DE2604708A1 - Verfahren zur herstellung von siliciumstahl mit hoher permeabilitaet - Google Patents

Verfahren zur herstellung von siliciumstahl mit hoher permeabilitaet

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DE2604708A1 DE19762604708 DE2604708A DE2604708A1 DE 2604708 A1 DE2604708 A1 DE 2604708A1 DE 19762604708 DE19762604708 DE 19762604708 DE 2604708 A DE2604708 A DE 2604708A DE 2604708 A1 DE2604708 A1 DE 2604708A1
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

ΤΞ A. GRUNECKER
Ο'Ρ\- !Ν<ΐ
H. KINKELDEY
Da ii>*i
OCH/ 7ΠΡ W. STOCKMAlR
K. SCHUMANN
DK PER. WAT a»L-fHY3
P. H. JAKOB
G. SEZOLD
CR 3ET Ι·ίΑΤ EIPL-CHEM
MÜNCHEN
MÜNCHEN 22
«2
f 1° °79 6. Sefruar
Allegheny Lualum Industries, Inc. 2000 Oliver Building, Pittsburgh, Pennsylvania 15222 / U.S.A.
Verfahren zur Herstellung von Siliciumstahl mit hoher Permeabilität
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Herstellung von kornorientiertem (Würfel-Auf-Kante-Orientierung) Si-Elektrostählen, die eine Permeabilität von wenigstens" (G/Oe) bei 10 Oersted besitzen sollen. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird als Grundbeschichtung eine Beschichtung verwendet, die als stickstoffhaltige Verbindung wenigstens eine der Verbindungen (KH^)2S0^,
)5, Al(ITO5)5, Mg(KO5)2 und Zn(NO^)2 enthält.
60983 4/0733 OHlQlNALiNSPECTED
TELEFON (089)232862 TELEX Ο5-2938Ο TELEGRAMME MONAPAT
Durch. Verwendung von stickstoffhaltigen Atmosphären bei der Schlußglühung sind in vielen Fällen verbesserte Texturentwicklungen bei den jüngst entwickelten aluminiumhaltigen Siliciumstählen mit hoher Permeabilität erreicht worden welche beispielsweise in der US-Patentschrift 3 855 020 beschrieben sind. Die Verwendung von Stickstoff in der Glühatmosphäre ist Jedoch nicht gänzlich, problemfrei. Werden Bunde oder Coils des Stahlmaterials geglüht, so treten Probleme im Hinblick auf das Diffundieren von Stickstoff durch die Bundwicklungen auf.
Erfindungsgemäß wird Stickstoff im Umfeld des Glühvorganges vorgesehen und werden gleichzeitig die bei stickstoffhaltigen Glühatmosphären auftauchenden Probleme überwunden. Die Erfindung schlägt die Verwendung von Grundbeschichtungen vor, welche wenigstens eine der Verbindungen CNH4)2S04, Fe(M^)3, Al(M)3)5, Mg(M)$)2 und Zn(HO3)2 als . stickstoffhaltige Verbindung enthalten. Es hat sich herausgestellt, daß in der Beschichtung vorhandener Stickstoff zum gleichen Zwecke dient, wie in der Glühatmosphäre enthaltener Stickstoff. GrundbeSchichtungen werden bei der Herstellung von kornorientierten Siliciumstählen unmittelbar vor der Schluß textur glühung auf den Stahl aufgebracht.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Herstellung von kornorientierten (Wurfel-Auf-Kante-Orientierung) Si-Elektrostählen mit einer Permeabilität von wenigstens 1850 G/Oe bei 10 Oe vorgeschlagen, bei welchem eine Grundbeschichtung verwendet wird, die eine stickstoffhaltige Verbindung, ausgewählt aus den Verbindungen (KH^)2SO4, Fe(MX) Al(NO3)3, Mg(HO3)2 und Zn(FO^)2, enthält.
609834/0733
Erfindungsgemäß wird eine Si-Stahlschinelze in herkömmlicher Weise abgegossen, v/armgewalzt, kalt mit einem Verformungs-.grad von wenigstens 80% ausgewalzt, entkohlt und einer Schlußtextur glühung unterzogen. Erfindungsgemäß wird jedoch der Grundbeschichtung ein stickstoffhaltiger Zusatz hinzugefügt, der aus wenigstens einer der Verbindungen (NH^)2^0^, Pe(NO5)5, Al(NO,)5, Mg(NOj)2 und Zn(NOj)2 besteht. Die Verfahrensparameter sind nicht kritisch und können in Befolgung der beispielsweise durch die US-Patentschriften 3 855 018, 3 855 019, 3 855 020 und 3 855 021 gegebenen Lehre gewählt werden. Die Schmelze besteht abgesehen von Verunreinigungen aus bis zu 0,07% Kohlenstoff, 2,6 bis 4- % Silicium, 0,03 bis 0,24% Mangan, 0,01 bis 0,09% Schwefel und/oder Selen, 0,015 bis 0,04% Aluminium, bis zu 0,02% Stickstoff, bis zu 0,5% Kupfer, bis zu 0,0035% Bor, Rest Eisen. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Prozentangaben auf Gew.-%.
