DE2627532A1

DE2627532A1 - Verfahren zur herstellung von nichtorientierten si-stahlblechen

Info

Publication number: DE2627532A1
Application number: DE19762627532
Authority: DE
Inventors: Bunjiro Fukuda; Yoshiharu Iida; Toshio Irie; Ko Matsumura; Hiroto Nakamura; Yasuyuki Shono
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1975-06-21
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1976-12-30
Also published as: SE430344B; AU1510676A; JPS5622931B2; FR2316338B1; GB1514375A; SE7606504L; FR2316338A1; JPS51151215A

Description

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Kawasaki Steel Corporation

No. 1-28, 1-Ghome, Kitahonmachi-Dori,

iukiai-Ku, Ko"be City, Japan

8 MÜNCHEN

MAXIMILIAN5TRASSE

18. Juni 1976

en^ zxlt^ lie rste] j-unj£_ ν cn niehtorien bierten Si-Stahlblcchen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nichtorientierten Blechen und Bandmaterial aus Siliciuarn,· mit niedrigen Eisenverlusten und einer hohen magnetischen Induktion.

Nichtorientierte oiliciumstahlhleche werden ül
klassifiziert durch ihre Eisenverluste H,r/rn (Eisenverlust in Watt ^e Eg bei 50 Hertz und 1,5 Tesla) und ihre magnetische Induktion Br_n (magnetische Induktion hei einen raagnetisehen Feld von 5000 A/m), Lie nach der japanischen Ina a "^x .·.; norm JIB C 2552 "beste Blechqualität trägt die Bezeichnung

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TKuFIFON (P.F.-J) ί··Ι2ί;βϋ TELEX O5-23Ü3O TEI

NAi- INSPECTED

S-12 (0,35 mm, ¥_15/5Q<3,1O; 0,50 mm, W_15/5O<.3,6O). In den USA werden die "besten Bleche gemäß ASTH A677 mit 36 P 145 O 2,53) und mit 47 P 168 (0,47 mm, W₁₅/_rQ£2,93) "bezeichnet

In jüngerer Zeit hat sich ein Bedarf an nichtorientierten Elektroblechen aus Si-Stahl entwickelt, die geringere Eisenverluste als die oben genannten Bleche mit der Bezeichnung S~12 haben sollen und somit den Blechtypen S-10 oder S-9 entsprechen. Ferner sollen die von der Elektroindustrie geforderten Bleche eine große magnetische Induktion von mehr als 1,5 Tesla "besitzen.

Werden die Normwerte der S-9 und S-10-Bleche den Anforderungen gemäß japanischer Industrienorm C2552 hinzugefügt, so werden hinsichtlich der geforderten elektromagnetischen Eigenschaften Werte erhalten, wie sie in der folgenden Tafel 1 aufgeführt sind.

Tafel 1

Blechtyp	Blechdicke (mm)	* ^¥1O/5O (W/kg)	^¥15/5O (W/kg)	(Tesla)
S-9	0,35	0,95	2,40	1,58
S-10	0,50	1,15	2,90	¹ i
0,35	1,05	2,65	1,59
0,50	1,25	3,10	1,59

* Vergleichswert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe hochwertige nichtorientiex^te Elektroblech« aus Siliciumstahl mit Eisenverlusten, die nicht höher sind als bei den genannten S-9-Blechen, und mit einer magnetischen Induktion von mehr als 1,67 Tesla bei 5000 A/m (Bcq) herstellbar sind.

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inspected

■ Diese Aufgabe wird entsprechend dem Wortlaut des Hauptanspruch. gelöst.

In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich Prozentangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden hochwe.rtige niohtorientierte Siliciumstahlbleche, die qualitativ nicht schlechter als die genannten S-9-Bleche sind, durch einen zweistufigen Kaltwalzvorgang und eine kontinuierliche Schlußglühung hergestellt.

