DE69131977T2 - Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrofeinblech mit verbesserten magnetischen Eigenschaften und Oberflächenfilmeigenschaften - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroblech bzw. -feinblech mit verbesserten magnetischen und Oberflächenschicht- bzw. -filmeigenschaften.
• Das kornorientierte Elektrofeinblech wird als Eisenkernmaterial für Transformatoren, Stromerzeugungs- und andere elektrische Vorrichtungen verwendet und muß daher nicht nur gute Magnetisierungs- und Wattverlusteigenschaften, sondern auch eine gute Oberflächenschicht haben.
• Ein kornorientiertes Elektrofeinblech wird unter Verwendung eines Sekundärrekristallisationsphänomens hergestellt, bei dem sich Kristallkörner mit einer {110}-Ebene parallel zur Walzoberfläche und einer < 001> -Achse parallel zur Walzrichtung entwickeln. Die sekundäre Rekristallisation tritt in einem Fertigtexturqlühschritt auf. Um eine vollständige Manifestation der sekundären Rekristallisation sicherzustellen, muß ein Inhibitor, z. B. AlN, MnS, MnSe oder andere Feinausscheidungen, im Stahl vorhanden sein, um das Wachstum von primärkristallisierten Körnern zu unterdrücken, bis der Stahl auf einen Temperaturbereich erwärmt ist, in dem sich die sekundäre Rekristallisation während des Fertigtexturglühens manifestiert. Um eine vollständige Auflösung eines inhibitorbildenden Elements, z. B. Al, Mn, S, Se und N, in Stahl sicherzustellen, wird die Elektroblechbramme auf eine hohe Temperatur von 1350 bis 1400ºC erwärmt.
• Die inhibitorbildenden Elemente, die vollständig in der Elektroblechbramme gelöst sind, werden in Form eines Feinpartikels aus AlN, MnS, MnSe usw. durch Glühen eines warmgewalz ten Bandes oder durch Zwischenglühen vor einer Kaltwalzendstufe ausgeschieden.
• Bei diesem Verfahren wird eine Elektroblechbramme auf eine hohe Temperatur erwärmt, wie oben erwähnt, was die Ausbildung einer großen Menge geschmolzenen Zunders oder Schlacke verursacht und was wiederum ein häufiges Reparieren des Glühofens erfordert, die Wartungskosten erhöht, den Verfügbarkeitsfaktor der Vorrichtung verringert und die Brennstoffkosten pro Einheitsgewicht des Erzeugnisses steigen läßt.
• Um diese Nachteile zu beseitigen, sind Untersuchungen durchgeführt worden, um ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrofeinblechs zu entwickeln, bei dem die Erwärmung der Elektroblechbramme bei einer niedrigeren Temperatur erfolgt.
• Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) 52-24 116 beispielsweise offenbart ein Verfahren, in dem eine Elektroblechbramme neben Al Zr, Ti, B, Nb, Ta, V, Cr, Mo und andere nitridbildende Elemente enthält, so daß die Brammenerwärmung bei einer Temperatur von 1100 bis 1260ºC erfolgen kann.
• Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) 59-190 324 offenbart ein Verfahren, in dem eine Elektroblechbramme Kohlenstoff in einer Menge von nur 1,01% oder weniger enthält und selektiv S, Se, Al und B enthält und die Oberfläche eines Stahls nach dem Kaltwalzen in einem Primärrekristallisationsglühen wiederholt erwärmt oder impulsgeglüht wird, so daß die Brammenerwärmung bei einer Temperatur von 1300ºC oder weniger erfolgen kann.
• Die japanische geprüfte Patentveröffentlichung (Kokoku) 61-60 896 offenbart ein Verfahren, in dem eine Elektroblechbramme 0,08 bis 0,45% Mangan und 0,007% oder weniger Schwefel enthält, d. h. einen kleinen Wert des Erzeugnisses [Mn] [S] hat und auch Al, P und N enthält, so daß die Brammenerwärmung bei einer Temperatur von 1280ºC oder weniger erfolgen kann.
