DE3852313T2

DE3852313T2 - Verfahren zur herstellung von nichtorientiertem stahlblech mit hohem siliziumgehalt.

Info

Publication number: DE3852313T2
Application number: DE3852313T
Authority: DE
Inventors: Takashi Nippon Kokan Ariizumi; Fumio Nippon Kokan Kabu Fujita; Junichi Nippon Kokan K Inagaki; Masamoto Nippon Kokan K Kamata; Sadakazu Nippon Kokan K Masuda; Yuji Nippon Kokan Kabush Okami; Yoshikazu Nippon Kokan Takada; Masahiko Nippon Kokan Yoshino
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2008-05-24
Also published as: EP0377734A1; EP0377734B1; JPS63224801A; JPH07115041B2; WO1989011549A1; US4986341A; DE3852313D1; CA1320107C; EP0377734A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Siliziumgehalt.
Si-Stähle mit weniger als 4 % Si sind klassifiziert in kornorientierte Si-Stähle und nichtorientierte Stähle entsprechend den Herstellungspraktiken, und werden verarbeitet zu laminierten Eisenkernen oder gewickelten Eisenkernen für elektromagnetische Induktionseinrichtungen oder magnetische Abschirmungsgehäuse.
In der jüngeren Zeit sind unter dem Standpunkt der Einsparung natürlicher Rohstoffe und Energie kleine Abmessungen und ein hoher Wirkungsgrad von elektromagnetischen oder elektronischen Teilen zur Forderung gemacht worden, und weichmagnetische Eigenschaften, insbesondere Si-Stahlbleche mit hervorragenden Eisenverlusteigenschaften sind ebenfalls gefordert worden. Es ist bekannt, daß die weichmagnetischen Eigenschaften von Si-Stahlblechen verbessert werden mit Zunahme eines Zusatzes von Si und die maximale Permeabilität bei ungefähr 6,5 Gew.-% zeigen, und weil der natürliche elektrische Widerstand hoch ist, ist der Eisenverlust klein gemacht.
Bei dieser Art von Stahlblechen wird, wenn der Si-Gehalt mehr als 4,0 Gew.-% ist, die Bearbeitbarkeit abrupt verschlechtert, und daher ist es unmöglich gewesen, Stahlbleche mit hohem Si-Gehalt durch den Walzprozeß im industriellen Maßstab herzustellen.
Viele Patentschriften und Literaturstellen lehren das Walzen von Stählen mit hohem Si-Gehalt. Die meisten beziehen sich auf Stahlmaterialien von weniger als 4,0 Gew.-%, oder wenn einige von diesen einen Si-Gehalt von über 4,0 Gew.-% beschreiben, scheinen solche Beschreibungen von Materialien von ungefähr 3 Gew.-% analogisiert zu sein. Diese Analogisierung beruht auf vielen an Materialien von rund 6,5 Gew.- % gemachten Experimenten und Untersuchungen der Erfinder, von welchen herausgefunden wurde, daß Stahlbleche mit hohem Si-Gehalt wie 6,5 Gew.-% nicht hergestellt werden könnten durch die oben genannten Prozeduren nach dem Stand der Technik.
Produktionsvorgänge von Si-Stahlblechen werden beschrieben, zum Beispiel, in den Offengelegten Japanischen Patentanmeldungen No. 29496/76, No. 36968/82 oder No. 181822/83, aber alle diese handeln von Materialien von weniger als 4,0 Gew.-% und könnten nicht angewendet werden auf Si-Stähle von rund 6,5 Gew.-%, weil die Bearbeitbarkeit mit Zunahme des Si-Gehalts abrupt abfällt.
Es ist bekannt, daß die Walzvorgänge ausgeführt werden an spröden Materialien oder Materialien mit einem hohen Verformungswiderstand nicht durch Kaltwalzen sondern durch Erhöhung der Temperatur. Das wichtigste Problem hinsichtlich der Herstellung von dünnen Stahlblechen mit hohem Si-Gehalt ist, wie man durch Brüche in jedem der Herstellungsschritte hervorgerufene Schwierigkeiten vermeidet und zu stabil vervollständigten Herstellungsschritten gelangt. Zufriedenstellende Ergebnisse konnten durch ledigliches Erhöhen der Temperatur nicht erhalten werden.
Das U.S.-Patent 3,099,176 beschreibt einen Prozeß zur Herstellung eines dünnen Silizium-Eisen-Stahlblechs von zwischen 4,5 und 7,5 Gew.-% Silizium, welcher ein Warmwalzen einer Bramme oder eines Stranges des besagten Silizium-Eisen-Stahls zu einer Platte umfaßt, wobei das Material zum Beibehalten einer erhöhten Temperatur von ungefähr 750 bis 850ºC erhitzt wird. Dann wird das Material warmgewalzt bei einer Temperatur über Raumtemperatur aber weniger als 425ºC, vorzugsweise zwischen 350 und 425ºC, auf eine Dicke von mindestens so wenig wie 25 mils. Der sich aus diesem Warmwalzen ergebende Streifen wird dann auf eine gewünschte Dicke von 1 bis 2 mils kaltgewalzt.
