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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von kornorientierten Elektrostahlblechen mit
hoher magnetischer Flußdichte, wie sie für die Kerne von
Transformatoren verwendet werden.
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Ein kornorientiertes elektrisches Stahlblech ist ein
weichmagnetisches Material das in verschiedenen Bauteilen
elektrischer Geräte, wie z. B. bei Transformatoren verwendet
wird. Daher ist es erforderlich, daß derartige Materialien
gute magnetische Eigenschaften, inbesonders
Erregungseigenschaften und einen niedrigen Wattverlust besitzen.
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Im allgemeinen wird B&sub8; dazu benutzt, die
Erregungseigenschaften numerisch anzugeben, wobei B&sub8; die magnetische
Flußdichte bei einer Feldstärke von 800 A/m darstellt. Der
Wattverlust wird im allgemeinen als W17/50 angegeben, was der
Wattverlust pro Kilogramm von auf 1,7 T bei 50 Hz
magnetisierten Materials ist.
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Das kornorientierte Elektrostahlblech wird durch Erzeugen
einer sekundären Rekristallisation während des abschließenden
Temperungsvorgangs erzielt, um dadurch eine sogenannte
Gossorientierung, d. h. eine {110}-Ebene und < 001> -Achse zu
erhalten. Um gute magnetische Eigenschaften zu erhalten, ist
es wichtig, daß die Achse der leichten Magnetisierbarkeit,
d. h. < 001> , in hohem Maße zur Walzrichtung des Blechs hin
ausgerichtet ist. Die Dicke des Blechs, der Korndurchmesser,
der spezifische Widerstand, die Oberflächenschicht und der
Reinheitsgrad des Blechs haben ebenfalls einen größeren
Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften.
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Die Orientierung wurde beachtlich durch einen Prozeß
verbessert, der durch den Einsatz einer abschließenden
hochreduzierenden Kaltwalzung mit MnS und AlN als Hemmstoffen
und die begleitende merkliche Verbesserung in den
Kernverlusten gekennzeichnet ist.
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Mit dem scharfen Anstieg der Energiepreise in den letzten
Jahren haben die Transformatorenhersteller ihre Anstrengungen
verdoppelt, Materialien zu finden, aus denen sie
Transformatoren mit niedrigen Kernverlusten herstellen können.
Amorphe Legierungen und 6,5%-Siliziumblech befinden sich
unter den Materialien, die für verlustarme Kerne entwickelt
wurden. Diese Materialien haben jedoch immer noch Probleme,
die gelöst werden müssen, wenn die Materialien für
Transformatoren auf industrieller Basis eingesetzt werden
sollen.
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In den letzten Jahren konnte man auch die Entwicklung von
Techniken zur Steuerung der magnetischen Domänen mit Hilfe
von Lasern beobachten, und diese Techniken haben zu
dramatischen Verbesserungen in den Kernverlusteigenschaften
geführt. Ferner ist die Effektivität der Steuerungstechniken
für die magnetischen Domänen umso höher, je höher die
magnetische Flußdichte in dem Produkt ist, was die Notwendigkeit
gesteigert hat, Produkte mit sehr hohen magnetischen
Flußdichten herzustellen.
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Die JP-A-62(1987)-222024 hat ein Verfahren zur Erhöhung
der magnetischen Flußdichte während der Herstellung
kornorientierten Elektrostahlblechs, das Al enthält,
vorgeschlagen. Dieses Verfahren besteht aus der Erhöhung des
N&sub2;-Partialdrucks der Temperungsatmosphäre in einem
Zwischenstadium zwischen dem Beginn und dem Abschluß der sekundären
Rekristallisation. Die stabile Produktion schwerer Wickel,
die zwischen fünf und 10 Tonnen wiegen, ist jedoch schwierig.
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Ein anderes Verfahren zur Erhöhung der magnetischen
Flußdichte während der Produktion von kornorientierten
Stahlblech mit Al wurde in der JP-B-56(1981)-33450
vorgeschlagen, das darin besteht, daß die Rate, mit der die
Temperatur während der abschließenden Temperung erhöht wird,
verringert wird. Wegen der Instabilitäten der sekundären
Rekristallisation bei diesem Verfahren bestehen jedoch immer
noch Probleme, die zu lösen sind, bevor es industriell
eingesetzt werden kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines Verfahrens zur stabilen Herstellung schwerer Wickel
kornorientierten Elektrostahlblechs mit sehr hoher
magnetischer Flußdichte.