• Auf der Grundlage des Verfahrens entsprechend der japanischen geprüften Patentveröffentlichung (Kokoku) 61-60 896 schlugen die Erfinder der vorliegenden und anderer Erfindungen ein verbessertes Verfahren in der japanischen Patentanmeldung 1-91 956 = EP 321 695 A vor, d. h. ein Verfahren zur Erzeugung eines kornorientierten Elektrofeinblechs mit verbesserten magnetischen und Oberflächenschichteigenschaften, in dem ein fertiges kaltgewalztes Band nitriert wird, während es sich bewegt, und dadurch ein Inhibitor in das Band eingebracht wird.
• Aus EP-0 321 695 A ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrofeinblechs mit verbesserten magnetischen und Oberflächenschichteigenschaften bereitzustellen und dabei hohe Produktivität und stabile Herstellung sicherzustellen, bei der die Brammenerwärmung mit einer verringerten Temperatur von 1200ºC oder darunter erfolgt, um den Energieverbrauch für die Brammenerwärmung zu verringern und die Probleme zu lösen, die durch die Hochtemperaturbrammenerwärmung bewirkt werden, einschließlich hoher Wartungskosten, eines geringen Verfügbarkeitsfaktors der Vorrichtung und niedriger Produktivität.
• Um die oben erwähnte erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, wird ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrofeinblechs mit verbesserten magnetischen und Oberflächenschichteigenschaften bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
• Erwärmen, auf eine Temperatur von 1200ºC oder weniger, einer Elektroblechbramme, die nach Gewichtsprozenten aus 0,025 bis 0,075 Kohlenstoff, 2,5 bis 4,5 Silicium, 0,012 oder weniger Schwefel, 0,010 bis 0,060 säurelöslichem Aluminium, 0,010 oder weniger Stickstoff, 0,08 bis 0,45 Mangan und dem Rest, bestehend aus Eisen und unvermeidlichen Verunreinigungen, besteht;
• Warmwalzen der Bramme, um ein warmgewalztes Band auszubilden;
• Kaltwalzen des warmgewalzten Bandes, um ein kaltgewalztes Band mit einer Dicke eines Enderzeugnisses in einer einzigen Kaltwalzstufe oder in zwei oder mehr Kaltwalzstufen, zwischen denen ein Zwischenglühen erfolgt, auszubilden;
• Entkohlungsglühen des kaltgewalzten Bandes, begleitet von einer Ausbildung eines Siliziumdioxidsubstrats auf dem Band;
• Nitrieren des entkohlungsgeglühten Bandes, während es sich bewegt;
• Aufbringen eines Glühseparators auf das nitrierte Band; und
• Fertigtexturglühen des Bandes durch Erwärmen des Bandes auf eine erste Temperatur von 800 bis 850ºC in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 30 Vol.-% oder mehr (N&sub2; + Ar) mit 25 Vol.-% oder mehr N&sub2; und dem Rest H&sub2;, nachfolgendes Erwärmen des Bandes von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur von etwa 1200ºC in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 25 bis 35 Vol.-% N&sub2; und 75 bis 65 Vol.-% H&sub2; und nachfolgendes Erwärmen des Bandes von der zweiten Temperatur und darüber in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 100 Vol.-% H&sub2;.
• Nach zahlreichen Studien über ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Feinblechs mit verbesserten magnetischen und Oberflächenschichteigenschaften unter Verwendung einer verringerten Brammenerwärmungstemperatur von 1200ºC oder weniger haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß auf der Grundlage eines von den Erfindern der vorliegenden Erfindung und anderen in der japanischen Patentanmeldung 1-91 956 = EP 339 474 A offenbarten Verfahrens eine Glasschicht mit guter Haftung und Erscheinung ohne einen Fehler, wie etwa "Pfeffer und Salz", hergestellt wird, und zwar durch Steuern einer Fertigtexturglühatmosphäre, d. h. durch Erwärmung des Bandes auf eine erste Temperatur von 800 bis 850ºC in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 30 Vol.-% oder mehr (N&sub2; + Ar) mit 25 Vol.-% oder mehr N&sub2; und dem Rest H&sub2;, nachfolgende Erwärmung des Bandes von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur von etwa 1200ºC in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 25 bis 35 Vol.- % N&sub2; und 75 bis 65 Vol.-% H&sub2; und nachfolgende Erwärmung des Bandes von einer zweiten Temperatur und darüber in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzungen von 100 Vol.-% H&sub2;. Eine Elektroblechbramme, die als das Ausgangsmaterial im erfin dungsgemäßen Verfahren verwendet wird, muß eine chemische Zusammensetzung in dem festgelegten Bereich haben, und zwar aus den folgenden Gründen.
