DE3132615A1

DE3132615A1 - "verfahren zum herstellen von siliciumstahl mit goss-textur"

Info

Publication number: DE3132615A1
Application number: DE19813132615
Authority: DE
Inventors: Frank Angelo 16229 Freeport Pa. Malagari jun.
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1981-08-18
Publication date: 1982-05-19
Also published as: ES504677A0; JPS5773128A; AR225233A1; IT1143409B; BR8105211A; KR830006462A; ES8302105A1; BE889993A; US4337101A; PL232626A1; AU7354581A; CA1164320A; FR2488621A1; SE8104855L; YU185081A; MX155787A; RO82811B; KR850000557B1; IT8149110A0; GB2082204B

Description

Die Erfindung betrifft Elektrostähle und ist gerichtet 25 auf eine verbesserte Herstellung kornorientierter Elektrobleche.

Kornorientierter Siliciumstahl mit Goss-Textur weist günstige magnetische Eigenschaften auf, insbesondere eine

30 hohe Permeabilität. Aus diesem Grunde ist Siliciumstahl von wirtschaftlicher Bedeutung für elektrotechnische Einrichtungen, wie Motoren, Generatoren, Transformatoren und dergleichen. Zur Verminderung der Wirbelstromverluste und der durch Wechselströme herbeigeführten Wärmeprobleme

35 -werden strömführende Ständer, Transformatorenkerne und dergleichen aus Laminaten dünner Si-Stahlstreifen hergestellt und nicht aus einem einheitlichen Stahlstück.

Folglich verlangt die elektrotechnische Industrie von den Si-Stahlherstellern Si-Stahlblech mit einer Dicke von 0,254 bis 0,3556 mm und hohen magnetischen Gütewerten. Die iJtahlhersteller haben Arbeitsweisen entwickelt, um den Forderungen der elektrotechnischen Industrie zu ge-* nügen. Die grundlegenden Herstellungsschritte für solche Elektrobleche sind in der Fachwelt bekannt und detailliert beschrieben- Die US-Patentschrift 3 873 381 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines borinhibitierten Siliciumstahls, bei welchem eine 0,002 bis 0,012 % Bor, 2 bis 4 % Silicium, 0,01 bis 0,15 % Mangan, 0,02 bis 0,05 % Kdienstoff, 0,01 bis 0,03 % Schwefel, 0,003 bis

._ 0,01% Stickstoff und bis zu 0,008 % Aluminium enthaltende Stahlschmelze hergestellt und abgegossen wird. Der Siliciumstahl wird wieder auf eine Temperatur von 1260 bis 1399°C aufgeheizt, warm auf Warmbandstärke von 1,27 bis 2,54- mm ausgewalzt und das Warmband wird bei

«λ Temperaturen von 816 bis 1149⁰C, vorzugsweise von 927 bis 1O93°C geglüht und in einem Schritt (oder in mehreren Schritten mit zwischengeschalteten Zwischenglühungen) kalt auf eine Fertigstärke von 0,254 bis 0,3556 mm ausgewalzt. Der Stahl wird entkohlt und mit einer feuerfesten oxydischen Grundbeschichtung versehen, woran sich die Texturglühung anschließt. Eine andere Arbeitsweise zum Herstellen eines borinhibitierten Siliciumstahls ist in der US-Patentschrift 4 000 015 beschrieben, welche offenbart, daß eine etwa 0,001 % Bor enthaltende Schmelze

3Q hergestellt und abgegossen wird, worauf das Material durchwärmt und warm auf Warmbandstärke ausgewalzt wird. Es folgt ein Glühen bei 899°C, eine Kaltwalzung auf eine Zwischenabmessung, ein Glühen, ein Kaltwalzen auf eine Stärke von etwa 0,2794 mm, ein Entkohlen sowie eine Schlußtexturglühung des Stahls. Die nach diesem Verfahren hergestellten Siliciumstähle weisen Permeabilitätswerte,

von mehr als 2,262 χ 10 ^y T . A/m bei 796 A/m sowie Kernverluste (zumindest "bei den Verfahrensprodukten des letztgenannten Verfahrens) von weniger als 1,5 W/kg bei 1,7 T auf.

