DE4001524A1 - Verfahren zur herstellung von warmgewalztem kornorientiertem siliziumstahl - Google Patents
Verfahren zur herstellung von warmgewalztem kornorientiertem siliziumstahlInfo
- Publication number
- DE4001524A1 DE4001524A1 DE4001524A DE4001524A DE4001524A1 DE 4001524 A1 DE4001524 A1 DE 4001524A1 DE 4001524 A DE4001524 A DE 4001524A DE 4001524 A DE4001524 A DE 4001524A DE 4001524 A1 DE4001524 A1 DE 4001524A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxygen
- slab
- gas
- hot rolling
- silicon steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
- H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
Kornorientierter Siliziumstahl mit ca. 2-4,5% Silizium
verlangt eine sorgfältige Bearbeitung zur Einstellung der
Endkorngröße, der Orientierung und der Überzugsbedingungen,
die gute und gleichmäßige Magneteigenschaften liefern.
Beim Warmwalzen von orientiertem Siliziumstahl wird eine
Brammentemperatur benötigt, die die Inhibitoren auflöst,
die später während des Warmwalzens ausgeschieden werden.
Die US-PS 25 99 340 lehrt, daß die Brammentemperaturen
charakteristisch 1260-1400°C betragen müssen, um die Korn
wachstumsinhibitoren aufzulösen.
In der US-PS 37 64 406 wird erkannt, daß je nach dem Gieß
verfahren ein Unterschied im Kornwachstum besteht. Strang
gegossene Brammen haben eine übermäßige Korngröße, wenn sie
wie Blöcke verarbeitet werden. Es wurde ein Vorwalzverfah
ren gefunden, bei dem die Bramme einer Reduktion von 5-50%
bei einer Temperatur unter 1250°C unterzogen wird, um das
Kornwachstum während der Beendigung des Warmwalzvorgangs zu
begrenzen. Die vorgewalzte Bramme wurde dann auf
1260-1400°C erwärmt, um die Inhibitoren aufzulösen und die
Bramme für den letzten Warmwalzvorgang vorzubereiten.
In der US-PS 43 30 348 werden einige der Probleme erkannt,
die beim Erwärmen der Bramme in einem Stoßofen auftreten.
Bei der stranggegossenen Bramme wurde der Teil mit der
niedrigsten Brammentemperatur (in Kontakt mit den Gleit
schienen des Ofens) sorgfältig überwacht, um die sekundäre
Rekristallisation unter Kontrolle zu halten.
In der US-PS 40 88 513 werden ein Schrittmacherofen und
richtig voneinander beabstandete Brammen verlangt, um eine
Einstellung hinsichtlich der Schlackenbedingungen zu er
reichen und die Luftzirkulation unter der Bramme zu ver
bessern. Es wurde erkannt, daß die Schlacke zu Ertragsver
lusten und Oberflächenschäden auf der Bramme führt, wenn
diese über die Gleitschienen oder den Ofenboden geschoben
wird.
Bekannte Lösungen zur Kontrolle der Korngröße und Vorbe
reitung der Bramme zum Warmwalzen befassen sich nicht mit
dem inneren Oxidationsvorgang, der in einer siliziumfreien
Eisenschicht resultiert und sich durch Auftreten von Strei
fen und Oberflächenzunder auf der Bramme beim Austritt aus
dem Ofen bemerkbar macht. Bei Stoßöfen ergibt sich ein
schwererwiegendes Problem und eine Verschlechterung und
Ungleichmäßigkeit der Magneteigenschaften im Band, das als
Endprodukt erhalten wird. Die Streifen führen auch zum
Bruch beim Kaltwalzen.
Es besteht somit ein Bedarf für ein Verfahren zur Beseiti
gung der Streifen, die nach der Gasfilmbildung beobachtet,
aber durch die Bedingungen im Brammenaufwärmofen hervorge
rufen werden. Außerdem besteht ein Bedarf für ein Verfah
ren, das an bestehende Warmwalzwerke für Siliziumstahl
angepaßt werden kann und keine erheblichen Änderungen der
Ausrüstung oder wesentliche Minderungen der Produktivität
zur Folge hat.
Gemäß der Erfindung wird die kornorientierte Siliziumstahl
bramme, während sie sich oberhalb der Walz-und Dispersions
temperatur befindet, mit einem sauerstoffreichen Gas be
handelt, das den Zustand der siliziumfreien Eisenschicht
unterhalb der Oberfläche korrigiert.