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Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen der Temperatur und dem sekundären
Rekristallisarionsverhalten darstellt; und
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Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung
während der abschließenden Temperung zwischen der
Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der höchsten Temperatur und
der Temperaturdifferenz im Wickel bei einer Temperatur von
960ºC an der Stelle mit der niedrigsten Temperatur darstellt.
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Das Al enthaltende kornorientierte Elektrostahlblech der
vorliegenden Erfindung, das die Aufgabe dieser Erfindung
darstellt, wird durch das Blockgußverfahren oder durch
kontinuierliches Gießen geschmolzenen Metalls hergestellt,
das durch ein herkömmliches Verfahren erhalten wird, und
falls erforderlich findet davor und danach ein Blockgußprozeß
statt, um Barren zu erzeugen. Dem folgt ein Warmwalzen, und
falls notwendig eine Blechtemperung, und dann ein Kaltwalzen
oder ein zweifaches oder mehrfaches, durch Zwischentemperung
getrenntes Kaltwalzen, um ein kaltgewalztes Blech mit der
Enddicke zu erzielen. Danach wird die Entkohlungstemperung
mit Hilfe eines konventionellen Verfahrens durchgeführt.
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Das warmgewalzte Blech enthält in Gewichtsprozenten 2,5
bis 4,0% Silizium, 0,03 bis 0,10% Kohlenstoff, 0,010 bis
0,065% säurelösliches Aluminium, 0,0010 bis 0,0150%
Stickstoff, 0,02 bis 0,30% Mangan und 0,005 bis 0,040% Schwefel
und als Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen.
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Ein Siliziumgehalt von größer 4% ist unerwünscht, da er
eine merkliche Versprödung bewirkt, was das Kaltwalzen
erschwert. Wenn andererseits weniger als 2,5% Silizium
vorhanden ist, ist der elektrische Widerstand niedrig und es
wird schwierig, gute Kernverlusteigenschaften zu erzielen.
Mit weniger als 0,03% Kohlenstoff wird der Anteil vor dem
Entkohlungsprozeß extrem niedrig, was es schwierig
gestaltet, eine gute primäre Rekristallisationsstruktur zu
erhalten. Andererseits sollte der Kohlenstoffgehalt 0,10%
nicht überschreiten, was eine unvollständige Entkohlung
ergäbe.
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Säurelösliches Aluminium und Stickstoff sind wesentliche
Bestandteile des hauptsächlichen Hemmstoffs AlN, der
wesentlich für die Erzielung einer hohen magnetischen
Flußdichte in der vorliegenden Erfindung ist. Der Gehalt
dieser Bestandteile sollte innerhalb der vorstehend erwähnten
Grenzwerte von 0,010 bis 0,065% für das säurelösliche
Aluminium und 0,0010 bis 0,0150% für den Stickstoff liegen,
um Instabilitäten bei der sekundären Rekristallisation zu
vermeiden.
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Die Elemente Mn und S werden als Hemmstoffe benötigt. Der
Anteil von Mn sollte in dem Bereich von 0,02 bis 0,30%
liegen, und S sollte in einem Bereich von 0,005 bis 0,040%
gehalten werden. Bei einem Abweichen von den vorstehend
genannten Werten wird die sekundäre Rekristallistion
instabil.
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Auch andere Elemente als die vorstehend genannten, die
als Hemmstoffkomponenten bekannt sind, können eingesetzt
werden, einschließlich Zinn, Antimon, Selen, Tellur, Kupfer,
Niob, Chrom, Nickel, Bor, Vanadium, Arsen und Bismut. Der
obere Grenzwert für Nickel und Vanadium liegt bei 1%, für
Zinn, Antimon, Kupfer und Chrom bei 0,4%, für Bismut bei
0,3%, für Arsen bei 0,2%, für Niob bei 0,1%, für Selen und
Tellur bei 0,04% und für Bismut (gemeint "Bor" - Anm.
des Übers.) bei 0.01% (alle in Gewichtsprozenten).
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In der vorliegenden Erfindung ist AlN der Haupthemmstoff.
Falls notwendig wird das Tempern zum Ausfällen des AlN in
einem Prozeß vor dem abschließenden Kaltwalzen durchgeführt.
Nach der Entkohlungstemperung wird das Blech mit einem
Temperungstrennungsagens mit MgO als Hauptbestandteil
beschichtet und die abschließende Oberflächentemperung
durchgeführt. Das Merkmal der vorliegenden Erfindung beruht
auf dem abschließenden Oberflächentemperungsprozeß.
