DE2726045C2 - Verfahren zum Herstellen eines Elektrobleches mit Goss-Textur - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Elektrobleches mit Goss-Textur

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DE2726045C2 DE2726045A DE2726045A DE2726045C2 DE 2726045 C2 DE2726045 C2 DE 2726045C2 DE 2726045 A DE2726045 A DE 2726045A DE 2726045 A DE2726045 A DE 2726045A DE 2726045 C2 DE2726045 C2 DE 2726045C2
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Description

— daß das Entkohlen in einer einen Taupunkt von —6,7 bis +430C aufweisenden Glühatmosphäre während einer Zeitdauer von 10 s bis 10 min bis zum Erreichen eines Kohlenstoffgehaltes von weniger als 0,005% erfolgt und
— daß durch Abstimmen von Glühtemperatur, Glühdauer und Taupunkt der Glühatmosphäre im Blech eine wenigstens 320 ppm Sauerstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bleches, enthaltend" 10 μπι dicke Oberflächenschicht ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze verwendet wird, welche außerdem 0,015 bis 0,15% Mangan, 0,01 bis 0,05% sind/oder Selen und bis zu 1,0% Kupfer enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wenigstens 0,0008% Bor enthaltende Schmelze verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkohlen bei einer Temperatur von 760 bis 816° C durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkohlen in einer wasserstof fhaitigen Atmosphäre mit einem Taupunkt von 4,4 bis 30° C durchgeführt wird
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserstoffhaltige Atmosphäre Stickstoff enthält
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oxidische Glühseparator wenigstens 50% MgO enthält.
Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Verfahrens zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Tex-
tür der in der nachveröffentlichten DE-OS 26 20 593 angegebenen Gattung."
Das in der DE-OS 26 20 593 beschriebene, zu verbessernde Verfahren sieht vor, eine 0,02 bis 0,06% Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,008% Bor, bis zu 0,01% Stickstoff und 2,5 bis 4,0% Silicium enthaltende Stahlschmelze zu erzeugen und den erstarrten Stahl warm zu walzen, kalt zu walzen, zu entkohlen und, mit einem oxidischen Glühseparator versehen, einer Schlußtexturglühung zu unterziehen, wobei das Entkohlen des erstarrten Stahls in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre mit einem Taupunkt von —1,1 bis +7,20C erfolgt.
Wegen der recht trockenen Atmosphäre bei der Entkohlungsglühung ist jedoch damit zu rechnen, daß in einer äußeren Oberflächenschicht von 10 μπι Tiefe nicht hinreichend Sauerstoff, gebildet aus Wasserdampf, zur Verfügung steht, um einen zuverlässig wirkenden, oxidischen Glühseparator für die Schlußtexturglühung auszubilden.
Aus der US-PS 38 73 381 ist ein Verfahren zum Herstellen von Elektroblechen mit Goss-Textur bekannt, bei welchem das Blech bei etwa 815°C in einer 100%igen Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von +580C entkohlt wird. Eine derartig nasse Glühatmosphäre führt jedoch dazu, daß sich der aus Wasserdampf gebildete Sauerstoff mit Bor aus dem Stahlwerkstoff umsetzt, was zu einer Verarmung der Stahloberfläche an Bor führt. Da Bor jedoch bewußt als Kornwachstumsinhibitor in der Stahlzusammensetzung vorliegt, führt ein Borverlust zu einer Beeinträchtigung der angestrebten Kornorientierung.
Aus der US-PS 39 54 521 ist ein Verfahren zum Herstellen von Elektroblechen mit Goss-Textur bekannt, bei welchem eine vergleichsweise kohlenstoffreiche Stahlschmelze verarbeitet wird. Das bekannte Verfahren umfaßt eine Entkohlungsglühung in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre mit 80% Stickstoff und 20% Wasserstoff mit einem Taupunkt von 4,40C bei einer Temperatur von etwa 9400C. Die mit Hilfe des bekannten Verfahrens hergetellten Elektrobleche weisen trotz ihres geringen Kohlenstoffgehaltes magnetische Eigenschaften auf, die erheblich unter den derzeitigen Mindestanforderungen der Elektrostahlblech-Abnehmer liegen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung so zu verbessern, daß Elektrobleche mit besonders günstigen magnetischen Eigenschaften erzeugt werden.