Die elektrotechnische Industrie steht unter dem Druck der Herstellungskosten für das Ausbilden von Siliciumstahl_ft blechlaminaten derart, daß sie bestrebt ist, möglichst große Blechstärken zu verwenden. Somit sind in großtechnischen Einrichtungen, wie Ständern für große Dampfturbinen und dergleichen Laminaten aus Stahlblechen mit einer Nennstärke von 0,4572 tnm gegenüber den handels- ,r üblichen Blechstärken von 0,254· bis 0,3556 mm bevorzugt, wobei die Permeabilität jedoch wenigstens 2,262 χ 10"~3 T · A/m bei 796 A/m betragen muß und die Eernverluste geringer sein müssen als 1,98 W/kg bei 1,5 T·

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines borinhibitierten Si-Elektro~ Stahls mit Goss-Textur und einer Permeabilität von wenigstens etwa 2,262 x 10~⁵ T- A/m bei 796 A/tn bei Blechstärken von etwa 0,4572 mm. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden Schrittes Es wird eine Si-Stahlschmelze mit 0,02 bis 0,06 % Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,008 % Bor, bis zu 0,01 % Stickstoff, bis zu 0,008 % Aluminium und 2,5 "bis 4,0 % Silicium hergestellt und abgegossen. Das Stahlmaterial wird durchwärmt und vorzugsweise bei 1232 bis 1260⁰C warm auf eine Warmbandstärke von etwa 2,5^" bhb ausgewalzt. Der Stahl wird in einem Temperaturbereich von 788 bis 899°C, vorzugsweise von 788 bis 843°C geglüht und das Warmband wird auf seine Fertigstärke von etwa 0,4572 mn kalt in einer Kaltwalzung gewalzt. Der Stahl wird entkohlt und ndb einer feuerfesten, oxydischen Grundbeschichtung versehen sowie einer Texturglühung unterworfen. Erfindungsgemäß hergestellte Stähle zeigen Kernverluste von weniger als 1,98 W/kg bei 1,5 T

und sind somit ganz besondes vorteilhaft für Laminate von Läufern großdimensionierter Dampfturbinen. Borin-■ hibitierte Si-Stähle, die im bevorzugten Warmband-Glühtemperaturbereich von 788 bis 899°C geglüht "werden, zeichnen sich durch besonders gute elektromagnetische Eigenschaften aus. Ferner gewährleistet das Verfahren signifikante Energieeinsparungen je Tonne im Vergleich _n zu herkömmlichen Verfahren.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung. -,c In dieser zeigt

Fig. 1 ein graphisches Schaubild, in welchem der Einfluß der Warmband-Glühtemperatur auf die Per-r$ meabilität von erfindungsgemäß hergestellten 2Q 0,4572 mm dicken borinhibitierten Si-Stahlblechen dargestellt ist und

!ig. 2 ein graphisches Schaubild, in welchem der Einfluß der Warmband-Glühtemperatur auf die Kern-Verluste von 0,4572 mm starken b'orinhibitieiben

Si-Stahlblechen nach der Erfindung dargestellt ist.

Borhaltige Siliciumstahl-Chargen wurden erschmolzen, abgegossen, bei Temperaturen von 1232 bis 1260 C durchgeh wärmt und auf eine Bandstärke von etwa' 2,5^ bm warmgewalzt. Identische Probekörper wurden eine Minute lang .bei 788°C , 843°C, 899°C und 95^°C geglüht, bevor sie direkt von Warmbandstärke auf die Fertigstärke von 01^572 mm kaltgewalzt xvurden. Die erhaltenen Probekörper wurden einer Entkohlungsglühung unterworfen und mit einer aus Magnesiumhydroxid bestehenden Beschichtung bedeck^ sowie einer Textur-Glühung unterzogen.

