DE2262869B2 - Verfahren zum Herstellen von Elektroblech mit Goss-Textur - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Elektroblech mit Goss-Textur

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Description

200 Sekunden im Temperaturbereich von 1200 bis 5S0° C gehalten wird.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich, beispielsweise im Konverter oder Elektroofen erschmolzene, Stähle mit 0,0050 bis 0,060 % Kohlenstoff, höchstens 4,0% Silizium, 0,030 bis 0,090 % Mangan und 0,010 bis 0,030 % Schwefel.
Es versteht sich, daß die Gehalte an Mangan und Schwefel die Menge des Mangansulfids in der feindispersen Phase bestimmen, die für das Korn- wachstum bei der Sekundärrekristallisation von entscheidender Bedeutung ist.
Enthält der Stahl zu wenig Mangan und Schwefel, dann reicht das Mangansulfid für die Beeinflussung der Sekundärrekristallisation nicht aus, so daß ein zufriedenstellendes Kornwachstum bei der Sekundärrekristallisation nicht erreicht wird.
Andererseits werden die Mangansulfidteilchen zu groß, wenn die Gehalte an Mangan und Schwefel die vorerwähnten Höchstwerte übersteigen. Die Folge davon ist, daß das Mangansulfid beim Glühen nicht in dem erwünschten Maße eine feste Lösung bildet und demzufolge auch die Ausbildung, Größe und Verteilung des sich beim Warmwalzen ausscheidenden Mangansulfids ungeeignet ist. Aus diesem Grunde findet bei der Sekundärrekristallisation dann auch kein zufriedenstellendes Kornwachstum statt.
Außerhalb der angegebenen Gehaltsgrenzen für Mangan und Schwefel ist es nicht möglich, kornorientiertes Elektroblech oder -band mit den nachfolgenden magnetischen guten Eigenschaften herzustellen.
Die feindisperse Phase besteht im wesentlichen aus Mangansulfid, kann jedoch auch gewisse Mengen Aluminiumnitrid und ähnliche, beispielsweise Selen, Tellur und Bor enthaltende Verbindungen enthalten.
Es ist bekannt, daß Silizium die Eisenverluste von Elektroblech oder -band verringert. Aus diesem Grunde enthält der Stahl bei kornorientiertem Elektroblech übliche Mengen Silizium. Dabei ist der Höchstgehalt auf 4,0%> begrenzt, da sich andernfalls beim Kaltwalzen Risse bilden.
Der Kohlenstoffgehalt ergibt sich zu 0,0050 bis 0.0600O, da höhere Kohlenstoffgehalt«, ein längeres Entkohlungsglühen erfordern und sonnt die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen. Zu niedrige Kohlenstoffgehalte ergeben dagegen Schwierigkeiten bei der Sekundärrekristallisation und ein feines Korn im Endprodukt.
Die beiden für die magnetischen Eigenschaften nach der Erfindung wesentlichen Verfahiensschritte, nämlich das Glühen der Knüppel und das anschließende kontinuierliche Warmwalzen werden nachfolgend des näheren beschrieben.
Das Mangansulfid ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwar bereits im Stranggußknüppel vor dem Erwärmen auf die Warmwalztemperatur ausgeschieden; es ist jedoch nicht gleichmäßig verteilt und besteht aus verhältnismäßig großen Teilchen. Aus diesem Grunde muß das Mangansulfid zunächst einmal beim Erwärmen vor dem Warmwalzen als feste Lösung im Grundgefüge gelöst werden. Dabei ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß die in Stranggußknüppeln unvermeidlichen Stengelkristalle beim Glühen im Bereich höherer Temperaturen, beispielsweise über 13500C, einem abnormen Kornwachstum unterliegen, das zu einer schweren Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften des Endprodukts führt. Demzufolge sollte das Erwärmen der Knüppel bei verhältnismäßig niedriger Temperatur erfolgen. Unter Berücksichtigung dessen ergab sich eine Begrenzung der Gehalte an Mangan und Schwefel, da es anders nicht möglich ist, das Mangansulfid in hinreichendem Maße bei einer Temperatur in eine feste Lösung im Grunggefüge zu überführen, die ein abnormes Wachstum der Stengelkristalle ausschließt. Die Höchsttemperatur beim Erwärmen vor dem Warmwalzen hängt von den Gehalten an Mangan und Schwefel ab und läßt sich unter Berücksichtigung des Produktes (0ZoMn) ■ (°/oS) bestimmen. Unter Berücksichtigung der obenerwähnten Gehalte an Mangan und Schwefel liegt die Temperatur bei 1250 bis 13500C. In diesem Temperaturbereich ist ein ausreichendes Lösen des Mangansulfids ohne abnormes Wachstum der Stengelkristalle möglich.
