DE68926457T2 - Herstellungsverfahren von elektroblechen mit goss-textur, die ausgezeichnete eisenverlustwerte und hohe flussdichte haben - Google Patents

Herstellungsverfahren von elektroblechen mit goss-textur, die ausgezeichnete eisenverlustwerte und hohe flussdichte haben

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DE68926457T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrostahlblechs bzw. eines Elektroblechs mit Goss-Textur mit hoher magnetischer Flußdichte und sehr niedrigen Eisenverlustwerten, wobei an der Oberfläche des Stahlblechs eine Steuerung der magnetischen Elementarbereiche bzw. Domänen ausgeführt wird.
  • Bekannt ist ein Verfahren zur Minderung des Eisenverlusts durch Ausführen einer künstlichen Steuerung der magnetischen Domänen an der Oberfläche eines kornorientierten Elektrostahlblechs mit hoher magnetischer Flußdichte in der zur Walzrichtung im wesentlichen senkrechten Richtung. Genauer gesagt, das obige Verfahren wird beispielsweise in Patentblättern der ungeprüften JP-A-18 566/1980 und der ungeprüften JP- A-73 724/1983 mit dem Titel "A Method of Irradiating a Laser Light Beam with a Distance Kept Between the Adjacent Laser Light Beams" (Verfahren zur Bestrahlung mit einem Laserstrahl, wobei ein Abstand zwischen benachbarten Laserstrahlen gehalten wird), einem Patentblatt der ungeprüften JP-A-96 036/1986 mit dem Titel "A Method of Forming an Invading Substance With a Distance Kept Between the Adjacent Invading Substances" (Verfahren zur Bildung einer eindringenden Substanz, wobei ein Abstand zwischen benachbarten eindringenden Substanzen gehalten wird), einem Patentblatt der ungeprüften JP-A-117 218/1986 mit dem Titel "A Method of Forming a Groove With a Distance Kept Between the Adjacent Grooves" (Verfahren zur Bildung einer Nut, wobei ein Abstand zwischen benachbarten Nuten gehalten wird), einem Patentblatt der JP-P-117 284/1986 mit dem Titel "A Method of Removing Part of a Steel Matrix and Then Coating the Removed Part of the Steel Matrix With a Film of Phosphoric Acid Based Tension Adding Agent With a Distance Kept Between the Adjacent Removed Parts" (Verfahren zum Entfernen eines Teils einer Stahlmatrix und anschließendem Aufbringen einer Schicht eines spannungserhöhenden Mittels auf Phosphorsäurebasis auf den entfernten Teil der Stahlmatrix, wobei ein Abstand zwischen den benachbarten entfernten Teilen gehalten wird) sowie einem Patentblatt der ungeprüften JP-A-151 511/1987 mit dem Titel "A Method of Irradiating a Plasma Flame With a Distance Kept between the Adjacent Plasma Flames" (Verfahren zum Bestrahlen mit einer Plasmaflamme, wobei ein Abstand zwischen den benachbarten Plasmaflammen gehalten wird).
  • In der Praxis hat die Anwendung der Technologie zur künstlichen Steuerung von magnetischen Domänen eine beträchtliche Verringerung des Eisenverlusts von kornorientiertem Elektrostahlblech ermöglicht.
  • Dessenungeachtet sind trotz der obenerwähnten Eisenverlustminderung von vielen Anwendern höhere Anforderungen an einen Eisenwerkstoff mit einer stärkeren Eisenverlustminderung und einer geringeren Schwankung des Eisenverlusts gestellt worden. Um diese Anforderungen befriedigend zu erfüllen, ist es noch notwendiger geworden, einen Eisenwerkstoff mit einer stärkeren Eisenverlustminderung zu entwickeln.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrostahlblechs zu schaffen, das die obigen Anforderungen erfüllt. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemß Anspruch 1 gelöst.