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Im allgemeinen wird der abschließende
Oberflächentemperungsprozeß an Stahlblech ausgeführt, das in Form von
Wickeln von 5 bis 20 Tonnen (nachstehend als "große Wickel"
bezeichnet) vorliegt, wobei innerhalb der Wickel eine
unvermeidbare Ungleichförmigkeit der Temperatur vorliegt. In
dieser Erfindung bezieht sich "die Stelle mit der niedrigsten
Temperatur" auf den Abschnitt des wickelbildenden Bandes, bei
dem die Temperatur am niedrigsten ist und "die Stelle mit der
höchsten Temperatur" bezieht sich auf den Abschnitt mit der
höchsten Temperatur.
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Das Problem der Ungleichmäßigkeit der Wickeltemperatur
ist zu lösen, wenn Blech mit sehr hoher magnetischer
Flußdichte auf kommerzieller Basis stabil hergestellt werden
soll.
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Dieses Problem wurde durch die in den Ansprüchen 1 und 5
offenbarten Verfahren gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 offenbart.
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Die Erfinder entdeckten, daß ein gleichmäßiges Heizen des
Wickels erforderlich war, um die Probleme mit den engen
Grenzen des wirksamen Bereichs im Wickel bei dem Erhöhen des
N&sub2;-Partialdrucks in der Temperungsatmosphäre zu lösen.
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Verschiedene Experimente wurden durchgeführt, um ein
effektives Verfahren zu finden, und man hat entdeckt, daß es
sehr effektiv war, wenn die Rate des Temperaturanstiegs an
der Stelle des Wickels mit der höchsten Temperatur 13ºC/h
zumindest zeitweise während der Zeitspanne nicht überschritt,
während der sich die Stelle des Wickels mit der niedrigsten
Temperatur auf einer Temperatur von 850ºC bis 1100ºC befand.
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Fig. 1 stellt ein Beispiel der Beziehung zwischen der
Temperatur und dem sekundären Rekristallisationsprozeß dar.
Im Falle des Materials von Fig. 1 war das Ausgangsmaterial
warmgewalztes Blech mit 2,3 mm Dicke, das 3,23% Silizium,
0,078% Kohlenstoff, 0,026% säurelösliches Aluminium, 0,008%
Stickstoff, 0,074% Mangan und 0,025% Schwefel enthielt. Das
warmgewalzte Blech wurde für zwei Minuten bei 1100ºC
getempert, abgeschreckt, dann auf auf eine Enddicke von 0,225 mm
kaltgewalzt und dann einer Entkohlungstemperung mit einem
bekannten Verfahren unterzogen und dann mit einem
Temperungstrennungsagens beschichtet, das als
Hauptbestandteil MgO enthielt, um Proben zu erhalten.
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Die Proben wurden dann mit einer Temperaturanstiegsrate
von 10ºC/h in einer Gasmischung aus 75% H&sub2; und 25% N&sub2; auf
eine Temperatur von 1100ºC aufgeheizt. Im Temperaturbereich
von 900ºC bis 1100ºC wurden bei jedem Anstieg der Temperatur
um 20ºC Proben aus dem Ofen entnommen. Diese Proben wurden
abgebeizt und der Prozentsatz der von den sekundären
Rekristallisationskörnern erfaßten Oberfläche (das sekundäre
Rekristallisationsverhältnis) gemessen. Wie aus Fig. 1
ersichtlich ist, liegt der Temperaturbereich, bei der die
sekundäre Rekristallisation auftritt, zwischen 960ºC und
1060ºC, in einem Temperaturbereich von 100ºC.
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Die genannten Erfinder verfolgten den sekundären
Rekristallisationsprozeß unter Variation der Zusammensetzung
und des Verfahrens und fanden heraus, daß zwar die Anfangs- und
Endtemperaturen der sekundären Rekristallisation etwas
von der Zusammensetzung und den Verfahrensbedingungen
abhängig waren, daß aber der Temperaturbereich, bei dem die
sekundäre Rekristallisation stattfindet, in der Größenordnung
von 100ºC liegt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
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Fig. 2 stellt ein (berechnetes) Beispiel der Beziehung
zwischen der Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der
höchsten Temperatur während der abschließenden Temperung
eines 5-Tonnen-Wickels und der Temperaturdifferenz innerhalb
des Wickels dar, wenn sich die Stelle mit der niedrigsten
Temperatur auf 960ºC befindet. Für die Berechnung war eine
Blechdicke von 0,225 angenommen worden.