• Der Kohlenstoffgehalt der Stahlbramme muß im Bereich von 0,025 bis 0,075 Gew.-% liegen. Wenn der Kohlenstoffgehalt geringer als 0,025 Gew.-% ist, ist eine sekundäre Rekristallisation instabil, und auch wenn die sekundäre Rekristallisation abgeschlossen ist, hat ein Feinblecherzeugnis eine magnetische Flußdichte von nur 1, 80 Tesla für den B&sub1;&sub0;-Wert. Wenn der Kohlenstoffgehalt größer als 0,075 Gew.-% ist, muß das Entkohlungsglühen für eine lange Zeitdauer erfolgen, und dabei die Produktivität wird deutlich verringert.
• Der Siliciumgehalt muß 2,5 Gew.-% oder mehr betragen, um einen Höchstgrad an Wattverlustwert zu erreichen, insbesondere einen Wattverlustwert von 1,05 W/kg oder weniger als W17/50-Wert für eine Blechdicke von 0,30 mm. Dabei beträgt der Siliciumgehalt vorzugsweise 3,2 Gew.-% oder mehr. Wenn der Siliciumgehalt mehr als 4,5 Gew.-% beträgt, kann kein stabiler Kaltwalzbetrieb sichergestellt werden, da während des Kaltwalzens häufig Rißbildung und Bruch des Stahlblechs auftreten.
• Eines der Charakteristika der chemischen Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Stahlbramme besteht darin, daß der Schwefelgehalt 0,012 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 0,0070 Gew.-% oder weniger beträgt. Herkömmlicherweise ist Schwefel notwendig, um MnS auszubilden, das eines der Ausscheidungsprodukte ist, die erforderlich sind, um sekundäre Rekristallisation zu bewirken, wie in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung (Kokoku) 40-15 644 und 47-25 250 ausgeführt. Bei diesen herkömmlichen Technologien muß Schwefel im Stahl in einem optimalen Mengenbereich zur Manifestation seiner bestimmten Wirkung vorhanden sein, wie festgelegt, nämlich mit einer solchen Menge, daß das MnS-Ausscheidungsprodukt während des Erwärmens einer Bramme im Stahl abgebaut und gelöst werden kann. Es wurde jedoch herkömmlicherweise überhaupt anerkannt, daß sich das Vorhandensein von Schwefel im Stahl nachteilig auf die sekundäre Rekristallisation auswirkt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, daß Schwefel eine unvollständige sekundäre Rekristallisation in einem Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrofeinblech bewirkt, in dem (Al, Si)N als das notwendige Ausscheidungsprodukt für eine sekundäre Rekristallisation verwendet wird, und eine Bramme, die eine große Menge Silicium enthält, mit einer relativ niedrigen Temperatur erwärmt und dann warmgewalzt wird. Wenn der Siliciumgehalt des Elektrofeinblechs 4,5 Gew.-% oder weniger beträgt, muß der Schwefelgehalt 0,012 Gew.-% oder weniger betragen und beträgt vorzugsweise 0,0070 Gew.-% oder weniger, um das Auftreten einer unvollständigen sekundären Rekristallisation gründlich zu verhindern.
• Die vorliegende Erfindung verwendet (Al, Si)N als das Ausscheidungsprodukt, das notwendig zur sekundären Rekristallisation ist. Um die Ausbildung von AlN in einer erforderlichen Mindestmenge sicherzustellen, muß Al in einer Menge von 0,010 Gew.-% oder mehr als säurelösliche Aluminiummenge vorhanden sein, und N muß im Stahl in einer Menge von 0,0030 Gew.-% oder mehr im Stahl vorhanden sein.