  • Im Hinblick auf die obenerwähnten Anforderungen führten die Erfinder Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Entwicklung eines kornorientierten Elektrostahlblechs mit den geforderten Eigenschaften durch und stellten im Ergebnis dieser Forschungs- und Entwicklungsarbeiten fest, daß eine außerordentlich gute Eisenverlustminderung bezüglich eines kornorientierten Elektrostahlblechs mit hoher magnetischer Flußdichte erzielt werden kann, indem eine Steuerung ausgeführt wird, die es erlaubt, daß eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns innerhalb eines vorgegebenen Bereichs bleibt, wobei das kornorientierte Elektrostahlblech so behandelt wird, daß es mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzogen wird und daß an dem Blech nach Beendigung der sekundären Rekristallisation eine Steuerung der magnetischen Domänen in der zur Walzrichtung im wesentlichen senkrechten Richtung ausgeführt wird, wodurch die vorliegende Erfindung geschaffen wurde.
  • Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrostahlblechs mit sehr guter Eisenverlustminderung, wobei in Gegenwart einer Magnetisierungskraft von 800 A/m eine Magnetflußdichte auf einem höheren Wert als 1,88 T gehalten wird, wobei das Verfahren so ausgeführt wird, daß ein kalt fertiggewalztes Stahlblech entkohlend geglüht und zu einem Bund gehaspelt wird, wobei es mit einem Glühtrennmittel beschichtet ist, wonach das Blech bei hoher Temperatur fertiggeglüht, dann nach Entfernen des Trennmittels richtgeglüht und danach, vor oder nach Beendigung des Richtglühens, mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzogen wird, um eine Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit des Stahlblechs auf einem höheren Wert als 0,7 kg/mm² halten zu können, und wobei ferner vor oder nach Beendigung der Spannungsbeschichtung oder des Richtglühens eine künstliche Steuerung der magnetischen Domänen für die Oberfläche des Stahlblechs ausgeführt wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns in der Walzoberfläche so geregelt wird, daß sie innerhalb des Bereichs von 11 bis 50 mm bleibt, wobei die Bestandteile des Eisenwerkstoffs für das Stahlblech und die Bedingungen für die Behandlung des Stahlblechs auf geeignete Weise kontrolliert werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • Fig. 1 eine Beziehung zwischen einer magnetischen Flußdichte B&sub8;, einer mittleren Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns und einem Eisenverlust W 15/50 nach dem Fertigglühen von Stahlblechen bei hoher Temperatur, wobei die Bleche in flachem Zustand gehalten wurden, die mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzogene Oberfläche jedes kornorientierten Elektrostahlblechs dann mit einem Laserstrahl bestrahlt wurde und danach für das kornorientierte Elektrostahlblech eine Steuerung der magnetischen Domänen ausgeführt wurde;
  • Fig. 2 eine Beziehung zwischen einer magnetischen Flußdichte B&sub8; und einer mittleren Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns bezüglich kornorientierter Elektrostahlbleche, für deren Herstellung die Stahlbleche in gebogenem Zustand gehalten und bei hoher Temperatur fertiggeglüht, nach beendetem Fertigglühen richtgeglüht und dann jeweils mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzogen wurden und ferner durch Bestrahlen der Oberfläche jedes der Stahlbleche mit Laserstrahl eine Steuerung der magnetischen Domänen ausgeführt wurde;
  • Fig. 3 eine Beziehung zwischen einem Reduktionsgrad für ein Kaltfertigwalzen, einem Magnetfluß B&sub8; und einer mittleren Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns bezüglich der jeweiligen kornorientierten Elektrostahlbleche nach dem Fertigglühen der Stahlbleche bei hoher Temperatur, wobei die Bleche in flachem Zustand gehalten wurden.
  • Die beste Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist praktisch auf der Grundlage von Ergebnissen erkannt worden, die aus den folgenden Experimenten (I) bis (III) abgeleitet wurden.
