband-Enddicke im Bereich von 1,5 bis 7,0 mm warmgewalzt wird, das Warmband danach 100 bis 600 s lang bei einer Temperatur im Bereich von 880 bis 1150°C geglüht, sodann mit einer Abkühlrate von größer als 15 K/s abgekühlt und in einem oder mehreren Kaltwalzschritten bis auf Kaltband-Enddicke kaltgewalzt wird.

Darauf wird das Kaltband einer rekristallisierenden Glühung in feuchter Wasserstoff und Stickstoff enthaltender Atmosphäre mit gleichzeitiger Entkohlung unterworfen, nach dem beidseitigen Aufbringen eines im wesentlichen MgO enthaltenden Trennmittels hochtemperaturgeglüht und nach dem Aufbringen einer Isolierbeschichtung schlußgeglüht.

Kornorientiertes Elektroblech besitzt ein Gefüge aus Körnern mit einer sehr scharf ausgebildeten Vorzugsorientierungsrichtung {110}<001<, einer sog. Goss- Textur. Dabei liegt die am leichtesten magnetisierbare Richtung parallel zur Walzrichtung, die in technischen Anwendungen die wesentliche Magnetisierungsrichtung ist. Ziel bei der Entwicklung und Erzeugung von kornorientiertem Elektroblech ist es, die Gossorientierung möglichst scharf auszubilden. Die magnetische Polarisation als Materialkenngröße ist umso höher, je schärfer die Gossorientierung vorliegt. Die Ausbildung dieser Gosstextur geschieht über einen Kornwachstums-Selektionsprozeß, der von einer sog. Steuerphase initiiert wird. Diese besteht aus fein verteilten Partikeln einer Fremdphase, die die Korngrenzenbewegung im Verlaufe einer Glühbehandlung und somit das Kornwachstum generell behindern. Für diese sehr wichtige Funktion müssen die Partikel sehr kleine Durchmesser von kleiner 100 nm besitzen. Im Verlauf der Langzeitglühung verlieren sie jedoch ihre behindernde Wirkung und bewirken eine sehr scharfe Selektion, die nur in Gossorientierung befindlichen kleinen Körnern einer Ausgangsmatrix ein extrem schnelles Wachstum ermöglicht.

Die meisten klassischen Sorten kornorientierten Elektroblechs benutzen MnS- und AlN-Partikel für diesen Steuerungsprozeß. Dies hat zur Folge, daß die Brammen vor dem Warmwalzvorgang nicht auf nur ca. 1250°C vorgewärmt werden müssen, so wie dies bei Normalstahlgüten zur Herabsetzung der Streckgrenze üblich ist, sondern bis auf ca. 1400°C, um die steuerphasenbildenden Elemente hinreichend gut in Lösung zu bringen, damit in den nachfolgenden Herstellungsschritten, wie Warmwalzen und Warmbandglühen genügend viele Partikel feinverteilt ausgeschieden werden können. Diese erhöhte Vorwärmung hat wirtschaftliche Nachteile. Deshalb wurde in der gattungsbildenden DE 43 11 151 C1 vorgeschlagen, durch die Wahl von im wesentlichen Kupfersulfid als Steuerphase auf erhöhte Vorwärmung zu verzichten und die Brammen auf Temperaturen von unter 1320°C vorzuwärmen.

Die praktische Umsetzung dieses bekannten Verfahrens liefert magnetische Werte, die bei der betrieblichen Erzeugung großer Mengen in unterschiedlicher Weise streuen. Aufgabe der Erfindung ist somit, das bekannte Verfahren gemäß der DE 43 11 151 dahingehend zu ergänzen, daß die Streubreite der magnetischen Werte erheblich verringert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, bei dem gattungsgemäßen Verfahren den Umformgrad im letzten Kaltwalzschritt auf einen Wert im Bereich von 83 bis 86% einzustellen. Liegt dieser Umformgrad unterhalb oder oberhalb des genannten Bereichs, können zwar ebenfalls gute magnetische Eigenschaften erzielt werden, jedoch mit derart starken Streuungen, daß in Einzelfällen unbefriedigende Ergebnisse auftreten können.

Nachfolgend soll dieser Zusammenhang anhand der Tabellen und Figuren exemplarisch verdeutlicht werden.

Tabelle 1 enthält die chemischen Zusammensetzungen der untersuchten Schmelzen. Sie stellen eine typische Auswahl dar. Von diesen Schmelzen wurden in jeweils gleicher Weise Brammen durch Stranggießen erzeugt und anschließend Warmbänder durch Warmwalzen hergestellt. Die Warmbanddicke wurde dabei in einem Bereich von 2,00 bis 2,85 mm variiert. Nach einer Glühung dieser Warmbänder bei 1080°C für 240 s Dauer und nachfolgender beschleunigter Abkühlung wurden die Warmbänder kaltgewalzt auf Fertigbandnenndicken von 0,30 und 0,23 mm. Alternativ dazu wurde ein Teil der Warmbänder zunächst vor Durchführung der Glühung bei 1080°C kalt vorgewalzt und dadurch ihre Dicke auf einen Bereich von 1,25 bis 1,80 mm reduziert. Tabelle 2 zeigt die Bereiche der dabei erzeugten Varianten.

Nach der weiteren Verarbeitung durch Entkohlungsglühen, Klebschutzbeschichten, Hochtemperaturglühen und Isolationsbeschichten und Schlußglühen wurden die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Polarisationswerte erzielt. Es zeigt sich, daß bei einem Umformgrad von etwa 85% die besten magnetischen Werte erzielt werden und daß diese Werte dann die geringste Streuung aufweisen.

Tabelle 1

Chemische Zusammensetzungen der betrachteten Schmelzen

Tabelle 2

Untersuchte Varianten

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektro­ blech, bei dem eine Bramme aus einem Stahl mit (Masse-%)
   mehr als 0,005 bis 0,10% C,
   2,5 bis 4,5% Si,
   0,03 bis 0,15% Mn,
   mehr als 0,01 bis 0,05% S,
   0,01 bis 0,035% Al,
   0,0045 bis 0,012% N,
   0,02 bis 0,3% Cu,
   Rest Fe einschl. unvermeidbarer Verunreinigungen
   bei einer Temperatur, die tiefer als die Löslichkeits­ temperatur für Mangansulfid, jedenfalls unter 1320°C, aber oberhalb der Löslichkeitstemperatur für Kupfersulfide liegt, durcherwärmt wird, im Anschluß daran mit einer Anfangstemperatur von mindestens 960°C und mit einer Endtemperatur im Bereich von 880 bis 1000°C bis auf Warmband-Enddicke im Bereich von 1,5 bis 7,0 mm warmgewalzt wird, das Warmband danach 100 bis 600 s lang bei einer Temperatur im Bereich von 880 bis 1150°C geglüht, sodann mit einer Abkühlrate von größer als 15 K/s abgekühlt und in einem oder mehreren Kaltwalzschritten bis auf Kaltband-Enddicke kaltgewalzt wird, worauf das Kaltband einer rekristallisierenden Glühung in feuchter Wasserstoff und Stickstoff enthaltender Atmosphäre mit gleichzeitiger Entkohlung unterworfen wird und nach dem beidseitigen Aufbringen eines im wesentlichen MgO enthaltenden Trennmittels hochtemperaturgeglüht und nach dem Aufbringen einer Isolierbeschichtung schlußgeglüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformgrad im letzten Kaltwalzschritt auf einen Wert im Bereich von 83 bis 86% eingestellt wird.