Trotz Wahl einer richtigen Glühtemperatur ergeben sich immer noch Schwierigkeiten beim Lösen des Mangansulfids der dichten Seigerungszone des Schwefels, so daß sich häufig beim erneuten Ausscheiden keine gleichmäßige Verteilung ergibt.
Das zunächst gelöste Mangansulfid scheidet sich jedoch beim kontinuierlichen Warmwalzen in einem bestimmten Temperaturbereich aus, der in gewissem Maße auch von den Gehalten an Mangan und Schwefel abhängig ist.
Für die Sekundärrekristallisation mit einer (100) [001 j-Orientierung muß die Ausscheidungsphase eine Korngröße unter 0,1 μΐη besitzen und bei hoher Verteilungsdichte gleichmäßig verteilt sein. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines gezielten Ausscheidens des Mangansulfids während des Warmwalzens erreicht.
Bei dem in der belgischen Patentschrift 7 47 197 beschriebenen Verfahren wird die Bildung einer dichten Seigerungszone des Schwefels beim Stranggießen durch ein möglichst langsames Abkühlen der Stranggußknüppel vermieden. Darunter leidet jedoch nicht nur die ansonsten hohe Produktivität des Stranggießens merklich, sondern es ergeben sich auch praktische Schwierigkeiten beispielsweise bei der Steuerung des erforderlichen Kühlwassers.
Auf Grund umfangreicher Versuche hinsichtlich der Bildung einer dichten Seigerungszone des Schwefels beim Stranggießen wurde das erfindungsgemäße Verfahren geschaffen, das es gestattet, kornorientiertes Elektroblech mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften auch dann herzustellen, wenn der Schwefel in einer dichten Seigerungszone ausgeschieden ist, sofern der Stahl während des Warmwalzens langsam abgekühlt wird, so daß sich trotz der geringen Temperatur beim Erwärmen der Stranggußknüppel vor dem Warmwalzen eine weitestgehende Ausnutzung des zunächst in fester Lösung befindlichen Mangansulfids ergibt.
Im einzelnen konnte festgestellt werden, daß die Temperatur für ein Ausscheiden von wirksamem Mangansulfid bei 930 bis 12000C liegt und das Walzgut beim kontinuierlichen Warmwalzen erfindungsgemäß 30 bis 200 Sekunden in diesem Temperaturbereich gehalten werden muß.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 den Zusammenhang zwischen der mittleren Haltetemperatur beim Warmwalzen und der Induktion ßg)
F i g. 2 den Zusammenhang zwischen der Haltezeit im Temperaturbereich von 950 bis 1200° C und der Induktion B8 und
F i g. 3 Temperatur-Zeit-Kurven in verschiedener Weise warmgewalzter Stähle.
Die Kurven der Fig. 1 und 2 beziehen sich auf Bleche mit einer Dicke von 0,30 mm aus Stählen mit 0,035 bis 0,046% Kohlenstoff, 0,047 bis 0.0600A. Mangan und 0,016 bis 0,018 °/o Schwefel, die stranggegossen und vor dem Warmwalzen erwärmt wurden. Die Stranggußknüppel wurden nach einem Erwärmen auf 1250 bis 135O°C, im Mittel auf 1300' C. beim Warmwalzen, d. h. vor dem letzten Gerüst, 45 Sekunden in dem erfindungsgemäßen Temperaturbereich gehalten.
Der Kurvenverlauf zeigt, daß sich bei einem Halten in dem erfindungsgemäßen Temperaturbereich von 950 bis 1200° C eine hohe Induktion ergibt.
Aus dem Kurvenverlauf der Fig. 2 ergibt sich, daß die Induktion B8 hohe Werte erreicht, wenn das Walzgut 30 bis 200 Sekunden im Temperaturbereich von 980 bis 1200° C gehalten wird.
Bei Haltezeiten unter 30 Sekunden reicht die Ausscheidung wirksamen Mangansulfids nicht aus, während das ausgeschiedene Mangansulfid bei Haltezeiten über 200 Sekunden grobkörnig wird und sich zusammenballt. In beiden Fällen ergibt sich ein Mangansulfid, daß für die (110) [001 !-Orientierung bei der Sekundärrekristallisation nicht wirksam ist. Die beiden Kurven der F i g. 1 und 2 beweisen, daß das stranggegossene und anschließend erwärmte Walzgut während des Warmwalzens 30 bis 200 Sekunden bei 950 bis 1200" C gehalten werden muß, um eine möglichst hohe Induktion zu erreichen.