  • (Experiment I)
  • Stahlbleche mit einem Si-Gehalt von jeweils 3,2% und mit einem oder mehreren Bestandteilen, die aus einer Materialgruppe ausgewählt waren, d. h. unter MnS, MnSe, Cuxs, Sn und Sb, die neben AlN als Inhibitoren für die Bleche verwendet werden, wurden auf eine Dicke von 0,17 mm kalt fertiggewalzt, anschließend entkohlend geglüht und dann mit einem Glühtrennmittel beschichtet. Dann wurden die Bleche bei hoher Temperatur fertiggeglüht, wobei sie in flachem Zustand gehalten wurden, und nach beendetem Fertigglühen wurde das Trennmittel von jedem der Stahlbleche entfernt, wodurch verschiedene Arten kornorientierter Elektrostahlbleche hergestellt wurden. Danach wurde jedes der entstandenen kornorientierten Elektrostahlbleche mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzogen, um eine Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit jedes kornorientierten Elektrostahlblechs auf einem Wert von 1,0 kg/mm² halten zu können. Anschließend wurde die Oberfläche jedes kornorientierten Elektrostahlblechs in Richtung senkrecht zur Walzrichtung mit einem Impulslaserstrahl bei einer Energiedichte von 2,0 J/cm², einer Bestrahlungsbreite von 0,25 mm und einem Bestrahlungsabstand von 5 mm bestrahlt. Nach beendeter Bestrahlung wurden eine magnetische Flußdichte B&sub8; (magnetische Flußdichte in Gegenwart einer Magnetisierungskraft von 800 A/M) und ein Eisenverlust W 15/50 bezüglich der jeweiligen kornorientierten Elektrostahlbleche gemessen. Außerdem wurde bei entferntem Oberflächenfilm unter Anwendung eines Liniensegmentverfahrens bezüglich der drei Richtungen, d. h. der Walzrichtung, der Richtung von 45 Grad zur Walzrichtung und der Richtung senkrecht zur Walzrichtung, eine Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns in der Walzoberfläche gemessen, wodurch eine mittlere Korngröße bezüglich der entsprechenden kornorientierten Elektrostahlbleche bestimmt wurde (zu beachten ist, daß unter Anwendung des obenerwähnten Verfahrens eine für die Ausführung der vorliegenden Erfindung bestimmte mittlere Korngröße bezüglich aller kornorientierten Elektrostahlbleche gemessen wurde). Eine Beziehung zwischen der mitt leren Korngröße, der magnetischen Flußdichte B&sub8; und dem Eisenverlust W 15/50 ist in Fig. 1 dargestellt.
  • In Fig. 1 bezeichnet die Abszisse eine mittlere Korngröße, und die Ordinate bezeichnet eine magnetische Flußdichte B&sub8;. In der Zeichnung bezeichnen vier Markierungen (d. h. ein Doppelkreis, ein einfacher Kreis, ein Dreieck und ein X-förmiges Zeichen) jeweils einen Eisenverlust W 15/50.
  • Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat sich gezeigt, daß eine hervorragende Eisenverlustminderung erzielt werden kann, wenn die mittlere Korngröße größer als 11 mm ist und die magnetische Flußdichte B&sub8; auf einem höheren Wert als 1,88 T gehalten wird.
  • (Experiment II)
  • Stahlbleche wurden bis zu dem Schritt, in dem ein Glühtrennmittel aufgebracht wird, nach dem gleichen Verfahren wie im Experiment I behandelt. Danach wurden diese Bleche bei hoher Temperatur fertiggeglüht, wobei sie in Walzrichtung mit einem Krümmungsradius von 400 mm gebogen wurden, und dann wurde das Trennmittel entfernt. Dann wurden die Bleche richtgeglüht nach beendetem Richtglühen mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzogen, und dann wurde die Oberfläche jedes der Stahlbleche unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie im Experiment I mit einem Laserstrahl bestrahlt. Anschließend wurden eine magnetische Flußdichte B&sub8; und eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns bezüglich der entsprechenden Stahlbleche gemessen. Eine Beziehung zwischen der magnetischen Flußdichte B&sub8; und der mittleren Korngröße ist in Fig. 2 dargestellt.
  • In Fig. 2 bezeichnet die Abszisse eine mittlere Korngröße, und die Ordinate bezeichnet eine magnetische Flußdichte B&sub8;.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wo die Stahlbleche in dem gebogenen Zustand gehalten und dabei fertiggeglüht wurden, ist deutlich zu erkennen, daß eine Neigung zur Verschlechterung der magnetischen Flußdichte B&sub8; besteht, wenn die mittlere Korngröße zu stark vergrößert wird. Außerdem stellt man fest, daß sich die magnetische Flußdichte B&sub8; erheblich verschlechtert, wenn die mittlere Korngröße 50 mm übersteigt. In diesem Zusammenhang ist nach Fig. 1 zu vermuten, daß sich bei einer Zunahme der mittleren Korngröße über 50 mm die magnetische Flußdichte B&sub8; verschlechtert, was zu einer entsprechenden Verschlechterung des Eisenverlusts führt.
