DE60219158T2 - Verfahren zur herstellung von hochpermeablem kornorientiertem elektrostahl - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochpermeablem, kornorientiertem Elektroblech, bzw. Elektrostahl aus einem warmverarbeiteten Streifen oder Band, wie definiert in Patentanspruch 1.
  • Elektrobleche werden weitgehend in zwei Klassen charakterisiert. Nicht-orientierte Elektrobleche werden gefertigt, um gleichmäßige magnetische Eigenschaften in allen Richtungen bereitzustellen. Diese Stähle sind aus Eisen, Silizium und Aluminium aufgebaut, um dem Stahlblech einen höheren Volumenwiderstand zu verleihen und dadurch den Kernverlust zu vermindern. Nicht-orientierte Elektrobleche können ebenfalls Mangan, Phosphor und andere Elemente enthalten, von welchen allgemein im Fachgebiet bekannt ist, dass sie einen höheren Volumenwiderstand und niedrigere Kernverluste, die während der Magnetisierung auftreten, bereitstellen.
  • Kornorientierte Elektrobleche werden gefertigt, um einen hohen Volumenwiderstand mit in hohem Maße direktionalen, bzw. gerichteten magnetischen Eigenschaften auf Grund der Entwicklung einer bevorzugten Kornorientierung bereitzustellen. Diese Stähle werden durch die verwendeten Kornwachstumsinhibitoren, die eingesetzte Verfahrens-Ablaufplanung, bzw. Prozesssteuerung und die Qualität der erzielten Kornorientierung, wie angegeben durch die magnetische Permeabilität, gemessen bei 796 A/m, unterschieden. Reguläre (oder herkömmliche) kornorientierte Elektrobleche besitzen eine Permeabilität von mindestens 1.780, wohingegen hochpermeable, kornorientierte Elektrobleche eine Permeabilität von mindestens etwa 1.840 und typischerweise größer als 1.880 aufweisen. Typischerweise liegt der Volumenwiderstand von kommerziell hergestellten kornorientierten Elektroblechen im Bereich von 45-55 μΩ-cm, der sich ergibt bei Zugabe von 2,95% bis 3,45% Silizium mit Eisen und anderen Fremdstoffen, welche beim Verfahren der Stahlerzeugung anfallen. Die Verarbeitungsschritte von größerer Bedeutung können Schmelzen, Brammen- oder Streifengießen, Wiedererwärmen der Bramme, Warmwalzen, Anlassen und Kaltwalzen einschließen.
  • Um die gewünschten magnetischen Eigenschaften in einem kornorientierten Elektroblech zu erzielen, wird beim letzten Hochtemperatur-Anlassen des Stahls durch einen Prozess, welcher üblicherweise im Fachgebiet als sekundäres Kornwachstum bezeichnet wird, eine Kubus-auf-Kante-(cube-on-edge) Kornorientierung entwickelt. Sekundäres Kornwachstum ist ein Prozess, durch welchen kleine, kubisch raumzentrierte, bzw. Kubus-auf-Kante-orientierte Körner vorzugsweise unter Verbrauch von Körnern anderer Orientierungen wachsen. Ein kräftiges sekundäres Kornwachstum ist hauptsächlich von zwei Faktoren abhängig. Zum Ersten müssen die Kornstruktur und die Kristalltextur des Stahls, insbesondere der Oberfläche und der oberflächennahen Schichten der Stahloberfläche, Bedingungen bereitstellen, die für das sekundäre Kornwachstum geeignet sind. Zweitens muss eine Kornwachstumsinhibitor-Dispersion, wie Aluminiumnitrid, Mangansulfid, Manganselenid oder dergleichen, welche zum Einschränken des primären Kornwachstums fähig ist, bereitgestellt werden, um das primäre Kornwachstum einzuschränken, bis das sekundäre Kornwachstum vervollständigt ist.
  • Die Zusammensetzung und die Verarbeitung des Stahls beeinflussen die Morphologie des Kornwachstumsinhibitors, die Mikrostruktur und die Kristalltextur. Die typischen Verfahren für die Herstellung von hochpermeablen kornorientierten Elektroblechen beruhen auf Aluminiumnitrid-Präzipitaten oder Aluminiumnitrid-Präzipitaten in Kombination mit Mangansulfiden und/oder Manganseleniden für die Inhibition des primären Kornwachstums. Andere Präzipitate können in Kombination mit Aluminiumnitriden eingeschlossen werden, wie Kupfer und dergleichen. Die Charakteristika der Oberfläche und oberflächennahen Schichten der Stahloberfläche im warmverarbeiteten Band sind wichtig für die Entwicklung eines hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechs. Diese Oberflächenregion, die von Kohlenstoff entleert und im Wesentlichen frei von Austenit und seinen Zersetzungsprodukten ist, stellt eine im Wesentlichen einphasige oder isomorphe, ferritische Mikrostruktur bereit und wird im Fachbereich als die an der Oberfläche entkohlte Schicht bezeichnet. Alternativ dazu kann sie als die Grenzfläche zwischen den isomorphen Oberflächenschichten und der polymorphen (gemischte Phasen von Ferrit und Austenit oder seinen Zersetzungsprodukten) Innenschicht, wie Scherband und dergleichen, bezeichnet werden. Sekundäre Kubus-auf-Kante-Kornkerne mit der höchsten Wahrscheinlichkeit zum Aufrechterhalten eines kräftigen Wachstums und Herbeiführen eines hohen Grads an Kubus-auf-Kante-Kornorientierung sind innerhalb der isomorphen Schicht, oder alternativ dazu, nahe der Grenzfläche zwischen den isomorphen Oberflächenschichten und der polymorphen Innenschicht enthalten.
  • In der Entwicklung von kornorientierten Elektroblechen mit niedrigerem Kernverlust sind Stähle mit höherem Volumenwiderstand untersucht worden. Typischerweise werden höhere Siliziumanteile verwendet, welche höhere Anteile an Austenit bildenden Elementen erfordern, um eine richtige Proportion, oder Phasengleichgewicht, zwischen den Austenit- und Ferritphasen aufrechtzuerhalten. Kohlenstoff ist der üblichste Zusatz zur Erhöhung des Anteils von Austenit.