Das erfindungsgemäße langsame Abkühlen kann bis in den letzten Stich bzw. das letzte Gerüst hineinreichen, wenn dabei eine hinreichend geringe Abkühlungsgeschwindigkeit gewährleistet ist. Bei einer üblichen Walzstraße, in der das Walzgut beim abschließenden Walzen rasch abgekühlt wird, sollte das langsame Abkühlen daher vor dem letzten Gerüst geschehen.
Das Diagramm der F i g. 3 gibt Beispiele für den Temperaturverlauf bei einem derartigen Warmwalzen wieder. Der aus dem Diagramm ersichtliche Knickpunkt α jeder Kurve gibt den Zeitpunkt vor dem letzten Gerüst wieder. Demzufolge läuft das Walzgut im Falle der Kurve A mit einer Temperatur von etwa I200° C in das letzte Walzgerüst ein, während das Walzgut im Falle der Kurve B langsam auf 950 bis 12000C abgekühlt wurde und bei einer Temperatur von etwa 950° C in das letzte Gerüst einlief. Im Falle der Kurve C wurde das Walzgut im Temperaturbereich von 950 bis 1 200° C auf einer konstanten Temperatur gehalten und lief mit 950°C in das letzte Gerüst ein, während das Walzgut nach der Kurve D ohne vorheriges langsames Abkühlen oder Halten auf einer konstanten Temperatur mit etwa 950' C in das letzte Gerüst einlief.
Aus dem Diagramm der Fig 3 ergibt sich, daß das Walzgut entsprechend Kurve A bei einem raschen Abkühlen im letzten Gerüst nicht 30 bis 200 Sekunden bei 950 bis 1200 C gehalten werden kann. Aus diesem Grunde sollte das Warmwalzen entsprechend dem Verlauf der Kurven ß und Γ durchgeführt werden.
Auch ein Warmwalzen nach der einen üblichen Abkühlungsverlauf beim Warmwalzen wiedergebenden Kurve D ist nicht geeignet, obgleich das Walzgut vor dem Einlaufen in das letzte Gerüst den Temperaturbereich von 950 bis 12000C durchlief, weil die Haltezeit in diesem Temperaturbereich zu gering war.
Die erfindungsgemäße Steuerung des Abkühlungsverlaufs beim Warmwalzen läßt sich auf die verschiedenste Weise erreichen; so können beispielsweise die Wassermenge beim Entzundern oder Warmwalzen, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen, die Anzahl der Stiche beim Vorwalzen nach dem Ziehen der Knüppel, die Dickenabnahme beim Vorwalzen und die Abmessungen der Knüppel beim Stranggießen entsprechend gewählt werden.
Das erfindungsgemäß erwärmte und warmgewalzte Blech wird anschließend mehrfach kaltgewalzt und einem primären Rekristallisations- und Entkohlungsglühen sowie einem abschließenden Glühen unterworfen.
Beispiel 1
ao y
Mehrere stranggegossene Knüppel aus ein und derselben Schmelze mit 0,041 «/0 Kohlenstoff, 3,12°/o Silizium, 0.057% Mangan und 0,017% Schwefel wurden drei Stunden bei 13100C im Ofen erwärmt und anschließend unter den aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlichen Bedingungen bis auf eine Blechdicke von 2,3 mm kontinuierlich heruntergewalzt. Dabei erfolgte das erfindungsgemäße langsame Abkühlen vor dem Einlauf in das letzte Gerüst.
Das Warmblech wurde anschließend zweimal bei einer Dickenabnahme von 55e/o in der zweiten Stufe nach einem dreiminutigen Zwischenglühen bei 850° C bis auf eine Enddicke von 0,30 und 0,28 mm kaltgewalzt, 3 Minuten bei 840° C in feuchtem Wasserstoff entkohlend geglüht und abschließend 20 Stunden in Wasserstoff bei 1170° C geglüht. Die magnetischen Eigenschaften des fertigen Blechs in Walzrichtung ergeben sich aus der Tabelle, wobei die Stähle 1 bis 6 unter die Erfindung fallen, während die Stähle 7 bis 10 in üblicher Weise behandelt wurden.