Die Oberfläche der oxidierten Bramme weist einen verbes
serten Zunderzustand auf, und der Zunder wird im ersten
Gerüst des Grobwalzwerks leicht vom Zunderbrecher oder von
Hochdruckwasserstrahlen entfernt. Durch den Oxidationsvor
gang nach dem Austritt der Bramme aus dem Aufwärmofen
ergibt sich ferner eine verbesserte Verarbeitungsfähigkeit
und eine kontinuierlichere Glas-Metall-Grenzfläche, wodurch
das Haftvermögen des Glasüberzugs verbessert wird, der
während des letzten Hochtemperatur-Kornwachstumsglühens
entsteht.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten
Oberflächengüte von warmgewalztem Bundmaterial, wodurch
sich eine verbesserte Kaltwalzfähigkeit und Glasfilmgüte
für orientiertes Siliziumstahlband ergibt. Weiterhin sollen
gleichmäßigere Magneteigenschaften und ein verbessertes
Aussehen erreicht werden. Dabei sollen ferner die aus dem
Erwärmen der Brammen resultierenden Oberflächenprobleme
durch Anwendung eines Verfahrens korrigiert werden, das mit
großtechnischen Arbeitsbedingungen kompatibel ist. Ferner
soll eine Lösung in bezug auf das Problem von Glasfilm
streifen angegeben werden, wobei es nicht notwendig ist,
den Brammenaufwärmofen neu zu konstruieren oder Verände
rungen zu unterziehen.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil einer Vermin
derung der Anlagenkosten, wenn man dem den Austausch von
Herdwärmöfen durch Schrittmacheröfen entgegenhält. Ferner
bietet die Erfindung den Vorteil, daß das angegebene Pro
blem außerhalb des Ofens gelöst wird, wo die Anlage leich
ter zu installieren und zu unterhalten ist.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielswiese
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem
Sauerstoffgehalt im Blasgas und dem Entfernen
der siliziumfreien Eisenschicht zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der
Gasgeschwindigkeit und der Entfernung der
siliziumfreien Eisenschicht zeigt;
Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der
Gasbehandlungszeit und der Entfernung der
siliziumfreien Eisenschicht zeigt; und
Fig. 4 eine Gefügeaufnahme der Oberflächenzustände
von kornorientiertem Siliziumstahl vor dem
Warmwalzen und ohne Behandlung durch den Oxi
dationsschritt nach der Erfindung.
Kornorientierter Siliziumstahl hat charakteristisch einen
Siliziumanteil von ca. 2-4,5%. Um die gewünschte Orien
tierung und Endkorngrö8e zu erhalten, werden Elemente wie
Mn, Al, Se, Sb, Cu oder andere Elemente zugesetzt zur Bil
dung von Nitriden, Sulfiden und anderen Verbindungen, die
als primäre Kornwachstumsinhibitoren beim letzten Hochtem
peraturglühen dienen. Wenn diese Verbindungen wirksame In
hibitoren sein sollen, muß die Verarbeitung des Stahls kri
tisch kontrolliert werden.
Die Herstellung von kornorientiertem Siliziumstahlband
verlangt, daß eine durch Stranggießen oder Auswalzen von
Blöcken hergestellte Bramme warmgewalzt wird. Brammen wer
den zum Warmwalzen normalerweise auf 1260-1400°C erwärmt,
obwohl einige Verfahren darauf gerichtet sind, diese Tem
peratur zu senken. In manchen Fällen können Brammen direkt
nach dem Gießen mit nur minimalem oder ohne jedes Aufwärmen
gewalzt werden, wenn es sich um eine In-Line-Anlage han
delt. Die Erfindung richtet sich auf ein Warmwalzverfahren,
bei dem die Brammen in einem Herdwärmofen oder einem Stoß
ofen auf eine Temperatur von mehr als 1260°C erwärmt bzw.
wiedererwärmt werden.
Siliziumstahlbrammen haben eine charakteristische Dicke von
ca. 100-300 mm; allerdings stellt die Dicke keine Ein
schränkung der Erfindung dar.
Die zum Auflösen der in der Bramme vorhandenen Inhibitoren
erforderliche Temperatur führt zur Oxidation und zum
Schmelzen der Brammenoberflächen. Die Schlackenverluste
stellen nicht nur einen Produktionsverlust dar, sondern
führen zur Ausbildung eines Zustands, der zu Güteproblemen
insbesondere an der Brammenunterseite führt.
Die Brammenunterseite liegt auf einem feuerfesten Herd und
sitzt in einem Bad schmelzflüssiger Schlacke. Dieser Zu
stand führt dazu, daß die Bramme gegenüber der Atmosphäre
in dem Brammenwärmofen abgeschlossen ist. Außerdem sammelt
sich die Schlacke im Ofen an und stört den Ofenbetrieb. Die
korrodierende Beschaffenheit der Schlacke greift die Feuer
festauskleidung des Wärmofens an und beschädigt außerdem
die Brammen und Ofenausrüstungsteile. Die Nachteile und
Kosten sind unvermeidlich, wenn Siliziumstahl höchster
magnetischer Güte erzeugt werden soll.