  • Die Verwendung von größeren Anteilen an Silizium und Kohlenstoff für die Produktion von hochpermeablen, kornorientierten Stählen hat viele Herstellungsprobleme verursacht, wobei sowohl die Schwierigkeiten als auch die Kosten der Produktion steigen. Höhere Anteile an Silizium und Kohlenstoff senken die Solidus-Temperatur, welche einen wichtigen Einfluss auf die Bildung von Fehlerstellen aufweist, die während der Hochtemperaturverarbeitung, wie dem Verfestigen, dem Brammen- oder Streifengießen, Brammen- oder Streifen-Wiedererwärmen und/oder dem Warmwalzen, auftreten können. Die Verwendung höherer Anteile an Silizium und, in einem geringeren Ausmaß, an Kohlenstoff hat die physikalische Duktilität verringert und die Sprödigkeit erhöht, was die Verarbeitung des Stahls schwieriger und kostspieliger macht. Höhere Anteile an Silizium, und zu einem geringeren Ausmaß, Kohlenstoff, tragen zu einem weniger stabilen sekundären Kornwachstum bei. Wenn der Anteil an Silizium zunimmt, steigt die thermodynamische Aktivität von Stickstoff, und das Löslichkeitsprodukt des Aluminiumnitrid-Kornwachstumsinhibitors wird verringert. Höhere „Solutionizing"-Temperaturen (bzw. Temperaturen zur Herbeiführung eines Einzelphasen-Mischkristalls) werden dann erforderlich, welche Verfahren, wie das Warmband-Anlassen, weniger produktiv und kostspieliger machen. Höhere Anteile von Kohlenstoff und Silizium erhöhen die Zeit, welche zur Kohlenstoffentfernung erforderlich ist, was die Entkohlung durch Anlassen schwieriger und kostspieliger macht.
  • U.S. 5 702 539 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Silizium-Chrom-Elektroblech.
  • Angesichts der oben erwähnten Umstände besteht weiter Bedarf nach einem verbesserten Verfahren für die Produktion von hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechen mit hohem Volumenwiderstand und verbesserten Verarbeitungsmerkmalen. In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden die richtigen Anteile von Silizium, Chrom und Kohlenstoff für ein kräftiges und stabiles sekundäres Kornwachstum und hervorragende magnetische Qualität gewährleistet. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verbessert auch den Entkohlungs-Prozess.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein hochpermeables, kornorientiertes Elektroblech wird aus einer Silizium-Stahlzusammensetzung mit Chrom hergestellt. Die Kornwachstumsinhibitoren sind hauptsächlich Aluminiumnitrid oder Aluminiumnitrid in Kombination mit einem oder mehreren von Mangansulfid/-selenid oder anderen Inhibitoren. Der Stahl besitzt hervorragende magnetische Eigenschaften mit einer magnetischen Permeabilität, gemessen bei 796 A/m, von mindestens 1.840. Der Stahl besitzt verbesserte Verarbeitbarkeit und Produktivität, insbesondere beim Entkohlungs-Anlassen, wobei die für die Kohleentfernung erforderliche Zeit bedeutend verringert wird.
  • Ein warmverarbeitetes Band wird bereitgestellt, wie definiert in Patentanspruch 1. Jedweder der bevorzugten oder stärker bevorzugten Bereiche könnte einzeln oder in Kombination mit den breiten oder bevorzugten Bereichen verwendet werden.
  • Der Stahl besitzt einen Volumenwiderstand von mindestens 45 μΩ-cm, einen Kohlenstoffgehalt von wenigstens 0,01%, sodass ein Austenit-Volumenanteil von wenigstens etwa 20%, nach dem Warmverarbeiten, vorhanden ist, und wenigstens eine Oberfläche des Stahls weist eine isomorphe Schicht mit einer Dicke von mindestens 2% der Dicke des warmverarbeiteten Stahls auf. Der Stahl wird unter Verwendung mindestens einer Kaltreduktions-Phase zu einer endgültigen Stärke, bzw. Enddicke verarbeitet, wonach das Band entkohlt wird. Der entkohlte Stahl wird auf mindestens einer Oberflächenseite mit einer Anlass-Separatorbeschichtung überzogen und wird dann bei hoher Temperatur angelassen, um ein sekundäres Kornwachstum zu erzielen, eine Forsterit-Beschichtung zu entwickeln und den Stahl zu reinigen.
  • Die Zugabe von Chrom senkt die thermodynamische Aktivität von Stickstoff, welche das Löslichkeitsprodukt von Aluminiumnitrid, das zur Bildung des Kornwachstumsinhibitors verwendet wird, verringert. Folglich ist der Stahl der vorliegenden Erfindung weniger anfällig für eine verfrühte Präzipitation von Aluminiumnitrid während und nach dem Warmwalzen. Ferner können niedrigere Anlasstemperaturen und/oder kürzere Anlasszeiten verwendet werden, während eine vergleichbare Menge an Aluminiumnitrid vor dem Kaltwalzen bereitgestellt wird, was vorteilhaft ist, da die Herstellungskosten durch den geringeren Energieverbrauch und die erhöhte Anlass-Produktivität reduziert werden.
  • Das warmverarbeitete Band weist einen Austenit-Volumenanteil von mindestens 20% auf und wird rasch vor dem Kaltwalzen zu einer Enddicke abgekühlt, um die Bildung von Perlit als dem primären Austenit-Zersetzungsprodukt zu verhindern. Der Chrom enthaltende Stahl der vorliegenden Erfindung ist weniger anfällig für eine Umwandlung in Martensit und/oder eingelagertem Austenit. Ein sehr rasches Abschrecken ist nötig, um zu gewährleisten, dass der Austenit in eine harte zweite Phase, wie eingelagertem Austenit und/oder Martensit, umgewandelt wird, welche für eine optimale Entwicklung der gewünschten Kubus-auf-Kante-Kornorientierung und der magnetischen Eigenschaften benötigt wird. Chrom bis zu etwa 0,60% erhöht die bevorzugte anfängliche Abschrecktemperatur.
  • Der Stahl der vorliegenden Erfindung realisiert Verbesserungen in diesen oben erwähnten Gebieten, ohne die magnetischen Eigenschaften des fertig gestellten Produkts zu beeinträchtigen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Grafik, welche den Einfluss einer niedrigeren Abkühlgeschwindigkeit (≤ 15°C/Sekunde) vor dem letzten Kaltwalzen auf die magnetische Permeabilität bei H = 796 A/m für hochpermeable, kornorientierte Elektrobleche veranschaulicht.
  • 2 ist eine Grafik, welche den Einfluss einer schnellen Abkühlgeschwindigkeit (≥ 50°C/Sekunde) vor dem letzten Kaltwalzen auf die magnetische Permeabilität bei H = 796 A/m für hochpermeable, kornorientierte Elektrobleche der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und
  • 3 zeigt Fotografien bei 1X, welche die sekundären Kornstrukturen von 0,23 mm dicken Proben von hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechen vergleicht, die unter Anwendung der niedrigen Abkühlgeschwindigkeit des Stands der Technik und der schnellen Abkühlgeschwindigkeit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung von hochpermeablem (mehr als 1.840) kornorientiertem Elektroblech mit hohem Volumenwiderstand und verbesserten Verarbeitungsmerkmalen vor, insbesondere beim Entkohlungs-Anlassen, wobei das Verfahren der vorliegenden Erfindung signifikante Verbesserungen hinsichtlich der Produktivität ermöglicht. Ein hochpermeables Elektroblech, hergestellt durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung, liefert weitere Vorteile gegenüber Verfahren des Stands der Technik dahingehend, dass die Zugabe von Chrom die thermodynamische Aktivität von Stickstoff senkt, welche das Löslichkeitsprodukt des Aluminiumnitrids reduziert, das zur Bildung des Kornwachstumsinhibitors verwendet wird. Der Stahl der vorliegenden Erfindung ist weniger anfällig für verfrühte Aluminiumnitrid-Präzipitation während und nach dem Warmwalzen, was eine verbesserte Steuerung gewährleistet. Ferner können geringere Anlasstemperaturen und/oder kürzere Anlasszeiten verwendet werden, während eine vergleichbare Menge an Aluminiumnitrid vor dem Kaltwalzen bereitgestellt wird, was vorteilhaft ist, da es durch den geringeren Energie verbrauch und die erhöhte Produktivität beim Anlassen zu günstigeren Herstellungskosten kommt.