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Aus Fig. 2 kann man ersehen, daß bis zu einer
Temperaturanstiegsrate von 13ºC/h die Temperaturdifferenz 100ºC nicht
überschreitet, wenn sich die Stelle mit der niedrigsten
Temperatur auf 960ºC befindet. Zusätzlich wurde bestätigt,
daß ein Ändern der Wickelform und der Blechdicke innerhalb
der Grenzbedingungen für den allgemeinen kommerziellen
Einsatz praktisch keine Änderung des Werts von 13ºC/h
verursachte.
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In der vorliegenden Erfindung wird der N&sub2;-Partialdruck
der Temperungsatmosphäre in einem Zwischenstadium zwischen
den Beginn und dem Abschluß der sekundären Rekristallisation
erhöht. Dieses dient der Unterstützung des Wachstums der im
Anfangsstadium der sekundären Rekristallisation erzeugten
Sekundär-Rekristallistions-Körner, die eine Orientierung
aufweisen, die extrem nahe an {110}< 001> liegt, um dadurch
die magnetische Flußdichte des Produkts zu steigern; dieses
wird durch einen Unterdrückung der sekundären
Rekristallisation der primären Rekristallisationskörner mit ihrer von
{110}< 001> wegweisenden Orientierung in einem Zwischenstadium
der sekundären Rekristallisation ausgeführt. Das ist es, was
die Bildung eines Hemmstoffs (Nitrid), der AlN als
Hauptbestandteil besitzt, durch Erhöhung des Partialdrucks von
N&sub2; in der Temperungsatmosphäre in einem Stadium in der Mitte
zwischen dem Beginn und dem Abschluß der sekundären
Rekristallisation erfordert, und das ist auch, weswegen es
keinen Effekt vor oder nach der sekundären Rekristallisation
gibt.
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Wenn die Temperungsatmosphäre geändert wird, sollte die
Temperaturdifferenz im Wickel innerhalb 100ºC gehalten
werden. Der Grund dafür ist, daß sich der gesamte Wickel
während dieser Änderung in einem Zwischenstadium zwischen dem
Beginn und dem Abschluß der sekundären Rekristallisation
befindet, und daß es somit erforderlich ist, die
Temperaturdifferenz im Wickel innerhalb des Temperaturbereichs von
100ºC des sekundären Rekristallisationsprozesses zu halten.
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Der Grund für die Spezifikation einer maximalen
Temperaturanstiegsrate von 13ºC/h an der Stelle mit der höchsten
Temperatur, zumindest zeitweise während der Zeitspanne,
während der sich die Stelle des Wickels mit der niedrigsten
Temperatur in einem Temperaturbereich von 850ºC bis 1100ºC
befindet, wird jetzt erläutert.
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Bei einer Temperatur unter 850ºC an der Stelle mit der
niedrigsten Temperatur hat die Temperaturanstiegsrate an der
Stelle des Wickels mit der höchsten Temperatur keinen
größeren Einfluß auf die Temperaturdifferenz im Wickel, wenn
sich die Stelle mit der niedrigsten Temperatur bei der
Starttemperatur der sekundären Rekristallisation (d. h. bei
ungefähr 960ºC) befindet. Wenn andererseits die Stelle mit der
niedrigsten Temperatur 1100ºC überschreitet, wird die
Rekristallisation innerhalb des Blechs des Wickels praktisch
beendet, und somit ist es erforderlich, die
Temperaturanstiegsrate so zu steuern, daß sie innerhalb der
Temperaturgrenzen von 850ºC bis 1100ºC der Stelle mit der niedrigsten
Temperatur bleibt.
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Wenn in Fig. 2 die Stelle mit der niedrigsten Temperatur
die Temperatur von 960ºC erreicht, wenn die
Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der höchsten Temperatur nicht
über 13º/C liegt, dann wird die Temperaturdifferenz
innerhalb des Wickels 100ºC oder kleiner sein. Deshalb sind
13ºC/h für die Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der
höchsten Temperatur zumindest zeitweise während der
Zeitspanne spezifiziert, während der sich die Stelle des
Wickels mit der niedrigsten Temperatur in einem
Temperaturbereich von 850ºC bis 1100ºC befindet.