• Wenn aber der Gehalt an säurelöslichem Aluminium größer als 0,060 Gew.-% ist, ist AlN in unzureichender Form in einem warmgewalzten Band vorhanden, und die sekundäre Rekristallisation wird instabil. Wenn der N-Gehalt größer als 0,010 Gew.-% ist, tritt Schwellung oder "Blasenbildung" in der Stahlblechoberfläche auf, und außerdem kann die Korngröße der primärkristallisierten Körner nicht gesteuert werden.
• Ein weiteres Charakteristikum der chemischen Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Stahlbramme ist der Mn-Gehalt. Um ein Erzeugnis mit einem Höchstgrad an Wattverlust zu erzeugen, verwendet die vorliegende Erfindung einen Si-Gehalt von 2,5 Gew.-% oder mehr. Das extrem niedrige erfindungsgemäße Niveau des S-Gehalts beseitigt das Problem, nämlich die unvollständige sekundäre Rekristallisation, die im anderen Fall auftreten würde, nämlich wenn eine Bramme mit einem solch hohen Si-Gehalt einer Niedrigtemperaturbrammenerwärmung, gefolgt von einem Warmwalzen, ausgesetzt wird. Daß sich MnS nicht auf die sekundäre Rekristallisation auswirkt, führt also zu einer relativ niedrigen magnetischen Flußdichte eines Feinblecherzeugnisses. Durch die Erfindung wird also der Mn-Gehalt in einem angemessenen Bereich gehalten, um eine magnetische Flußdichte von 1,89 Tesla oder höher sicherzustellen. Je größer der Mn- Gehalt, desto instabiler die sekundäre Rekristallisation eines Feinblecherzeugnisses, und je kleiner der Mn-Gehalt, desto höher der B&sub1;&sub0;-Wert. Eine zu große Mn-Menge bringt keine weitere Verbesserung, sondern läßt nur die Herstellungskosten steigen. Aus diesen Gründen muß Mn in einer Menge von 0,08 bis 0,45 Gew.-% vorhanden sein, um ein Feinblecherzeugnis mit einer magnetischen Flußdichte von 1,89 Tesla oder höher herzustellen, eine stabile sekundäre Rekristallisation sicherzustellen und Rißbildung des Kaltwalzbandes zu unterdrücken.
• Man beachte, daß eine erfindungsgemäße Stahlbramme eine sehr kleine Menge Cu, Sn, P, Ti und B enthält, was akzeptiert wird.
• Eine erfindungsgemäße Elektroblechbramme wird hergestellt durch Schmelzen eines Stahls in einem Schmelzofen, z. B. einem Konverter, einem Elektroofen usw., bei Bedarf Durchführung einer Vakuumentgasungsbehandlung des geschmolzenen Stahls und nachfolgendes Stranggießen oder Blockgießen, gefolgt von einem Vorwalzen.
• Die derartig hergestellte Elektroblechbramme wird dann vor dem Warmwalzen einer Brammenerwärmung unterzogen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Brammenerwärmung bei einer relativ niedrigen Temperatur von 1200ºC oder weniger, nicht nur um den Energieverbrauch für die Erwärmung zu verringern, sondern auch um AlN im Stahl unvollständig zu lösen, d. h. AlN ist im Zustand eines unvollständigen Mischkristalls im Stahl. Bei dieser Niedrigtemperaturbrammenerwärmung wird MnS, das eine höhere Auflösungstemperatur hat, natürlich unvollständig im Stahl gelöst.
• Nach der Erwärmung wird die Bramme warmgewalzt, um ein warmgewalztes Band auszubilden, das direkt oder nach einem notwendigen Glühen zu einem kaltgewalzten Band mit einer Dicke eines Feinblech-Enderzeugnisses in einer einzigen Stufe des Kaltwalzens oder in zwei oder mehr Stufen des Kaltwalzen, zwischen denen ein Zwischenglühen erfolgt, kaltgewalzt wird.