Bei der Herstellung von kaltgewalztem nichtorientierten Blech oder Bandmaterial aus Siliciumstahl wird die Schlußglühung im allgemeinen als kontinuierliche Glühung oder auch als Kastenglühung ausgeführt. Das Kaltwalzen des warmgewalzten Blechmaterials auf die Endabmessung wird mittels eines oder mehreren Kaltwalzvorgängen ausgeführt, wobei zwischen den einzelnen Kaltwalzungen Zivis chenglühungen ausgeführt werden. Die kontinuierliche Glühung ist eine Kurzzeitglühung, die auch als kontinuierliche offene Glühung oder Glanzglühung bezeichnet werden kann. Beim kontinuierlichen Glühen wird ein kaltgewalztes Material, wie Blech- oder Bandmaterial,innerhalb einer weniger als 10 Minuten betragenden Zeitdauer auf die Glühtemperatur erhitzt, ohne daß das Blech laminatenförmig zusammengelegt oder zu Bunden aufgehaspelt ist. Das Material wird während eines weniger als 30 Minuten dauernden Zeitraumes auf 800 bis 1000⁰C gehalten und dann binnen kurzer Zeit von weniger als 10 Minuten abgekühlt. Beim Kastenglühen ist demgegenüber das kaltgewalzte Material laminatenförmig zusammengelegt oder zu Bunden aufgehaspelt und erfolgt die Wärmebehandlung bei 900 bis 1100⁰C in einem Glühbehälter während eines mehr als 1 stündigen Zeitraumes unter.einer nichtoxidierenden oder neutralen Gasatmosphäre.

Unter den vorstehend genannten Verfahren ist als Wirtschaftlernstes Verfahren dasjenige anzusehen, welches aus der Kombination einer einstufigen Kaltwalzung auf die Endabmessung von 0,35 bis 0,65» eüi mit einem hohen Reduktionsgrad und einer kontinuierlichen Glv.hunc;

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des kaltgewalzten Bleches besteht. Wenngleich sich die für Siliciumstahlbleche mit nicht höheren Qualitätsanforderungen als für S-14-Bleche (0,35 mm, W^₅/c_O<3,6O; 0,50 mm, W^_x-,<-₀< 4,00) geforderten magnetischen Eigenschaften durch ein solches Verfahren relativ leicht erzielen lassen, so ist ein Verfahren der genannten Art nicht imstande, hochwertige Siliciumstahlbleche zu erzeugen,, die qualitätsmäßig nicht unter den S-10-Blechen liegen. Die Gründe dafür dürften im folgenden zu sehen sein. Zur Erzeugung eines Siliciumstahlbleches mit geringem Kernverlust oder Eisenverlust ist es'erforderlich, im Blech große Kristallkörner oder Kristallite zu erzeugen. Beim einstufigen Kaltwalzen muß der Verformungsvorgang jedoch mit hohen Eäduktionsgraden von etwa 70 bis 90% erfolgen, was ein nur . geringes Kornwachstum während der kontinuierlichen Glühung ermöglicht. Demzufolge muß im Interesse der Erzeugung eines hochwertigen Siliciumstahlbleches mit nicht unter den Eigenschaften eines S-10-Bleches liegenden Eigenschaften eine Schluß-Kastenglühung bei hoher Temperatur und langer Glühdauer erfolgen, wenn der einstufige Kaltwalzvorgang beibehalten werden soll.

Bei einem Herstellungsverfahren unter Einschluß einer zweistufigen Kaltwalzung wird das warmgewalzte Blech mit zwei Kaltwalzungen auf seine Endabmessung heruntergewalzt, wobei zwischenMer ersten und der zweiten Kaltwalzung eine Zwischenglühung vorgenommen wird. Üblicherweise erfolgte die letzte Kaltwalzung mit einem relativ geringen Reduktionsgrad von etwa 10%, der die Aufgabe hat, im Blech einen bestimmten Spannungszustand hervorzurufen. Dieser Spannungszustand wird dann während der kontinuierlichen Schlußglühung benutzt, um die Kristallite in der gewünschten Weise zu entwickeln.

Mit einem solchen (zweistufigen) Verfahren lassen sich die an- , gestrebten Kristallgrößen relativ "einfach erreichen, so daß ein Si-Stahlblech mit Kernverlust-Werten wie ein S-10-Blech er-

ORlGlNAL INSPECTED

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zielt werden kann. Dieses Blech "besitzt jedoch mangels Texturorientierung nur schlechte Eigenschaften im Hinblick auf die Erregungscharakteristik (magnetische Induktion).

Wird die letzte Kaltwalzung mit einem höheren Reduktionsgrad ausgeführt, so kennen höhere Werte der magnetischen Induktion erreicht werden, was jedoch zu Lasten des Einflusses des genannten Spannungszustandes auf die Korngrenzendiffusion erfolgt, wodurch das Kornwachstum während der kontinuierlichen Schlußglühung nur gering ist, was wiederum zu hohen Kernverlusten führt. Somit hat es sich selbst bei Anwendung eines zweistufigen Kaltwalzens, bei welchem lediglich die letzte Kaltwalzung mit einem hohen Reduktionsgrad erfolgt, als erforderlich erwiesen, langdauernde Kastenglühungen als' Schlußglühungen vorzusehen, wozu auf die veröffentlichte japanische Patentanmeldung 16 770/64 verwiesen wird.