Das U.S.-Patent 2,088,440 beschreibt einen Prozeß zur Herstellung eines Silizium-Stahlblechs enthaltend mehr als 5 % aber nicht mehr als 7 % Silizium, enthaltend ein Gießen des geschmolzenen Metalls in eine Bramme, Überführen der Bramme, bevor sie auf unter 600ºC abgekühlt hat, in einen Durchwärmungskasten, und Durchwärmen derselben für ungefähr 4 oder 6 Stunden bis das Material eine Durchwärmungstemperatur von ungefähr 1.000ºC erreicht hat, vorzugsweise 1.200 bis 1.300ºC. Das Material wird dann warmgewalzt in Stränge und für 3 oder 4 Stunden in einem Ofen auf 1.000 bis 1.100ºC erwärmt, wonach die Stränge auf eine gewünschte Dicke gewalzt werden.
Die Erfinder entwickelten Studien über die Herstellungsvorgänge durch Walzen von dünnen Stahlblechen mit hohem Si-Gehalt von mehr als 4 Gew.-% Si-Gehalt. Im Zuge ihrer Studien wurde herausgefunden, daß die Herstellungsvorgänge durch Walzen die folgenden Probleme hatten:
1) Während des Abkühlens beim überführen des Stahl blocks, der Bramme oder kontinuierlich gegossenen Bramme werden aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen der Oberfläche und dem Inneren thermische Spannungsrisse erzeugt.
2) Weil die Verarbeitbarkeit weithin verändert wird durch den Verarbeitungsgrad des Materials, d.h. die Struktur, würden Walzrisse erzeugt werden, wenn nicht die Walztemperaturen richtig ausgewählt werden.
3) Wenn nicht die Wickeltemperaturen richtig ausgewählt werden, würde der Wickel zerbrochen werden, wenn die Temperatur niedrig ist, und wenn die Temperatur hoch ist, würde die Verformungseigenschaft bei dem nächsten Walzen durch Rekristallisation des gewickelten Stahls beträchtlich verschlechtert werden.
Durch weitere Studien im Hinblick auf die obigen Probleme wurde gefunden, daß daß die Probleme 1) bis 3) exakt gebessert und Stahlbleche mit hohem Si-Gehalt stabil hergestellt werden könnten, ohne Probleme heraufzubeschwören, vom Herstellen des geschmolzenen Stahls bis zu der endgültigen Dicke.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zu schaffen zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt mit mindestens oder mehr als 4 Gew.-% Si, das eine gute Verarbeitbarkeit zeigt und die Herstellung von Stahlblechen mit hohem Si-Gehalt durch einen Walzprozeß im industriellen Maßstab ermöglicht.
Dieses Ziel wird erreicht durch die Verfahren entsprechend den beigefügten Ansprüche 1 bis 6.
Gemäß einem ersten Aspekt umfaßt die Erfindung das Herstellen eines Blocks oder eines kontinuierlich gegossenen Stükkes von Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-%, und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen;
(a) Einführen eines verfestigten Blocks oder eines kontinuierlich gegossenen Stücks in einem Brammenerwärmungsofen, bis ein Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger 600ºC erreicht, Erwärmen desselben auf eine Temperatur von nicht mehr als 1.250ºC darin und Walzen der Bramme;
oder alternativ,
(b) direktes Überführen eines verfestigten Blocks oder eines kontinuierlich gegossenen Stücks in einen Flachwalzprozeß, bis ein Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht;
dann Walzen der Bramme bei einer Temperatur von nicht weniger als 600ºC,
(i) Einführen der Bramme in einen Warmwalzofen, bis ein Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 400ºC erreicht und Überführen der Bramme zu einem Warmwalzprozeß;
oder alternativ
(ii) direktes Überführen der Bramme zu einem Warmwalzprozeß, bis ein Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 400ºC erreicht;
Schlußwalzen der Bramme, so daß die Gesamtwalzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr als 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, sowie Walzen des warmgewalzten Wickels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von nicht mehr als 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm.
Gemäß einem zweiten Aspekt enthält die Erfindung ein kontinuierliches Gießen eines Stücks aus Stahl mit hohem Si-Ge- halt zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-%, und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen;