  • Die vorliegende Erfindung lehrt ein Verfahren, durch welches ein hochpermeables, kornorientiertes Elektroblech aus einem warmverarbeiteten Band hergestellt wird, wie definiert in Patentanspruch 1. Jeder der bevorzugten Bereiche könnte einzeln oder in Kombination mit den breiten oder bevorzugten Bereichen verwendet werden. Alle der oben und überall in der Beschreibung genannten Prozentsätze sind in Gewichts-% angegeben und werden vor dem Kaltwalzen bestimmt, es sei denn es ist anderweitig angegeben.
  • Eine bevorzugte Zusammensetzung wird 2,75-3,75% Silizium, mehr als 0,25 bis 0,75% Chrom, 0,03 bis 0,06% Kohlenstoff, 0,02 bis 0,03% Aluminium, 0,005 bis 0,01% Stickstoff, 0,05 bis 0,15% Mangan, 0,05 bis 0,1% Zinn, 0,02 bis 0,03% Schwefel und/oder Selen, 0,05 bis 0,25% Kupfer und als Rest Eisen und normale restliche Elemente aufweisen. Jeder der bevorzugten Bereiche könnte allein oder in Kombination mit den breiten oder bevorzugten Bereichen verwendet werden. Eine stärker bevorzugte Zusammensetzung schließt 3,0-3,5% Si ein. Obgleich mehr Silizium erwünscht ist, um den Kernverlust durch Bereitstellen eines höheren Volumenwiderstandes zu verbessern, muss der Effekt von Silizium auf die Bildung und/oder Stabilisierung der Ferrit-Phase und die Verminderung des Austenit-Volumenanteils (γ1150°C) berücksichtigt werden, um das gewünschte Phasengleichgewicht, mikrostrukturelle Merkmale und mechanische Eigenschaften aufrechtzuerhalten.
  • Die warmverarbeitete Band-Zusammensetzung vor dem Kaltwalzen umfasst mehr als 0,01% Kohlenstoff, vorzugsweise 0,02 bis 0,08% Kohlenstoff und weiter bevorzugt 0,03 bis 0,06% Kohlenstoff. Ein Anteil von Kohlenstoff unter 0,010% in dem warmverarbeiteten Band vor dem Kaltwalzen ist unerwünscht, weil die Sekundär-Umkristallisierung instabil wird und die Qualität der Kubus-auf-Kante-Orientierung in dem Produkt verschlechtert wird. Hohe Prozentsätze von Kohlenstoff über 0,08% sind unerwünscht, weil die Ver dünnung der isomorphen Schicht zu einem schwächeren sekundären Kornwachstum führt und eine Kubus-auf-Kante-Orientierung von niedrigerer Qualität bereitstellt und zu erhöhten Schwierigkeiten beim Erhalten von weniger als 0,003% Kohlenstoff beim Entkohlungs-Anlassen führt. In der vorliegenden Erfindung ist die Menge an Kohlenstoff, welche während der Entkohlung durch Anlassen entfernt werden muss, reduziert, was signifikant weniger Zeit für das Entkohlungs-Anlassen erfordert, die Produktivität bedeutend verbessert und die Herstellungskosten reduziert.
  • Der Anfangs-Stahl der Erfindung ist aus einem warmverarbeiteten Band hergestellt. Mit "warmverarbeitetes Band" versteht es sich, dass eine kontinuierliche Länge, bzw. ein Strangabschnitt von Stahl gemeint ist, produziert unter Anwendung von Verfahren, wie Ingot-Gießen, Dickbrammen-Gießen, Dünnbrammen-Gießen, Band-Gießen oder andere Verfahren zur kompakten Band-Produktion unter Verwendung einer Eisenschmelzen-Zusammensetzung, welche Kohlenstoff, Silizium, Chrom, Aluminium und Stickstoff umfasst.
  • Silizium, Chrom und Kohlenstoff sind die hauptsächlichen zu berücksichtigenden Elemente in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, aber andere Elemente werden ebenfalls den Gehalt an Austenit beeinflussen und müssen, wenn sie in bedeutenden Mengen vorhanden sind, berücksichtigt werden. Die Dicke der isomorphen Schicht und der Austenit-Volumenanteil werden auch durch Änderungen im Kohlenstoffgehalt vor dem Kaltwalzen zur Enddicke beeinflusst werden.
  • Die Gleichung (1) kann verwendet werden, um den Effekt von üblichen Legierungszusätzen auf den Volumenwiderstand (ρ) von Eisen zu berechnen. ρ, μΩ-cm = 13 + 6,25(%Mn) + 10,52(%Si) + 11,82(%Al) + 6,5(%Cr) + 14(%P) (1) wobei Mn, Si, Al, Cr und P Prozentsätze von Mangan, Silizium, Aluminium, Chrom, bzw. Phosphor sind, welche die Zusammensetzung des Stahls umfasst. Obgleich Elektrobleche mit höherem Volumenwiderstand seit langem gewünscht werden, beruhen die Verfahren des Stands der Technik typischerweise auf einer Erhöhung des Prozentsatzes an Silizium in der Legierung. Wie im Fachgebiet gezeigt worden ist, wird die Erhöhung des Prozentsatzes an Silizium das Phasengleichgewicht, d.h. die relativen Anteile von Austenit und Ferrit, während der Verarbeitung verändern.