Bei dieser Kastenglühung wird viel Zeit für das Glühen als solches (einschließlich Aufheizen und Abkühlen) benötigt, und ist außerdem das Aufbringen und Trocknen eines Glühseparators auf der Stahlblechoberfläche erforderlich, um während des Glühens ein Verschweißen benachbarter Bleche miteinander zu verhindern. Außerdem müssen bei diesem Verfahren der Glühseparator nach der Glühung und die dem Blech beim Aufhaspeln zu Bunden erteilte Verformung entfernt werden. Das hat zur Folge, daß das Kastenglühen einen nur geringen Durchsatz ermöglicht und daß es insgesamt unwirtschaftlicher ist als die Erzeugung von Elektroblechen mit Hilfe einer kontinuierlichen Glühung. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die: Fachwelt ein großes Interesse an einem Herstellungsverfahren für hochwertige Elektroblech^ besitzt, welches ohne Verwendung des Kastenglühens für die Schlußglühung das Erzielen von ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften gestattet, die nicht schlechter sind als bei den S-10-- oder S-9-Blechen.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß sich hochwertige nicht-

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orientierte Elektrobleche aus Si-Stahl mit Kernverlusten, die geringer sind als "bei den S-9-Blechen, und einer magnetischen Induktion von mehr als 1,67 Tesla "bei 5000 A/m dann mit guter Treffsicherheit erzielen lassen, wenn ein warmgewalztes Si-Blech, welches nicht mehr als 0,02 % Kohlenstoff, 2,5 bis 3,5 % Silicium, 0,1 bis 1,0 % Mangan, 0,3 bis 1,5 % Aluminium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, einer kontinuierlichen Schlußglühung unterworfen wird. Dabei zeichnet sich das Herstellungsverfahren dadurch aus, daß im erstarrten Stahl die Gehalte an Sauerstoff und Schwefel auf höchstens 0,0025 % Sauerstoff und höchstens 0,005 % Schwefel begrenzt werden und &ß bei einem wenigstens zweistufigen Kaltwalzen mit zwischen den einzelnen Kaltwalzvorgängen vorgenommender Zv/ischenglühung die letzte Kaltwalzung mit einem Reduktionsgrad von bis 70 % vorgenommen wird.

Wird im Hinblick auf das Erzielen einer hohen magnetischen Induktion die letzte Kaltwalzung mit einem hohen Reduktionsgrad ausgeführt, so ist, wie bereits erwähnt, das Kornwachstuni während der kontinuierlichen Schlußglühung nur schwach. Es i_t bekannt, daß dieses geringe Kornwachstum in erster Linie eine Folge davon ist, daß im Stahl feine Ausscheidungen und Einschlüsse dispergiert sind. Diese Ausscheidungen und Einschlüsse sind jedoch niemals genauer analysiert worden, weil sie sich wegen ihrer geringen Abmessungen einer Untersuchung mit herkömmlichen Verfahren entziehen.

Die Erfinder führten derartige Analysen mit einem Spektrometer und mittels Elektronenablenkung aus und stellten dabei fest, daß die feinen Ausscheidungen und Einschlüsse eine Teilchengröße von 200 bis 1000 Ä besitzen. Diese in einem Siliciumstahl mit 0.,;' bis 1,5 % Aluminium ermittelten Einschlüsse oder Ausscheidungen waren im wesentlichen sulfidisch und oxidisch aufgebaut.

Es ist dem Fachmann durchaus bekannt, daß das Vorliegen von Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel in einem Silicium-Stahlblech ei- vii ungünstigen Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften de3 Tisches

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BAD OSiGiNAL

ausübt. Der schädliche Einfluß von Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel auf die magnetischen Eigenschaften eines Stahlblehes ist jedoch noch nie quantitativ anhand der jeweiligen Gehalte untersucht worden.

Die Erfinder haben zahlreiche Untersuchungen im Hinblick auf den von Verunreinigungen ausgeübten Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften von Stahlblechen durchgenommen und dabei gefunden, daß dann, wenn die Gehalte an Sauerstoff und Schwefel in einem erstarrten Blech auf sehr geringe Mengen von nicht mehr als 0,0025 % bzw. nicht mehr als 0,005 % vermindert werden, sich das Wachstum oder die Größe der Tekristallisierten Körner und die magnetischen Eigenschaften des Stahlbleches unabhängig vom jeweiligen Stickstoffgehalt merklich steigern lassen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein graphisches Schaubild, welches den Einfluß von Sauerstoff- und Schwefelgehalten in einem Siliciumstahlblech auf die Kernverluste des Materials darstellt, und

Fig. 2 ein graphisches Schaubild, welches den Einfluß des Reduktionsgrades der letzten Kaltwalzung auf die magnetischen Eigenschaften des Stahlbleches veranschaulicht.