Das mit diesen Ofenbedingungen einhergehende Güteproblem
ist die Ausbildung einer inneren siliziumfreien Eisen
schicht, die aus der Siliziumverarmung durch innere Oxi
dation resultiert. Diese Schicht kann zu schwerwiegenden
Kaltwalzproblemen und zur Bildung einer diskontinuierlichen
Fayalitschicht führen, was in einem Glasfilm geringer Güte
resultiert. Mikrografische Untersuchungen dieser fehler
haften Schicht, die üblicherweise als "Silberstreifen"
bezeichnet wird, haben gezeigt, daß sie in einem Dicken
bereich von 0,5-1,5 mm liegt. Dabei können mehrere Oxide
wie etwa FeO, SiO2 und Fe2SiO4 vorhanden sein. Die Oxide
sind innerhalb der Oberflächenoxidschicht und innerhalb der
siliziumfreien Eisenschicht unter der Oberfläche vorhanden.
Silberstreifen haben zwar die Tendenz, sich am häufigsten
an der Brammenunterseite auszubilden, man findet sie aber
auch an der Oberseite, wenn eine hinreichende Schlacken
bildung vorhanden ist, wie sie z. B. in Oberflächenrissen
vorliegt.
Man hat zwar die zu Silberstreifen-Fehlern führenden
Variablen untersucht, die Lösungen des Problems sind jedoch
bisher in konventionellen Herd- oder Stoßöfen für Brammen
nicht erfolgreich gewesen. Die Erfindung akzeptiert, daß es
extrem schwierig ist, die Fehler im Wärmofen zu verhindern,
und schlägt eine Möglichkeit vor, die siliziumfreie innere
Eisenschicht außerhalb des Ofens und vor dem Warmwalzen zu
entfernen.
Die siliziumfreie Eisenschicht kann oxidiert werden, indem
die warme Bramme (1260-1400°C) mit einem sauerstoffreichen
Gas (mehr als 30% Sauerstoff) angeblasen wird. Die oxi
dierte Schicht wird in einfacher Weise durch Hochdruckwas
serstrahlen und Zunderbrecher, die bereits Bestandteil des
Warmwalzwerks sind, entfernt. Um ein industriell praktikab
les Verfahren bei kurzer verfügbarer Zeit zur Oxidation der
Brammen vor dem Warmwalzen zu schaffen, enthält das oxi
dierende Gas bevorzugt wenigstens 50% Sauerstoff. Die
günstigsten Ergebnisse bei kurzen Behandlungszeiten wurden
mit einem Gas erzielt, das ca. 60-70% Sauerstoff enthielt.
Bei einem Sauerstoffanteil von mehr als 70% ergab sich
keine weitere Verminderung von Silberstreifen bei einer
Behandlungszeit von ca. 1 s. Um Oberflächenoxidprobleme an
der warmen Bramme zu vermeiden, sollte der Sauerstoff im
Blasgas unter 90% gehalten werden. Reiner Sauerstoff als
Blasgas führte dazu, daß in die angeschmolzene Oberfläche
eine große Anzahl von Oxiden eingestreut wurde, was wiede
rum zu Oberflächenproblemen beiträgt.
Wie Fig. 1 zeigt, liegt der Prozentsatz an Sauerstoff im
Blasgas, der zur Erzielung einer wesentlichen Verminderung
von Silberstreifen notwendig ist, weit höher als die in der
Luft vorhandenen 20%. 30% Sauerstoff stellen zwar eine
erhebliche Verbesserung gegenüber Luft dar, aber der bevor
zugte Mindestanteil ist 40% Sauerstoff im Blasgas. Die
Ergebnisse stehen für die folgenden Oxidationsbedingungen:
Gasgeschwindigkeit 550 m/min und Anblaszeit 2 s. Beim An
blasen mit Luft verbleibt ein kontinuierlicher Defekt, wenn
auch mit verminderter Dicke.
Fig. 2 zeigt deutlich, daß eine Gasgeschwindigkeit von mehr
als 460 m/min (1500 ft/min) notwendig ist, um den Silber
streifenanteil erheblich zu verringern. Bevorzugt wird eine
Gasgeschwindigkeit von mehr als 550 m/min (1800 ft/min)
angewandt, um eine gute Entfernung der siliziumfreien Ei
senschicht zu erzielen. Die eingesetzten Blasbedingungen
umfassen eine Zeit von 2 s und einen Sauerstoffanteil von
40%. Es wird angenommen, daß die Geschwindigkeit das Ent
fernen von schmelzflüssiger Schlacke beeinflußt und einen
höheren Sauerstoffgradienten erzeugt, der zur Oxidation der
siliziumfreien Eisenschicht verfügbar ist.