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Bezüglich der abschließenden Oberflächentemperung gibt es
keine spezifischen Einschränkungen in der Temperatur, bei der
der N&sub2;-Partialdruck der Temperungsatmosphäre erhöht wird,
oder bezüglich des Zeitpunkts des Temperungsbeginns, außer
der, daß die sekundäre Rekristallisation begonnen haben
sollte. Vorzugsweise sollte der N&sub2;-Partialdruck im
Anfangsstadium des Beginns der sekundären Rekristallisation erhöht
werden, da dieses effektiver ist. Während wiederum der
Erhöhungsbetrag des N&sub2;-Partialdrucks nicht speziell
eingeschränkt ist, sollte der Erhöhungsbetrag für eine gesteigerte
Effektivität doch mindestens 25% sein.
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Das Merkmal der vorliegenden Erfindung beruht auf der
Kombination der wirkenden metallurgischen Phänomene, die in
einem Zwischenstadium zwischen dem Beginn und dem Ende der
sekundären Rekristallisation erhalten werden, und der
Steuerung der Wickeltemperatur, um den wirksamen Bereich
auszudehnen. Die durch die Verringerung der
Temperaturanstiegsrate verursachte Instabilität der sekundären
Rekristallisation kann durch die Erhöhung des N&sub2;-Partialdrucks der
Temperungsatmosphäre in einem Zwischenstadium zwischen dem
Beginn und dem Ende der sekundären Rekristallisation
verringert werden.
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In dieser Erfindung ist festgelegt, daß die
Temperaturdifferenz in Wickel 100ºC nicht überschreiten soll, wenn die
Atmosphäre der abschließenden Temperung geändert wird. Das
heißt, bei der Ausführung der abschließenden Temperung unter
Einsatz der Technik der vorliegenden Erfindung zur
Herstellung eines einzelnen Wickels, der sowohl kornorientiertes
Elektrostahlblech, in dem AlN nicht als Hemmstoff eingesetzt
wird (nachstehend als Blech bezeichnet, in dem dem das
Phänomen der vorliegenden Erfindung nicht ohne weiteres
erzeugt wird), als auch kornorientiertes Stahlblech enthält,
in dem AlN als hauptsächlicher Hemmstoff eingesetzt wird
(nachstehend als Blech der vorliegenden Erfindung
bezeichnet), ist es bei der Änderung der Temperungsatmosphäre
erforderlich, die Temperaturdifferenz des Abschnitts des
Wickels, der aus dem Blech der vorliegenden Erfindung besteht,
innerhalb 100ºC zu halten.
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Bei dieser Erfindung ist es, wie vorstehend festgestellt,
für die abschließende Oberflächentemperung festgelegt, daß
die Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der höchsten
Temperatur 13ºC/h zumindest zeitweise während der Zeitspanne
nicht überschreiten soll, während der sich die Stelle Wickels
mit der niedrigsten Temperatur in einem Temperaturbereich von
850ºC und 1100ºC befindet.
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Wie vorstehend festgestellt, ist es bei der Ausführung
der abschließenden Oberflächentemperung eines einzelnen
Wickels, der aus Blech der vorliegenden Erfindung und aus
Blech besteht, in dem das Phänomen der vorliegenden Erfindung
nicht ohne weiteres erzeugt wird, erforderlich, die
Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der höchsten
Temperatur des Blechs der vorliegenden Erfindung auf einem
Maximum vom 13ºC/h zumindest zeitweise während der Zeitspanne
zu halten, während der sich die Stelle des Blechs der
vorliegenden Erfindung mit der niedrigsten Temperatur in
einem Temperaturbereich von 850ºC und 1100ºC befindet.
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Bei der Ausführung der abschließenden Temperung ist die
Anwendung der Technik der vorliegenden Erfindung auf einen
einzelnen Wickel, der aus Blech der vorliegenden Erfindung
und aus Blech besteht, in dem das Phänomen der vorliegenden
Erfindung nicht ohne weiteres erzeugt wird, vorteilhaft, da
dieses eine Steigerung der Herstellungseffektivität durch die
Erhöhung des Gewichts des Wickels ermöglicht, und dieses es
ebenfalls möglich macht, die Abschnitte, die aus Blech der
vorliegenden Erfindung bestehen, an Stellen anzuordnen, die
eine gute Erwärmungsgleichmäßigkeit aufweisen.
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Die Kernverlusteigenschaften können weiter durch
Aufbringen einer Spannungsbeschichtung auf das Blech nach der
abschließenden Oberflächentemperung verbessert werden. Da das
gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte
Produkt ein derart hohe magnetische Flußdichte aufweist,
erzeugt eine Ausrichtung der magnetischen Domänen mittels
eines Lasers oder ähnlicher Einrichtungen ein Blech mit
außergewöhnlichen Kernverlusteigenschaften.