(a) Einführen eines verfestigten gegossenen Stücks in einen Walzerwärmungsofen, bis ein Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht, und Überführen des erwärmten Stücks zu einem Warmwalzprozeß;
oder alternativ
(b) direktes Überführen des verfestigten gegossenen Stücks zu dem Warmwalzprozeß, bis ein Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht;
Endwalzen des Stücks, so daß die gesamte Walzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr als 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, und Walzen des warmgewalzten Wikkels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von nicht mehr 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein verjüngtes gewalztes Teststück für einen Verjüngungswalztest;
Fig. 2 zeigt Walzverformungseigenschaften von Stählen mit 6,5 Gew.-% Si durch den Verjüngungswalztest in Beziehung zwischen den Walztemperaturen und einer begrenzten Walzreduktion pro einem Durchgang;
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Dehnungstesttemperatur und der Längung eines Blocks mit 6,5 Gew.-% Si;
Fig. 4 zeigt Grenztemperaturen der thermischen Spannungsrißbildung eines Stahlblocks mit hohem Si-Gehalt in Beziehung mit dem Si-Gehalt;
Fig. 5 zeigt zulässige Grenztemperaturen des Schmelzens von Verzunderungen von Stählen mit hohem Si-Gehalt in Beziehung mit dem Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre eines Durchwärmungsofens;
Fig. 6 zeigt Ergebnisse eines Dreipunktbiegetests der Bearbeitbarkeit von warmgewalztem Blech, und Bruchgrenzen des warmgewalzten Blechs in Beziehung zwischen Biegetemperaturen und plastischer Oberflächenspannung; und
Fig. 7 zeigt ein Beispiel des Produktionsflusses gemäß der vorliegenden Erfindung.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die Stahlzusammensetzung der Erfindung ist aus den unten erwähnten Gründen begrenzt worden.
Si ist ein Element zur Verbesserung der weichmagnetischen Eigenschaften, wie oben gesagt, wobei der beste Effekt dabei um 6,5 Gew.-% gezeigt wird. Die Erfindung legt den Si-Gehalt bei 4,0 bis 7,0 Gew.-% fest. Wenn es weniger als 4,0 Gew.-% wären, würde die Kaltwalzeigenschaft kaum ein Problem sein, und wenn es mehr als 7,0 Gew.-% wären, würde die weichmagnetische Eigenschaft verschlechtert werden wie eine Erhöhung der magnetischen Spannung oder Absenkungen der magnetischen Sättigungsflußdichte und maximalen Permeabilität, so daß die Kaltwalzeigenschaft beträchtlich verschlechtert ist.
A1 wird zur Desoxidierung des geschmolzenen Stahls zugegeben. Es fixiert das gelöste N, welches die weichmagnetische Eigenschaft verschlechtert, und erhöht den elektrischen Widerstand durch das Lösen von A1 in dem Stahl. Aber viel A1 verdirbt die Bearbeitbarkeit und führt zu einer Kostensteigerung. Somit ist es nicht mehr als 2 Gew.-%.
Mn fixiert S, welches eine Verunreinigung ist. Da viel Mn die Bearbeitbarkeit verschlechtert und viel MnS einen schlechten Einfluß auf die weichmagnetische Eigenschaft ausübt, ist es nicht mehr als 0,5 Gew.-%.
P wird hinzugefügt zur Verminderung des Eisenverlustes. Weil viel P die Bearbeitbarkeit verschlechtert, ist es nicht mehr als 0,1 Gew.-%.
C ist ein schädliches Element, welches den Eisenverlust in dem Erzeugnis erhöht und eine magnetische Alterung bewirkt, und senkt die Bearbeitbarkeit. So ist es nicht mehr als 0,2 Gew.-%.
Ein weiterer Bezug soll auf die Walzbedingungen erfolgen.
Die Erfinder haben Studien bezüglich der Struktur und der Bearbeitbarkeit von Stahl mit hohem Si-Gehalt durch Experimente durchgeführt.
Der Stahl mit 6,5 Gew.-% Si wurde bewertet in Bezug auf die Walzbearbeitbarkeit durch den Verjüngungswalztest in dem in Fig. 1 gezeigten Teststück. Fig. 2 zeigt die Ergebnisse, welche klar die Charakteristiken der Walzbearbeitbarkeit wie folgt beschreiben:
1) In dem Material von gegossener Struktur ist die Bearbeitbarkeit sehr bevorzugt bei mehr als 900ºC, aber sie wird bei Temperaturen niedriger als 900ºC linear verschlechtert, und das Walzen ist fast unmöglich um 600ºC.