  • Zu beachten ist, daß die Stahlbleche jeweils geglüht wurden, während ihre einander gegenüberliegenden Flächen in vertikaler Richtung orientiert waren und normalerweise in gehaspeltem Zustand in Form eines Bundes gehalten wurden, da das Fertigglühen eine lange Zeit dauerte, in der die Bleche auf einer hohen Temperatur gehalten wurden. Ein längs des inneren Umfangs jedes Bundes gemessener Krümmungsradius war während des Fertigglühens bei hoher Temperatur kleiner als etwa 400 mm. Der Grund dafür ist, daß bei einem größeren Krümmungsradius eine Vergrößerung der Anlage unvermeidlich ist, was zu unvorteilhaft hohen Kosten für die Herstellung kornorientierter Elektrostahlbleche führt.
  • Anhand der Ergebnisse der Experimente I und II ist festgestellt worden, daß eine sehr gute Eisenverlustminderung erzielt werden kann, indem bezüglich der entsprechenden kornorientierten Elektrostahlbleche mit jeweils hoher magnetischer Flußdichte, die durch Fertigglühen bei hoher Temperatur unter Anwendung des herkömmlichen Verfahrens, wobei sie in gehaspeltem Zustand in Form eines Bundes gehalten werden, Überziehen mit einem spannungsbeschichtungsfilm und anschließende Behandlung unter Steuerung der magnetischen Domänen in der zur Walzrichtung im wesentlichen senkrechten Richtung nach Beendigung der sekundären Rekristallisation hergestellt werden, eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns so geregelt wird, daß sie innerhalb eines Bereichs von 11 bis 50 mm bleibt.
  • (Experiment III)
  • Siliziumstahlbrammen mit einem Gehalt von jeweils 0,065% C, 3,0 % Si, 0,075% Mn, 0,025% S, 0,0260% säurelöslichem Aluminium, 0,0085% N sowie einem Rest von unvermeidlich enthaltenen Elementen wurden 120 Minuten auf eine Temperatur von 1350ºC erhitzt und dann auf eine Dicke von 1,1 bis 5,0 mm warmgewalzt. Die warmgewalzten Stahlbleche wurden 2 Minuten bei einer Temperatur von 1120ºC geglüht und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 30ºC/s auf 300ºC abgekühlt. Danach wurden sie auf eine Dicke von 0,285 mm kaltgewalzt, 3 Minuten in einer feuchten Atmosphäre mit einem Gehalt von 75% H&sub2; und 25% N&sub2; bei einer Temperatur von 850ºC entkohlend geglüht, mit einem Glühtrennmittel beschichtet, das ein Magnesiumoxid als Hauptbestandteil enthielt, und dann bei hoher Temperatur fertiggeglüht, wobei sie in flachem Zustand gehalten wurden. Das Fertigglühen bei hoher Temperatur wurde so ausgeführt, daß die Atmosphäre mit einem Gehalt von 75% H&sub2; und 25% N&sub2; während der Erhöhung der Arbeitstemperatur aufrechterhalten wurde, die Arbeitstemperatur mit einer Anstiegsgeschwindigkeit von 15ºC/h auf 1200ºC erhöht wurde und die kaltgewalzten Stahlbleche dann 20 Stunden bei einer Temperatur von 1200ºC in einer Wasser stoffatmosphäre geglüht wurden. Danach wurden bezüglich der entsprechenden kornorientierten Elektrostahlblechprodukte eine magnetische Flußdichte B&sub8; und eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns gemessen. Eine Beziehung zwischen einem Reduktionsgrad beim Kaltwalzen, der magnetischen Flußdichte B&sub8; und der mittleren Korngröße ist in Fig. 3 dargestellt.
  • In Fig. 3 bezeichnet die Abszisse einen Reduktionsgrad beim Kaltwalzen, und die Ordinate bezeichnet eine magnetische Flußdichte und eine mittlere Korngröße.
  • Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann man kornorientierte Elektrostahlbleche mit jeweils hervorragenden Eigenschaften erhalten, derart daß der Reduktionsgrad beim Kaltwalzen innerhalb von 83 bis 93% bleibt, die mittlere Korngröße zwischen 11 und 50 mm liegt und die magnetische Flußdichte auf einem höheren Wert als 1,88 T gehalten wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, können die kornorientierten Elektrostahlbleche mit hoher magnetischer Flußdichte und sehr niedrigen Eisenverlustwerten erfindungsgemäß gewonnen werden, indem die entsprechenden kornorientierten Elektrostahlbleche (die z. B. aus Experiment III abgeleitet werden) mit hervorragenden Eigenschaften, wie z. B. einer mittleren Korngröße im Bereich von 11 bis 50 mm und einer magnetischen Flußdichte von mehr als 1,88 T, mit einem Spannungsbeschichtungsfilm überzieht, der eine Spannungsstärke von mehr als 0,7 kg/mm² sicherstellt, und die Oberfläche jedes der kornorientierten Elektrostahlbleche unter künstlicher Steuerung der magnetischen Domänen behandelt.
  • Als nächstes wird eine chemische Zusammensetzung jedes kornorientierten Elektrostahlblechs beschrieben und dargelegt, weshalb dafür die vorstehende Zusammensetzung festgesetzt ist.
  • Der Kohlenstoffgehalt ist vorzugsweise niedriger als 0,12%, da es bei einem höheren Gehalt als 0,12% schwierig wird, bei einem zum Zweck der Entkohlung auszuführenden Glühvorgang die Entkohlung zu bewerkstelligen. Ferner liegt der Siliziumgehalt vorzugsweise zwischen 2,5 und 4,5%, da bei einem niedrigeren Gehalt als 2,5% jedes kornorientierte Elektrostahlblech keine sehr gute Eisenverlustminderung aufweist. Bei einem höheren Gehalt als 4,5% verschlechtert sich die Umformbarkeit. Der Mangangehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 0,030 bis 0,200%, da sich bei einem niedrigeren Gehalt als 0,030% die Umformbarkeit verschlechtert. Übersteigt der Gehalt 0,200%, dann weisen die kornorientierten Elektrostahlbleche keine sehr gute Eisenverlustminderung auf. Der Gesamtgehalt an Schwefel oder Selen oder beiden liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 0,06%, da bei einem niedrigeren Gehalt als 0,01% oder einem höheren Gehalt als 0,06% die kornorientierten Elektrostahlbleche keine sehr gute Eisenverlustminderung aufweisen. Der Gehalt an säurelöslichem Aluminium liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,010 bis 0,050%, da bei einem niedrigeren Gehalt als 0,010% die kornorientierten Elektrostahlbleche keine hervorragende magnetische Flußdichte aufweisen. Bei einem höheren Gehalt als 0,050% verläuft die sekundäre Rekristallisation fehlerhaft. Der Stickstoffgehalt liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,0030 bis 0,0100%, da bei einem niedrigeren Gehalt als 0,0030% die sekundäre Rekristallisation fehlerhaft verläuft. Bei einem höheren Gehalt als 0,0100% treten an der Oberfläche der kornorientierten Elektrostahlbleche Fehler in Form von Gasblasen auf.
  • Es hat sich gezeigt, daß das kornorientierte Elektrostahlblech keine hervorragende magnetische Eigenschaft aufweist, wenn es nicht nach Beendigung des Warmwalzens bis zur Ausführung eines Kaltfertigwalzens mindestens einmal bei einer Temperatur von 1050 bis 1200ºC geglüht und dann schnell abgekühlt wird.