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Vorstehend ist ausgeführt worden, daß es mit der
vorliegenden Erfindung möglich ist, ein stabiles
kornorientiertes Elektrostahlblech mit sehr hoher magnetischer
Flußdichte herzustellen, indem im abschließenden
Oberflächentemperungsprozeß die Temperatur des gewickelten Blechs
gesteuert und der N&sub2;-Partialdruck der Temperungsatmosphäre in
einem Zwischenstadium zwischen dem Beginn und dem Ende der
sekundären Rekristallisation erhöht wird. Als solche ist die
Erfindung industriell sehr effektiv.
Beispiel 1
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Warmgewalztes Blech mit 2,3 mm Dicke, das 3,25% Silizium,
0,078% Kohlenstoff, 0,027% säurelösliches Aluminium, 0,0079%
Stickstoff, 0,075% Mangan, 0,025% Schwefel und 0,10% Zinn
enthält, wurde für zwei Minuten bei 1100ºC getempert, auf
eine Enddicke von 0,225 mm kaltgewalzt und dann einer
Entkohlungstemperung nach einem bekannten Verfahren
unterworfen. Dem folgte der Auftrag eines
Temperungstrennungsagens, das als Hauptbestandteil MgO enthält.
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Eine Computersimulation wurde für die Erzielung des
Temperaturverlauf s der Stellen mit den höchsten und
niedrigsten Temperaturen in 5-Tonnen-Wickeln eingesetzt, die
in einem Chargentyp-Aufheizofen wie folgt beheizt wurden:
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(1) bis 1200ºC mit 25ºC/h und bei 1200ºC für 20 Stunden
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(2) bis 1200ºC mit 10ºC/h und bei 1200ºC für 20 Stunden
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(3) bis 850ºC mit 25ºC/h, von 850ºC bis 1100ºC mit 10ºC/h
und von 1100ºC bis 1200ºC mit 25ºC/h und bei 1200ºC
für 20 Stunden.
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Dann wurden Experimente unter Verwendung dieser
Bedingungen des Temperaturverlaufs ausgeführt.
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Die Prozeßbedingungen für das Atmosphärengas waren:
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(a) 75% H&sub2; + 25% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur;
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(b) 75% H&sub2; + 25% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 980ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur und 10% H&sub2; +
90% N&sub2; bei einer Temperatur von 980ºC bis 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur.
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Unter Verwendung dieses Zwei-Stufen-Prozesses wurde die
Temperung bei 100% H&sub2; ausgeführt, nachdem die Temperatur an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur 1100ºC von der
Raumtemperatur aus erreicht hatte.
-
Unabhängig vom Satz der vorliegenden Bedingungen fand
die sekundäre Rekristallisation in einem Zwischenstadium bei
980ºC statt, und unter den Bedingungen (2) und (3)
überschritt die Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der
höchsten Temperatur 13ºC/h zumindest zeitweise während der
Zeitspanne nicht, während der sich die Stelle mit der
niedrigsten Temperatur auf einer Temperatur von 850ºC bis
1100ºC befand. Tabelle 1 stellt die verwendeten
Prozeßbedingungen und die magnetische Flußdichte des Produkts dar.
Tabelle 1
Bedingungen Stelle mit niedrigster Temperatur Stelle mit höchster Temperatur Mittelwert zwischen Stellen mit höchster und niedrigster Temperatur Temperaturdifferenz zwischen Stellen mit der höchsten und niedrigsten Temperatur während der Erhöhung des
N&sub2;-Partialdrucks Anmerkungen Vergleichsbeispiel Diese Erfindung
Beispiel 2
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Warmgewalztes Blech mit 2,3 mm Dicke, das 3,25% Silizium,
0,077% Kohlenstoff, 0,028% säurelösliches Aluminium, 0,0079%
Stickstoff, 0,074% Mangan, 0,025% Schwefel, 0,13% Zinn und
0,06% Kupfer enthält, wurde für dreißig Sekunden bei 1120ºC
getempert, für eine Minute auf 900ºC gehalten, abgeschreckt
und auf eine Enddicke von 0,225 mm kaltgewalzt und einer
Entkohlung unterworfen. Dem folgte der Auftrag eines
Temperungstrennungsagens, das als Hauptbestandteil MgO
enthält.