Die magnetischen Eigenschaften der Probekörper sind in der folgenden Tafel zusammengestellt:

Glühtem- Stärke Permeabili- Kernverlust

peratur Cum) tat (W/kg bei ^,5 T)

(⁰C) r (796 A/m)

_2 0,002289 1,7 ^57,2 0,002298 1,69 «99 4-54,6 0,002265 1,72

Figur 1 zeigt die graphische Veranschaulichung der ermittelten Permeabilitätswerte und Figur 2 zeigt die

graphische Veranschaulichung der ermittelten Kernverluste. Die Figuren 1 und 2 machen deutlich, daß die Permeabilität und die Kernverluste der 0,4-572 ram dicken Si-StahlbHeche immer besser werden, wenn die Warmband-GJühteraperatur unter 899°C absinkt und in einem Temperaturbereich von 788 bit: ίΐ4;$^ο0 liegt, in welchem die günstigsten elektromagnetischen Eigenschaften erzielt we rden.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die be-25

schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen. Bei der Textur der erfindungsgemäß hergestellten Stahlbleche handelt es sich um die in der amerikanischen Fachliteratur als "cube-on-edge-"Orientierung bezeichnete

„ . . .

Kornorientierung.

Leerseite

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & PARTNER PATENTANWÄLTE N PATENT * ] A GRUNECKER ο«. ·<α DR H KINKELOEV. m. «ο DR W. STOO(MAIR. oh. »α.»: kieo DR K. SCHUMANN. οη.·ρκ« P H JAKOB.cm.oo DO G BEZOLO. ο«.-ex«. W MEISTER. Kot.»« H HILSERS. ο«.-.«· C OR K MEVER-PLATH. »οι. -.ms Allegheny Ludlutn Steel Korporation 2000 Oliver Building, Pittsburgh, Pennsylvania 15222 TT_ . OJ "«/ -"- 8000 MÜNCHEN 22 UöA - MAXiMILlANSTRASSe <»3 P 16 526-90/ai 18. August 1981 Verfahren zum Herstellen von Siliciumstahl mit Goss-Textur PAf EBTAHSPEÜC HE

1. Verfahren zum Herstellen von borinhibitiertem Si-Elektrostahl mit Goss-Textur und einer Permeabilität von wenigstens 2,262 χ 10~3 T · A/m bei 796 A/m₅ bei welchem eine Si-Stahl schmelze mit 0,02 bis 0,06 % Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,008 % Bor, bis zu 0,01 % Stickstoff, nicht mehr als 0,008 % Aluminium sowie 2,5 bis 4,0 % Silicium hergestellt und abgegossen wird, der Stahl durchgewärmt und warm auf Warmbandstärke ausgewalzt wird und das Warmband geglüht wird, ein Kaltwalzen des geglühten Stahls und eine Entkohlung des kaltgewalzten Stahls erfolgt, worauf eine feuerfeste oxydische Grundbeschichtung auf den entkohlten Stahl aufgetragen und eine Schlußtexturglühung des mit der Grundbeschichtung versehenen Stahls durchgeführt wird, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß das Warnband mit einer Stärke von etwa 2,5^ mm in einem Temperaturbereich von etwa 788 bis etwa 899°C geglüht und sodann auf die Fertigstarke von etwa 0,4-572 mm in einem Kaltwalzvorgang kaltgewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η ,_ zeichnet , daß der Stahl bei einer Temperatur von 1232 bis 1260°C durchgewärmt wird, bevor das Warm-' walzen erfolgt.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -r ■je kennzeichnet, daß das Warmband in einem Temperaturbereich von 788 bis 84-3⁰C geglüht wird.

4-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß eine aus Magnesiumhydroxid bestehende Grundbeschichtung auf den entkohlten Stahl aufgetragen wird.

5· Si-Stahl mit Goss-Textur gekennzeichnet durch eine Permeabilität von wenigstens 0,00262-2 T- A/m bei 796 A/m und einen Kernverlust von nicht mehr als 1,98 W/kg bei 1,5 T, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2.