DE69230239T2

DE69230239T2 - Verfahren zur Herstellung eines nichtorientierenten Elektrostahlblechs mit guten magnetischen Eigenschaften

Info

Publication number: DE69230239T2
Application number: DE69230239T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kubota; Tomoji Kumano; Hiroaki Masui; Tadashi Nakayama; Yuji Yoshimura
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2012-08-14
Also published as: EP0527495B1; EP0527495A1; US5421912A; ATE186333T1; DE69230239D1; KR930004481A; KR960011799B1

Description

Verfahren zur Herstellung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit guten magnetischen Eigenschaften

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit hoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Eisenverlust sowie ein derartiges Stahlblech.
In den letzten Jahren hat die Notwendigkeit der Energieeinsparung zu einem steigenden Bedarf für nichtorientiertes Elektrostahlblech höherer Güte zur Verwendung als Kernmaterial kleiner Elektromaschinen geführt. Als Reaktion darauf haben Hersteller von Elektrostahl Forschungs- und Entwicklungsarbeiten über Möglichkeiten zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von nichtorientiertem Elektrostahlblech durchgeführt und eine Anzahl von nichtorientierten Elektrostahlblechen minderer Güte auf der Basis von JIS-Vorschriften hergestellt.
Herkömmlicherweise sind verschiedene technische Mittel angewandt worden, um derartige nichtorientierte Elektrostahlbleche minderer Güte mit niedrigen Eisenverlustwerten herzustellen, wozu das Erhöhen der Reinheit des Stahls während des Schmelzschritts, das Erhöhen des Siliciumgehalts und die Anwendung einer ausreichenden Temperatur und einer ausreichenden Zeitspanne während des Fertigglühens gehören.
Die JP-A-3-100 122 beschreibt Warmfertigwalzen, das bei nur 600-700ºC auszuführen ist, Wickeln des warmgewalzten Stahlblechs bei Temperaturen unter 600ºC und Wiedererwärmen des Stahlblechs auf eine Temperatur, die unter der Temperatur der vollständigen Umwandlung in Austenit (Ac&sub3;) liegt, über 30 Sekunden bis 15 Minuten, wonach das Band mit 2ºC/s bis 10ºC/s auf Ar&sub1; abgekühlt wird.
Dabei trat jedoch ein Problem auf, daß diese Verfahren zwar die Eisenverlustwerte des Stahls verminderten, gleichzeitig aber auch die magnetische Flußdichte verringert wurde, wodurch der mögliche Energieeinsparungsgrad begrenzt wurde.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech bereitzustellen, das einen niedrigen Eisenverlust zusammen mit einer hohen magnetischen Flußdichte aufweist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 gelöst; fakultative Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus einer Betrachtung der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Photographie, welche die Kristallstruktur des Endprodukts aus einem Vergleichsstahl darstellt (abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von 500ºC/s);
Fig. 2 eine Photographie, welche die Kristallstruktur des Endprodukts darstellt, das dem erfindungsgemäßen Stahl entspricht (abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von 0,07ºC/s);
Fig. 3 eine Photographie, welche die Kristallstruktur des Endprodukts aus einem Vergleichsstahl darstellt (abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von 500ºC/s);
Fig. 4 eine Photographie, welche die Kristallstruktur des Endprodukts darstellt, das dem erfindungsgemäßen Stahl entspricht (abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von 0,07ºC/s);
Fig. 5 eine Photographie, welche die Kristallstruktur des Endprodukts aus einem Vergleichsstahl darstellt (abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von 500ºC/s); und
Fig. 6 eine Photographie, welche die Kristallstruktur des Endprodukts darstellt, das dem erfindungsgemäßen Stahl entspricht (abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von 0,07ºC/s).
Durch Auswahl geeigneter Abkühlungsbedingungen während der Abkühlungsumwandlung (γ → α) von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit Phasenumwandlung gelang es den Erfindern der vorliegenden Erfindung, das Gefüge des Produktstahls nach dem Fertigglühen zu steuern und dadurch ein nichtorientiertes Elektrostahlblech zu gewinnen, das eine hohe magnetische Flußdichte und einen niedrigen Eisenverlust aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit hoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Eisenverlust weist die folgenden Schritte auf: Herstellen einer Stahlbramme, die aus bis zu 2,5 Gew.-% Silicium, bis zu 1,0 Gew.-% Aluminium und bis zu 2,5 Gew.-% (Si + 2Al) und im übrigen aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, Warmwalzen und Kaltwalzen des Stahls auf die Enddicke und Fertigglühen, wobei die Abkühlungsgeschwindigkeit während der Abkühlungsumwandlung (γ → a) auf höchstens 50ºC/s gesteuert wird.