Bei einer der vorstehend erwähnten Untersuchungen wurde ein warmgewalztes Siliciumstahlblech mit 0,004 Ms 0,012 % Kohlenstoff, 3,05 bis 3,3 % Silicium, 0,3 bis 0,5 % Aluminium, 0,1 bis 0,2 % Mangan, Rest im wesentlichen Eisen undnit einer Dicke von 2,0 mm einer ersten Kaltwalzung unterzogen und auf eine Dicke von 0,7 mm heruntergewalzt. Danach wurde das Blech 5 Minuten bei 85O°C zwj-sphengeglüht und dann in einer zweiten Kaltwalzung mit einem Reduktionsgrad von 50% auf die Endabmessung von, 0,3$ mm Dicke kaltgewalzt, worauf das kaltgewalzte Blech 5 Minuten lang "bei 100O⁰C .kontinuierlich geglüht wurde. Figur 1 zeigt

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die Beziehungen zwischen den Gehalten an Sauerstoff und Schwefel im hergestellten Blech und dessen magnetischen Eigenschaften.

Wie aus !figur 1 hervorgeht, nimmt der Kernverlust W einem Siliciumblech mit nicht mehr als 0,005 % Schwefel rasch ah, wenn der Sauerstoffgehalt auf nicht mehr als 0,0025 % erniedrigt wird. Wie ferner ersichtlich, verringern sich demgegenüber die Eisenverluste entsprechend der Sauerstoffverringerung nur leicht "bei dem mehr als 0,005 % Schwefel enthaltenem Blech. Wie Fig. 1 zu entnehmen, ist die Verringerung der Kernverluste im Vergleich zu den erzielten Kernverlustverringerungen bei dem Blech mit nicht mehr als 0,05 % Schwefel nur sehr gering.

Daraus folgt, daß sich die Eisenverluste von Elektroblechen dann beachtlich verringern lassen, wenn die Gehalte an Schwefel und Sauerstoff unterhalb bestimmter Höchstwerte verringert werden.

Im folgenden wird die Beziehung zwischen dem Reduktionsgrad bei der letzten Kaltwalzung und den magnetischen Eigenschaften eines Elektroblech.es erläutert. Ein warmgewalztes Elektroblech mit 0,01 % Kohlenstoff, 3,2 ⁰Jo Silicium, 0,5 % Aluminium, 0,17 % Mangan, 0,003 % Schwefel und 0,0018 % Sauerstoff wurde mit verschiedenen Reduktionsgraden kaltgewalzt und die hergestellten Bleche wurden vor der zweiten Kaltwalzung 5 Minuten lang bei 850⁰C zwischengeglüht. Bei der zweiten Kaltwalzung, die mit verschiedenen Valzgraden durchgeführt wurde, wurde die Endabmessung von 0,35 mm für das Blech erhalten, worauf die kaltgewalzten Bleche 5 Minuten lang kontinuierlich bei 95O°C geglüht wurden, worauf das Blech fertiggestellt war. 2Pig. 2 zeigt die Beziehungen zwischen dem Walzgrad der zweiten Kaltwalzung und dem Kernverlust w^oycQ °^^er ^15/50' ^^er ^S^etiseilen Induktion Β,-q und dem Richtungsverhältnis der Kernverluste des Eisenbleches. Das Richtungsverhältnis wurde dadurch berechnet, daß die Kernverluste

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senkrecht zur Walzrichtung (in Querrichtung des Materials) durch die Kerverluste in Walzrichtung (in Längsrichtung des Materials), dividiert wurden.

Wie aus Pig. 2 ersichtlich, "bringt ein Reduktionsgrad von 40 bis 70 % bei der letzten Ealtwalzung die größte magnetische Induktion Bcq lind die kleinsten Kernverluste ^c/cq* -^^e Schwankung des W^₀ Z₁-Q-Wertes infolge des Reduktionsgrades bei der letzten Kaltwalzung ist gering und die W^_n /j-Q-Werte liegen stets unterhalb von 0,99 W/kg. Das Richtungsverhältnis Q/L (Querrichtung durch Längsrichtung) in Bezug auf den Kernverlust W.c/tq "besitzt sein Minimum bei einem Reduktionsgrad Von etwa 20% und nimmt mit dem Redukttonsgrad etwas zu, wobei jedoch niemals ein Wert von 1,20 überschritten wird. Dieser Wert liegt sehr niedrig und bedeutet eine zufriedenstellende Blechqualität.