Die GrundbeSchichtung besteht, abgesehen von Verunreinigungen, aus:
a) 100 Gewichtsteilen wenigstens eines der Stoffe Bor, Borverbindungen, Schwefel, Schwefelverbindungen, Selen, Selenverbindungen sowie Oxiden und Hydroxiden des Magnesiums, Kalziums, Aluminiums, Titans und Mangans und
b) 0,5 bis 50 Gewichtsteilen wenigstens einer stickstoffhaltigen Verbindung, wobei diese Verbindung aus einer (HH^)2SO4, Fe(NO3)J, Al(NOj)5, Mg(NOj)2 und Zn(NOj)2 umfassenden Gruppe ausgewählt ist.
Die stickstoffhaltigen Verbindungen sind vorzugsweise in einer Menge von 1,5 bis 5 Gewichtsteilen anwesend. (NH/,)?SOZ, ist die bevorzugte stickstoffhaltige Verbindung. Eine Grundbeschichtung,
6098 3 4/0733
— M- —
welche 1,5 bis 5 Gewichtsteile (MH^^SO^ und 100 Gewichtsteile Bor, Borverbindungen sowie Magnesiumoxide und -hydroxide enthält, ist gegenwärtig bevorzugt. Beispiele dieser Beschichtung werden im folgenden vorgestellt. Eine weitere vorteilhafte Beschichtung enthält 1,5 bis 5 Gewichtsteile (EH^)2S0^ und 100 Gewichtsteile Bor, Borverbindungen sowie Oxide und Hydroxide des Magnesiums, Titans und Mangans. Eine derartige Beschichtung kann 100 Teile MgO, 10 Teile TiO2, M- Teile MnO2, 1 Teil H5BO5 und 2 TeUe(KH^)2SO4 enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumstahl mit Wurfel-Auf-Kante-Orientierung und einer Permeabilität von wenigstens 1850 (G/Oe) bei 10 Oe. Erfindungsgemäß wird eine Stahlschmelze hergestellt, welche im wesentlichen aus bis zu 0,07 % Kohlenstoff, 2,6 bis M- % Silicium, 0,03 bis 0,24 % Mangan, 0,01 Ms 0,09 % Schwefel und/oder Selen, 0,015 tis 0,04- % Aluminium, bis zu 0,02 % Stickstoff, bis zu 0,5 % Kupfer, bis zu 0,0035 % Bor, Rest Eisen, besteht. Diese Schmelze wird abgegossen und warmgewalzt, worauf der Stahl kaltgewalzt und entkohlt wird. Beschichtet wird der Stahl mit einer Grundbeschichtung, die als stickstoffhaltige Verbindung wenigstens eine der Verbindungen (KH^)2SO4, Fe(NOO5 AlOaTOO3, Mg(NOO2 und Zn(NOO2 enthält, worauf der Stahl einer Schlußtexturglühung unterzogen wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Beispiele näher erläutert.
Zwei Stahlchargen wurden abgegossen und zu einem Si-Stahl mit Wurfel-Auf-Kante-Orientierung verarbeitet. Die chemische Zusammensetzung dieser beiden Chargen ist in der folgenden Tafel 1 zusammengestellt.
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— 5 — Tafel 1
Zusammensetzung (Gew.-%)
Charge C Mn Si S Al Έ Fe
A 0,05 0,11 2,92 0,03 0,023 0,0055' Rest B 0,053 0,13 2,85 0,031 0,023 0,0055 Rest
Die 4 Chargen wurden mehrere Stunden lang auf höherer Temperatur durchgeglüht, auf eine Blechstärke von etwa 2,36 mm warmgewalzt, normalisiert, kalt auf eine Endabmessung von etwa 0,3 nun ausgewalzt, "bei einer Temperatur von 8020C in einer Mischung aus feuchtem Wasserstoff und Stickstoff entkohlt und mit einer der 4 im folgenden näher erläuterten Beschichtungen versehen, worauf hei einer Maximaltemperatur von 11?7°C eine Schlußtexturglühung erfolgte. Die 4 GrundbeSchichtungen sind wie folgt zusammengesetzt:
I. 100 Teile MgO
II. 100 Teile MgO + 2 Teile H5BO5 III. 100 Teile MgO + 2 Teile H5BO5 + 4 Teile IV. 100 Teile MgO + 4 Teile (^
Die mit den Beschichtungen versehenen Stahlbleche wurden auf ihre Permeabilitäten und Kernverluste untersucht. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tafel 2 zusammengestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ergebnisse nach der jeweiligen Beschichtung geordnet aufgeführt sind.