  • Die Stärke der Spannung pro Querschnittsflächeneinheit jedes kornorientierten Elektrostahlblechs, die in Gegenwart eines Oberflächenfilms (einschließlich Forsterit) auftritt, sollte auf einem höheren Wert als 0,7 kg/mm² gehalten werden, da bei einem niedrigeren Wert als 0,7 kg/mm² die kornorientierten Elektrostahlbleche keine sehr gute Eisenverlustminderung aufweisen. Wenn die magnetische Flußdichte höher als 1,88 T wird, wobei der Betrag der Magnetisierungskraft auf einem Wert von 800 A/m gehalten wird, dann weisen die kornorientierten Elektrostahlbleche eine sehr gute Eisenverlustminderung auf. Wird die magnetische Flußdichte niedriger als 1,88 T, dann weisen die kornorientierten Elektrostahlbleche keine sehr gute Eisenverlustminderung auf.
  • Es hat sich gezeigt, daß jedes kornorientierte Elektrostahlblech eine sehr gute Eisenverlustminderung aufweist, wenn es unter solchen Bedingungen hergestellt wird, daß die mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns innerhalb eines Bereichs von 11 bis 50 mm bleibt, die Oberfläche jedes kornorientierten Elektrostahlblechs mit einem Film überzogen wird, der sicherstellt, daß die Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit des Blechs auf einem höheren Wert als 0,7 kg/mm² gehalten wird, die magnetische Flußdichte auf einem höheren Wert als 1,88 T gehalten wird, während der Betrag der Magnetisierungskraft auf einem Wert von 800 A/m gehalten wird, und für die Oberfläche jedes kornorientierten Elektrostahlblechs in der zur Walzrichtung im wesentlichen senkrechten Richtung eine künstliche Steuerung der magnetischen Domänen ausgeführt wird.
  • Es wird in Betracht gezogen, daß bei der Ausführung einer Steuerung der magnetischen Domänen für das erfindungsgemäße kornorientierte Elektrostahlblech der Verschlechterungsfaktor des Eisenverlusts bei einer geringeren Korngröße als 11 mm ein Ausbildungsmuster der magnetischen Domänen beeinträchtigt, in dem die Feinkorngrenze zur Minimierung des Eisenverlusts dient. Ferner wird in Betracht gezogen, daß beim Hochtemperatur-Fertigglühen von Stahlblechen, wobei diese in gebogenem Zustand gehalten werden (auf der Basis von Industrieprodukten), eine Abweichung der Walzoberfläche von der Goss- Orientierung oder eine ähnliche Funktionsstörung, die auf das nach beendetem Hochtemperaturglühen ausgeführte Richtglühen zurückzuführen ist, bei einer mittleren Korngröße von mehr als 50 mm eine unerwünschte Verringerung der magnetischen Flußdichte zur Folge hat.
  • Es ist festgestellt worden, daß kornorientierte Elektrostahlbleche mit hervorragenden Eigenschaften, derart daß die magnetische Flußdichte B&sub8; auf einem höheren Wert als 1,88 T gehalten wird und die magnetische Flußdichte jedes sekundär rekristallisierten Korns innerhalb eines Bereichs von 11 bis 50 mm bleibt, wobei AlN als Hauptinhibitor für die Bleche eingesetzt wird, unter solchen Bedingungen hergestellt werden können, daß sie nach beendetem Warmwalzen bis zur Ausführung eines Kaltfertigwalzens mindestens einmal bei einer Temperatur von 1050 bis 1200ºC geglüht werden, nach beendetem Glühen schnell abgekühlt und dann mit einem Reduktionsgrad von 83 bis 92% kalt fertiggewalzt werden.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Siliziumstahlbrammen mit einem Gehalt von jeweils 0,080% C, 3,2% Si, 0,075% Mn, 0,0250% säurelöslichem Aluminium und 0,0085% N, die ferner ein oder zwei aus einer Gruppe ausgewählte Elemente enthielten, d. h. 0,025% oder 0,015% S, 0,020% Se, 0,12% Sn, 0,07% Cu und 0,020% Sb, wurden 120 Minuten auf eine Temperatur von 1350ºC erhitzt und warmgewalzt, so daß sie warmgewalzte Bleche mit einer Dicke von 0,9 bis 4,4 mm lieferten.
  • Die warmgewalzten Bleche wurden bei verschiedener Temperatur innerhalb eines Bereichs von 1000 bis 1200ºC geglüht und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 35ºC/s auf 300ºC abgekühlt. Danach wurden sie nach einem später zu beschreibenden Herstellungsverfahren I oder II kalt fertiggewalzt. Genauer gesagt, im Falle des Herstellungsverfahrens I wurden die warmgewalzten Bleche unmittelbar nach beendetem Glühen kalt fertiggewalzt.