Diese Aufgabe wird bei der im Anspruch I angegebenen Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß mit Sicherheit in einer 10 μπι starken Oberflächenschicht des entkohlten Stahlbleches ein Mindestsauerstoffgehall von 320 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bleches, zur Verfugung gestellt ist. da ein solcher Mindestsauerstoffgehalt das Ausbilden eines oxidischen Glühseparators mit befriedigenden Eigenschaften gewährleistet.
Die Entkohlungsbehandlung des kalt auf seine Endubinessung ausgewalzten Stahlbleches, die auf dasselbe auch normalisierend einwirkt, erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Temperatur von 704 bis 10930C in einer einen Taupunkt von —6,7 bis +43"C aufweisenden GlühatmosDhäre während einer Zeitdauer
von 10 s bis 10 min bis zum Erreichen eines Kohlenstoffgehaltes von weniger als 0,005%. Dabei wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch Abstimmen von Glühtemperatur, Glühdauer und Taupunkt der Glühatmo-Sphäre im Blech die vorstehend erwähnte, wenigstens 320 ppm Sauerstoff enthaltende, 10 μπι dicke Oberflächenschicht ausgebildet
Innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung kann das warmgewalzte Blech auch einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Vorzugsweise wird der Stahl kalt auf eine Dicke von nicht mehr als 0,51 mm ausgewalzt, ohne daß zwischen den Kaltwalzstichen eine Zwischenglühung erfolgt, wobei von einem warmgewalztem Blech mit einer Dicke von etwa 1,27 bis 3,05 mm ausgegangen wird. Als besonders geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren haben sich Stahlzusammensetzungen erwiesen, die 0.02 bis 0,06% Kohlenstoff, 0,015 bis 0,15% Mangan, 0,01 bis 0,05% Schwefel und/oder Selen, 0,0006 bis 0,008% Bor, bis zu 0,01% Stickstoff, 2,5 b-s 4,0% Silicium, bis zu 1,0% Kupfer, maximal 0,008% Aluminium, Rest Eisen enthalten. Die Borgehalte liegen in der Regel oberhalb von 0,0008%. Der oxidische Glühseparator enthält bevorzugterweise wenigstens 50% MgO.
Ein mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugtes Zlektroblech besitzt eine magnetische Induktion B8 von wenigstens 1,87 T.
Im Hinblick auf die äußere 10 μπι dicke Oberflächenschicht des geglühten Elektrobleches richtet sich die Erfindung insbesondere auf die äußersten 5 μπι, die den während der Schlußtexturglühung gebildeten Zunder liefern. Der im Zunder enthaltene Sauerstoff wird benötigt, um die Elektroblechoberfläche mit einem befriedigend wirkendeno^idischen Glühseparator zu überziehen.
Da die Entkohlung am wirksamsten bei Temperaturen um 8000C erfolgt, werden für das Enikohlungsglühen Temperaturen von 760 bis 843° C bevorzugt Die wasserstoffhaltige Atmosphäre der Entkohlungsglühung kann vorherrschend aus Wasserstoff oder aus einer Wasserstoff-Stickstoff-Mischung bestehen. Ein Mischgas mit 80% und 20% Wasserstoff hat sich für diesen Zweck als sehr geeignet erwiesen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert
Beispiel 1
Proben aus drei verschiedenen Chargen (Charge A, Charge B und Charge C) aus Siliciumstahl wurden etwa 5 min lang bei 8000C bei Taupunkten von —1,1 bis +38°C entkohlt. Die chemische Zusammensetzung dieser Chargen ist in der; .Igenden Tafel 1 zusammengestellt.