Beispiel 2
Mehrere Stranggußknüppel mit einer Dicke von 200 mm aus einer einzigen Schmelze mit 0,041 % Kohlenstoff, 3,16% Silizium, 0,053% Mangan und 0.017% Schwefel wurden 3 Stunden bei 1280C geglüht und alsdann unter den aus der Tabelle ersichtlichen Bedingungen bis auf eine Dicke von 2,3 mm kontinuierlich warmgewalzt. Beim Warmwalzen wurde das Walzgut ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben, langsam abgekühlt. Die Warmbleche wurden zweimal mit einer Dickenabnahme von 55° < in der zweiten Walzstufe nach einem dreiminutiger Zwischenglühen bei 8400C bis auf eine Enddickc von 0.30 mm kaltgewalzt, anschließend 3 Minuter bei 850 C in feuchtem Wasserstoff entkohlend ge glüht und abschließend 20 Stunden bei 1170 C ir Wasserstoff geglüht. Die magnetischen Eigenschafter
des fertigen Bleches ergeben sich aus der nachfolgen den Tabelle, in der die Stähle 11 bis 14 unter die Erfindung fallen, während die Vergleichsstähle 15 bis 1 f in üblicher Weise behandelt wurden.
Aus den Daten der Tabelle ergibt sich, daß da-
H nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt« komorientiertc Elektroblech anders als die Ver glcichsblechc aus den Stählen 7 his 10 und 15 bis Ii ausge/eichnete magnetische Eigenschaften besitzen
Stahl Einlauftemperatur Haltezeit bei Eisenverluste Induktion (W/kg) (Wb/m«) ,85 Enddit
am letzten Gerüst 1200° C vor dem W17/50 Bs 1,27 ,87
letzten Gerüst 1,22 ,87
(0C) (see) 1,23 ,84 (mm)
1 1187 38 1,28 ,87 0,30
2 1172 85 1,17 ,86 0,30
3 1165 173 1,18 ,76 0,30
4 987 188 1,53 ,79 0,30
5 1177 71 1,42 ,78 0,28
6 1168 169 1,44 ,78 0,28
7 940 25 1,45 ,84 0,30
8 1200 0 1,28 1 ,86 0,30
9 1178 20 1,26 ,87 0,30
10 1167 211 1,24 ,83 0,30
Π 1180 35 1,31 1 ,74 0,30
12 1145 87 1,57 1 ,78 0,30
13 1152 50 1,42 1 ,77 0,30
14 980 91 1,53 1 ,74 0,30
15 932 30 1,58 1 0,30
16 1205 0 Zeichnungen 0,30
17 1148 20 0,30
18 1151 231 0,30
Hierzu 1 Blatt

Claims (1)

  1. wertige Stähle eignet Im Wege des Stranggießens erzeugte Stahlbleche besitzen vor allem bessere Ober-Patentanspruch: flächen und ein besseres Aussehen sowie eine gleichmäßigere chemische Zusammensetzung in Strang-Verfahren zum Herstellen von Elektroblech 5 richtung.
    mit Goss-Textur, bei dem ein Stahl, bestehend Andererseits ist das Makrogefuge in der Oberaus 0,005 bis 0,060% Kohlenstoff, höchstens flächen- und der Kernzone Körnig, wahrend das Ge-4,0% Silizium, 0,030 bis 0,090% Mangan und füge im Zwischenbereich stengehg ausgebildet ist und 0,010 bis 0,030% Schwefel und Rest Eisen mit sich im Kern eine dichte Seigerungszone des Schweden üblichen herstellungsbedingten Verunreini- io fels bildet. Die Stengelkristalle im Gefüge eines gungen, slranggegossen und nach einem Glühen Stranggußknüppels für koraonentiertes Elektroblech bei 1250 bis 13500C warmgewalzt, darauf kalt- wachsen beim Erwärmen vor dem Warmwalzen beigewalzt und schlußgeglüht wird, dadurchge- spielsweise auf über 1350° C abnorm und führen zu kennzeichnet, daß das Walzgut beim kon- einem abnormen Gefüge beim primären Reknstallitinuierlichen Warmwalzen 30 bis 200 Sekunden 15 sationsglühen nach dem Warm- und Kaltwalzen; sie im Temperaturbereich von 1200 bis 950° C ge- ergeben schließlich ein faseriges Feinkorn beim abhalten wird, schließenden sekundären Rekristallisationsglühen
    und beeinträchtigen somit die magnetischen Eigenschaften.
    20 Im Hinblick auf eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von kornorientiertem Elektroblech muß beim abschließenden Glühen das normale Wachstum des Korns der Primärrekristallisation sorg-
    fältig überwacht und sich bei der Sekundärkristalli-
    25 sation ein Korn mit einer (110) fOOl !-Orientierung bilden, wobei das Vorhandensein feindispers verteilter Teilchen von wesentlicher Bedeutung ist.