2) In dem Material, wo das Rohwalzen bei dem Flachwalzen der Bramme oder dem Warmwalzen durchgeführt wurde, oder die Struktur durch Deformierung-Rekristallisation verfeinert wurde oder wo Zwischenräume zwischen Korngrenzen in der Dicke durch die obigen Walzungen klein gemacht wurden, sind die Verarbeitungsgrenzen in Abhängigkeit von den Zwischenräumen in den Korngrenzen mehr ausgedehnt als bei Materialien von gegossener Struktur. Das heißt, die Walzverformung des gewalzten Materials von 1 mm Korndurchmesser geht verloren bei ungefähr 250ºC, und die von 50 um Korndurchmesser geht verloren bei ungefähr 80ºC. Gewöhnliche Walzverformungen sind gut verfügbar bei den Temperaturen höher als die obigen Bereiche. Die Korndurchmesser der gewalzten Brammen sind gewöhnlich 1 bis 3 mm, nimmt man ein Kornwachstum durch Rekristallisation in dem Durchwärmungsofen in Berücksichtigung. Die kontinuierlich gegossene Bramme ist ungefähr 1 mm gefeint nach dem Warmwalzen und dem Rohwalzen. In jedem Fall können die Zwischenräume in der Dicke von den Korngrenzen ungefähr 50 um gemacht werden nahe dem letzten Durchgang des Warmwalzens.
Das Flachwalzen hat Probleme von thermischen Spannungsrissen beim Kühlen des Blocks, abgesehen von dem Problem bezüglich der oben festgestellten Walzverformung.
In Bezug auf die thermischen Spannungsrisse beim Kühlen der Stahlblöcke von 4,0 bis 7,0 Gew.-%, wurde der grundlegende Spannungstest des Blocks (Fig. 3) ausgeführt, und weiterhin wurde ein praktischer Block in der Luft belassen und die Ergebnisse waren wie in Fig. 4. Bei den Ergebnissen, wenn die Temperatur der Blockoberfläche in Abhängigkeit vom Si- Gehalt niedriger als ein vorgegebener Wert war, wurde die Bildung von thermischen Spannungsrissen erzeugt aufgrund einer durch den Unterschied in der Temperatur zwischen der Oberfläche und dem Inneren erzeugten Spannung, weil die Fähigkeit zur plastischen Verformung verschlechtert wurde, wie in Fig. 3 gezeigt. Es kann verhindert werden, daß am Block eine Bildung von thermischen Spannungsrissen erfolgt, indem die Oberflächentemperatur bei ungefähr 600ºC gehalten wird. Wenn das gleiche Experiment an der Bramme ausgeführt wurde, hat es einen großen Einfluß auf die Struktur gegeben, und wenn die Oberflächentemperatur (der Teil mit der niedrigsten Temperatur) oberhalb 400ºC gehalten wurde, kann die Bildung von thermischen Spannungsrissen vermieden werden.
In das Erhitzen der Bramme sind Probleme wie folgt involviert. Wenn das Blech aus Stahl mit hohem Si-Gehalt auf mehr als der festgelegten Temperatur gehalten wird, bilden sich Verzunderungen und, wenn die Temperatur höher als ein bestimmter Wert ist, bewirken FeO und SiO&sub2; in der Verzunderung eine eutektische Reaktion und werden geschmolzen (unter Bildung von Fayalit). Die Erfinder haben Experimente durchgeführt im Hinblick darauf, daß die Sauerstoffgehalte in dem Erwärmungsofen verschiedentlich geändert wurden, um die Erwärmungstemperaturen zu studieren, wo die Verzunderung nicht geschmolzen wurde, im Hinblick auf Stähle mit hohem Si-Gehalt wie 4,0 bis 7,5 Gew.-%. Fig. 5 zeigt die Ergebnisse der Studien, von welchen ersichtlich ist, daß die Sauerstoffkonzentration in dem gewöhnlich verwendeten Erwärmungsofen bis ungefähr 2 Gew.-% gesteuert werden konnte, und wenn die Erwärmungstemperatur unter 1.250ºC abgesenkt wird, konnte das Schmelzen der Verzunderung genau vermieden werden.
Die Struktur des warmgewalzten Wickels übt einen starken Einfluß auf die Bearbeitbarkeit beim Walzen des dünnen Blechs aus. Die Verhaltensweisen der Rekristallisation des Blechs aus Stahl mit hohem Si-Gehalt hängt von dem Maß der Bearbeitbarkeit, den Temperaturen und der Zeit der Aufrechterhaltung ab. Nach dem Warmwalzen (Wickel von ungefähr 2 mmd) wächst das Korn aufgrund Rekristallisation durch Aufrechterhalten von mehr als 700ºC für eine bestimmte Zeit, und verschlechtert die Bearbeitbarkeit des Walzens des dünnen Blechs in einem nächsten Schritt. So sollte die Wickeltemperatur nicht mehr als 700ºC sein. Die untere Grenze sollte mehr als 300ºC sein, um ein Bruch des Wickels durch die Biegespannung zu vermeiden.