Tafel 1
Charge Zusammensetzung (Gew.-%,
C Mn S
Cu
Al
Fe
0,038 0,039 0,020 0,0009 0,0041 3,17 0,36 0,005 Rest
0,030 0,034 0,020 0,0011 0,0043 3,12 0,35 0,004 Rest
0,043 0,035 0,020 0,0009 0,0049 3,24 0,34 0,004 Rest
Der Sauerstoffgehalt des Zunders von Proben einer jed^n Charge wurde untersucht. Die Versuchsergebnissse sind in der folgenden Tafel 2 zusammengestellt, in welcher auch die Entkohlungsbedingungen aufgeführt sind.
Tafel 2
Probe Taupunkt (0C) der
Entkohlungs-Glühatmosphäre
Zusammensetzung (%) Entkohlungs-GÜihatmosphäre
Sauerstoff*)
im Zunder (ppm)
Beschichtung
A1 -1,1
A, 10,0
A3 38
B, -1,1
B2 10,0
B3 38
C, -1,1
C2 10,0
Cj 38
*) Bezogen auf Gesamtgewicht des Stahles
H2
80 N2-20 H2
80 N2-20 H2
H2
80 N2-20 H2
80 N2 -20 H2
H2
80 N2-20 H2
80 N2-20 H2
unzureichend dünn und porös durchscheinend
unzureichend dünn und porös durchscheinend
unzureichend dünn und porös durchscheinend
Die Proben Ai bis A3, Bi bis B3 und Ci bis C3 wurden mit einer feuerfesten MgO-Grundbeschichtung versehen und bei einer Maximaltemperatur von 1177° C in Wasserstoff einer Schlußtexturglühung unterzogen, worauf die Qualität der Beschichtung überprüft wurde. Die Ergebnisse dieser Überprüfung sind ebenfalls in der Tafel 2 zusammengestellt.
Da sich eine qualitative hervorragende Beschichtung durch ein durchscheinendes Aussehen auszeichnet, ist klar, daß lediglich die Proben A3, B3 und C3 zur Ausbildung einer qualitativ hochstehenden MgO-Grundbeschichtung geeignet waren. Bezeichnenderweise enthielten diese Proben sämtlich mehr als 320 ppm Sauerstoff
in ihrem Zunder (bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls). Andererseits vermochten die Proben A2, B2 und C2 sowie Ai, Bi und Ci lediglich dünne und poröse oder völlig unzureichende Beschichtungen zu bilden. Dazu sei unterstrichen, daß die Proben A2, B2 und C2 jeweils weniger als 200 ppm Sauerstoff in ihrem Zunder aufwiesen (bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls), wobei die Proben Ai, Bi und Ci sogar jeweils nur weniger als 50 ppm Sauerstoff in ihrem Zunder (bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls) enthielten.
Beispiel 2
Zwei Chargen (Charge D und Charge E) wurden erschmolzen und zu einem Bund eines Siliziumstahis mit hoher Permeabilität und Würfel-auf-Kante-Orientierung verarbeitet. Die Zusammensetzung dieser Chargen ist in der folgenden Tafel 3 zusammengestellt
Tafel 3
Charge Zusammensetzung (Gew.-%)
C Mn S		 0,035
0,035		 0,020
0,019		 B N Si Cu Al Fe
D
E		 0,030
0,030		 0,0009
0,0011		 0,0044
0,0046		 3,22
3,22		 0,36
036		 0,004
;ΐ,004		 Rest
Rest
Die Verarbeitung der Chargen umscnloß ein mehrstündiges Durchwärmen auf erhöhter Temperatur, ein Warmwalzen auf eine Nennabmessung von 2,03 mm, ein Normalisieren des warmgewalzten Bandes bei einer Temperatur von näherungsweise 9500C, ein Kaltwalzen auf die Endabmessung, ein Aufhaspeln zu einem Bund, ein Entkohlen in einer 80% Stickstof und 20% Wasserstoff enth iltenden Atmosphäre, ein Beschichten mit einer feuerfesten MgO-Beschichtung sowie ein Schlußtexturglühen bei einer Höchsttemperatur von 1177°C in Wasserstoffatmosphäre. Das Entkohlen erfolgte in zwei Stufen, wie der folgenden Tafel 4 zu entnehmen ist.