• Erfindungsgemäß wird die Elektroblechbramme bei einer relativ niedrigen Temperatur von 1200ºC oder weniger erwärmt, mit dem Ergebnis, daß Al, N, S usw. unvollständig im Stahl ge löst sind. Unter diesen Bedingungen enthält die Bramme keine Ausscheidungsprodukte, z. B. (Al, Si)N, MnS usw., die als Inhibitor zum Auslösen der sekundären Rekristallisation während des Fertigtexturglühens dienen. Um einen Inhibitor, z. B. (Al, Si)N, bereitzustellen, muß N vor der Manifestation der sekundären Rekristallisation in den Stahl eingebracht werden. Erfindungsgemäß wird nach dem Entkohlungsglühen in einer Atmosphäre eines Gasgemischs aus H&sub2; und N&sub2; auf die übliche Art und Weise und vor dem Aufbringen eines Glühseparators ein Stahlband in einer ammoniakhaltigen Gasatmosphäre nitriert, um einen Stickstoffgehalt des Stahls von 1500 ppm oder mehr bereitzustellen.
• Das Stahlband wird dann mit einem Glühseparator, z. B. Magnesiapulver, mit einer sehr geringen Menge an Zusatzstoffen behandelt und gewickelt, um einen Bandrolle auszubilden.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten ein Experiment durch, in dem ein Glühseparator auf Blechproben aufgebracht wird, die dann in einem experimentellen Glühofen unter Verwendung verschiedener Atmosphären geschichtet und geglüht werden, und stellten fest, daß die Glühatmosphäre, die in einem Temperaturbereich bis zu einer Temperatur von 800 bis 850ºC verwendet wurde, in einer engen Beziehung zu den magnetischen und Oberflächenschichteigenschaften des fertigtexturgeglühten Stahlblechs steht.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten auch fest, daß bei einem echten Fertigtexturglühen einer dicht gewickelten Rolle eine trockene Atmosphäre mit einem Taupunkt von -10ºC oder weniger verwendet wird, und daher kann die übliche Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; keine stabil gute Oberflächenschicht eines fertigtexturgeglühten Feinblechs hervorbringen, d. h. auch eine geringe Fluktuation der Glühbedingung könnte blanke Stellen in der Glasschicht bewirken. Um diesen Fehler zu beseitigen, schlugen die Erfinder der vorliegenden und anderer Erfindungen vor, eine Glühatmosphäre mit einem höheren Taupunkt und mit veränderter Gaszusammensetzung zu verwenden, wie in der japanischen Patentanmeldung 1-91 956 offenbart. Dieses Verfahren erfordert jedoch nicht nur eine zusätzliche Befeuchtervorrichtung, sondern auch eine gleichmä ßige Wasserzufuhr über die gesamte Bandrolle, was die Herstellungskosten steigen läßt und technologisch schwierig ist.
• Nach zahlreichen Studien, bei denen die Verwendung einer trockenen Atmosphäre vorgesehen war, stellten die Erfinder der vorliegenden Erfindung fest, daß eine Glasschicht mit einer guten Haftung und Erscheinung, die keine Mängel, z. B. "Pfeffer und Salz" oder "blanke Stellen" enthält und die eine gute magnetische Eigenschaft sicherstellt, erreicht wird, wenn ein Fertigtexturglühen erfolgt, und zwar durch Erwärmen eines Stahlbandes auf eine erste Temperatur von 800 bis 850ºC in einer ersten Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 30 Vol.- % oder mehr (N&sub2; + Ar) mit 25 Vol.-% oder mehr N&sub2; und dem Rest H&sub2;, nachfolgendes Erwärmen des Bandes von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur von etwa 1200ºC in einer zweiten Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 25 bis 30 Vol.-% N&sub2; und 75 bis 65 Vol.-% H&sub2; und ein nachfolgendes Erwärmen des Bandes von der zweiten Temperatur und darüber in einer dritten Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 100 Vol.-% H&sub2;. Die Zusammensetzungen der zweiten und dritten Atmosphäre, die bei den letzteren beiden Temperaturbereichen verwendet werden, sind die, die herkömmlich verwendet werden.