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cn ο co
O -J CO
Blech aus T a f Charge A e 1 2 Blech aus Charge B
Permeabilität
(bei 10 Oe)		 Kernverlust
W/0,453 kg bei
17 Kilogauss		 Permeabilität
(bei 10 Oe)		 Kernverlust
W/0,453 bei
17 Kilogauss
Beschichtung 1863
1911
1943
1933		 0,787
0,698
0,657
0,679		 1826
1885
1879
1919		 0,860
0,752
0,705
0,680
I.
II.
III.
IV.
Aus den in Tafel 2 enthaltenen Ergebnissen geht klar hervor, daß die Einbeziehung von (NEL)o^O^ in die Grundbeschichtung eine verbesserte Texturentwicklung zur Folge hat. Mit den Beschichtungen IV und III versehene Stähle besaßen höhere Permeabilitäten bzw. niedrigere Kernverluste als mit den Beschichtungen I und II versehene Stahlbleche. Die Beschichtungen IV und III enthielten (HH^)pSO^ wohingegen die letztgenannte Verbindung in den Beschichtungen I und II nicht enthalten war.
Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen. Innerhalb des Erfindungsgedankens sind dem Fachmann mannigfaltige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Si-Elektrostahl mit Wurfel-Auf-Kante-Orientierung und einer Permeabilität von wenigstens 1850 (G/Oe) "bei 10 Oe, bei welchem eine Si-Stahlschmelze hergestellt und abgegossen und sodann zu Warmband verarbeitet und kalt mit einem Walzgrad von wenigstens 80% ausgewalzt wird, worauf der Stahl entkohlt und einer Schlußtexturglühung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahloberfläche mit einer Beschichtung versehen wird, welche, abgesehen von Verunreinigungen, besteht aus
a) 100 Gewichtsteilen wenigstens eines der Stoffe Bor, Borverbindungen, Schwefel, Schwefelverbindungen, Selen, Selenverbindungen, sowie Oxide und Hydroxide des Magnesiums, Kalziums, Aluminiums, Titans und Mangans und
b) 0,5 bis 50 Gewichtsteilen wenigstens einer stickstoffhaltigen Verbindung, wobei diese Verbindung„aus einer (HH4)2S04, FeCNO^, Al(HO5)J, Mg(M)5)2 und
)2 umfassenden Gruppe ausgewählt wird,
worauf das Schlußtexturglühen erfolgt und daß eine bis zu 0,07 % Kohlenstoff, 2,6 bis 4 % Silicium, 0,03 bis 0,24 % Mangan, 0,01 bis 0,09 % Schwefel und/oder Selen, 0,015 bis 0,04 % Aluminium, bis zu 0,02 % Stickstoff, bis zu 0,5 % Kupfer, bis zu 0,0035 % Bor, Rest Eisen enthaltende Schmelze verarbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtung aufgebracht wird, welche 1,5 bis 5 Gewichtsteile wenigstens einer der stickstoff-
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haltigen Verbindungen enthält.
3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η-z e ic h n' e t, daß die Beschichtung (HH^)2S0^ enthält.
4. Verfahren nadi einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennz eichnet, daß eine Beschichtung aufgebracht wird, welche enthält 100 Gewichtsteile Bor, Borverbindungen und Oxide und Hydroxide des Magnesiums, Titans und Mangans sowie 0,5 bis 50 Gewichtsteile wenigstens einer der stickstoffhaltigen Verbindungen.
5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß eine 1,5 bis 5 Gewichtsteile an wenigstens einer der stickstoffhaltigen Verbindungen enthaltende Beschichtung verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (EiH^^SO^ enthält.
7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtung" verwendet wird, welche 100 Gewichtsteile Bor, Borverbindungen und Oxide und Hydroxide des Magnesiums und 0,5 Ms 50 Gewichtsteile wenigstens einer stickstoffhaltigen Verbindung enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gek ennzeic hn e t, daß die Beschichtung 1,5 bis 5 Gewichtsteile an wenigstens einer stickstoffhaltigen Verbindung enthält.
9· Verfahren nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (ifflL^pSO^ enthält.
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