Fig. 3 zeigt die weitere Verminderung von Silberstreifen
mit längeren Oxidationsgasblaszeiten. Längere Blaszeiten
bedeuten jedoch zusätzliche Anlagen für das Blassystem oder
zum Schwingen der Bramme, wodurch die Produktionszeit ver
längert wird. Die Bedingungen von Fig. 3 umfassen den Ein
satz von 40% Sauerstoff und eine Gasgeschwindigkeit von
550 m/min.
Die drei untersuchten Variablen, und zwar der Sauerstoff
anteil, die Blasgasgeschwindigkeit und die Oxidationszei
ten, sind sämtlich für das Entfernen des Fehlers wesent
lich. Zum Erhalt eines bevorzugten Systems mit guten groß
technischen Möglichkeiten sollte das Blasgas wenigstens
30% Sauerstoff bei einer Behandlungszeit von wenigstens
ca. 1 s und einer Gasgeschwindigkeit von mehr als 550 m/min
aufweisen. Die optimalen Werte für jedes Warmbandwalzwerk
hängen von den Brammenwärmofenbedingungen, den verwendeten
Gasblasdüsen, Sicherheitsüberlegungen und der Anzahl der
verfügbaren Durchgänge zum Anblasen der Bramme innerhalb
der durch die Anlage vorgegebenen Beschränkungen und Tem
peraturregelmöglichkeiten für die Fehlerbeseitigung sowie
von den Warmwalzbedingungen ab.
Fig. 4 zeigt die Beschaffenheit der inneren siliziumfreien
Eisenschicht und die Anzahl der vorhandenen Oxidphasen. Die
siliziumfreie Eisenschicht ist als Zone B gekennzeichnet,
während der Oberflächenoxidbereich als Zone A gekennzeich
net ist.
FeO (Wüstit) ist die hellgraue Phase und liegt näher an der
Oberfläche in größerer Menge vor. An der Oxid-Grundmetall-
Grenzfläche wurde FeO nicht nachgewiesen. FeO ist in Fig. 4
mit den Ziffern 1, 2, 5, 6 und 9 bezeichnet. FeO wird in
der siliziumfreien Eisenschicht und im Oberflächenoxidbe
reich angetroffen.
SiO2 (Siliziumdioxid) ist durch die kleinen schwarzen Aus
scheidungspartikel (11) an der Oxid-Grundmetall-Grenzfläche
dargestellt. SiO2-Partikel wurden nur an der Grenzfläche
beobachtet.
Fe2SiO4 (Fayalit) liegt als die mehr dunkelgrauen Phasen
(3, 4, 8 und 10) vor und war durch das gesamte Gefüge vor
handen.
Die mittelgraue Phase (7) ist ein aluminium- und chromrei
ches Oxid. Dieses Oxid ist das Resultat des aggressiven
Schlackenangriffs an einem hochaluminiumoxidhaltigen Mauer
stein mit einem Chromoxid-Mörtelüberzug.
Die Ortsgradienten für die in Fig. 4 gezeigten Oxide unter
stützen die Annahme, daß sich die siliziumfreie Eisen
schicht durch einen inneren Oxidationsmechanismus ausbil
det. Ohne daß eine theoretische Festlegung erfolgen soll,
wird angenommen, daß während der Erwärmung der Bramme
Eisenoxid und Siliziumoxid sich an der Oberfläche ausbil
den. Bei ca. 1200°C beginnen Eisen-Silizium-Oxide zu
schmelzen. Bei ca. 1370°C schmelzen die Eisenoxide. Bei
der normalen Durchwärmtemperatur von 1400°C existiert ein
schmelzflüssiges Schlackebad aus Eisen- und Siliziumoxiden,
in dem auch einige feuerfeste Oxide vorhanden sind. Das
Schlackebad ist an der Unterseite der Bramme am stärksten,
und die Brammenoberfläche ist gegenüber der Ofenatmosphäre
durch die Schlackenbildung an den Brammenrändern praktisch
isoliert.