Wie bereits erwähnt, werden bei Reduktionsgraden von 40 bis 70 % bei der letzten Ealtwalzung besonders hohe magnetische Induktionen des Siliciumstahlbleches erzielt. Wird jedoch ein wamrgewalztes Blech mit herkömmlicher Zusammensetzung mit einem Reduktionsgrad von etwa 50% bei der letzten Kaltwalzung kaltgewalzt und dann einem Schlußglühen unterzogen, so wird ein Blech erhalten, in welchem ein großer Anteil der Kristallite in (11O)[OOi] -Richtung orientiert ist, wobei die magnetisches Eigenschaften in Querrichtung erheblich schlechter als die Eigenschaften in Längsrichtung sind, so daß das hergestellte Blech eigenschaftsmäßig äußerst anisotrop ist.

Wird demgegenüber ein Ausgangsmaterial mit der erfindungsgemäß angegebenen Zusammensetzung verwendet, so werden Bleche mit einer im Vergleich zu herkömmlichen Blechen stark verringerton Orientierung der Kristallite in (110) iÖOi] -Richtung erzielt. Diese erfindungsgemäß zusammengesetzt und behandelten Stähle haben also keinen ausgeprägten Eigenschaftsabfall in (100) [θΟ'Γ|~

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- ίο -

Richtung, wobei die magnetischen Eigenschaften in Querrichtung verbessert sind, ohne daß die magnetischen Eigenschaften in Längsrichtung beeinträchtigt werden, was ein niedriges Richtungsverhältnis Q/L bei Kernverlusten ^,-/,-q zur Folge hat.

Außerdem wird erfindungsgemäß die letzte Kaltwalzung mit einem Reduktionsgrad von 40 bis 70 % ausgeführt, der beträchtlich oberhalb des eingangs genannten Reduktionsgrades von etwa 10 % liegt. Das hat zur Folge, daß das Stahlblech bei der Zwischenglülrung noch über eine relativ große Dicke verfügt und schwer su entkohlen ist. Demzufolge wird im Block ein so niedrig wie möglicher Kohlenstoffgehalt angestrebt, wobei der Kohlenstoffgehalt nicht über 0,02 % und vorzugsweise nicht über 0,008 % liegen darf. Überschreitet der Kohlenstoffgehalt 0,01 %, so wird das warmgewalzte Material vorzugsweise vor der ersten Kaltwalzung in einer nichtreduzierenden Atmosphäre entkohlt.

Zur Erzeugung des im Rahmen der Erfindung verwendeten Stahls können alle herkömmlichen Konverter, SM-Öfen und Elektroöfen verwendet werden. Außerdem kann das Frischen in der Pfanne erfolgen, soweit die technischen Einrichtungen das Frischen nieariggekohlter Stähle zulassen.

Zur Verringerung der Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalte im Stahl können ggf. Stahlentgasungsmaßnahmen unter vermindertem Druck angewandt werden. Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es unverzichtbar, das Ausgangsmaterial so zu frischen, daß der Stahl nach der Erstarrung maximal 0,0025 % Sauerstoff und maximal 0,005 % Schwefel enthält. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, den Zutritt von Sauerstoff bzw. Luft zur Schmelze zu verhindern, wenn das schmelzflüssige Metall in der herkömmlichen Gießgrube abgegossen oder in Stranggußanlagen verarbeitet wird. Zur Verhinderung einer Oxidation ist es vorteilhaft, die entsprechenden Arbeitsgänge unter einem Argonschild auszuführen.

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Pur die Desoxidation und Entschwefelung können der Schmelze . Seltenerdelemente in einer Menge von nicht mehr als 0,05 % im Anschluß an die Stahlentgasung zugesetzt werden. Sodann werden Silicium, Aluminium und Mangan der Schmelze zugesetzt, "bis deren Zusammensetzung der angestrebten Analyse entspricht. Die Gründe, die zu einer Begrenzung des Gehaltes an den genannten Elementen führen, werden im folgenden näher erklärt.