• Im ersten Temperaturbereich, d. h. bis das Band auf eine Temperatur von 800 bis 850ºC erwärmt wird, muß die Glühatmosphäre eine Zusammensetzung von 30 Vol.-% oder mehr (N&sub2; + Ar) mit 25 Vol.-% oder mehr N&sub2; und dem Rest H&sub2; haben, bei der entweder der N&sub2;-Gehalt erhöht oder das Ar in bezug auf die herkömmliche Atmosphäre hinzugesetzt wird, um den partiellen H&sub2;-Druck durch einen verringerten H&sub2;-Gehalts von 70 Vol.-% oder weniger zu reduzieren.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten die Auswirkungen eines reduzierten partiellen H&sub2;-Drucks auf die Glasschicht eines kornorientierten Elektrofeinblechs und stellten fest, daß eine sehr dünne amorphe Siliciumdioxidschicht auf der äußersten Oberfläche eines Stahlbandes in der Anfangsstufe der Glasschichtbildung in einem Temperaturbereich von 700 bis 800ºC ausgebildet wird und eine Reaktion zwischen einem Glühseparator und einem während des Entkohlungsglühens ausgebildeten Substrat-Siliciumdioxids unterdrückt, und da durch schreitet die Reaktion ununterbrochen im Temperaturbereich von 900 bis 1000ºC voran, in dem eine Reaktion zwischen Magnesia und Siliciumdioxid beginnt. Wenn dagegen der partielle H&sub2;-Druck hoch ist, wird anstelle des amorphen Siliciumdioxids ein kristallines Siliciumdioxid, das Mn, Cr usw. enthält, ausgebildet und wächst auf der äußersten Oberfläche des Stahlbandes und unterdrückt die Reaktion zwischen dem Substrat-Siliciumdioxid und dem Magnesiapulver, um die Ausbildung einer Glasschicht zu behindern. Es ist gegenwärtig nicht geklärt, was den Unterschied zwischen dem amorphen Siliciumdioxid und dem kristallinen Siliciumdioxid bewirkt. Das N&sub2;-Gas steht in Beziehung zur Ausbildung von Inhibitoren und muß in einer Menge von 25 Vol.-% oder mehr vorhanden sein. Wenn der N&sub2;-Gasgehalt kleiner als 25 Vol.-% ist, kann eine unvollständige sekundäre Rekristallisation in relativ dünnen Feinblechen auftreten. Um die Produktionskosten zu verringern, kann Ar vollständig durch N&sub2; ersetzt werden. Der partielle H&sub2;-Druck kann null sein.
• Im zweiten Temperaturbereich über dem ersten Temperaturbereich von 800 bis 850ºC beginnt die Reaktion zwischen einem Magnesiapulver und einem Substrat-Siliciumdioxid. In diesem Temperaturbereich muß die Glühatmosphäre eine Zusammensetzung von 25 bis 35 Vol.-% N&sub2; + 75 bis 65 Vol.-% H&sub2; haben, wie im herkömmlichen Verfahren verwendet, da ein N&sub2;-Gasgehalt, der diesen Bereich überschreitet, die Reaktion zwischen einem Magnesiapulver und dem Substrat-Siliciumdioxid und wiederum die Ausbildung einer Glasschicht unterdrückt. Man geht davon aus, daß ein N&sub2;-Gehalt, der höher als der oben genannte Bereich ist, die Aktivierung der Grenzfläche zwischen Magnesia und Substrat-Siliciumdioxid nachteilig beeinflußt.
• Im dritten Temperaturbereich über 1200ºC muß die Glühatmosphäre 100 Vol.-% H&sub2; aufweisen, wie im herkömmlichen Verfahren verwendet, um eine Entschwefelung und Denitrifikation des Bandes sicherzustellen.
• Wie oben beschrieben, wird durch die Erfindung die Glühatmosphäre im Temperaturbereich bis zu einer Temperatur von 800 bis 850ºC gehalten und dadurch ein kornorientiertes Elektrofeinblech mit einer guten Glasschichteigenschaft und magnetischen Eigenschaft bereitgestellt, ohne daß Probleme in dem Verfahren auftreten, das eine befeuchtete Glühatmosphäre verwendet.
Beispiel 1
• Eine Elektroblechbramme, die aus 0,050 Gew.-% C, 3,2 Gew.-% Si, 0,07 Gew.-% Mn, 0,025 Gew.-% säurelöslichem Al, 0,007 Gew.-% S und dem Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen bestand, wurde auf 1200ºC erwärmt, dann zu einem 2,3 mm dicken warmgewalzten Band warmgewalzt. Das Band wurde dann bei 1120ºC für 3 min geglüht und auf eine Enddicke von 0,30 mm kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Band wurde bei 850ºC für 2 min in einer Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; mit einem Taupunkt von 60ºC entkohlungsgeglüht und in einer Atmosphäre eines ammoniakhaltigen Gases bei 750ºC für 30 s nitriert, um 180 ppm Stickstoff in das Stahlband einzubringen. Nach Abkühlung wurde ein Glühseparator, der hauptsächlich aus MgO bestand, mittels einer Walzenauftragvorrichtung in Form einer wäßrigen Suspension auf das Stahlband aufgebracht, durch Erwärmung in einem Trocknerofen auf 150ºC Bandtemperatur erwärmt und dann gewickelt, um eine Bandrolle auszubilden.
• Die Bandrolle wurde im Fertigtexturglühofen angeordnet, in dem sie fertigtexturgeglüht wurde, und zwar durch Erwärmung auf 800ºC in einer Atmosphäre von 50 Vol.-% N&sub2; + 50 Vol.-% H&sub2;, von 800 bis 1200ºC in einer Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; und über 1200ºC in einer Atmosphäre von 100 Vol.-% H&sub2;.
• Zum Vergleich wurde eine andere Bandrolle auf herkömmliche Art und Weise fertigtexturgeglüht, d. h. durch Erwärmung auf 1200ºC in einer Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; und auf über 1200ºC in einer Atmosphäre von 100 Vol.-% H&sub2;.
• Tabelle 1 faßt die Glasschichteigenschaft und die magnetische Eigenschaft dieser Erzeugnisse zusammen. Tabelle 1
• (*) Fußnote: Fehler in Form einer glänzenden Stelle mit metallischem Glanz, an der keine Forsteritglasschicht vorhanden ist.
• Tabelle 1 zeigt, daß die Erfindung eine verbesserte Oberflächenschicht- und magnetische Eigenschaft im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren bereitstellt.
Beispiel 2
• Eine Elektroblechbramme, die aus 0,06 Gew.-% C, 3,2 Gew.-% Si, 0,1 Gew.-% Mn, 0,03 Gew.-% säurelöslichem Al, 0,008 Gew.-% S und dem Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht, wurde auf 1200ºC erwärmt, dann zu einem 2,3 mm dicken warmgewalzten Band warmgewalzt. Das Band wurde dann bei 1150ºC für 3 min geglüht und auf eine Enddicke von 0,23 mm kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Band wurde bei 830ºC für 3 min in einer Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; mit einem Taupunkt von 55ºC entkohlungsgeglüht und in einer Atmosphäre eines ammoniakhaltigen Gases bei 800ºC für 15 s nitriert, um 200 ppm Stickstoff in das Stahlband einzubringen. Nach Abkühlung wurde ein Glühseparator, der hauptsächlich aus MgO bestand, mittels einer Walzenauftragvorrichtung in Form einer wäßrigen Suspension auf das Stahlband aufgebracht, durch Erwärmung in einem Trocknerofen auf 150ºC Bandtemperatur erwärmt und dann gewickelt, um eine Bandrolle auszubilden.
• Die Bandrolle wurde in einem Fertigtexturglühofen angeordnet, in dem sie fertigtexturgeglüht wurde, und zwar durch Erwärmung auf 850ºC in einer Atmosphäre von 75 Vol.-% N&sub2; + 25 Vol.-% Ar, von 850 bis 1200ºC in einer Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; und über 1200ºC in einer Atmosphäre von 100 Vol.-% H&sub2;.
• Zum Vergleich wurde eine andere Bandrolle auf herkömmliche Art und Weise fertigtexturgeglüht, d. h. durch Erwärmung auf 1200ºC in einer Atmosphäre von 25 Vol.-% N&sub2; + 75 Vol.-% H&sub2; und auf über 1200ºC in einer Atmosphäre von 100 Vol.-% H&sub2;.
• Tabelle 2 faßt die Glasschichteigenschaft und die magnetische Eigenschaft dieser Erzeugnisse zusammen. Tabelle 2
• Fußnote (*1): Mindestdurchmesser, bei dem sich eine Glasschicht bei einem 180º-Biegeversuch nicht löst.
• (*2): Fehler in Form einer glänzenden Stelle mit metallischem Glanz, an der keine Forsteritglasschicht vorhanden ist.