Die Umgebung innerhalb des Schlackebads fördert das Ein
diffundieren von Sauerstoff in das Grundmetall. Da Silizium
das aktivere Element in der Matrix ist, reagiert es zuerst
unter Bildung von Siliziumdioxid. Weiteres Eindiffundieren
von Sauerstoff führt dazu, daß das Eisen am Siliziumdioxid
nahe der Siliziumdioxid-Stahl-Grenzfläche reagiert unter
Bildung von Fayalit (Fe2SiO4). Bei 1400°C schmilzt das
Fayalit sofort. Weiteres Eindringen von Sauerstoff erhöhte
den FeO-Anteil in den Fayalit-Schmelzkratern. Während des
Abkühlens bildete das FeO Dendrite innerhalb der Schmelz
krater, was die bei Aufwärmbedingungen auftretenden Reak
tionen bestätigt. Der Sauerstoffgradient verlief weiter in
den Stahl, wobei ähnliche Reaktionen stattfanden. Die Dicke
der siliziumfreien Eisenschicht nahm parabolisch über die
Zeit zu.
Der Einfluß des Sauerstoffgehalts innerhalb des Ofens wurde
untersucht, und es wurde gefunden, daß der Sauerstoffgehalt
nur sehr geringen Einfluß auf die siliziumfreie Eisen
schicht hat. Niedrigere Sauerstoffanteile verminderten zwar
die Schlackemenge, aber die Unterseite der Bramme befand
sich immer in Kontakt mit schmelzflüssiger Schlacke.
Die Ausbildung der siliziumfreien Eisenschicht steht jedoch
damit in Zusammenhang, daß sich die Stahloberfläche in
Kontakt mit der schmelzflüssigen Schlacke unter isolierten
atmosphärischen Bedingungen befindet.
Der Schritt der Oxidierung der Bramme nach ihrem Austritt
aus dem Ofen und vor der ersten Warmwalzstufe führt zu
einer deutlichen Verminderung oder Beseitigung der Strei
fen, die in dem anschließenden Isolierüberzug oder Glasfilm
entstehen. Wenn das Blasgas sauerstoffreicher als Luft ist
und mit einer Geschwindigkeit von mehr als 460 m/min für
einen Zeitraum von wenigstens ca. 1 s aufgeblasen wird,
kann die siliziumfreie Eisenschicht vor dem Warmwalzen
durch Hochdruckstrahlen entfernt werden. Die Behandlungs
bedingungen sind auf eine gute Produktivität qerichtet. Es
ist ersichtlich, daß die Vorteile auch mit weniger Sauer
stoff und geringerem Druck erzielbar sind, wenn längere
Behandlungszeiten angewandt werden.
Die Oxidationsbehandlung nach der Erfindung führt zu einem
Oberflächenoxid bzw. Zunder, der leichter entfernbar ist.
Offenbar bildet die Grenzfläche der siliziumfreien Eisen
schicht eine stärkere Bindung mit dem Grundmetall, was zu
der Annahme geführt hat, daß die Streifen im Zunder gewalzt
wurden. Die Oxidationsbehandlung dringt unter die silizium
freie Eisenschicht unter Oxidation des Eisens, so daß eine
Zunderschicht gebildet wird, die mit Hochdruckwasserstrah
len leicht entfernbar ist.
Die Vorteile dieser Behandlung liegen in den Kaltwalz- und
Entkohlungsschritten. Die Entfernung der siliziumfreien
Eisenschicht vermindert einen Bruch während des Kaltwal
zens, wodurch die Produktausbeute wesentlich erhöht wird.
Während der Entkohlung wird die Bandoberfläche mit einer
Schutzgasatmosphäre oxidiert, und das Silizium auf der
Oberfläche bildet ein Fayalitoxid. Der Stahl wird dann mit
einem Magnesiumoxidüberzug überzogen und einem letzten
Hochtemperaturglühen unterworfen. Das MgO reagiert mit dem
Fayalit und bildet einen glasartigen Isolierfilm während
dieses Glühvorgangs, und überschüssiges MgO wirkt als Glüh
trennmittel, um ein gegenseitiges Haften der Bleche zu
verhindern.
Die Ausbildung des glasartigen Films hängt davon ab, daß
die Fayalitschicht gleichmäßig und kontinuierlich ist.
Bisher hat das sporadische Auftreten der siliziumfreien
Eisenschicht, die an der Bandoberfläche verblieb, die Bil
dung des erforderlichen Fayalits wegen des Siliziummangels
an der Oberfläche verhindert. Das hat zu glänzenden Strei
fen an der Bandoberfläche mit schlechter Glasbildung ge
führt.
Die vorliegende Erfindung verhindert nicht die Ausbildung
einer siliziumfreien Eisenschicht, sondern entfernt diese
zusammen mit dem Zunder vor dem Warmwalzen.