-
Eine Computersimulation wurde für die Erzielung des
Temperaturverlauf s der Stellen mit den höchsten und
niedrigsten Temperaturen in 5-Tonnen-Wickeln eingesetzt, die
in einem Chargentyp-Aufheizofen wie folgt beheizt wurden:
-
(1) bis 1200ºC mit 20ºC/h und bei 1200ºC für 20 Stunden
-
(2) bis 1200ºC mit 10ºC/h und bei 1200ºC für 20 Stunden
-
(3) bis 900ºC mit 20ºC/h, von 900ºC bis 1100ºC mit 5ºC/h
und von 1100ºC bis 1200ºC mit 20ºC/h und bei 1200ºC
für 20 Stunden.
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Dann wurden Experimente unter Verwendung dieser
Bedingungen des Temperaturverlaufs ausgeführt.
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Die Prozeßbedingungen für das Atmosphärengas waren:
-
(a) 85% H&sub2; +15% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur;
-
(b) 85% H&sub2; + 15% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 970ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur und 25% H&sub2; +
75% N&sub2; bei einer Temperatur von 970ºC bis 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur.
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Unter Verwendung dieses Zwei-Stufen-Prozesses wurde die
Temperung bei 100% H&sub2; ausgeführt, nachdem die Temperatur an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur 1100ºC von der
Raumtemperatur aus erreicht hatte.
-
Unabhängig vom Satz der vorliegenden Bedingungen fand
die sekundäre Rekristallisation in einem Zwischenstadium bei
970ºC statt, und unter den Bedingungen (2) und (3)
überschritt die Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der
höchsten Temperatur 13ºC/h zumindest zeitweise während der
Zeitspanne nicht, während der sich die Stelle mit der
niedrigsten Temperatur auf einer Temperatur von 850ºC bis
1100ºC befand. Tabelle 2 stellt die verwendeten
Prozeßbedingungen und die magnetische Flußdichte des Produkts dar.
Tabelle 2
Bedingungen Stelle mit niedrigster Temperatur Stelle mit höchster Temperatur Mittelwert zwischen Stellen mit höchster und niedrigster Temperatur Temperaturdifferenz zwischen Stellen mit der höchsten und niedrigsten Temperatur während der Erhöhung des N&sub2;-Partialdrucks Anmerkungen Vergleichsbeispiel Diese Erfindung
Beispiel 3
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Warmgewalztes Blech mit 2,3 mm Dicke, das 3,30% Silizium,
0,078% Kohlenstoff, 0,027% säurelösliches Aluminium, 0,0083%
Stickstoff, 0,075% Mangan, 0,026% Schwefel, 0,11% Zinn und
0,06% Kupfer enthält, wurde für dreißig Sekunden auf 1120ºC
und dann für eine Minute auf 900ºC gehalten, und wurde dann
abgeschreckt und auf eine Enddicke von 0,225 mm kaltgewalzt
und einer Entkohlungstemperung unterworfen. Dem folgte der
Auftrag eines Temperungstrennungsagens, das als
Hauptbestandteil MgO enthält.
-
Eine Computersimulation wurde für die Erzielung des
Temperaturverlaufs der Stellen mit den höchsten und
niedrigsten Temperaturen in 5-Tonnen-Wickeln eingesetzt, die
in einem Chargentyp-Aufheizofen wie folgt beheizt wurden:
-
(1) bis 1200ºC mit 20ºC/h und bei 1200ºC für 20 Stunden
-
(2) bis 1050ºC mit 20ºC/h, Tempern bei 1050ºC für
20 Stunden und Aufheizen bis 1200ºC mit 20ºC/h und Halten
auf 1200ºC für zwanzig Stunden
-
Dann wurden Experimente unter Verwendung dieser
Bedingungen des Temperaturverlaufs ausgeführt.
-
Die Prozeßbedingungen für das Atmosphärengas waren:
-
(a) 75% H&sub2; + 25% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur;
-
(b) 75% H&sub2; + 25% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 970ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur und 10% H&sub2; +
90% N&sub2; bei einer Temperatur von 970ºC bis 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur.
-
Unter Verwendung dieses Zwei-Stufen-Prozesses wurde die
Temperung bei 100% H&sub2; ausgeführt, nachdem die Temperatur an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur 1100ºC von der
Raumtemperatur aus erreicht hatte.