Die Bearbeitbarkeit des warmgewalzten Blechs, erzeugt durch Änderung der Warmwalzendtemperatur und des Durchlaufschemas, wurde durch einen Dreipunktbiegetest studiert. Fig. 6 zeigt eines der Ergebnisse, von welchen zu sehen ist, daß die Walzbearbeitbarkeit des dünnen Blechs mehr verbessert werden kann durch Senken der Warmwalzendtemperaturen und Erhöhung der Walzspannung in dem niedrigen Temperaturbereich, als die Rekristallisation bei dem Warmwalzenddurchgang und die Verhaltensweisen beim Wachstum der Aggregatstruktur. Viele von den Erfindern durchgeführte Experimente lehren, daß die Walzbearbeitbarkeit des dünnen Blechs verbessert wurde durch Erhöhung der Gesamtwalzreduktion mehr als 30 % bei der Temperatur von unter 900ºC beim Endwalzen.
Die Warmwalzendbedingungen erfüllen eine Verbesserung der Walzbearbeitbarkeit des dünnen Blechs in dem nachfolgenden Schritt, d.h. eine tatsächliche Absenkung der Warmwalztemperatur, sowie eine Verbesserung der Walzreduzierung bei einem Durchgang.
Weil die Materialien, um die es bei der Erfindung geht, spröde Materialien sind, ist das Warmwalzen natürlich notwendig. Die Walztemperatur ist wünschenswerterweise nicht mehr als 400ºC, wenn man die Oberflächeneigenschaft des gewalzten Materials, das Schmiermittel und die begleitenden Einrichtungen der Walzmaschine (z.B. die Erwärmungseinrichtung) berücksichtigt, und das Walzen bei niedriger Temperatur ist vorteilhaft hinsichtlich der Herstellungskosten.
Das dünne Blech wird durch das Umkehrwalzwerk gewalzt und das Walzen kann wirksam auf eine Dicke von unter 0,5 mm ausgeführt werden, und bei einer Erholungsbehandlung zwischen den Durchgängen können Bleche aus Stahl mit hohem Si-Gehalt mit zufriedenstellenden magnetischen Eigenschaften erhalten werden.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel des Herstellungsflusses, und es soll eine Erläuterung unter Bezugnahme auf dieses Beispiel erfolgen.
In einem Falle eines Blocks wird der verfestigte Block 1 in einen Brammenerwärmungsofen 2 eingeführt, bis der Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht, auf die Temperatur von nicht mehr als 1.250ºC erwärmt, und durch eine Brammenwalzmaschine 3 flachgewalzt. Wenn erforderlich, kann der Block 1 direkt in den Flachwalzvorgang überführt werden (der warme Block wird direkt überführt), anstelle des Einführens in den Brammenerwarmungsofen 2, bis der Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht. Das Flachwalzen erfolgt bei einer Temperatur von mehr als 600ºC.
Die gewalzte Bramme wird in einen Walzerwärmungsofen 4 eingeführt, bis der Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 400ºC erreicht, auf die Temperatur von nicht mehr als 1.250ºC erwärmt, und zu dem Warmwalzprozeß überführt. Wenn erforderlich, kann die Bramme direkt in den Warmwalzprozeß überführt werden, anstelle des Einführens der Bramme in den Warmwalzofen 2, bis der Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 400ºC erreicht.
In dem Falle eines kontinuierlich gegossenen Stücks gibt es zwei Praktiken, daß das Warmwalzen ausgeführt werden kann nach dem Flachwalzen des gegossenen Stücks, und daß das gegossene Stück zum Warmwalzen überführt wird (direktes Überführen des warmen Stücks).
Das letztere wird mit dem gleichen Flachwalzen und Warmwalzen durchgeführt, wie in dem obigen Falle des Blocks gesagt.
Das letztere ist, daß das gegossene Stück in einen Warmwalzofen 4 eingeführt wird, bis der Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht, auf die Temperatur von nicht mehr als 1.250ºC erwärmt und zu dem Warmwalzprozeß überführt wird. Wenn erforderlich, kann das gegossene Stück direkt zu dem Warmwalzprozeß überführt werden, anstelle des Einführens in den Erwärmungofen 4, bis der Teil mit der niedrigsten Temperatur nicht weniger als 600ºC erreicht.
Das Stahlmaterial wird so gewalzt, daß die Gesamtwalzreduktion bei der Temperatur von nicht mehr 900ºC mehr als 30 % bei dem Endwalzen beträgt (gewöhnlich oberhalb 400ºC), und bei der Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC auf einen Wickler 5 gewickelt.
Das warmgewalzte Wickel wird in eine Walzeinrichtung überführt, die mit dem Umkehrwalzwerk 6 zum Walzen des dünnen Blechs ausgestattet ist, und bei einer Temperatur von nicht mehr 400ºC auf eine Dicke von unter 0,5 mm gewalzt.
In Fig. 7 bezeichnet Ziffer 7 ein Stauchgerüst, und 8 ist ein Schneidescherwerk.