Kornorientierte Siliziumstahlbrammen wurden nach dem Aus
tritt aus dem Brammenaufwärmofen sauerstoffreicher Luft
ausgesetzt. Die Brammen hatten eine Breite von ca. 95 cm
(38′′) und eine Dicke von ca. 15 cm (6′′). Die Rollen des
Rollgangs zwischen dem Austritt aus dem Brammenaufwärmofen
und dem Zunderbrecher hatten einen Durchmesser von 36 cm
(14′′) und einen Mittenabstand von 60 cm (24′′). Dies ergab
25 cm (10′′) zwischen den Rollen für Sprühstrahlen. Eine
Serie Verteiler wurde an einen großvolumigen Kompressor zur
Verstärkung des sauerstoffreichen Gasstroms angeschlossen.
Die Brammentemperatur betrug ca. 1400°C (2550°F). Die
Gasdüsen hatten Düsenöffnungen mit einem Durchmesser von
23,9 mm (0,094′′). Der Einsatz von mit 67% Sauerstoff
angereicherter Luft und das Anblasen der Brammenunterseite
für die Dauer von 1 s hatte das Ergebnis, daß 90% des
glasüberzogenen Materials keine oder nur sehr geringfügige
Silberstreifen aufwies. Ohne die Brammenoxidation vor dem
Warmwalzen waren nur 40% des kornorientierten Silizium
stahls ohne Silberstreifenfehler bzw. wiesen leichte der
artige Fehler auf.
Selbstverständlich können verschiedene Düsen oder Strahlen
eingesetzt werden, um das sauerstoffreiche Gas aufzublasen.
Die einzige an die Anlagen zu stellende Forderung ist, daß
sie ein Hochgeschwindigkeitsgas liefern müssen, das die
Brammenoberfläche für wenigstens eine Sekunde kontinuier
lich abdeckt. Dabei ist es zwar die Brammenunterseite, die
die zu behandelnde Hauptfläche darstellt, aber es kann
jeder Teil behandelt werden.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem kornorien
tiertem Siliziumstahl,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
Erwärmen einer Siliziumstahlbramme auf 1260-1400°C in einem Herdwärmofen,
Aufblasen eines sauerstoffreichen Gases mit wenigstens 30% Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 460 m/s für die Dauer von wenigstens ca. 1 s auf die Bramme nach deren Austritt aus dem Herdwärmofen,
Entfernen der Oberflächenoxide von der Bramme, und Warmwalzen der Bramme.
Erwärmen einer Siliziumstahlbramme auf 1260-1400°C in einem Herdwärmofen,
Aufblasen eines sauerstoffreichen Gases mit wenigstens 30% Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 460 m/s für die Dauer von wenigstens ca. 1 s auf die Bramme nach deren Austritt aus dem Herdwärmofen,
Entfernen der Oberflächenoxide von der Bramme, und Warmwalzen der Bramme.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das sauerstoffreiche Gas wenigstens 40% Sauerstoff
enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das sauerstoffreiche Gas wenigstens 50% Sauerstoff
enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das sauerstoffreiche Gas mit einer Geschwindigkeit von
wenigstens 550 m/s aufgeblasen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das sauerstoffreiche Gas für die Dauer von ca. 1-3 s
aufgeblasen wird.
6. Verfahren zum Entfernen der siliziumfreien inneren
Eisenschicht, die sich beim Aufwärmen von orientierten
Siliziumstahlbrammen in einem Herdwärmofen ausbildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bramme einer oxidierenden Behandlung mit einem Gas,
das wenigstens 30% Sauerstoff enthält, mit einer Geschwin
digkeit von wenigstens 460 m/s nach dem Austritt aus dem
Herdwärmofen und vor der ersten Warmwalzstufe unterzogen
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach der oxidierenden Behandlung und vor der ersten
Warmwalzstufe ein Zunderbrecher eingesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oxidierende Behandlung ein Gas umfaßt, das wenig
stens 40% Sauerstoff enthält und mit einer Geschwindigkeit
von wenigstens 550 m/s für die Dauer von ca. 1-3 s strömt.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oxidierende Behandlung ein Gas mit wenigstens 50%
Sauerstoff umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bramme über dem oxidierenden Gas in Schwingbewe
gungen versetzt wird, um eine Behandlungszeit von ca. 1-3 s
zu erzielen.