-
Unabhängig vom Satz der vorliegenden Bedingungen fand
die sekundäre Rekristallisation in einem Zwischenstadium bei
970ºC statt, und unter der Bedingung (2) überschritt die
Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der höchsten
Temperatur 13ºC/h zumindest zeitweise während der Zeitspanne
nicht, während der sich die Stelle mit der niedrigsten
Temperatur auf einer Temperatur von 850ºC bis 1100ºC befand.
Tabelle 3 stellt die verwendeten Prozeßbedingungen und die
magnetische Flußdichte des Produkts dar.
Tabelle 3
Bedingungen Stelle mit niedrigster Temperatur Stelle mit höchster Temperatur Mittelwert zwischen Stellen mit höchster und niedrigster Temperatur Temperaturdifferenz zwischen Stellen mit der höchsten und niedrigsten Temperatur während der Erhöhung des N&sub2;-Partialdrucks Anmerkungen Vergleichsbeispiel Diese Erfindung
Beispiel 4
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Warmgewalztes Blech mit 2,3 mm Dicke, das 3,25% Silizium,
0,075% Kohlenstoff, 0,028% säurelösliches Aluminium, 0,0082%
Stickstoff, 0,074% Mangan, 0,024% Schwefel, 0,12% Zinn und
0,06% Kupfer enthält, wurde für für zwei Minuten bei 1100ºC
getempert, auf eine Enddicke von 0,225 mm kaltgewalzt und
einer Entkohlungstemperung nach einem bekannten Verfahren
unterworfen. Dem folgte der Auftrag eines
Temperungstrennungsagens, das als Hauptbestandteil MgO enthält.
-
Eine Computersimulation wurde für die Erzielung des
Temperaturverlaufs der Stellen mit den höchsten und
niedrigsten Temperaturen in einem mittleren 5-Tonnen-Abschnitt
eines 10-Tonnen-Wickels eingesetzt, der in einem
Chargentyp-Aufheizofen wie folgt beheizt wurde:
-
(1) bis 1200ºC mit 20ºC/h und bei 1200ºC für 20 Stunden
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(2) bis 800ºC mit 20ºC/h, von 800ºC bis 1100ºC mit 5ºC/h
und von 1100ºC bis 1200ºC mit 20ºC/h und bei 1200ºC
für 20 Stunden.
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Dann wurden Experimente unter Verwendung dieser
Bedingungen des Temperaturverlaufs ausgeführt.
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Die Prozeßbedingungen für das Atmosphärengas waren:
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(a) 75% H&sub2; + 25% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur;
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(b) 75% H&sub2; + 25% N&sub2; bis zu einer Temperatur von 970ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur und 10% H&sub2; +
90% N&sub2; bei einer Temperatur von 970ºC bis 1100ºC an
der Stelle mit der niedrigsten Temperatur.
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Es wurden auch Berechnungen unter der Annahme
durchgeführt, daß ein innenliegender 2,5-Tonnen-Abschnitt des
Wickels und ein außenliegender 2,5-Tonnen-Abschnitt des
Wickels ein 0,35 mm dickes entkohltes Blech mit aufgetragener
Beschichtung eines Temperungstrennungsagens wären. Unter
Verwendung dieses Zwei-Stufen-Prozesses wurde die Temperung
bei 100% H&sub2; ausgeführt, nachdem die Temperatur an der Stelle
mit der niedrigsten Temperatur im zentralen Abschnitt 1100ºC
von der Raumtemperatur aus erreicht hatte.
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Unabhängig vom Satz der vorliegenden Bedingungen fand
die sekundäre Rekristallisation in einem Zwischenstadium bei
970ºC statt, und unter der Bedingung (2) überschritt die
Temperaturanstiegsrate an der Stelle mit der höchsten
Temperatur des Zentralabschnitts 13ºC/h zumindest zeitweise
während der Zeitspanne nicht, während der sich die Stelle mit
der niedrigsten Temperatur des zentralen Abschnitts auf einer
Temperatur von 850ºC bis 1100ºC befand. Tabelle 4 stellt die
verwendeten Prozeßbedingungen und die magnetische Flußdichte
des Produkts dar.
Tabelle 4
Bedingungen Stelle mit niedrigster Temperatur d. Zentralabschnitts Stelle mit höchster Temperatur d. Zentralabschnitts Mittelwert zwischen Stellen mit höchster und niedrigster Temperatur des Zentralabschnitts Temperaturdifferenz zwischen Stellen mit der höchsten und niedrigsten Temperatur des Zentralabschnitts während der Erhöhung des N&sub2;-Partialdrucks Anmerkungen Vergleichsbeispiel Diese Erfindung