Tafel 4
Charge Erstes Entkohlen
Temp.
("Q		 Zeitd.
(Min.)		 Taupkt.
(C)		 Zweites Entkohlen
Temp.
(•Q		 Zeitd.
(Min.)		 Taupkt.
(-C)
D
E		 800
OUU		 2
2		 -14,4
10,0		 800
800		 2
2		 10,0
iO,O
Nach dem Entkohlen besaßen beide Chargen einen Kohlenstoffgehalt von unter 0,005%.
Der Sauerstoffgehalt des Zunders im Bereich des innenseitigen Zentrums der entkohlten Bunde wurde bestimmt. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 zusammen mit einer Beurteilung der ausgebildeten Grundbeschichtung zusammengestellt.
Tafel 5
Charge Sauerstoff*) Beschichtung
im Zunder (ppm)
D 258 ungleichförmig
dünn und porös
verfärbte Bereiche
so E 370 gleichförmig und über
wiegend durchschneidend
*) Bezogen auf Gesamtgewicht des Stahls
Bezeichnenderweise hatte sich eine qualitativ hervorragende Grundbeschichtung auf dem aus der Charge E stammenden Bund entwickelt, wobei die aus der Charge E stammende Probe 370 ppm Sauerstoff im Zunder (bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls) aufwies. Demgegenüber zdp;te das Bund aus der Charge D mit lediglich 258 ppm Sauerstoff im Zunder (bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls) eine nichtbefriedigende Beschichtung. Wie bereits erwähnt, erfordert die Erfindung das Vorliegen von wenigstens 320 ppm Sauerstoff in einer 10 μιτι dicken Oberflächenschicht des Blechs, wobei die genannte Sauerstoffmenge auf das Gesamtgewicht des Stahls bezogen ist.
Die aus den Chargen D und E hergestellten Bunde wurden anschließend auf ihre magnetischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tafel 6 zusa nmengestellt.
27 26 045 magnetische
Tafel 6 Induktion B8
Charge Uminagnelisierungsverlust (T)
P 1.7 (W/kg) 1.46
D Spulenanfang 1.63
1,91
Spulenende 1,56
1,89
E Spulenanfang 1.61
1.88
Spulenende
1,87
Aus ι iifei 6 geht deutlich hervor, uau die inagneiiscueri Eigenschaften des an; der Charge D erzeugten Bundes
trotz des Gehaltes von lediglich 258 ppm Sauerstoff im Zunder besser sind als die Eigenschaften des aus der
Charge E erzeugten Bundes. Auf dem entkohlten Bund aus der Charge D hatte sich jedoch kein qualitativ
hochstehender feuerfester MgO-Glühseparator ausgebildet, woraus sich ergibt, daß der mit Hilfe der Erfindung 20 gegenüber dem Verfahren nach der veröffentlichten DE-OS 26 20 593 erzielbare technische Fortschritt in erster
Linie darin zu sehen ist. daß ein Elektrostahlblech mit hoher magnetischer Induktion aus einem borhaltigen
Stahlwerkstoff hergestellt und gleichzeitig das Ausbilden einer Vielzahl von qualitativ hervorragenden Glühseparatoren ermöglicht ist.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Elektrobleches mit Goss-Textur und einer magnetischen Induktion B8 von v. enigstens 1,87 T, bei welchem eine 2$ bis 4,0% Silicium, 0,02 bis 0,06% Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,008% Bor, bis zu 0,01 c/o Stickstoff, nicht mehr als 0,008% Aluminium sowie Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen aufweisende Siüciumstahlschmelze abgegossen, der erstarrte Stahl warmgewalzt, kaltgewalzt, bei einer Temperatur von 704 bis 10930C in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre entkohlt und, mit einem oxidischen Glühseparator versehen, einer Schlußtexturglühung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet,
DE2726045A 1976-06-17 1977-06-08 Verfahren zum Herstellen eines Elektrobleches mit Goss-Textur Expired DE2726045C2 (de)

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