11. Verfahren zum Verbessern der Oberfläche von kaltgewalz
tem orientiertem Siliziumstahl zwecks verbesserter Haftung
eines isolierenden Überzugs,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
- a) Erwärmen einer orientierten Siliziumstahlbramme in einem Herdwärmofen auf 1260-1400°C,
- b) Ausführen einer oxidierenden Behandlung der Bramme nach deren Austritt aus dem Herdwärmofen mit einem Gas, das wenigstens 30% Sauerstoff enthält und mit einer Ge schwindigkeit von wenigstens 460 m/s strömt, für die Dauer von wenigstens 1 s,
- c) Entfernen des während der oxidierenden Behandlung gebil deten Zunders,
- d) Warmwalzen der Bramme unter Bildung eines Warmwalzban des,
- e) Glühen des Warmwalzbandes,
- f) Kaltwalzen des geglühten Bandes in einer oder mehreren Stufen,
- g) Entkohlen des kaltgewalzten Bandes und Bilden einer kontinuierlichen Fayalitoberfläche,
- h) Aufbringen eines Glühtrennmittels und
- i) Durchführen eines letzten Hochtemperatur-Glühschritts zum Entwickeln der magnetischen Eigenschaften des orien tierten Siliziumstahls und Bilden eines kontinuierlichen glasartigen Überzugs.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der oxidierenden Behandlung ein Gas mit wenigstens
40% Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von wenigstens
460 m/s für die Dauer von ca. 1-3 s aufgeblasen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der oxidierenden Behandlung ein Gas mit wenigstens
50% Sauerstoff aufgeblasen wird.
14. Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Band aus
orientiertem Siliziumstahl, der 2-4,5% Silizium enthält,
mit verbesserten Oberflächenbedingungen zum Kaltwalzen und
zur Bildung eines Glasfilms,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
- a) Bereitstellen einer orientierten Siliziumbramme mit einer Temperatur, die ausreicht, um eine sekundare Dis persionsphase aufzulösen, jedoch unterhalb einer Tempe ratur, bei der übermäßiges Kornwachstum auftritt;
- b) Oxidieren wenigstens einer der Brammenoberflächen mit einer wenigstens 30% Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre nach dem Austritt der Bramme aus einem Brammenwärmofen und vor dem Warmwalzen;
- c) Entfernen des durch die oxidierende Atmosphäre gebilde ten Zunders; und
- d) Warmwalzen der Bramme zu Bandform.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oxidierende Atmosphäre wenigstens 40% Sauerstoff
enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oxidierende Atmosphäre wenigstens 50% Sauerstoff
enthält.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/299,714 US4898628A (en) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Hot working method for producing grain oriented silicon steel with improved glass film formation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4001524A1 true DE4001524A1 (de) | 1990-07-26 |
DE4001524C2 DE4001524C2 (de) | 1993-07-08 |
Family
ID=23155968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4001524A Granted DE4001524A1 (de) | 1989-01-19 | 1990-01-19 | Verfahren zur herstellung von warmgewalztem kornorientiertem siliziumstahl |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4898628A (de) |
BR (1) | BR8906566A (de) |
CA (1) | CA2005027A1 (de) |
DE (1) | DE4001524A1 (de) |
IN (1) | IN171870B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008029581A1 (de) | 2007-07-21 | 2009-01-22 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bändern aus Silizum-Stahl oder Mehrphasenstahl |
US8572826B2 (en) | 2010-01-14 | 2013-11-05 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method and device for in-line surface treatment of slabs |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1281420B1 (it) * | 1995-09-13 | 1998-02-18 | Danieli Off Mecc | Procedimento di equalizzazione in un forno di riscaldo con ambiente ad ossidazione controllata e forno di riscaldo |
DE19621536C2 (de) * | 1996-05-29 | 1999-06-24 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stahlprofilen |
JP6572864B2 (ja) * | 2016-10-18 | 2019-09-11 | Jfeスチール株式会社 | 電磁鋼板製造用の熱延鋼板およびその製造方法 |
US20180202719A1 (en) * | 2017-01-19 | 2018-07-19 | Griffin Open Systems, LLC | System and method for dynamic process modeling, error correction and control of a reheat furnace |
WO2021038108A1 (de) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | Sms Group Gmbh | Verfahren zur wärmebehandlung eines stahlvorproduktes |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2599340A (en) * | 1948-10-21 | 1952-06-03 | Armco Steel Corp | Process of increasing the permeability of oriented silicon steels |
US3764406A (en) * | 1971-11-04 | 1973-10-09 | Armco Steel Corp | Hot working method of producing cubeon edge oriented silicon iron from cast slabs |
US4088518A (en) * | 1975-07-30 | 1978-05-09 | Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs | Heat-stable molded composite explosives and production |
DE2940779A1 (de) * | 1978-10-18 | 1980-04-30 | Armco Inc | Verfahren zur herstellung von kornorientiertem siliciumeisen aus stranggegossenen brammen |