Silicium wird einem Stahl zwecks Erhöhung des spezifischen Widerstandes des hergestellten Si-Stahlbleches zugesetzt, wodurch der Wirbelstromverlust des Bleches verringert wird. Stähle mit mehr als 3,5 % Silicium sind jedoch zu brüchig, um kaltgewalzt werden zu können. Liegt der Siliciumgehalt eines Stahles unterhalb von 2,5 %, ■ so können bei der kontinuierlichen Schlußglühung schwerlich Siliciumstähle mit niedrigen Kernverlusten, die nicht schlechter sein sollen als bei den genannten S-10-Blechen erzielt werden. Im allgemeinen wird zur Herstellung eines Elektroblech.es mit nicht über die S-18-Bleche hinausgehenden Eigenschaften ein Siliciumgehalt von wenigeres 2,5 % angestrebt. Derart siliciumarme Stahlbleche lassen sich befriedigen durch das ein einstufiges Kaltwalzen benutzende Verfahren herstellen. Demzufolge sind Siliciumstähle mit mehr *als 3,5% oder weniger als 2,5% Silicium von der vorliegenden Erfindung ausgenommen.

Der Mangangehalt ist auf 0,1.bis 1,0 % begrenzt. Der Mangngehalt von wenigstens 0,1 % ist im Stahl erforderlich, um die Duktilität des Stahls in der gebotenen Weise zu gewährleisten. Liegt der Mangangehalt jedoch oberhalb von 1,0 %, so werden die magnetischen Eigenschaften des Stahls verschlechtert.

Der Aluminiumgehalt ist auf 0,3 bis 1,5 % begrenzt. Ein Aluminiumgehalt von 0,3 % ist wenigstens in· einem Stahl erforderlich, um die magnetischen Eigenschaften des Bleches günstig zu beeinflussen. Liegt der Alumxniumgehalt jedoch oberhalb von 1,5 %, so wird der Stahl sehr brüchig.

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Das schmelzflüssige Material wird auf herkömmliche Weise zu einer Bramme oder zu einem Block verarbeitet und auf eine Dickenabmessung von 1,5 "bis 3,5 nun warmgewalzt. Die Dicke des warmgewalzten Materials ist jedoch nicht kritisch, da sie keinen Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften ausübt. Das hergestellte warmgewalzte Blech oder Bandmaterial wird zum Zwecke der Entzunderung gebeizt und dann einer wenigstens zweistufigen Kaltwalzung mit zwischen den Walzungen vorgenommenen Zwischenglühungen unterzogen. Dabei muß die letzte Kaltwalzung mit einem Reduktionsgrad von 40 bis 70 °/°·> vorzugsweise 50 bis 60 % erfolgen. Die Temperatur der Zwischenglühung wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt des Stahls bestimmt. Hat das kaltgewalzte Blech einen Kohlenstoffgehalt von mehr· als 0,01 %, so liegt die Temperatur der Zwischenglühung vorzugsweise bei 800 bis 850⁰C, da "bei diesen Temperaturen Kohlenstoff leicht entfernt wird. Besitzt der Stahl einen.niedrigen Kohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,008 %, so liegt die Temperatur der Zwischenglühung vorzugsweise bei 900 bis 1000⁰C, da sich durch diesen Temperaturbereich bessere magnetische Eigenschaften erzielen lassen. Die Temperaturen der Zwischenglühung sind jedoch im einzelnen nicht beschränkt.

Die kontinuierliche Schlußglühung wird vorzugsweise bei einer hohen Temperatur von nicht weniger als 95O⁰C durchgeführt, damit sich die Kristallite vollständig entwickeln können. Die Ausbildung eines Oxidfilms beeinträchtigt die magnetischen Eigenschaften des hergestellten Elektroblech.es nit hoher magnetischer Induktion und deshalb soIEtfce die kontinuierliche Schlußglühung außerdem vor-, zugsweise unter einer trocknen Wasserstoffatmosphäre oder einer trockenen Mischgasatmosphäre ausgeführt werden, wobei letztere aus Wasserstoff und Stickstoff besteht.

Die folgenden Beispiele dienen, ohne die Erfindung zu beschränken,

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der weiteren Erläuterung des Erfindungsgedankens. Beispiel 1

Eine in einem Konverter gefrischte Stahlschmelze wurde im Vakuum entgast, mit den erforderlichen Legierungszusätzen versehen und dann unter einem Argonschutz zu einem Block vergossen. Dieser Block enthielt 0,005 % Kohlenstoff, 3,22 % Silicium, 0,15 % Mangan, 0,003 % Schwefel, 0,51 % Aluminium, 0,008 % Phosphor und 0,0009 % Sauerstoff.