  • Die nachstehende Gleichung (2) ist eine erweiterte Form einer Gleichung, welche ursprünglich veröffentlicht wurde von Sadayori et al., "Developments of Grain Oriented Si Steel Sheets with Low Iron Loss", Kawasaki Seietsu Giho, Band 21, Nr. 3, S. 93-98, 1989, zur Berechnung des Spitzen-Austenit-Volumenanteils bei 1.150°C (γ1150°C) in Eisen, welches 3,0-3,6% Silizium und 0,030-0,065% Kohlenstoff enthält. γ1150°C = 64,8 – 23(%Si) – 61(%Al) + 9,89(%Mn + %Ni) + 5,06(%Cr + %Ni + %Cu) + 694(%C) + 347(%N) (2)
  • Das Phasengleichgewicht ist wichtig in hochpermeablen, kornorientierten Stählen, welche typischerweise mindestens 20% Austenit, noch typischer 20 bis 50% und vorzugsweise 30 bis 40%, aufweisen. Das Bereitstellen einer Austenit-Phase während der Verarbeitung dient zum Regulieren, bzw. Kontrollieren des normalen Kornwachstums während transkritischen Prozess-Anlass-Vorgängen; zum Steigern der Aluminiumnitrid-Auflösung; und zur Entwicklung einer schärferen beinahe-<111>-Rekristallisierungs-Textur (Umwandlung mit einer harten Phase, wie Martensit und/oder eingelagertem Austenit). Normalerweise erfordert ein höherer Silizium-Anteil einen höheren Kohlenstoffgehalt, um das gewünschte Phasengleichgewicht, wie gezeigt in der Gleichung (2), aufrecht zu erhalten. Höhere Prozentsätze an Silizium und Kohlenstoff tragen zu schlechteren physikalischen Eigenschaften in Elektro blechen bei, hauptsächlich erhöhter Sprödigkeit und erhöhten Schwierigkeiten bei der Entfernung von Kohlenstoff während der Entkohlung. Die vorliegende Erfindung liefert hervorragende magnetische Eigenschaften, und die Verarbeitung profitiert von reduzierten Anteilen an Silizium und Kohlenstoff durch die Zugabe von Chrom.
  • Der hochpermeable, kornorientierte Stahl der vorliegenden Erfindung kann einen Chromgehalt im Bereich von 0,1% bis 1,2%, vorzugsweise mehr als 0,25% bis 0,6%, und stärker bevorzugt mehr als 0,3% bis 0,5% aufweisen. Weniger als 1,2% Chrom fördert die Bildung von Austenit, wohingegen ein Chromanteil über 1,2% nachteilige Auswirkungen auf die Entkohlung und Glasfilm-Bildung aufweist.
  • Die Dicke der isomorphen Schicht des warmverarbeiteten Bands ist wichtig zur Erzielung eines stabilen sekundären Wachstums. Die Verwendung von mehr Silizium, Kohlenstoff oder Chrom verringert die Dicke dieser Schicht. Typischerweise wird das warmverarbeitete Band warmgewalzt und in einer oxidierenden Atmosphäre bei 1.000-1.200°C während einer Soak-Zeit über 30 Sekunden vor dem Kaltwalzen zur Enddicke angelassen. Eine ungenügende Kohlenstoffentfernung vor der Kaltreduktion wird zu einer dünneren isomorphen Oberflächenschicht führen. In der vorliegenden Erfindung werden die Kohlenstoff-, Silizium- und Chromanteile eingestellt, um eine isomorphe Schicht-Dicke bereitzustellen, welche der Herbeiführung eines stabilen sekundären Kornwachstums mit einer verringerten Abhängigkeit von der Kohlenstoffentfernung vor der letzten Kaltreduktion förderlich ist. Eine übermäßige Kohlenstoffentfernung wird den Austenit-Volumenanteil verringern.
  • Ein bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Phasengleichgewicht der Legierung. Höhere Siliziumanteile erfordern typischerweise höhere Kohlenstoffanteile, um die gewünschten Proportionen von Austenit und Ferrit beizubehalten; allerdings wird das sekundäre Kornwachstum durch die Reduktion der Dicke der isomorphen Oberflächenschicht nachteilig beein flusst. Unter Verwendung der Chromzugabe gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines hohen Volumenwiderstandes und richtiger Proportionen von Austenit und Ferrit vorgesehen, ohne die isomorphe Oberflächenschicht zu verdünnen.
  • Bei der Entwicklung der Erfindung wurde festgestellt, dass die Zugabe von Chrom das Austenit-Zersetzungsverhalten beeinflusste, was die Bildung von Martensit oder eingelagertem Austenit während des Abkühlens schwieriger macht. Eine "harte Phase", d.h. Martensit, eingelagertes Austenit oder Bainit, ist eine erwünschte Mikrostruktur, welche in dem warmverarbeiteten Band vor dem Kaltwalzen zur Enddicke für die optimale Entwicklung der Kubus-auf-Kante-Orientierung in einem hochpermeablen, kornorientierten Elektroblech charakteristisch ist. In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erhöhen höhere Anteile an Chrom die bevorzugte anfängliche Abschrecktemperatur. Ein schnelles Abkühlen des anfänglichen Bands wird vor dem Kaltwalzen zur Enddicke angewandt, wodurch das Band von einer höheren Temperatur als 870°C auf unter 450°C bei einer Geschwindigkeit über 30°C pro Sekunde und weiter bevorzugt bei einer Geschwindigkeit über 40°C pro Sekunde gekühlt wird, um die Zersetzung des Austenits zu Perlit zu verhindern. Unter 450°C kann die Abkühlgeschwindigkeit geringfügig verringert werden. Eine Abkühlgeschwindigkeit von mindestens 20°C/Sekunde kann angewandt werden und verhindert das Tempern von Martensit. Das warmverarbeitete Band wird bei einer Geschwindigkeit über 30°C pro Sekunde abgekühlt, um Martensit und/oder eingelagertes Austenit als die primären Austenit-Zersetzungsprodukte zu gewährleisten.
  • Während der Umwandlung der Stahlschmelze zu dem anfänglichen warmverarbeiteten Band können Veränderungen hinsichtlich des Kohlenstoffs stattfinden.
  • In den Lehren der vorliegenden Erfindung wird impliziert, dass die Anteile an Kohlenstoff, Silizium und Chrom in dem Stahlband vor dem Kaltwalzen zur Enddicke ausreichend sein müssen, um den gewünschten Prozentsatz an Austenit bereitzustellen, welcher für die Entwicklung von stabilem und konsistentem sekundären Kornwachstum benötigt wird.
  • Die Dicke der isomorphen Oberflächenschicht kann unter Verwendung der Gleichung (3) berechnet werden: I = 1/t2 [5,38 – 4,47 × 10–2 γ1150°C + 1,19 (%Si)] (3)worin I die Dicke der isomorphen Oberflächenschicht im mm ist, γ1150°C der berechnete Austenit-Volumenanteil in dem Band vor dem Kaltwalzen gemäß Gleichung (2) ist, t die Dicke des Bands ist, und %Si der Gewichtsprozentsatz an Silizium ist, der in der Legierung enthalten ist. Die Dicke der isomorphen Schicht auf mindestens einer Oberfläche des warmverarbeiteten Bands muss mindestens 2% und vorzugsweise mindestens 4% der Gesamtstärke des warmverarbeiteten Bands sein. Die Zugabe von Kohlenstoff wird reguliert, um den gewünschten Austenit-Volumenanteil mit einer Dicke der isomorphen Oberflächenschicht von wenigstens 2% im anfänglichen Band vor dem Kaltwalzen bereitzustellen. Vorzugsweise werden ein Austenit-Volumenanteil von etwa 20 bis 40% und eine Dicke der isomorphen Schicht von mindestens 4% bereitgestellt.