Den Effekt der vorliegenden Erfindung erzielt man auch durch Zugabe eines oder mehrerer Elemente zu dem Stahl, die unter Mangan, Phosphor, Bor, Nickel, Chrom, Antimon, Zinn und Kupfer ausgewählt sind, um die mechanische Festigkeit, die magnetischen Eigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und andere derartige Eigenschaften des Produktstahls zu verbessern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann mit einem Kohlenstoffgehalt von bis zu 0,0500% gelöst werden. Die Hauptanwendung von nichtorientiertem Elektrostahlblech minderer Güte sind kleine Elektromaschinen, und im Hinblick auf die Stabilität der magnetischen Eigenschaften ist es notwendig, daß die magnetischen Eigenschaften des nichtorientierten Elektrostahlblechs sich während des Gebrauchs nicht verschlechtern (magnetische Alterung).
Da nach der vorliegenden Erfindung die Abkühlungsgeschwindigkeit während der Abkühlungsumwandlung y → α (die mittlere Abkühlungsgeschwindigkeit vom Ar&sub3;-Punkt zum Ar&sub1;- Punkt) auf höchstens 50ºC/s gesteuert wird (diese Abkühlungssteuerung wird im folgenden als "γ-Verarbeitung" bezeichnet), tritt eine ausreichende Abscheidung von Carbiden auf, wodurch die magnetische Alterung vermindert wird. Da keine magnetische Alterung stattfindet, ist es nicht notwendig, einen sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt zu verwenden, sondern lediglich, den Kohlenstoffgehalt auf maximal 0,0500% zu begrenzen.
Schwefel ist ein Element, das unvermeidlich bei der Herstellung der Stahlschmelze enthalten ist. Herkömmlicherweise wird ein Schwefelgehalt von bis zu 0,0100% verwendet; da aber im Falle der vorliegenden Erfindung die Verwendung der γ- Verarbeitung eine Abschwächung der schädlichen Wirkung des Schwefels ermöglicht, kann ein Schwefelgehalt von bis zu 0,020% verwendet werden.
Der Stickstoffgehalt sollte 0,010% nicht übersteigen. Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech würde, ebenso wie bei Schwefel, ein hoher Stickstoffgehalt während der Erwärmung der Bramme beim Warmwalzvorgang zu einer vorübergehenden Wiedererstarrung führen, was auf die Bildung von Abscheidungen hinausläuft, wie z. B. von AlN, die das Wachstum der Rekristallisationskörner während des Fertigglühens behindern und den Verankerungseffekt hervorrufen würden, durch den die Bewegung von Domänengrenzen während der Magnetisierung des Stahls behindert wird und der auf diese Weise dazu beitragen kann, das Erreichen eines niedrigen Eisenverlustwertes zu verhindern. Aus diesem Grunde ist Stickstoff herkömmlicherweise auf maximal 0,0050% begrenzt, aber im Falle der vorliegenden Erfindung, wo die Anwendung der γ-Verarbeitung eine Abschwächung der schädlichen Wirkung des Stickstoffs ermöglicht, kann der Stickstoffgehalt auf höchstens 0,010% begrenzt werden.
Silicium und Aluminium werden zugegeben, um den spezifischen Widerstand zu erhöhen und den Wirbelstromverlust des Stahls zu verringern.
Wenn bei einem Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,02% der Anteil an (Si + 2Al) größer ist als 2,50%, findet keine Umwandlung statt, woraus sich die vorgeschriebene Begrenzung auf 2,50% für (Si + 2Al) ergibt.
Die Umformbarkeit verschlechtert sich, wenn der Mangangehalt niedriger ist als 0,1%, und Mangan wird gleichfalls zur Verminderung der schädlichen Wirkung von Schwefel zugesetzt. Andererseits verursacht ein Gehalt von mehr als 2,0% Mangan einen deutlichen Abfall der magnetischen Flußdichte des Stahls, woraus sich der vorgeschriebene Grenzwert von 2,0% ergibt.
Ein Phosphorgehalt von bis zu 0,1% verbessert die Stanzbarkeit des Stahls. Bis zu 0,2% Phosphor können ohne Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften des Produktstahls beigefügt werden.
Bor wird zugesetzt, um die Wirkung von Stickstoff abzuschwächen. Zum Ausgleich des Stickstoffgehalts ist ein maximaler Borgehalt von 0,005% vorgeschrieben. Die Anwendung der γ- Verarbeitung durch die vorliegende Erfindung vermindert die Notwendigkeit der Borzugabe.
Nachstehend werden die Herstellungsbedingungen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Abkühlungssteuerung während der Abkühlungsumwandlung (γ → α) gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei man die Stahlschmelze an der sich bewegenden Abkühlungs- bzw. Kühlwand zum direkten Formen von Gußbändern erstarren läßt, kann auf Gußbänder während der γ → α- Umwandlung angewandt werden. Das Wiedererwärmen von warmgewalztem nichtorientiertem Elektrostahlblech mit Phasenumwandlung (im folgenden auch als "Umwandlungsstahl" bezeichnet), um die Umwandlung zu veranlassen, erzeugt eine Zufallsorientierung und wurde als solches als ungeeigneter Weg zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Produktstahls angesehen und daher nicht viel verwendet.
Dies war auch der Fall bei der Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech, die das Verfahren zum Erstarrenlassen des Stahls an der Oberfläche eines rotierenden Kühlkörpers aufweist. Beharrliche Untersuchungen durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten jedoch zu der Entdeckung, daß das Gefüge des Endprodukts durch Steuerung der Abkühlungsgeschwindigkeit während der Abkühlungsumwandlung (γ → α) des Gußbandes deutlich verbessert werden konnte, obwohl die Gründe dafür noch nicht völlig klar sind. Bei diesem Verfahren tritt kein Abfall der magnetischen Flußdichte auf, selbst wenn das Fertigglühen bei einer höheren Temperatur als derjenigen, die nach den herkömmlichen Verfahren für das Fertigglühen benutzt wird, und über längere Zeit ausgeführt wird, um ein Wachstum der Kristallkörner hervorzurufen und dadurch die Eisenverlusteigenschaften des Produktstahls zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Steuerung der Abkühlungsgeschwindigkeit beim Gießen der Schmelze zum direkten Formen von Bändern (3,5 bis 0,5 mm dick) als Mittel zum Abkühlen der Gußbänder mit einer Geschwindigkeit von höchstens 50ºC vom Ar&sub3;-Punkt bis zum Ar&sub1;-Punkt angewandt wird, ist die Verwendung von Einrichtungen zum Halten der Bandtemperatur sowie zur Anwendung einer gewissen Erwärmung vorzuziehen.
Indem dafür gesorgt wird, daß die Temperatur der zu Bunden bzw. Rollen geformten Bänder in einer Zone hoher Temperatur gehalten wird, die um mindestens 50ºC über dem Ar&sub3;-Punkt liegt, kann das Gußband mit einer Geschwindigkeit von höchstens 50ºC/s vom Ar&sub3;-Punkt bis zum Ar&sub1;-Punkt abgekühlt werden. Es kann auch eine gesteuerte Abkühlung angewandt werden, die aus einem ersten, ziemlich schnellen Abkühlen des Bandes auf Raumtemperatur und Wiedererwärmen bis zum γ-Bereich und anschließendem Abkühlen des Bandes mit einer Geschwindigkeit von höchstens 50ºC/s vom Ar&sub3;-Punkt bis zum Ar&sub1;-Punkt besteht.
Außerdem wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, durch Vorgabe der Warmwalzbedingungen (Hochtemperatur- Fertigbearbeiten, Wickeln bei hoher Temperatur und anschließendes allmähliches Abkühlen) das Gefüge in dem fertiggeglühten Produktstahl zu steuern, um dadurch nichtorientiertes Elektrostahlblech mit hoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Eisenverlust herzustellen. Dieses Hochtemperatur-Fertigbearbeiten und das Wickeln bei hoher Temperatur werden als Selbstglühen bezeichnet und zum Beispiel in der JP-A-54-76 422/1979 offenbart.
Auf Grund von Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung und anderer bezüglich des Warmwalzprozesses im Falle von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit α → γ- Umwandlung sollte eine Wickeltemperatur, die genügend weit über dem Ar&sub3;-Punkt liegt, zusammen mit einer niedrigen Abkühlungsgeschwindigkeit verwendet werden. Herkömmlicherweise wird bei der Steuerung der Warmwalzbedingungen von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit Phasenumwandlung die Korngröße des warmgewalzten Blechs für jedes Blech separat gesteuert, je nachdem, ob sich an das Warmwalzen ein Glühen anschließt oder nicht. Bisher ist jedoch nicht versucht worden, eine γ → α- Umwandlung durch Wickeln bei hoher Temperatur im Anschluß an das Warmfertigwalzen zu bewirken.