Der Block wurde weichgeglüht und auf eine Dicke von 2,0 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Elektroblech wurde durch Beizen entzundert und wurde sodann auf eine Dicke von 0,8 mm kaltgewalzt. Sodann wurde das kaltgewalzte Blech in einer trocknen Mischgasatmosphäre aus -70% Wasserstoff und 30% Stickstoff bei 95O°C 5 Minuten lang zwischengeglüht. Das zwischengeglühte Blech wurde in der zweiten Kaltwalzung auf eine Dicke von 0,35 nun. (Reduktionsgrad 56%) ausgewalzt und dann unter einer trocknen Mischgasatmosphäre aus 70% Wasserstoff und 30 % Stickstoff einer 5-minütigen kontinuierlichen Schlußglühung bei 1000 G unterworfen.

Als Vergleichswerkstoff wurde ein Stahlblock mit 0,006 % Kohlenstoff, 3,25 % Silicium, 0,16 % Mangan, 0,007 % Schwefel, 0,55 % Aluminium, 0,007% Phosphor und 0,0031% Sauerstoff in der gleichen Weise wie vorstehend behandelt. Die an den beiden Elektroblechen ermittelten magnetischen Eigenschaften .sind in den folgenden Tafeln 2 und 3 zusammengestellt.

	^W10/50 (W/kg)	Tafel 2	^B25 (Tesla)	^B50 (Tesla)
	0,87 1,10		1,61 1,56	1,70
	^W15/5O (W/kg)
Erfindung Vergleichs probe	2,03 2,51

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Tafel 3-

Erfindung Vergleichs probe	Q/L	^¥10/50 (W/kg)	^W15/5O (w/kg)	L/Q*	^B50 (Tesla)
1,19 1,43	1,17 . 1,35	B₂₅ (Tesla)	1,04 1,07
1,05 1,07

·* Das Verhältnis L/Q "bedeutet den Quotienten aus der magnetischen Induktion in Längsrichtung und der magnetischen Induktion in Querrichtung des Bleches.

Das auf erfindungsgemäße Weise hergestellte Elektroblech zeichnet sich durch geringere Kernverluste, höhere magnetische Induktion und eine geringe Eigenschaftsanisotropie aus. Diese magnetischen Eigenschaften sind ausgezeichnet und erfüllen die von der Norm für S-9-Bleche geforderten Bedingungen.

Demgegenüber erfüllt der Vergleichswerkstoff, bei welchem die Schwefel- und Sauerstoffgehalte aißerhalb der erfindungsgemäßen Grenzen lagen, kaum den an S-12-Bleche gestellten Bedingungen und besitzen magnetische Induktionen, die um 0,05 bis 0,06 Tesla niedriger sind als bei den erfindungsgemäß hergestellten Blechen. Außerdem leidet das Vergleichsblech an einer stärker ausgeprägten Eigenschaftsanisotropie.

Beispiel 2

Eine in einem Konverter gefrischte Stahlschmelze wurde im Vakuum entgast, mit Legierungszuschlägen versehen und im steigenden Guß zu einem Block abgegossen. £Dieser Block enthielt 0,006 % Kohlenstoff, 3,25 % Silicium, 0,17 % Mangan, 0,0OJ % Schwefel, 0,62% Aluminium, 0,008 % Phosphor und 0,0012 % Sauerstoff.

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Der Block wurde weichgeglüht und auf Dicke von 2,2 mm warmgewalzt.

Das warmgewalzte Blech wurde zwecks Entzunderung gebeizt und dann in einer ersten Kaltwalzung auf eine Dicke von 1,0 mm ausgewalzt, worauf eine Zwischenglühung unter trockner Mischgasatmosphäre aus 70% Wasserstoff und 30 % Stickstoff "bei 900⁰C und 5 Minuten Dauer erfolgte. Das zwischen ge glühte Blech wurde in einer zweiten Kaltwalzung aif eine Dicke von 0,5 mm (Reduktionsgrad 50%) ausgewalzt und dann einer kontinuierlichen Schlußglühung unterworfen, die 5 Minuten lang "bei 95O⁰C unter trockenem Mischgas aus 70% Wasserstoff und 30% Stickstoff erfolgte.

Zu Vergleichszwecken wurde ein vorstehend warmgewalztes Blech mit einem nur geringen Reduktionsgrad bei der zweiten Kaltwalzung verarbeitet. Dabei wurde das warmgewalzte Blech in der ersten Kaltwalzung auf eine Dicke von 0,55 rom ausgewalzt und dann einer Zwischenglühung unter trockenem Mischgas aus 70% Wasserstoff und 30% Stickstoff bei 850⁰C (5 Minuten) unterzogen und dann mit einem Reduktionsgrad von 9-,1 % in der zweiten Kaltwalzung auf eine Dicke von 0,50 mm ausgewalzt, worauf eine 5 minütige kontinuierliche Schlußglühung unter trockener Mischgasatmosphäre aus 70% Wasserstoff und 30% Stickstoff bei 95O⁰C folgte. Die an den beiden Werkstoffen ermittelten magnetischen Eigenschaften sind in den folgenden Tafeln 4 und 5 zusammengestellt.