BEISPIEL 1

Der Block aus Stahl mit hohem Si-Gehalt von der chemischen Zusammensetzung in Tabelle 1 wurde hergestellt und der Erfindung folgend dem Flachwalzen, dem Heißwalzen und dem Warmwalzen auf eine Dicke von 0,5 mm unterzogen. Die Herstellungsbedingungen betragen wie folgt: Tabelle 1 Stähle Rest FE & Verunreinigungen Block: Flachwalzbedingungen Einführungstemperatur in den Erwärmungsofen: Durchwärmungstemperatur: Walztemperatur (Oberflächentemperatur beim Schlußdurchgang): Größe der Bramme: Warmwalzbedingungen Dicke der Einlaßseite beim Endwalzen: Walztemperatur Ende erster Durchgang: Temperatur der Auslaßseite am Schlußdurchgang des Engwalzens: Geamtwalzreduktion bei nicht mehr als 900ºC: Endgröße: Wickeltemperatur: Walzen des dünnen Blechs (Oberflächentemperatur) (Endwalztemperatur)
Vergleichsbeispiele sind unter Bedingungen wie folgt:

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Der Block der gleichen Zusammensetzung wie bei der Erfindung wurde in der Luft belassen, bis er die Oberflächentemperatur 500ºC erreichte, in den Erwärmungsofen eingeführt, und unter den gleichen Erwärmungs- und Walzbedingungen flachgewalzt wie bei der Erfindung.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Der gleiche Block wie bei der Erfindung wurde in der Luft belassen bis Raumtemperatur, erwärmt und flachgewalzt.