US4330348A (en) * | 1979-12-13 | 1982-05-18 | Nippon Steel Corporation | Method for heating continuously cast steel slab for production of grain-oriented silicon steel sheet having high magnetic flux density |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3393434A (en) * | 1966-02-21 | 1968-07-23 | Ungerer Irma | Process and machine for breaking scale on continuously moving strip |
JPS52120218A (en) * | 1976-04-03 | 1977-10-08 | Nippon Steel Corp | Heating of silicon containing slab by walking beam type heating furnace |
JPS5893875A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Kawasaki Steel Corp | 方向性珪素鋼板の製造方法 |
-
1989
- 1989-01-19 US US07/299,714 patent/US4898628A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-27 IN IN979/CAL/89A patent/IN171870B/en unknown
- 1989-12-08 CA CA002005027A patent/CA2005027A1/en not_active Abandoned
- 1989-12-19 BR BR898906566A patent/BR8906566A/pt not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-01-19 DE DE4001524A patent/DE4001524A1/de active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2599340A (en) * | 1948-10-21 | 1952-06-03 | Armco Steel Corp | Process of increasing the permeability of oriented silicon steels |
US3764406A (en) * | 1971-11-04 | 1973-10-09 | Armco Steel Corp | Hot working method of producing cubeon edge oriented silicon iron from cast slabs |
US4088518A (en) * | 1975-07-30 | 1978-05-09 | Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs | Heat-stable molded composite explosives and production |
DE2940779A1 (de) * | 1978-10-18 | 1980-04-30 | Armco Inc | Verfahren zur herstellung von kornorientiertem siliciumeisen aus stranggegossenen brammen |
US4330348A (en) * | 1979-12-13 | 1982-05-18 | Nippon Steel Corporation | Method for heating continuously cast steel slab for production of grain-oriented silicon steel sheet having high magnetic flux density |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: SCHRENK, H. - KÜPPERSBUSCH, H.: Untersuchungen über die Bildungsbedingungen technisch nutzbarer Oxydschichten, Stahl und Eisen, 83, 1963, Nr. 3, 31. Januar, S. 161/162 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008029581A1 (de) | 2007-07-21 | 2009-01-22 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bändern aus Silizum-Stahl oder Mehrphasenstahl |
US8572826B2 (en) | 2010-01-14 | 2013-11-05 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method and device for in-line surface treatment of slabs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2005027A1 (en) | 1990-07-19 |
BR8906566A (pt) | 1991-06-25 |
US4898628A (en) | 1990-02-06 |
DE4001524C2 (de) | 1993-07-08 |
IN171870B (de) | 1993-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4311151C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen mit verbesserten Ummagnetisierungsverlusten | |
DE60211542T2 (de) | Verfahren zum kontinuierlichen giessen von elektrostahlband mit kontrollierter sprühkühlung | |
DE2402622A1 (de) | Verfahren zum herstellen kornorientierten elektroblechs | |
DE1920968B2 (de) | Verfahren zur herstellung von elektrostahlblechen mit goss textur | |
CH641496A5 (de) | Verfahren zur herstellung eines zipfelarmen bandes aus einem warmgewalzten band aus aluminium oder einer aluminiumlegierung. | |
DE69923102T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektroblechs mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften | |
DE2262869B2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Elektroblech mit Goss-Textur | |
DE4001524C2 (de) | ||
DE2940779A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kornorientiertem siliciumeisen aus stranggegossenen brammen | |
DE69515892T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines elektrisch direktionalen bleches mit guter glasbeschichtbarkeit und hervorragenden magnetischen eigenschaften | |
DE3147584C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Siliciumstahl in Band- oder Blechform | |
DE3304064C2 (de) | ||
DE19750817C2 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenqualität einer stranggegossenen Bramme | |
DE19950502C1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes | |
DE4015249A1 (de) | Verfahren zur herstellung von feuerverzinktem kaltband | |
DE1231279B (de) | Verfahren zur Herstellung von Stahlband | |
DE2334739A1 (de) | Verfahren zum herstellen kornorientierten elektroblechs | |
DE68921478T2 (de) | Verfahren zur herstellung nicht-orientierter elektrobleche mit ausgezeichneten magnetischen eigenschaften. | |
EP2942417A1 (de) | Verfahren zur herstellung von hochpermeablem kornorientiertem elektroband | |
DE2656161C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech | |
DE1483519B2 (de) | ||
DE2531536A1 (de) | Verfahren zum herstellen von blech aus siliziumeisen mit borzusatz | |
DE2727055A1 (de) | Verfahren zum kontinuierlichen herstellen eines kupferstranges | |
SU1447890A1 (ru) | Способ производства тонких полос | |
CH511289A (de) | Verfahren zur Herstellung von Stäben |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ARMCO INC., MIDDLETOWN, OHIO, US |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BEETZ, R., DIPL.-ING. DR.-ING. TIMPE, W., DR.-ING. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |