DE2252784C3

DE2252784C3 - Verfahren zur Herstellung eines SiIiciumeisenblechmaterials mit Würfelkantentextur mit einem Gehalt an Silicium von 2 bis 4 %

Info

Publication number: DE2252784C3
Application number: DE2252784A
Authority: DE
Inventors: Martin F. Middletown Ohio Littmann (V.St.A.)
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Advanced Materials Corp (ndgesdstaates
Priority date: 1971-11-04
Filing date: 1972-10-27
Publication date: 1978-04-06
Also published as: JPS4853919A; ZA727467B; AU4800272A; SE394692B; AU466217B2; BE790798A; FR2158458A1; RO62344A; JPS5427820B2; GB1403271A; ES408258A1; IT966868B; FR2158458B1; BR7207657D0; SU692570A3; DE2252784A1; CS213306B2; DE2252784B2; US3764406A; CA978067A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siliciumeisenblechmaterials mit Würfelkantentextur mit einem Gehalt an Silicium von 2 bis 4%, das ausgezeichnete, gleichförmige magnetische Eigenschaften aufweist.

Ein Siliciumeisenblech mit Würfelkantentextur, die auch mit den Millerschen Indices (110) [001J bezeichnet wird, wird im allgemeinen nach einer Stufenfolge hergestellt, bei der das Ausgangsmaterial geschmolzen, gefeint, vergossen und die dabei erhaltenen Blöcke oder Brammen zu Bändern mit einer Dicke von 2,5 mm oder weniger warm ausgewalzt werden. Nach dem Glühen und nach der Entfernung des Zunders wird das warmgewalzte Band in einer oder mehreren Stufen kalt ausgewalzt, erforderlichenfalls unter Zwischenglühung bis zu einer Enddicke von 0,25 bis 0,35 mm. Das Band wird dann in der Regel bei der Endstärke durch kontinuierliches Glühen in einer feuchten WasserstoiTatmosphäre rekristallisiert und entkohlt. Schließlich wird das Band mit einem Glühseparator beschichtet und mehrere Stunden lang in trockenem Wasserstoff bei einer Temperatur oberhalb 100⁰C einer Kistenglühung unterworfen.

Bekanntlich müssen vor dem Hochtemperaturabschnitt der letzten Kistenglühung zwei Bedingungen erfüllt sein, wenn ein Material mit einer ausgeprägten Würfelkantentextur erhalten werden soll, nämlich:

1. Es muß eine geeignete Struktur von vollständig rekristallisierten Körnern mit einer ausreichenden

Anzahl dieser Körner mit Würfelkantenorientierung vorliegen und

2. es müssen Inhibitoren in Form von kleinen, gleichmäßig verteilten Einschlüssen vorhanden sein, die das primäre Kornwachstum in den ersten Abschnitten der Glühung einschränken, bis ein starkes sekundäres Wachstum während des späteren Hochtemperaturabschnittes der Glühung auftritt

Während des erwähnton Kornwachstumsabschnittes der Glühung wachsen die Körner mit Würfelkantenorientierung auf Kosten anderer Körner in der Matrix, die eine davon verschiedene Orientierung haben. Der Inhibitor für das primäre Kornwachstum, der in Form von kleinen, gleichmäßig verteilten Einschlüssen vorliegen muß, besteht gewöhnlich aus Mangansulfid, es können für diesen Zweck aber auch andere Inhibitoren, z. B. Manganseienid, Aluminiumnitrid oder Mischungen davon, verwendet werden.
Aus der US-Patentschrift 2599340 ist ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumeisen mit Würfelkantentextur bekannt, bei dem aus Blöcken ausgewalzte Brammen vordem wr.rmen Auswälzen auf eine Temperatur oberhalb 1260⁰C, vorzugsweise auf 1350 bis 1400⁰C, erhitzt werden. Durch dieses Erhitzen wird nicht nur das Material für die warme Auswalzung vorbereitet, sondern dabei löst sich auch der darin enthaltene Inhibitor, so daß bei der anschließendenwarmen Auswalzung der Inhibitor in der gewünschten Form von kleinen, gleichmäßig darin verteilten Ein-Schlüssen ausgefällt wird, wodurch eine der beiden wesentlichen Bedingungen zur Herstellung eines hochorientierten Materials mit Würfelkantentextur erfüllt wird. Die Praxis des Erwärmens eines Blockes oder des Produktes eines zu einer Bramme ausgewalzten Blockes auf eine Temperatur von oberhalb 1260⁰C und bis zu 1400⁰C vor dem warmen Auswalzen wird derzeit in großem Umfange angewendet.