  • Das Chrom tragende, hochpermeable, kornorientierte Elektroblech der vorliegenden Erfindung enthält Aluminium in einer Menge von 0,01% bis 0,05%, vorzugsweise 0,020 bis 0,030%, und Stickstoff in einer Menge von 0,005% bis 0,010%, vorzugsweise 0,006 bis 0,008%, um einen Aluminiumnitrid-Kornwachstumsinhibitor bereitzustellen. Wie vorher erwähnt, ist die reduzierte thermodynamische Aktivität von Stickstoff in dem Stahl der vorliegenden Erfindung wünschenswert, da die Löslichkeit des Aluminiumnitrids erhöht wird, was mehr Flexibilität beim Warmwalzen und Anlassen des warmen Bands bereitstellt. Es wird jedoch vom Fachmann auf dem Gebiet erkannt, dass eine verfrühte Aluminiumnitrid-Auflösung beim letzten Anlassen zu einem instabilen sekundären Kornwachstum führen kann. Wenn der Aluminiumnitrid-Inhibitor nicht ausreichend stabil ist, könnte mehr lösliches Aluminium verwendet werden, um das Löslichkeitsprodukt neu einzustellen.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die zum Entkohlungs-Anlassen erforderliche Zeit in großem Maße reduziert wird. Das Legierungsgleichgewicht bei dem Stahl der vorliegenden Erfindung lässt es zu, niedrigere Prozentsätze an Kohlenstoff und Silizium und höhere Prozentsätze an Chrom zu verwenden. In industriellen Versuchen sind Produktivitätssteigerungen beim Entkohlungs-Anlassen von 30% an 0,27 mm dickem hochpermeablem, kornorientierten Stahl aufgezeigt worden.
  • Die Verwendung von höheren Chromanteilen ist ebenfalls nutzbringend bei der Verbesserung der internen Qualität von Guss-Brammen durch Verringern von internen Rissen. Dies gilt insbesondere, wenn Kupfer in dem Stahl vorhanden ist. Die verbesserte Duktilität kann mit der Verhinderung der Abscheidung von Kupfer an den Korngrenzen in Zusammenhang gebracht werden. Die Solidus-Temperatur ist erhöht, was die Oxidation der Oberfläche bei der Verwendung von hohen Temperaturen zum Wiedererwärmen von Brammen vermindert.
  • Die Produktion eines hochpermeablen Elektroblechs der vorliegenden Erfindung kann im herkömmlichen Fachgebiet bekannte Verarbeitungsschritte beinhalten, einschließlich, ohne jedoch darauf eingeschränkt zu sein, einen oder mehrere Kaltwalzschritte unter Verwendung einer Anlassbehandlung zwischen aufeinander folgenden Schritten des Kaltwalzens; zwischen den Durchläufen erfolgendes Altern des Stahls während des Kaltwalzens; ultraschnelles Anlassen des Blechs vor oder während dem Entkohlungs-Anlassen; Infusion bzw. Einbringen von Stickstoff in den Stahl während oder nach dem Entkohlungs-Anlassen; Anwenden einer Domänen-Verfeinerungsbehandlung, wie Laser-Scriben, bei dem fertig gestellten hochpermeablen, kornorientierten Elektroblech-Streifen, um den Domänenwand-Abstand zu verfeinern und den Kernverlust weiter zu verbessern; oder Anwenden einer sekundären Beschichtung auf den fertig gestellten Streifen, um in dem hochpermeablen, kornorientierten Elektroblech-Streifen eine restliche Zugspannung zu verleihen und den Kernverlust weiter zu verbessern.
  • Eine Bandzusammensetzung für die Nitrierung umfasst 2,0 bis 4,5% Silizium, 0,1 bis 1,2% Chrom, 0,01 bis 0,03% Kohlenstoff, 0,01 bis 0,05% Aluminium, 0,001 bis 0,013% Stickstoff, und einen Rest, bei welchem es sich um Eisen und restliche Elemente handelt. Die Bandzusammensetzung kann ferner Zusätze von 0,05 bis 0,5% Mn, 0,005 bis 0,045% P, 0,005 bis 0,3% Sn und bis zu 0,3% Sb, As, Bi oder Pb allein oder in Kombination einschließen. Die Zusammensetzung besitzt besondere Nützlichkeit für hochpermeables, kornorientiertes Elektroblech, welches während oder nach der Entkohlung durch Anlassen nitriert wird. Die Verarbeitung dieser Stahlzusammensetzung sieht eine hervorragende magnetische Permeabilität, gemessen bei 796 A/m, vor, welche größer als eine Permeabilität von 1840 ist.
  • BEISPIEL 1
  • Die Tabelle I fasst die mikrostrukturellen Merkmale für eine Auswahl von Chrom-, Silizium- und Kohlenstoffanteile für hochpermeable, kornorientierte Elektrobleche zusammen. TABELLE I
    Zusammensetzungen von hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechen, aufweisend einen Volumenwiderstand von 50μΩ-cm und eine Anfangs-Banddicke von 2,29 mm
    ID %Si Schmelze %C %Cr γ1150°C %C vor letzter Kaltreduktion Dicke der isomorphen Schicht, I (mm) I/t
    Legierungen der vorliegenden Erfindung A 3,19 0,0610 0,20 29,7% 0,0501 0,069 3,0%
    B 3,13 0,0560 0,30 29,1% 0,0464 0,099 4,3%
    C 3,07 0,0520 0,40 29,0% 0,0436 0,121 5,3%
    D 3,01 0,0485 0,50 29,2% 0,0412 0,139 6,1%
    E 2,94 0,0440 0,60 29,1% 0,0379 0,165 7,2%
    F 2,75 0,0320 0,90 29,1% 0,0294 0,231 10,1%
    G 2,57 0,0240 1,20 29,9% 0,0225 0,283 12,4%
  • Diese beispielhaften Ergebnisse stehen für Stähle, die einen Volumenwiderstand gleich oder größer als 50 μΩ-cm aufweisen und die aus einem anfänglichen Band mit einer Dicke von 2,3 mm verarbeitet werden. Die Stähle A bis G sind Zusammensetzungen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung, worin Chromanteile von bis zu 1,2% verwendet werden, während ein Austenit-Volumenanteil (γ1150°C) von mehr als 20% und eine isomorphe Schicht-Dicke (I/t) von mehr als 2% der Stärke des Anfangs-Bands erzielt werden. Diese mikrostrukturellen Merkmale werden erzielt, während ein signifikant verringerter Kohlenstoffanteil in dem Anfangs-Band vor dem Kaltwalzen verwendet wird.
  • BEISPIEL 2
  • Versuchs-Erhitzungen im industriellen Maßstab von Zusammensetzungen, die für den Stand der Technik sowie das Verfahren der vorliegenden Erfindung, Stähle H bzw. I in der nachstehenden Tabelle II, beispielhaft sind, wurden geschmolzen, zu Grammen mit einer Stärke von etwa 200 mm strangge gossen, auf etwa 1.200°C erwärmt und mit einer Warmreduktion zu einer Dicke von etwa 150 mm behandelt, weiter auf etwa 1.400°C erwärmt und zu Anfangs-Banddicken von etwa 2,0 mm und etwa 2,3 mm warmgewalzt. Die mikrostrukturellen Merkmale in der Tabelle III zeigen, dass die Stähle H und I Merkmale aufweisen, welche einem kräftigen sekundären Kornwachstum förderlich sind.