  • Andererseits wurden die warmgewalzten Bleche im Falle des Herstellungsverfahrens II nach dem Glühen jeweils einem Zwischenkaltwalzen auf eine vorgegebene Dicke unterworfen, dann wurden sie 100 Sekunden bei einer Temperatur von 1000ºC geglüht, und danach wurden sie mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 25ºC/s auf 300ºC abgekühlt. Anschließend wurden sie kalt fertiggewalzt.
  • Nach beendetem Kaltfertigwalzen wurden die warmgewalzten Bleche 3 Minuten in einer feuchten Atmosphäre mit 75% H&sub2; und 25% N&sub2; bei einer Temperatur von 850ºC entkohlend geglüht, dann wurden sie mit einem Glühtrennmittel mit einem Magnesiumoxid als Hauptbestandteil beschichtet, und danach wurden sie jeweils zu einem Bund mit einem Krümmungsradius von etwa 400 mm gehaspelt und so bei hoher Temperatur fertiggeglüht. Beim Hochtemperatur-Fertigglühen der Bleche wurde die Atmosphäre mit 75% H&sub2; und 25% N&sub2; während der Erhöhung der Arbeitstemperatur aufrechterhalten, und die Bleche wurden mit einer Anstiegsgeschwindigkeit von 15ºC/h auf eine Temperatur von 1200ºC erhitzt und dann 20 Stunden bei einer Temperatur von 1200ºC in einer Wasserstoffatmosphäre geglüht. Danach wurde das Glühtrennmittel entfernt, und dann wurden eine Behandlung zum Steuern der magnetischen Domänen, eine Glühung und andere Operationen gemäß einem von vier nachstehend beschriebenen Verfahren ausgeführt, d. h. einem Verfahren A, einem Verfahren B, einem Verfahren C und einem Verfahren D.
  • Bei Anwendung des Verfahrens A wurde die Spannungsbeschichtungsoperation für die entsprechenden Stahlbleche so ausgeführt, daß eine Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit auf 1,0 kg/mm² eingestellt wurde. Dann wurden die Bleche 30 Sekunden lang einem Richtglühen bei einer Temperatur von 850ºC unterworfen, wobei zusätzlich das Ausheizen des Spannungsbeschichtungsfilms berücksichtigt wurde. Anschließend wurde die Oberfläche jedes Stahlblechs in Richtung senkrecht zur Walzrichtung mit einem Impulslaserstrahl bei einer Energiedichte von 2,0 J/cm², einer Bestrahlungsbreite von 0,25 mm und einem Bestrahlungsabstand von 5 mm bestrahlt.
  • Bei Anwendung des Verfahrens B wurde jedes Stahlblech nach der Behandlung gemäß dem Verfahren A mit Antimonpulver beschichtet. Danach wurde es 2 Stunden bei einer Temperatur von 800ºC geglüht.
  • Bei Anwendung des Verfahrens C wurde die Oberfläche jedes Stahlblechs in Richtung senkrecht zur Walzrichtung mit einem Impulslaserstrahl bei einer Energiedichte von 3,0 J/cm², einer Bestrahlungsbreite von 0,2 mm und einem Bestrahlungsabstand von 5 mm bestrahlt, um die Forsterit-Schicht teilweise von der Oberfläche jedes Stahlblechs zu entfernen. Dann wurde das Stahlblech 20 Sekunden lang in eine Salpetersäurelösung mit einer Konzentration von 61% getaucht. Anschließend wurde eine Spannungsbeschichtung für das Stahlblech durchgeführt, so daß eine Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit des Stahlblechs auf einem Wert von 1,0 kg/mm² gehalten wurde. Danach wurde das Stahlblech 30 Sekunden lang einem Richtglühen bei einer Temperatur von 850ºC unterworfen, wobei zusätzlich das Ausheizen bzw.Trocknen des Spannungsbeschichtungsfilms berücksichtigt wurde.