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Der gleiche Block wurde in der Luft belassen, bis die Oberflächentemperatur 150ºC erreichte, in den Erwärmungsofen eingeführt und unter den gleichen Erwärmungs- und Walzbedingungen gewalzt.

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Die unter den gleichen Bedingungen wie bei der Erfindung hergestellte Bramme wurde in dem Erwärmungsofen erwärmt, heißgewalzt unter den Bedingungen einer Walztemperatur am Ende des ersten Durchgangs: 1.100ºC, Schlußdurchgang: 850ºC, Wickeltemperatur: 750ºC und Walzreduktion unter 30 900ºC: 5 % und warmgewalzt.
Bei dem Vergleichsbespiel 1 wurde der Block hergestellt mit thermischen Spannungsrissen und die Risse wurden durch das Flachwalzen vergrößert. Das Heißwalzen der Bramme konnte nicht durchgeführt werden. Bei dem Vergleichsbeispiel 2, weil die thermischen Spannungsrisse des Blocks bemerkbar waren, konnte das Durchwärmen - Flachwalzen nicht durchgeführt werden. In dem Vergleichsbeispiel 3 wurde der thermische Riß in der Bramme groß durch das Heißwalzen, und das Walzen wurde während des Rohwalzens aufgegeben. Im Vergleichsbeispiel 4 wurde das heißgewalzte Wickel erhalten. Obwohl das Wickel in dem Walzschritt durch das Umkehrwalzwerk vorerhitzt wurde und die Walztemperatur 300ºC war, wurden viele Brüche durch Risse während des Wiederwickelns und das Walzen hervorgerufen und das Walzen wurde auf dem halben Weg aufgegeben.
Auf der anderen Seite, konnten bei der vorliegenden Erfindung gute Bleche aus Stahl mit hohem Si-Gehalt von 0,5 mmt ohne irgendwelche Schwierigkeiten hergestellt werden. Wenn die kontinuierlich gegossene Bramme zum Walzen des Rohstücks verwendet wurde, konnte das dünne Blech aus Stahl mit hohem Si-Gehalt durch die Erfindung hergestellt werden.
Die Korndurchmesser der heißgewalzten Bleche der Erfindung waren 30 bis 70 um, diese des Vergleichsbeispiels 4 waren 200 bis 300 um.

BEISPIEL 2

Zur Bestätigung der Einflüsse von anderen Elementen als Si wurde der Block der Zusammensetzung von Tabelle 2 hergestellt und unter den Bedingungen der Erfindung gewalzt. Tabelle 2 Stähle Rest Erfindungsbeispiel Vergleichsbeispiel FE & Verunreinigungen
Bei der Erfindung war, obwohl das Blech bei der Prozedur zum Walzen des dünnen Blechs an den Kanten mehr oder weniger brüchig wurde, das Walzen auf eine Dicke von 0,5 mmd möglich. Bei den Vergleichsbeispielen war die Herstellung möglich bis zu dem heizgewalzten Wickel, aber es wurden viele Brüche bei dem Walzen des dünnen Blechs hervorgerufen, und das Walzen wurde auf dem halben Weg aufgegeben.
Bei dem Stand der Technik war die Herstellung von Blechen aus Stahl mit hohem Si-Gehalt schwierig, aber gemäß der vorliegenden Erfindung können sie effizient hergestellt werden, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten hervorgerufen werden, wie Brüche des Wickels bei dem Flachwalzen, dem Heißwalzen und dem Walzen des dünnen Blechs, und es ist möglich, die Verarbeitungstemperatur bei dem letzten Warmwalzen der dünnen Bleche zu senken, so daß die Herstellungskosten gesenkt werden können und ein stabiler Betrieb erreicht werden kann.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Beruhend auf der vorliegenden Erfindung ist es möglich, nichtorientierte Bleche aus Stahl mit hohem Si-Gehalt von mehr als 4,0 Gew.-% mit hoher Produktivität im industriellen Maßstab herzustellen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt, enthaltend: Herstellung eines Blocks oder eines kontinuierlich gegossenen Stücks aus Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 10 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-% und der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen;

Einführen des verfestigten Blocks oder kontinuierlich gegossenen Stücks als eine Bramme in einen Brammenerwärmungsofen, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 600ºC ist, Erwärmen der Bramme auf eine Temperatur von nicht mehr als 1.250ºC; Walzen der Bramme bei einer Temperatur von nicht weniger als 600ºC; Einführen der Bramme in einen Erwärmungsofen, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 400ºC ist, und Überführen der Bramme in einen Warmwalzprozeß;

Endwalzen der Bramme, so daß die Gesamtwalzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr als 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, und Walzen des warmgewalzten Wikkels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von 30 nicht mehr als 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm.