  • Figure 00180001
  • Die warmgewalzten Bänder aus den Stählen H und I wurden bei einer nominellen Temperatur von 1.150°C angelassen, in Luft auf 875-975°C gekühlt und schließlich auf 100°C oder weniger bei einer Geschwindigkeit von weniger als 15°C pro Sekunde oder einer Geschwindigkeit von über 50°C pro Sekunde abgekühlt. Die warmverarbeiteten Bänder aus den Stählen H und I wurden direkt zu Enddicken zwischen etwa 0,20 mm und etwa 0,28 mm ohne ein zwischengeschaltetes Anlassen kaltgewalzt. Der letztendliche kaltgewalzte Streifen wurde durch Anlassen entkohlt bei einer Temperatur von nominell 815°C unter Verwendung einer schnellen Erhitzung von 25°C auf 740°C bei einer Geschwindigkeit von über 500°C pro Sekunde in einer befeuchteten Wasserstoff-Stickstoff-Atmosphäre, aufweisend ein H2O/H2-Verhältnis von nominell 0,40-0,45, um den Kohlenstoffgehalt in dem Stahl auf 0,003% oder weniger zu reduzieren. Der entkohlte Streifen wurde ferner mit einer MgO-Beschichtung ausgestattet und durch Erwärmen in einer Stickstoff-Wasserstoff-Atmosphäre auf eine Soak-Temperatur von nominell 1.200°C ein letztes Mal angelassen, woraufhin der Streifen während einer Zeit von mindestens 15 Stunden in 100% trockenem Wasserstoff heißgelagert (soaked) wurde, wonach der zum letzten Mal angelassene Streifen abgescheuert, bzw. geschrubbt wurde, um überschüssiges MgO zu entfernen, und bei 830°C während 2 Stunden in einer nicht-oxidierenden Stickstoff-Wasserstoff-Atmosphäre zum Ablassen von Spannungen angelassen wurde. Die Proben wurden anschließend hinsichtlich magnetischer Permeabilität bei H = 796 A/m getestet, um die Qualität der entwickelten Kubus-auf-Kante-Orientierung zu bestimmen, und die sekundären Kornstrukturen wurden untersucht.
  • TABELLE III
  • Mikrostruktur-Merkmale von Erhitzungen des Stands der Technik und der vorliegenden Erfindung
    Merkmal H I
    Volumenwiderstand, ρ 49,82 50,12
    Austenit-Volumenanteil, % 29% 28%
    %C vor letzter Kaltreduktion 0,0527 0,0465
    Dicke der isomorphen Oberflächenschicht, I (mm) 0,058 0,106
    Anfangs-Band-Dicke, t (mm) 2,29 2,29
    Solidus-Temperatur, °C 1471 1476
    I/t 2,60% 4,60%
    Gehalt an säurelöslichem Aluminium nach Warmwalzen 0,0031 0,0021
    Gehalt an säurelöslichem Aluminium nach Anlassen des warmen Bands und Abschrecken 0,0067 0,0065
  • 1 zeigt die magnetische Permeabilität bei 796 A/m über der Enddicke, wobei die Anfangs-Bänder der Stähle H und I mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 15°C pro Sekunde oder weniger behandelt wurden. Sehr gute und konsistente Eigenschaften wurden mit Stahl H bei Enddicken von oder über 0,25 mm erhalten. Allerdings sind die Ergebnisse bei Enddicken unter 0,25 mm inkonsistent, was zeigt, dass die Produktion von hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechen unter Verwendung der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung schwierig sein wird.
  • 2 zeigt die Ergebnisse für die Stähle H und I, wenn eine Abkühlgeschwindigkeit gleich oder größer als 50°C pro Sekunde gemäß des stärker bevorzugten Verfahrens der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Diese hohe Abkühlgeschwindigkeit stellte den Stahl I mit einer Mikrostruktur bereit, welche der Entwicklung einer hochqualitativen Kubus-auf-Kante-Kornorientierung stärker förderlich war. Die verbesserten Ergebnisse mit Stahl I zeigen, dass das stärker bevorzugte Verfahren der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann, um eine Produktion von hochpermeablem, kornorientiertem Elektroblech mit einer Enddicke von oder unter 0,27 mm durchzuführen.
  • 3 zeigt repräsentative sekundäre Kornstrukturen für Stahl I, welche aus einem Anfangs-Band mit einer Dicke von 2,3 mm zu einer Enddicke von 0,23 mm verarbeitet wurden, um den Effekt der raschen Abkühlung des Anfangs-Bands auf die Stabilität und Vollständigkeit von sekundärem Kornwachstum zu veranschaulichen. Wie 3 zeigt, wurden ohne die schnelle Abkühlung des bevorzugten Verfahrens der vorliegenden Erfindung umfangreiche Gebiete von kleinen, schlecht orientierten Körnern während des sekundären Kornwachstums nicht aufgezehrt, bzw. verbraucht, was zu schlechter magnetischer Permeabilität führt, wohingegen die Verwendung eines schnellen Abkühlens nach dem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung ein vollständiges und konsistentes sekundäres Kornwachstum gewährleistet.
  • BEISPIEL 3
  • TABELLE IV
    Zusammenfassung der Zusammensetzung und magnetischen Eigenschaften 0,27 mm Enddicke
    Erhitzung Nominelle Zusammensetzung, Gewicht-% H10 Perm Eigenschaften bei 60 Hz Eigenschaften bei 50 Hz
    Schmelze %C % C vor letzter Kaltreduktion Si Cr Al N P15; 60, W/Pfund P17; 60, W/Pfund P15; 50, W/kg P17; 50, W/kg
    J 0,0649 0,0574 3,23 0,10 0,0288 0,0074 1921 0,384 0,512 0,65 0,86
    K 0,0644 0,0571 3,25 0,12 0,0289 0,0077 1927 0,388 0,516 0,65 0,87
    L 0,0660 0,0584 3,22 0,10 0,0290 0,0081 1924 0,381 0,509 0,64 0,86
    M 0,0658 0,0583 3,21 0,11 0,0290 0,0074 1924 0,383 0,513 0,65 0,87
    N 0,0655 0,0580 3,25 0,10 0,0304 0,0080 1927 0,376 0,500 0,63 0,84
    O 0,0664 0,0590 3,21 0,14 0,0317 0,0075 1916 0,384 0,515 0,65 0,87
    P 0,0545 0,0469 3,07 0,33 0,0270 0,0074 1917 0,385 0,519 0,65 0,88
    Q 0,0547 0,0470 3,13 0,33 0,0282 0,0070 1919 0,385 0,517 0,65 0,87
    R 0,0533 0,0459 3,09 0,33 0,0289 0,0082 1920 0,386 0,520 0,65 0,88
    S 0,0544 0,0468 3,09 0,33 0,0296 0,0074 1922 0,380 0,508 0,64 0,86
    T 0,0515 0,0445 3,09 0,33 0,0303 0,0077 1925 0,381 0,509 0,64 0,86
    U 0,0538 0,0463 3,09 0,33 0,0310 0,0080 1920 0,387 0,519 0,65 0,88
  • Eine Reihe von Erhitzungen, gezeigt in der Tabelle IV, wurde vorgenommen, aufweisend Zusammensetzungen, ähnlich zu den Stählen H und I von Tabelle II. Die Stähle wurden verarbeitet von einer Anfangsdicke von 2,3 mm zu einer Enddicke von 0,27 mm. Die Verarbeitung wurde durchgeführt unter Befolgung der Vorgehensweise von Beispiel 2, mit der Ausnahme, dass die Anfangs-Bänder der Stähle J bis O von 870°C auf 100°C oder niedriger bei einer Geschwindigkeit kleiner oder gleich 15°C pro Sekunde gekühlt wurden, wohingegen die Stähle P bis U von 870-980°C auf 100°C oder niedriger bei einer Geschwindigkeit größer oder gleich 50°C pro Sekunde abgekühlt wurden. In dem Verfahren zur Entkohlung durch Anlassen wurden die Stähle J bis O bei oder über 815°C während 195-200 Sekunden gehalten, wohingegen die Stähle P bis U während 130-135 Sekunden gehalten wurden. Proben der Stähle wurden getestet, um die Kohlenstoffentfernung zu bestätigen, wobei die Verteilungen in der Tabelle V zusammengefasst werden. Der durch Anlassen entkohlte Streifen wurde dann mit einer MgO-Anlass-Separatorbeschichtung versehen und bei 1.200°C ein letztes Mal angelassen. Danach wurden die Stähle geschrubbt, um überschüssiges MgO zu entfernen, mit einer sekundären Beschichtung überzogen, bei einer Temperatur von 825°C thermisch gerichtet und durch Laser-Scriben behandelt. Zuletzt wurden die Stähle hinsichtlich Kernverlust unter Verwendung des Einzelblech-Testverfahrens von ASTM A804 getestet. TABELLE V
    Zusammenfassung von Kohlenstoffanteilen nach dem Entkohlen – 0,27 mm Enddicke
    Stahl Soak-Zeit bei od. über 815°C Produktionsge schwindigkeit, mpm Verteilung von restlichem Kohlenstoff
    5% 25% 50% 75% 90% 95% 100%
    J bis o 200 Sekunden 33,5 0,0015 0,0018 0,0021 0,0023 0,0025 0,0027 0,0033
    P bis U 135 Sekunden 44,2 0,0017 0,0019 0,0020 0,0022 0,0024 0,0025 0,0028
  • Während die in der Tabelle IV für die Stähle J bis U gezeigten magnetischen Eigenschaften vergleichbar sind, zeigten diese Ergebnisse, dass die Stähle P bis U, hergestellt gemäß des bevorzugten Verfahrens der vorliegenden Er findung, wesentlich leichter zu entkohlen waren als die Stähle J bis O, was eine verbesserte Produktivität und verringerte Herstellungskosten gestattet.
  • Eine Reihe von Erhitzungen wurde gemäß des Verfahrens des Stands der Technik und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung durchgeführt, aufweisend Zusammensetzungen, ähnlich zu den Stählen M und N von Tabelle II. Die Verarbeitung wurde durchgeführt unter Befolgung der Vorgehensweisen von Beispiel 2, außer dass während des Anlassens des Anfangs-Streifens die Stähle nach dem Verfahren des Stands der Technik von 875-950°C auf 100°C oder niedriger bei einer Geschwindigkeit kleiner oder gleich 15°C pro Sekunde abgekühlt wurden, wohingegen die Stähle der vorliegenden Erfindung bei einer Geschwindigkeit größer oder gleich 50°C pro Sekunde abgekühlt wurden. Beide Stähle wurden um 90% von einer Anfangs-Dicke von 2,3 mm zu einer Enddicke von 0,27 mm kaltreduziert, gefolgt von einer Entkohlung durch Anlassen, um den Kohlenstoffgehalt des Streifens auf 0,003% oder weniger zu verringern.
  • In dem Vorgang zur Entkohlung durch Anlassen wurden beide Stähle unter Anwendung des Vorgehens von Beispiel 2 verarbeitet, wobei das Band auf 815°C erwärmt wurde; allerdings wurde der Stahl M während 195-200 Sekunden bei oder über 815°C gehalten, wohingegen der Stahl N während 130-135 Sekunden gehalten wurde, um eine Kohlenstoffentfernung zu bewirken. Nach dem Entkohlen durch Anlassen wurden die Proben gesichert, um das Ausmaß der Kohlenstoffentfernung zu bestätigen, wofür die Verteilungen in der Tabelle V zusammengefasst sind. Der durch Anlassen entkohlte Streifen wurde dann mit einer MgO-Anlass-Separatorbeschichtung ausgestattet und ein letztes Mal bei 1.200°C angelassen. Danach wurden die Stähle geschrubbt, um überschüssiges MgO zu entfernen, mit einer sekundären Beschichtung überzogen, bei einer Temperatur von 825°C thermisch gerichtet und durch Laser-Scriben behandelt, gemäß des Verfahrens von U.S.-Patent 4 456 812 . Zuletzt wurden die Stähle hinsichtlich Kernverlust unter Verwendung des Einzelblech-Testverfahrens von ASTM A804 getestet.
  • Während die magnetischen Eigenschaften für Stähle von sowohl den Typen M des Stands der Technik als auch N der vorliegenden Erfindung, welche in der Tabelle IV gezeigt werden, vergleichbar sind, zeigen die in der Tabelle V dargestellten Ergebnisse, dass der Stahl, welcher gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wesentlich einfacher zu entkohlen war als der Stahl, welcher gemäß des Verfahrens des Stands der Technik hergestellt wurde, was eine verbesserte Produktivität und verminderte Herstellungskosten gestattet.