• Tabelle 2 zeigt, daß die Erfindung eine extrem verbesserte Oberflächenschicht- und magnetische Eigenschaft im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren bereitstellt.
• Die Erfindung stellt ein epochales Verfahren bereit, das einen großartigen Beitrag zur Herstellung von kornorientierten Elektrofeinblechen leistet, und zwar sowohl durch Verbesserung der Glasschichteigenschaft als auch der magnetischen Eigenschaft unter Verwendung einer gesteuerten Atmosphäre in einem Temperaturbereich bis zu einer Temperatur von 800 bis 850ºC im Fertigtexturglühschritt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrostahlblechs mit verbesserten magnetischen und Oberflächenfilmeigenschaften, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Erwärmen einer Elektrostahlbramme, die in Gewichtsprozent aus 0,025 bis 0,075 Kohlenstoff, 2,5 bis 4,5 Silizium, 0,012 oder weniger Schwefel, 0,010 bis 0,060 säurelöslichem Aluminium, 0,010 oder weniger Stickstoff, 0,08 bis 0,45 Mangan, optional einer kleinen Menge Cu, Sn, P, Ti und B, Rest Eisen und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht, auf eine Temperatur von 1200ºC oder weniger;

Warmwalzen der Bramme, um ein warmgewalztes Band auszubilden;

Kaltwalzen des warmgewalzten Bandes, um ein kaltgewalztes Band mit einer Dicke eines Enderzeugnisses in einer einzigen Kaltwalzstufe oder in zwei oder mehr Kaltwalzstufen, zwischen denen ein Zwischenglühen erfolgt, auszubilden;

Entkohlungsglühen des kaltgewalzten Bandes;

Nitrieren des entkohlungsgeglühten Bandes, während es sich bewegt;

Aufbringen eines Glühseparators auf das nitrierte Band; und

Fertigtexturglühen des Bandes, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigtexturglühen erfolgt durch Erwärmen des Bandes auf eine erste Temperatur von 800 bis 850ºC in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 30 Vol.-% oder mehr (N&sub2; + Ar) mit 25 Vol.-% oder mehr N&sub2; und dem Rest H&sub2;, nachfolgendes Erwärmen des Bandes von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur von etwa 1200ºC in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 25 bis 35 Vol.-% N&sub2; und 75 bis 65 Vol.-% H&sub2; und nachfolgendes Erwärmen des Bandes von und bis über die zweite Temperatur in einer Atmosphäre mit einer Zusammensetzung von 100 Vol.-% H&sub2;.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Nitrieren des entkohlungsgeglühten Bandes in einem ammoniakhaltigen Gas erfolgt, bis der Stickstoffgehalt des Bandes 150 ppm oder größer wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektrostahlbramme 3,2 Gew.-% oder mehr Si enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Elektrostahlbramme 40070 Gew.-% oder weniger S enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im Erwärmungsschritt ein Inhibitorausscheidungsprodukt nicht vollständig in dem Stahl gelöst wird;

das Entkohlungsglühen von einer Ausbildung eines Siliziumdioxidsubstrats auf dem Band begleitet wird;

der Nitrierschritt einen Stickstoffgehalt des Stahls in einer ausreichenden Menge bereitstellt, um ein Inhibitorausscheidungsprodukt in dem Stahl auszubilden; und

im Fertigtexturglühschritt durch Erwärmung des Bandes auf die erste Temperatur von 800 bis 850ºC eine dünne amorphe Siliziumdioxidschicht als äußerste Oberflächenschicht auf dem Band ausgebildet wird, um eine Reaktion zwischen dem Glühseparator und dem Siliziumdioxidsubstrat zu unterdrücken, bis das Band auf über die erste Temperatur erwärmt ist, durch nachfolgendes Erwärmen des Bandes von der ersten Temperatur auf die zweite Temperatur von etwa 1200ºC die Reaktion zwischen dem Glühseparator und dem Siliziumdioxidsubstrat ununterbrochen fortschreitet und durch nachfolgendes Erwärmen des Bandes von und bis über die zweite Temperatur Entschwefelung und Denitrifikation des Bandes erfolgen.