Zur Herstellung von Eisenblechmaterialien werden üblicherweise gegossene Brammen einer Stärke, die sich zum direkten Auswalzen eignet, verwendet Dabei sind unter dem hier verwendeten Ausdruck »Bramme« gegossene Körper zu verstehen, deren Stärke zwischen 10 und 30 cm liegt Diese Gießverfahren sind insofern vorteilhaft, als dadurch der Materialverlust an den hinteren und vorderen Abschnitten der üblichen Blöcke, die wie gewöhnlich abgeschnitten werden müssen, vermieden wird. So werden beispielsweise Siiiciumeisenbrammen bis zu einer Dicke von 15 cm stranggegossen, auf eine geeignete Länge zugeschnitten und wieder auf 1350 bis 1400⁰C erhitzt, um den Inhibitor vor dem warmen Auswalzen zu lösen. Dabei kann zum Erwärmen eine elektrische Induktions- oder Widerstandsheizung verwendet werden (vgl. die deutsche Offenlegungsschrift 1758515). Der Grad der Würfelkanteriorientierung des aus den stranggegossenen Brammen hergestellten Produkts variierte bisher jedoch viel stärker als bei einem aus Blöcken hergestellten Material, insbesondere entlang der Breite des Bandes. Durch diesen Mangel an Gleichmäßigkeit und die damit häufig einhergehende Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften eines Materials, das durch Stranggießen hergestellt worden ist, war die Brauchbarkeit von auf diese Weise hergestellten Gießlingen

beschränkt trotz der Vorteile, die sie gegenüber der üblichen Herstellung aus Blöcken haben.

Es hat sich gezeigt, daß eine· Hauptursache für die erwähnte variable und häufig ungünstige Entwicklung der Würfelkantentextur die übermäßige Korngröße in der Bramme ist, die als Folge der Wiedererwärmung auf mehr als 1300⁰C vor dem wärmen Auswalzen auftritt. Stranggegossene Brammen haben im frisch gegossenen Zustand eine Kristallstruktur, die nach der Wiedererwärmung auf mehr als 1300°C ein Kornwachstum bis zu einer durchschnittlichen Korngröße von 25 mm (0,5 bis 1,0 der ASTM-Korngröße bei 1 X) aufweist Zum Vergleich sei darauf hingewiesen, daß die durchschnittliche Korngröße (Durchmesser) in aus Blöcken ausgewalzten Brammen nach dem Wiedererwärmen auf 1300°C etwa 10 mm beträgt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines Siliciumeisenblechmaterials mit Würfelkantentextur mit einem Gehaltan Silicium von 2 bis 4% anzugeben, das gleichförmige, ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufweist, und bei dem die Korngröße in den als Ausgangsmaterial verwendeten Brammen nach dem Wiedererwärmen auf eine hohe Temperatur und vor dem warmen Auswalzen auf einen Durchmesser von nicht mehr als 4,5 ASTM bei 1 X (entsprechend einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 7 mm oder weniger) begrenzt ist. Eine solche geringere Korngröße fördert offensichtlich die vollständige Rekristallisation während der Glühbehandlung im Anschluß an das warme Auswalzen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung eines Siliciumeisenblechmaterials für Würfelkantentextur mit einem Gehalt an Silicium von 2 bis 4% gelöst werden kann durch die Kombination der nachstehenden Stufen:

Vergießen zu einer Bramme mit einer Dicke von 10 bis 30 cm, Erhitzen der abgekühlten Bramme auf eine Temperatur von 750 bis 1250°C oder Halten der Bramme bei einer Temperatur von 750 bis 125O⁰C unter Ausnutzung ihrer Restwärme aus dem Vergießen und warmes Herunterwalzen um 5 bis 50% bei dieser Temperatur, Wiedererhitzen auf eine Temperatur zwischen 1260 und 1400°C, warmes Auswalzen der Bramme zu einem Band, kaltes Auswalzen desselben in mindestens einer Stufe auf die Enddicke und anschließendes Entkohlen und Durchführung einer sekundären Rekristallisationsglühung.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man ein orientiertes Siliciumeisenblechmaterial mit Würfelkantentextur, das ausgezeichnete, gleichförmige magnetische Eigenschaften aufweist Es eignet sich insbesondere für d'e Verarbeitung von gegossenen Brammen einer Dicke von 10 bis 30 cm, die eine säulenförmige Kornstruktur aufweisen, wie sie in den Fig. 1 und 3 der Zeichnungen abgebildet sind. SS

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung wird die Bramme vor dem Herunterwalzen auf eine Temperatur von 850 bis 1150⁰C erhitzt, anschließend wird sie gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung um 10 bis 50%, insbesondere um 25%, heruntergewalzt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das warm ausgewalzte Band vor dem kalten Auswalzen auf die Enddicke einer Bandglühung unterworfen, wobei gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung das kdlte Auswalzen in mindestens zwei Stufen jeweils mit einer Bandglühung zwischen den Stufen durchgeführt wird.

Die erste Warmwalzstufe des Verfahrens der Erfindung führt zu einer deutlichen Verringerung der Größe der Körner in der Bramme nach dem Wiedererhitzen auf 1400°C. Ein warmes Herunterwalzen um etwa 25% führt nach dem Wiedererhitzen zu einer Korngröße mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 5 mm, d h. zu einer ASTM-Korngröße bei 1 X von 5 bis 6. Bei der Durchrührung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens ein anfängliches warmes Herunterwalzen um 5% erforderlich, wobei ein Herunterwalzen um 10 bis 50% bevorzugt ist.

Es hat sich nun überraschend gezeigt, daß durch das anfängliche warme Herunterwalzen einer gegossenen Siliciumeisenbramme durch Steuerung der Korngröße beim Wiedererhitzen auf sehr hohe Temperaturen die magnetischen Eigenschaften entscheidend verbessert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin bedeutet

Fig. 1 eine photographische Aufnahme eiines Querschnitts einer 15 cm dicken strangge^nssenen Bramme im soeben gegossenen Zustand bei 0,5fai;her Vergrößerung,

Fig. 2 eine photographische Aufnahme eines Querschnitts der stranggegossenen Bramme gemäß Fig. 1 nach dem Wiedererhitzen auf etwa 1400"C bei 0,5facher Vergrößerung,

Fig. 3 eine photographische Aufnahme eines Querschnitts einer 20 cm dicken stranggegossenen Bramme dergleichen Charge wie in Fig. 1 im soeben gegossenen Zustand bei 0,5facher Vergrößerung,

F i g. 4 eine photographische Aufnahme eines Längsschnitts durch die Bramme gemäß F i g. 3 nach 25%igem warmem Herunterwalzen der Dicke bei 1O35"C entsprechend der vorliegenden Erfindung bei 0,5facher Vergrößerung und

Fig. 5 eine photographische Aufnahme eines Querschnitts der anfänglich warm ausgewalzten Bramme der Fig. 4 nach dem Wiedererhitzen auf etwa 1400⁰C bei 0,5facher Vergrößerung.

Obwohl die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt ist, wird sie nachfolgend an Hand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf ein Material beschrieben, das zu endlosen (kontinuierlichen) Brammen stranggegossen worden ist.

In einem beispielhaften Arbeitsvorgang wird auf übliche Weise in einem elektrischen Lichtbogen-Siemens-Martin-Ofen oder in einem Sauerstoffaufblasofen eine Charge geschmolzen und in eine Pfanne gegossen, der das gesamte oder ein beträchtlicher Teil des erforderlichen Siliciums zugesetzt wird. Die Schmelze kann dann nach Verfahren, die erforde;-lichenfalls eine Vakuumentgasung umfassen, raffiniert bi:w. gefrischt werden. Anschließend wird die Schmelze zu einer Gießstation transportiert und zur gewünschten Dicke von beispielsweise 15 oder 20 cm vergossen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Cha/ge wurde auf die oben beschriebene A rt und Weise bearbeitet und zu Brammen der (beenden Zusammensetzung stranggegossen:

Kohlenstoff	0,034%
Mangan	0,062%
Schwefel	0,024%
Silicium	3,17%
Rest im wesentlichen Eisen

Zum Vergleich wurde ein Teil der Charge einer sich daran anschließenden erfindungsgemäßen Behandlung unterzogen, während ein Teil davon einer üblichen Behandlung unterzogen wurde. Der erfindungsgemäß weiterverarbeilete Teil wurde zu einer Dicke von 20 cm vergossen, wahrend der auf übliche Weise weiter verarbeitete Teil zu einer Dicke von 15 cm vergösset wurde. Die beiden Verfahren sind nachfolgend ir tabellarischer Form zusammengefaßt und als Verfahret Λ bzw. B bezeichnet.

F.rfindungsgemäßes Verfahren

Übliches Verfahren

1. Zuschneiden der Brammen auf eine geeignete Länge;

2. Erhitzen der Brammen auf 1035 C;

3. Warmes Hcrunterwal/en um 25% auf eine Dicke von 15 cm;

4. Wiedererhit/en auf 14(K) C;

5. Warmes Auswalzen auf eine Dicke von 1,9mm;

6. Bandglühen bei 975 C;

7. Kaltes Auswalzen auf eine Dicke von 0,264 mm (zwei Stufen mit Zwischenglühung bei 925 C);

8. Entkohlen - Bandglühen bei 825 C in feuchtem Wasserstoff;

9. Kistenglühen bei 12(K) C für 24 Std. in trockenem Wasserstoff.

Beispiel 2

Eine Charge der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geschmolzen, raffiniert und vergossen;

Kohlenstoff 0.030%

Mangan 0.057%

Schwefel 0.024%

Silicium 3.15%
Rest im wesentlichen Eisen

Tabelle I

1. Zuschnei de π der Brammen auf ei nc geeignete Länge

2. Wiedererhitzen auf 1400 C;

3. Warmes Auswalzen auf eine Dicke von 1.9 mm

4. Bandglühen bei 975 C,

5. Kaltes Auswalzen auf eine Dicke von 0,264 mn (zwei Stuten mit Zwischenglühung bei 925 C)

6. Entkohlen - Bandglühen bei 825 C in feuchten Wasserstoff;

7. Kistenglühen bei 1200 C für 24 Std. in trockenen Wasserstoff.

Auch hier wurde ein Teil der Charge bis zu eine Dicke von 20 cm strangvergossen und erfindungsgemäl weiterverarbeitet (Verfahren A), während ein andere Teil bis auf eine Dicke von 15 cm strangvergossen um nach einem üblichen Verfahren weiterverarbeitet wurdi (Verfahren B). Die magnetischen Eigenschaften de Endprodukte der Chargen der Beispiele 1 und 2. dii bei beiden Verfahren A und B erhalten wurden, sin< in der folgenden Tabelle 1 vergleichend einandergegen übergestellt.

Beispiel	Verfahren A	*)	Bereich	**)	Durch	Verfahren	B	Bereich	0,680-0,885	Durch
	Permeabilität		0,700-0.755	schnitt	Permeabilität		0.700-0,855	schnitt
	Anzahl	1820-1840	0,690-0.750	1833	Anzahl	1745-1840		1808
	der Tests	1820-1840		1832	der Tests	1770-1820		1799
1	20			22	Kernverlust
2	14	0,725	14	22	0,757
	Kernverlust	0,722	14	0,777
1	20
2	14

*) Die Permeabilität ist bei H = lOOerstedt angegeben. **) Der Kernverlust ist in Watt pro 0,454 kg be; 17 Kilogauß und einer Frequenz von 60 Hz angegeben.

Aus der vorstehenden Tabelle I geht hervor, daß das erfindungsgemäß hergestellte Material sowohl im Hinblick auf die durchschnittliche Permeabilität als auch auf den Kemverlust und insbesondere im Hinblick auf die Gleichförmigkeit dieser Eigenschaften wesentlich besser war als das in bekannter Weise hergestellte Material. Die Permeabilität des nach dem Verfahren A hergestellten Materials lag innerhalb des Bereiches voi 1820 bis 1840 mit einem Durchschnittswert von ober halb 1830 im Vergleich zu den Permeabilitätsbereichei ή, von 1745 bis 1840 und dem Durchschnittswert voi etwa 1804 für das aus stranggegossenen Bramme! nach dem Verfahren B hergestellte Material.

Beispiel 3

Eiine Charge wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 geschmolzen, raffiniert und stranggegossen, wobei diesmal jedoch alle Brammen zu einer Dicke von 20 cm stranggegossen wurden. Die Zusammensetzung dor Charge des Beispiels 3 war folgende:

Kohlenstoff
Mangan

0,031%
0,055%

Schwefel 0,024% ■

Silicium 3,16%

Rest im wesentlichen Eisen

Zum Vergleich wurde ein Teil der Charge der sich daran anschließenden erfindungsgemäßen Behandlung unterworfen, während ein anderer Teil einer üblichen Behandlung unterworfen wurde. Die beiden Verfahren, die als Verfahrene bzw. D bezeichnet werden, sind nachfolgend zusammenfassend einander gegenübergestellt.

rirrirulungsgcmiißcs Verfahren

1. Zuschneiden der Brammen auf eine geeignete Länge;

2. Erhitzen der Brammen auf 1035 C;

3. Warmes Meruntcrwalzen um 25% auf eine Dicke von 15 cm;

4. Wiedererhitzen auf 1400 C;

5. Warmes Auswalzen auf eine Dicke von 1,4 mm;

6. Bandglühen bei 975"C;

8. Entl ihlen - Bandglühen bei 825 C in feuchtem Wasserstoff;

9. Kistenglühen bei 1200'C für 24 Std. in trockenem Wasserstoff.

Übliches Verfahren

1. ZuschneidenderBrammenaufeinegecigneteLänge;

2. Wiedererhitzen auf 1400 C;

3. Warmes Auswalzen auf eine Dicke von 1,9 mm;

4. Bandglühen bei 975' C;

5. Kaltes Auswalzen auf eine Dicke von 0,264 mm (zwei Stufen mit Zwischenglühung bei 925 C);

6. Entkohlen - Bandglühen bei 825 C in feuchtem Wasserstoff;

7. Kistenglühen bei 1200 C für 24 Std. in trockenem Wasserstoff.

Beispiel 4

Eine Charge der nachfolgend angegebenen Zusam- Auch hier wurden alle Brammen zu einer Dicke

mensetzung wurde auf die gleiche Weise wie im Bei- 40 von 20 cm vergossen, wobei ein Teil der Charge erfinspiel 3 geschmolzen, raffiniert, vergossen und an- dungsgemäß behandelt wurde, während ein anderer

schließend weiterverarbeitet.

Teil desselben einer üblichen Behandlung unterzogen wurde. Die magnetischen Eigenschaften der End-

Kohlenstoff	wesentlichen	Eisen	Bereich	0,031%	45	produkte der Chargen der Beispiele 3 und 4, die nach
Mangan				0,055%		beiden Verfahrene und D erhalten wurden, sind in
Schwefel	Verfahren C		1820-1850	0,026%		der folgenden Tabelle II vergleichend einander gegen
Silicium		Permeabilität*)	1810-1850	3,15%		übergestellt.
Rest im \		Anzahl	**)
Tabelle Π		der Tests	0,685-0,740
Beispiel		24	0,665-0,735			Verfahren D
	16		Durch	Permeabilität
	Kernverlust		schnitt	Anzahl Bereich Durch-
	24		1835	der Tests schnitt
3	16		1830	24 1760-1840 1799
4			24 1785-1840 1818
		0,707	Kernverlust
3		0,712	24 0,705-0,870 0,777
4		24 0,675-0,805 0,736

*) Wie in Tabelle I.
**l Wie in Tabelle I.

Da in den Verfahrene und D alle Brammen die gleiche Anfangsdicke aufwiesen, ist klar, daß das warme Auswalzen nach dem Wiedererhitzen (Stufe 3 in dem Verfahren D) bei dem üblichen Verfahren eine größere Verminderung der Dicke mit sich brachte als in der > entsprechenden Stufe 5 im Verfahrene im Hinblick auf die Tatsache, daß die Bramme in der Stufe 3 des Verfahrens C bereits auf eine Dicke von 15 cm warm heruntergewalzt worden war.

Die Daten der vorstehender. Tabelle I und II zeigen, daß die magnetischen Eigenschaften der auf eine sehr hohe Temperatur wiedererhitzten Brammen für Brammen, die auf eine Dicke von 15 cm und 20 cm vergossen und auf übliche Weise weiterbehandelt worden waren, ähnlich waren. Es wird angenommen, daß die i.s Anfangsdicke der Bramme, mindestens innerhalb des Bereiches von etwa 10 bis etwa 30 cm, nur einen geringen oder keinen Einfluß auf das Ansprechen auf die anfängliche Nieder iempeiiiiui-WanViäüSwaiZüng hat, solange diese Anfangsauswalzung der Dicke mindestens etwa 5 % beträgt. Aus der Tabelle II geht hervor, daß nach dem üblichen Verfahren Tür auf eine Dicke von 20 cm vergossene Brammen verhältnismäßig schlechte und uneinheitliche Ergebnisse erhalten werden, während nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gleichförmige und überlegene Eigenschaften erhalten werden.