Claims (30)

  1. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechs mit den folgenden Produktionsschritten: Lieferung eines Bands mit einer Stärke zwischen 1,5 und 4 mm; Zusammensetzung des Bandes zwischen 2,0 und 4,5 % aus Silizium, 0,1 bis 1,2 % aus Chrom, 0,01 bis 0,08 % Kohlenstoff, 0,01 bis 0,05 % Aluminium, 0,001 bis 0,013 % Stickstoff und ansonsten aus Eisen- und Reststoffen, wobei optional außerdem bis zu 0,1 % Schwefel, bis zu 0,14 % Selen, 0,03 bis 0,45 % Mangan, bis zu 0,2 % Zinn, bis zu 1 % Kupfer, bis zu 0,2 % Molybdän, bis zu 0,2 % Antimon, bis zu 0,02 % Bor, bis zu 1 % Nickel, bis zu 0,2 % Wismut, bis zu 0,2 % Phosphor, bis zu 0,1 % Arsen und bis zu 0,3 % Vanadium vorhanden sein können; Volumenwiderstandsfähigkeit des Bandes von mindestens 45 μΩ-cm und einen maximalen thermomechanischen Phasenübergang bei 1150°C (γ1150°C) in Eisen mit einem Gehalt von 3,0-3,6 % Silizium und 0,030-0,065 % Kohlenstoff (γ1150°C = 64,8 – 23(%Si) – 61(%Al) + 9,89(%Mn + %Ni) + 5,06(%Cr + %Ni + %Cu) + 694(%C) + 347(%N)) von mindestens 20%; Anlassen des warmgewalzten Bandes, sodass eine isomorphe Schicht von mindestens 2 % der Gesamtstärke des warmgewalzten Bandes entsteht; Abschrecken des warmgewalzten Bandes, sodass der Austenit bzw. Martensit erhalten bleibt; Kaltwalzen des Bandes in einer oder mehreren Phasen zu einem kaltgewalzten Band – dies führt zu einer endgültigen Reduktion von mindestens 80 %; Anlassen des kaltgewalzten Bands; Entkohlen des kaltgewalzten Bands so weit, dass eine magnetische Alterung verhindert wird; wahlweise Nitrierung des entkohlten Bands, wobei das warmgewalzte Band einen Kohlenstoffanteil zwischen 0,01 und 0,03 % besitzt; Beschichten mindestens einer Oberfläche des angelassenen Stahlbands mit einer Anlaass-Separatorbeschichtung; Letztes Anlassen des beschichteten Bands, um ein sekundäres Kornwachstum herbeizuführen und dadurch eine Permeabilität von mindestens 1840 bei 796 A/m zu erzielen;
  2. Das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren, bei dem die Zusammensetzung mehr als 0,25 % bis 1,2 % Chrom enthält.
  3. Das in Patentanspruch 1 oder 2 beanspruchte Verfahren, bei dem die Zusammensetzung bis zu 0,1 % Schwefel, bis zu 0,14 % Selen, 0,03 bis 0,15 % Mangan, bis zu 0,2 % Zinn und bis zu 1 % Kupfer enthält.
  4. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem die isomorphe Schicht eine Stärke von mindestens 4 % auf mindestens einer Seite des erwähnten Bandes hat.
  5. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem das Austenitvolumen zwischen 20 und 40 % beträgt.
  6. Das in Patentanspruch 5 beanspruchte Verfahren, bei dem das Austenitvolumen zwischen 25 und 35 % beträgt.
  7. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem das Kaltwalzen in einer Phase erfolgt und die endgültige Kaltreduktion mindestens 85 % beträgt.
  8. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem eine Mikrostruktur des Bandes vor dem Kaltwalzen auf die endgültige Stärke eine Ferrit-Matrix mit mehr als 1 Vol.-% Martensit bzw. eingelagertem Austenit aufweist und das Band vor dem Kaltwalzen auf die endgültige Stärke einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,020 % besitzt.
  9. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem die Volumenwiderstandsfähigkeit mindestens 50 μΩ-cm beträgt.
  10. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Kohlenstoffgehalt zwischen 0,03 % und 0,06 % beträgt.
  11. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Chromgehalt zwischen mehr als 0,25 % und 0,75 % beträgt.
  12. Das in Patentanspruch 11 beanspruchte Verfahren, bei dem der Chromgehalt zwischen mehr als 0,3 % und 0,5 % beträgt.
  13. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Siliziumgehalt zwischen 2,75 % und 3,75 % beträgt.
  14. Das in Patentanspruch 13 beanspruchte Verfahren, bei dem der Siliziumgehalt zwischen 3,0 % und 3,5 % beträgt.
  15. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Aluminiumgehalt zwischen 0,02 % und 0,03 % beträgt.
  16. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Mangangehalt zwischen 0,05 % und 0,09 % beträgt.
  17. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Zinngehalt zwischen 0,05 % und 0,1 % beträgt.
  18. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Schwefel- bzw. Selengehalt zwischen 0,02 % und 0,03 % beträgt.
  19. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Kupfergehalt zwischen 0,05 % und 0,15 % beträgt.
  20. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem der Kohlenstoff auf einen Gehalt von weniger als 0,003 % entkohlt wird.
  21. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem das Anlassen nach dem Entkohlen durch Anlassen eine schnelle Erhitzung von mehr als 100°C/Sekunde beinhaltet.
  22. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem das Anlassen des warmgewalzten Bandes folgende Schritte umfasst: Erhitzen des Bandes auf eine Temperatur von mehr als 1150°C, Mindestens 1 Sekunde Heißlagerung (Soak) bei einer Spitzentemperatur von mehr als 1150°C, Langsames Abkühlen des Bandes von der angeführten Soak-Temperatur auf eine Temperatur zwischen weniger als 1000°C und 870°C, wobei das Abschrecken des Bandes mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30°C/Sekunde von der erwähnten letzten langsamen Kühltemperatur bei einer anfänglichen Abschrecktemperatur auf eine Temperatur unter 400°C erfolgt, um auf diese Weise das Tempern des Martensits zu verhindern; die erwähnte anfängliche Abschrecktemperatur wird je nach Chromgehalt gewählt.
  23. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem das Band mit einer Geschwindigkeit von mehr als 20°C/Sekunde von 400°C auf weniger als 100°C gekühlt wird.
  24. Das in einem der vorausgehenden Patentansprüche beanspruchte Verfahren, bei dem das Band mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sekunde von der erwähnten letzten langsamen Kühltemperatur bei der anfänglichen Abschrecktemperatur auf eine Temperatur unter 400°C abgekühlt wird.
  25. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechs gemäß Patentanspruch 1 mit den folgenden Schritten: Nach der Entkohlung durch Anlassen Nitrierung des entkohlten Bandes, wobei das Band zwischen 0,01 und 0,03 % Kohlenstoff und 0,01 bis 0,05 % Aluminium enthält.
  26. Das in Patentanspruch 25 beanspruchte Verfahren, bei dem der erwähnte Chromgehalt größer ist als 0,25 % bis 1,2 %.
  27. Das in Patentanspruch 25 beanspruchte Verfahren, bei dem der erwähnte Chromgehalt größer ist als 0,30 % bis 1,2 %.
  28. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochpermeablen, kornorientierten Elektroblechs gemäß Patentanspruch 1 mit den folgendem Zusatzschritt: Nach der Entkohlung durch Anlassen Nitrierung des entkohlten Bandes, wobei das Band zwischen 0,01 und 0,03 % Kohlenstoff enthält, Hierdurch wird eine Permeabilität gemessen bei 796 A/m von mindestens 1880 erzielt.
  29. Das in Patentanspruch 28 beanspruchte Verfahren, bei dem der erwähnte Chromgehalt zwischen mehr als 0,25 % und 1,2 % beträgt.
  30. Das in Patentanspruch 28 beanspruchte Verfahren, bei dem der erwähnte Chromgehalt zwischen mehr als 0,30 % und 1,2 % beträgt.
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