    Der in einer dichten Seigerungszone im Stranggußknüppel vorhandene Schwefel bildet mit dem Stahl 30 eine feste Lösung und führt zu Schwierigkeiten beim
    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Glühen des Knüppels. Hierbei handelt es sich um Herstellen von Elektroblech mit Goss-Textur, bei einen schwerwiegenden Nachteil im Hinblick auf die dem ein Stahl, bestehend aus 0,005 bis 0,060% Koh- Herstellung von kornorientiertem Elektroblech, bei lenstoff, höchstens 4,0% Silizium, 0,030 bis 0,090% dem Mangansulfid die obenerwähnte Funktion der Mangan und 0,010 bis 0,030% Schwefel und Rest 35 feindispersen Teilchen übernimmt.
    Eisen mit üblichen herstellungsbedingten Verunrei- Demzufolge müssen beim Herstellen von korn-
    nigungen stranggegossen und nach einem Glühen bei orientierten Elektroblech mit ausgezeichneten magne-1250 bis 13500C warmgewalzt, darauf kaltgewalzt tischen Eigenschaften in Walzrichtung die Strang- und schlußgeglüht wird. gußknüppel in einem Temperaturbereich erwärmt
    Aus der deutschen Offenlegungsschrift 115 83 326 4° werden, der ein abnormes Wachstum der Stengelkriist bereits ein Verfahren der vorerwähnten Art zum stalle beim Glühen vor dem Warmwalzen ausschließt, Herstellen von Elektroblech mit Goss-Textur be- gleichwohl ein Lösen des in Form größerer Teilchen kannt, das sich eines stranggegossenen Stahls vor- in Stranggußknüppel ausgeschiedenen Mangansulfids stehender Zusammensetzung bedient. Bei dem be- in fester Lösung gewährleistet. Das in der dichten kannten Verfahren erfolgt das Glühen vor dem 45 Seigerungszone des Schwefels befindliche Mangan-Warmwalzen im Temperaturbereich von 1149 bis sulfid läßt sich nur schwer in eine feste Lösung im 1316° C und liegt die Endtemperatur vorzugsweise Stahl überführen, woraus sich die Schwierigkeiten über 899° C, wobei der Temperaturverlauf während hinsichtlich der Schaffung der feindispersen Teilchen des Warmwalzens ohne Bedeutung ist. Die Tempera- für die Sekundärrekristallisation erklären. Aus dietur des Glühens vor dem Warmwalzen wird hinsieht- 5<> sem Grunde kommt der Ausbildung und Verteilung Hch ihrer oberen Grenze bei dem bekannten Ver- de-. Mangansulfids bei Strangguß eine überragende fahren dagegen so eingestellt, daß die Gefahr einer Bedeutung zu.
    Schlackenbildung vermieden wird. Im einzelnen lehrt Von vorstehendem ausgehend, besieht die der Er-
    die Ortcnlegungsschrift, d&ß die Glühtemperatur un- findung zugrunde liegende Aufgabe darin, ein Verter anderem eine Funktion des Sauerstoffgehaltes ist 55 fahren aufzuzeigen, mit dem sich aus Strangguß- und daß sich die Natur der Mangansulfid-Ausschei- brammen oder -blöcken trotz deren Zwischenzone dungsphase und damit die Sekundärrekrisitallisation mit Stengelkristallen und Kernzone mit hoher Konüber den Sauerstoffgehalt des Stahls beeinflussen läßt. zentration des Mangansulfids ein Elektroblech her-Hiervon ausgehend wird dann vorgeschlagen, eine stellen läßt, das sich durch eine homogene und fein-Schlacken- bzw. Zunderbildung beim Glühen vor 6o disperse Verteilung des Mangansulfids sowie eine dem Warmwalzen durch eine niedrigere Glühtempe- günstige Korngröße auszeichnet. Die Lösung dieser ratur zu vermeiden und durch eine Begrenzung des Aufgabe basiert auf der Erkenntnis, daß sich das Sauerstoffgehaltes auf maximal 0,0045% die Man- Verhalten des Mangansulfids, d.h. dessen Ausbilgansulfid-Ausscheidungsphase in der für die Rekri- dung und Verteilung, durch ein langsames Abkühlen stallisation erforderlichen Weise einzustellen. 65 während des Warmwalzens beeinflussen läßt. Im
    Das Stranggießen besitzt eine Reihe von Vortei- einzelnen besteht die Erfindung darin, daß bei dem len, da es eine größere Wirtschaftlichkeit besitzt, das eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäß das Vorwalzen entfällt und sich insbesondere für hoch- Walzgut beim kontinuierlichen Warmwalzen 30 bis
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