2. Prozeß zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt, enthaltend: Herstellen eines Blocks oder kontinuierliches Gießen eines Stücks aus Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-% und der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen;

Einführen des verfestigten Blocks oder des kontinuierlich gegossenen Stücks als eine Bramme in einen Brammenerwärmungsofen, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 600ºC ist, Erwärmen der Bramme auf eine Temperatur von nicht mehr 1.250ºC;

Walzen der Bramme bei einer Temperatur von nicht weniger als 600ºC;

direktes Überführen der Bramme zu einem Warmwalzprozeß, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 400ºC ist;

Endwalzen der Bramme so, daß die Gesamtwalzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr als 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, und Walzen des warmgewalzten Wickels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von nicht mehr als 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm.

3. Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt, enthaltend: Herstellen eines Blocks oder kontinuierliches Gießen eines Stücks aus Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-% und der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen; direktes Überführen des verfestigten Blocks oder des kontinuierlich gegossenen Stücks als eine Bramme in einen Flachwalzprozeß, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 600ºC ist;

Walzen der Bramme bei einer Temperatur von nicht weniger als 600ºC;

Einführen der Bramme in einen Erwärmungsofen, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 400ºC ist, und Überführen der Bramme in einen Warmwalzprozeß;

Endwalzen der Bramme so, daß die Gesamtwalzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des heißgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, und Walzen des heißgewalzten Wickels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von nicht mehr als 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm.

4. Prozeß zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt, enthaltend: Herstellen eines Blocks oder kontinuierliches Gießen eines Stücks aus Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-% P: nicht mehr als 0,1 Gew.-% und der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen;

direktes Überführen des verfestigten Blocks oder kontinuierlich gegossenen Stücks als eine Bramme in einen Flachwalzprozeß, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur der Bramme nicht weniger als 600ºC ist;

Walzen der Bramme bei einer Temperatur von nicht weniger als 600ºC;

Endwalzen der Bramme so, daß die Gesamtwalzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr als 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, und Walzen des warmgewalzten Wikkels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von nicht mehr als 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm.

5. Prozeß zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt, enthaltend: kontinuierliches Gießen eines Stücks aus Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-% und der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen;

Einführen des verfestigten gegossenen Stücks als eine Bramme in einen Erwärmungsofen, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur des verfestigten gegossenen Stücks nicht weniger als 600ºC ist, und Überführen des erwärmten Stücks zu einem Warmwalzprozeß;

6. Prozeß zur Herstellung von nichtorientiertem Stahlblech mit hohem Si-Gehalt, enthaltend: kontinuierliches Gießen eines Stücks aus Stahl mit hohem Si-Gehalt, zusammengesetzt aus Si: 4,0 bis 7,0 Gew.-%, Al: nicht mehr als 2 Gew.-%, Mn: nicht mehr als 0,5 Gew.-%, C: nicht mehr als 0,2 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,1 Gew.-% und der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen;

direktes Überführen des verfestigten gegossenen Stücks als eine Bramme in einen Warmwalzprozeß, wobei der Teil mit der niedrigsten Temperatur des verfestigten gegossenen Stücks nicht weniger als 600ºC ist;

Endwalzen der Bramme so, daß die Gesamtwalzreduktion bei einer Temperatur von nicht mehr als 900ºC mehr als 30 % ist, Wickeln des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur zwischen 300ºC und 700ºC, und Walzen des warmgewalzten Wikkels mittels eines Umkehrwalzwerks bei einer Temperatur von nicht mehr als 400ºC auf eine Dicke von nicht mehr 0,5 mm.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 5, bei dem die Bramme oder das Stück in dem Erwärmungsofen für das Warmwalzen auf eine Temperatur von nicht mehr als 1.250ºC erwärmt wird.