Eine beträchtliche Anzahl von Wicklungen (Bünden) wurde bis zu einer Endstärke von 0,264 mm nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt einschließlieh der oben angegebenen Beispiele, und 98,4% der Testergebnisse der Permeabilität bei H = 10 betrugen 1820 oder mehr, und 62,8% der Werte betrugen 1840 oder mehr.

Die beiliegenden Fig. 1 bis 5 stellen photographische Aufnahmen von geätzten Querschnitten von stranggegossenen Brammen des Beispiels 2 dar, die nach dem Verfahren A und nach dem Verfahren B erhalten wurden.

Aus der Fig. 1, die sinen Querschnitt in 0,5facher Vergrößerung einer auf eine Dicke von 15 cm vergossenen Bramme darsto/lt, ist zu ersehen, daß sich von jeder inneren Oberfläche fast bis zum Zentrum der Bramme eine säulenförmige Kornstruktur erstreckt wobei im Zentrum ein verhältnismäßig schmaler Kern oder ein schmaler Streifen von gleichgerichteten Körnern auftritt

Die Fig. 2 erläutert den Effekt der Wiedererhitzung der Bramme der Fig. 1 auf 1400^cC nach dem üblichen Verfahren. Es sei darauf hingewiesen, daß dabei ein übermäßiges Wachstum sowohl der säulenförmigen als auch der gleichgerichteten Körner auftrat, wobei die durchschnittliche Korngröße bei lfacher Vergrößerung etwa 04 bis 1,0 ASTM betrug (entsprechend einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 25 mm).

Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine auf 20 cm Dicke vergossene Bramme (gemäß Beispiel 2) in 0,5facher Vergrößerung. Es sei darauf hingewiesen, daß die Struktur praktisch identisch mit derjenigen der Fig. 1 ist

Die Fig. 4, welche einen Längsschnitt in 0,5facher Vergrößerung zeigt, erläutert den Effekt, der durch das erfindungsgemäße anfängliche warme Herunterwalzen der Bramme der Fig.3 um 25% bei einer Temperatur von 1035⁰C erzielt wird. Es sei darauf 6« hingewiesen, daß die säulenförmige Kornstruktur auch noch nach dem warmen Auswalzen sichtbar ist und daß sie etwas verzerrt ist Ein wesentliches Merkmal der warm ausgewalzten Bramme in dieser Stufe ist jedoch das Auftreten von zahlreichen rekristallisieren Körnern, die im Innern der Bramme willkürlich verteilt (dispcrgicrt) sind. Das Auftreten der rekristallisierten Körner in dieser Stufe hängt von der Warmwalztemperatur ab und wird nicht als kritisch angesehen.

Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die anfänglich warmgewalzte Bramme der Fig.4 nach dem Wiedererhitzen auf 1400"C in 0,5facher Vergrößerung. Es sei darauf hingewiesen, daß das Wiedererhitzen zur Bildung einer viel kleineren, gleichgerichteten Kornslruktur mit einer Korngröße von etwa 5 bis 6 ASTM bei 1 X, d.h. mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von etwa 5 mm, geführt hat. Dies steht in deutlichem Gegensatz zu der Kornstruktur der Fig. 2 und ist sehr signifikant im Hinblick ai/.Γ die Tatsache, daß die Bramme der Fig. 2 und die Bramme der Fig. 5 der gleichen Wiedererhitzungsicnipcfaiüf von 1400"C unterworfen worden sind.

Es wird angenommen, daß die vollständige Rekristallisation in den ersten Stufen der Hochtemperaturwiedererhitzung aus den während der anfänglichen Warmwalzung der gegossenen Bramme gebildeten Keimen stattfindet Diese Rekristallisationsstruktur weist während der Vervollständigung der Brammenwiedererhitzung auf 1400"C ein geringeres Kornwachstum auf als die ursprüngliche gegossene Struktur gemäß Fig. 2. Daraus geht hervor, daß die Anwendung eines bestimmten Grades an Warmverformung bei tiefer Temperatur, die ausreicht um eine deutliche Herabsetzung der Größe der Körner der Bramme nach dem Wiedererhitzen aufeine Temperatur von oberhalb etwa 1300'C zu bewirken, dazu führt, daß das Hauptziel der vorliegenden Erfindung erreicht wird.