  • Schließlich wurde bei Anwendung des Verfahrens D mit Hilfe einer zahnradförmigen Walze mit einer Zahnteilung von 8 mm, einem Krümmungsradius an jeder Zahnspitze von 100 µm, wobei jeder Zahn als Schneide dient, die in einem Winkel von 75 Grad zur Walzrichtung verläuft, unter einer Last von 180 kg/mm² in jedem Stahlblech eine Deformation erzeugt. Dann wurde eine Spannungsbeschichtungsoperation ausgeführt, derart daß eine Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit jedes Stahlblechs auf einem Wert von 1,0 kg/mm² gehalten wurde. Danach wurde das Stahlblech 30 Sekunden lang einem Richtglühen bei einer Temperatur von 850ºC unterworfen.
  • Nach der Behandlung des Stahlblechs unter Anwendung des Verfahrens A, des Verfahrens B, des Verfahrens C und des Verfahrens D wurden die magnetische Flußdichte B&sub8; und der Eisenverlust gemessen. Anschließend wurde die Oberflächenschicht von dem Stahlblech entfernt, das wiederum in einer Säurelösung gewaschen wurde, so daß eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns in der Walzoberfläche gemessen wurde.
  • In Tabelle 1 sind Bestandteile jedes Stahlblechs, eine Dicke jedes warmgewalzten Blechs, ein Herstellungsverfahren (I oder II), eine Erweichungstemperatur beim Glühen von warmgewalzten Blechen, eine Dicke jedes Stahlblechs nach beendetem Zwischenkaltwalzen, eine Dicke jedes Stahlblechs nach beendetem Kaltfertigwalzen, ein Reduktionsgrad beim Fertigwalzen, eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns, ein Steuerverfahren für die magnetischen Domänen (A, B, C oder D), eine magnetische Flußdichte B&sub8; bzw. ein Eisenverlust angegeben. Tabelle 1 Tabelle 1 - Fortsetzung
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, kann man nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein kornorientiertes Elektrostahlblech mit hoher magnetischer Flußdichte und sehr guter Eisenverlustminderung erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Eisenwerkstoffs mit außergewöhnlich niedrigem Eisenverlust, der vorzugsweise als Magnetkern oder dergleichen in einem Transformator einsetzbar ist. Infolgedessen kann ein Energieverlust in dem Transformator oder einer ähnlichen elektrischen Einrichtung durch Verwendung des erfindungsgemäßen Eisenwerkstoffs wesentlich reduziert werden.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrostahlblechs, das eine sehr gute Eisenverlustminderung aufweist, wobei eine Magnetflußdichte von mehr als 1,88T in Gegenwart einer Magnetisierungskraft von 800 A/m aufrechterhalten wird, mit den Schritten: Warmwalzen einer Bramme, die bis zu 0,12% C, 2,5 bis 4,5% Si, 0,030 bis 0,200% Mn, insgesamt 0,01 bis 0,06% S und/oder Se, 0,010 bis 0,050% säurelösliches Al und 0,0030 bis 0,0100% N enthält, wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; Glühen des erhaltenen warmgewalzten Blechs bei 1050 bis 1200ºC, Kaltwalzen des Blechs mit einem Reduktionsgrad von 82 bis 93%; entkohlendes Glühen des abschließend kaltgewalzten Stahlblechs, Haspeln des Blechs zu einem Bund, wobei es mit einem Trennmittel für einen Glühvorgang beschichtet ist; anschließendes Fertigglühen bei hoher Temperatur; Entfernen des Trennmittels von dem Blech und anschließendes Richtglühen; anschließendes Überziehen mit einem Spannungsbeschichtungsfilm vor oder nach Beendigung des Richtglühens, um eine Spannungsstärke pro Querschnittsflächeneinheit des Stahlblechs auf einem höheren Wert als 0,7 kg/mm² zu halten, und ferner, vor oder nach Beendigung der Spannungsbeschichtung oder des Richtglühens, Ausführen einer künstlichen Steuerung der magnetischen Domänen an der Oberfläche des Stahlblechs, wodurch eine mittlere Korngröße jedes sekundär rekristallisierten Korns in der Walzoberfläche so geregelt wird, daß sie innerhalb des Bereichs von 11 bis 50 mm bleibt.
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