Tafel 4-

Erfindung Vergleichs probe	^W10/50 (W/kg)	^V15/5O (W/kg)	^B25 (Tesla)	^B50 (Tesla)
1,06 1,17	2,54 2,81	1,60 1,51	1,69 1,60

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Tafel 5

Erfindung Vergleichs probe	Q/L	^W1O/5O (V/kg)	^V15/5O (V/kg)	VQ	^B50 (Tesla)
1,17 1,18	1,15 1,16	^B25 (Tesla)	1,04 1,05
1,05 1,05

Aus den Daten in den Tafeln 4 und 5 geht hervor, daß das erfindungsgemäß hergestellte Elektroblech über magnetische Eigenschaften verfügt, welche weit besser sind als für ein S-9-Blech gefordert und daß das Elektroblech der Vergleichsprobe gleichfalls magnetische Eigenschaften gemäß an S-10-Bleche zu stellenden Anforderungen besitzt, welche den magnetischen Eigenschaften von S-9-Blechen nahekommen. Das liegt daran, daß die Gehalte an Schwefel und Sauerstoff im Elektroblech innerhalb der erfindungsgemäß einzuhaltenden Grenzen liegen. Vird jedoch der Reduktionsgrad bei der letzten Kaltwalzung auf- erfindungsgemäß_ vorgeschriebene Veise eingehalten, so wird ein magnetischer Induktionswert B₁-Q erzielt, der um 0,09 Tesla oberhalb des vorstehend genannten Vertes liegt, der nicht auf erfindungsgeraäße Veise gewalzt wurde. Ferner liegen bei einem erfindungsgemäß behandelten Blech die Kernverluste V₁-/cn günstiger.

Vie bereits erwähnt, ist die Virkung eines auf maximal 0,0025 % herabgesetzten Sauerstoffgehaltes und eines auf maximal 0,005 % herabgesetzten Schwefelgehaltes im Elektroblech gemeinsam mit .einer Steigerung des Reduktionsgrades bei der letzten Kaltvalsung auf 40 bis 70 % im Hinblick auf eine Verbesserung der magnetisehen Eigenschaften von größter Virksamkeit.

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Claims

Patentansprüche

1J Verfahren zum Herstellen nichtorientierter Elektroblech^ aus Si-Stahl mit niedrigem Kernverlust und hoher magnetischer Induktion, "bei welchem ein warmgewalztes Blech mit maxi 0,020 % Kohlenstoff, 2,5 Ms 3,5 % Silicium, 0,1 Ms 1,0 % Mangan, 0,3 Ms 1,5 % Aluminium, Rest Eisen und herst ellungsbedingte Verunreinigungen, mittels einer zumindest zweistufigen Kaltwalzung mit zwischen den Kaltwalzungen erfolgender Zwischenglühung auf die Endabmessung ausgewalzt und dann einer kontinuierlichen Schlußglühung unterzogen wird, dadurch gekennz eichnet, daß im erstarrten Stahl der Sauerstoffgehalt auf max. 0,0025 % und der Schwefelgehalt auf max. 0,005 % begrenzt wird, und daß das letzte Kaltwalzen mit einem Reduktionsgrad von 4-0 bis 70% vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t, daß das letzte Kaltwalzen mit einem Eeduktionsgrad von 50 bis 60 % vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahlschmelze unter verringertem Druck entgast wird, worauf Aluminium, Silicium und Mangan zugesetzt werden, und daß dann max. 0,05 % Seltenerdelemente beim Prischen der Schmelze zugesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch g ek.ennz ei chnet, daß die Zwischenglühung bei einem nicht mehr als 0,008 % Kohlenstoff enthaltenden Stahl bei einer Temperatur von 900 bis 1OQO⁰G vorgenommen wird.

609853/08U

5>. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 4-, dadurch g ekennzeichnet, daß die kontinuierliche Schlußglühung unter einer trockenen Wasserstoffatmosphäre oder unter einer trockenen Mischgasatiaosphäre, bestehend aus Wasserstoff und Stickstoff,hei einer Temperatur von nicht weniger als 95O⁰C ausgeführt wird.

609853/08U

4t

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