Wie oben angegeben, liegt der bevorzugte Bereich der Anfangsreduktion bei 10 bis 50%. Es wurde gefunden, daß eine 25%ige Anfangsreduktion bewirkt, daß sich in der wiedererhitzten Bramme eine optimale Kornverfeinerung entwickelt Durch Reduktionen unterhalb 5% wird keine ausreichende Energie eingeführt. Wenn die prozentuale Reduktion über 25% ansteigt, nimmt der Vorteil, gemessen durch die Korngröße der wiedererhitzten Bramme, allmählich bis zu einem solchen Grade ab, das etwa 50% Reduktion .als praktikable obere Grenze der Erfindung angesehen werden können. Der bevorzugte Temperaturbereich für die anfängliche Warmreduktion liegt bei 850 bis 1150"'C im Gegensatz zu der üblichen Durchwärmungstemperatur von 1230⁰C für Blöcke, die zu Brammen ausgewalzt werden, was einer Reduktion von mehr als 70% entspricht

Derzeit sind kontinuierliche Gießeinrichtungen in Betrieb, die in der Lage sind, eine Warmreduktion in Reihe durchzuführen. Bei einer solchen Anordnung kann die Restwärme der gegossenen Bramme für die anfänglichen Warmreduktionen innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche genügea Dadurch kann die Wiedererhitzung der Brammen für die anfangliche Warmauswalzung minimalisiert oder eliminiert werdea Obwohl die Warmauswalzung in Reihe derzeit für stranggegossene unlegierte Kohlenstoffstähle angewendet wird, führt dies zu einer direkten Rekristallisation der Kornstruktur im Gegensatz zu der Situation bei Siliciumeisen, bei dem die ursprüngliche säulenförmige Kornstruktur nicht aufgebrochen wird als direktes Ergebnis der Warmwalzung, sondern eine Rekristallisation während der Wiedererhitzung auf eine sehr hohe Temperatur auftritt

Die durch die vorliegende Erfindung crzielbaren Vorteile hängen nicht von der Zusammensetzung ab und können mit jedem Inhibitor, z.B. Mungansullld, Manganselenid, Aluminiumnitrid oder Gemischen davon erzielt werden. So ist es beispielsweise für den Fachmann auf diesem Gebiet klar, daß Chargen zur Erzielung von gleichförmigen magnetischen Eigenschaften bearbeitet werden können durch Auswahl geeigneter Kombinationen der Elemente innerhalb der folgenden Bereiche:

Kohlenstoff
Mangan

0,02-0,05%
0,(H-0,12% 12

0,015-0,035%

2-4%

weniger als 0,01%

weniger als 0,04%

Schwefel
Silicium
Stickstoff
Aluminium

Rest im wesentlichen Eisen, wobei alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen sind.

ίο In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die beiden US-Patentschriften 3287 183 und 2867557 verwiesen, in denen zwei Typen von Zusammensetzungen beschrieben sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Siliciumeisenblechmaterials mit Würfelkantentextur mit einem Gehaltan Silicium von 2 bis 4%, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Stufen:

Vergießen zu einer Bramme mit einer Dicke von 10 bis 30 cm. Erhitzen der abgekühlten Bramme auf eine Temperatur von 750 bis 1250⁰C oder Halten der Bramme bei einer Temperatur von 750 bis 1250⁰C unter Ausnutzung ihrer Restwärme aus dem Vergießen und warmes Herunterwalzen um 5 bis 50% bei dieser Temperatur, Wiedererhitzen auf eine Temperatur zwischen 1260 und 1400°C, warmes Auswalzen der Bramme zu einem Band, kaltes Auswalzen desselben in mindestens einer Stufe auf die Enddicke, anschließendes Entkohlen und Durchführung einer sekundären Rekristallisationsglühung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bramme vor dem Herunterwalzen auf eine Temperatur von 850 bis 1150°C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bramme um 10 bis 50% heruntergewalzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bramme um 25% heruntergewalzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das warm ausgewalzte Band vor dem kalten Auswalzen auf die Enddicke einer Bandglühung unterworfen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Auswalzen in mindestens zwei Stufen jeweils mit einer Bandzwischenglühung zwischen den Stufen durchgeführt wird.