Der Grund dafür ist, daß dies als ungeeignet für die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Produktstahls angesehen wurde, da die Abkühlung des Bandes, um die (γ → α)- Umwandlung herbeizuführen, eine Zufallsorientierung der Kristallkörner erzeugt und die Korngröße des warmgewalzten Blechs verkleinert. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch das Gefüge des Produktstahls durch Wickeln des Bandes bei hoher Temperatur während des Warmwalzvorgangs sowie durch Steuern der Geschwindigkeit, mit der das Band im Verlauf der Umwandlung abgekühlt wird, verbessert werden.
Die niedrige Ahkühlungsgeschwindigkeit, die während des Selbstglühens angewandt wird, das sich beim Warmwalzvorgang nach dem vorliegenden Verfahren an das Wickeln anschließt, gestattet eine vollständige Abscheidung von Verunreinigungen, die in der α-Phase eine niedrige Löslichkeit aufweisen, so daß das Wachstum der Kristallkörner während des Fertigglühens nicht behindert wird (der Effekt der Verunreinigungen wird zunichte gemacht). Dies bedeutet, daß man ein Produkt erhalten kann, das sogar bei Anwendung herkömmlicher Glühbedingungen einen niedrigen Eisenverlust zusammen mit einer hohen magnetischen Flußdichte aufweist.
Da im Warmwalzschritt das Wickeln bei hoher Temperatur und die allmähliche Abkühlung nach diesem Verfahren angewandt werden, ist ein Material mit niedrigem Umwandlungspunkt (Ar&sub3;- Punkt) vorzuziehen. Materialien mit hohem Umwandlungspunkt (Ar&sub3;-Punkt) können in einer Temperaturzone oberhalb des Ar&sub3;- Punktes aufgewickelt werden, indem eine Wickeltrommel verwendet wird, die in unmittelbar flußabwärts vom letzten Walzgerüst der Warmwalzlinie vorgesehen ist. Um jedoch das Material (die Bandrolle) mit einer mittleren Geschwindigkeit von höchstens 50ºC/s abzukühlen, kann es nach dem Wickeln notwendig sein, die Bandrolle mit einer Umhüllung oder einer Heizeinrichtung zu versehen. Um beim anschließenden Entzunderungsverfahren (Beizverfahren) ein besseres Halten der Materialtemperatur beim Entzundern (Beizen) sicherzustellen, wird die temperaturhaltende Umhüllung mit einem Inertgas gefüllt, wie z. B. mit N&sub2;. Der Stahl wird auf einer γ-Phasen-Temperatur gehalten (oberhalb des A&sub3;-Punktes), die entsprechend der Zusammensetzung des Stahls variiert. Auf der Basis der industriellen Praxis sind 90 Sekunden bei oder über dem Ar&sub3;-Punkt + 50ºC und eine Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s vom Ar&sub3;- Punkt bis zum Ar&sub1;-Punkt angemessen.
Bei diesem Verfahren tritt außerdem keine Verschlechterung der magnetischen Flußdichte auf, auch wenn das Fertigglühen bei einer höheren Temperatur als derjenigen, die nach den herkömmlichen Verfahren für das Fertigglühen verwendet wird, und über längere Zeit ausgeführt wird, um das Wachstum der Kristallkörner zu fördern und dadurch die Eisenverlusteigenschaften des Produktstahls zu verbessern.
Die vorstehende Erläuterung bezieht sich zwar auf die Verwendung eines Durchlauf-Warmwalzwerks, aber die Erfindung kann auch durch Ausführen der gleichen Wärmebehandlung in einem Reversier-Warmwalzwerk angewandt werden.
Gemäß des vorliegenden Erfindung wird außerdem die Wärmebehandlung beim Glühen vor dem Kaltfertigwalzschritt angewandt, um das Material bis zum γ-Bereich zu erwärmen und die Umwandlung in die γ-Phase zu bewirken, mit anschließender γ- Verarbeitung, bei der eine Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s vom Ar&sub3;-Punkt bis zum Ar&sub1;-Punkt angewandt wird, um eine Rückumwandlung des Materials in die α-Phase zu bewirken.
Diese γ-Verarbeitung kann in einem Durchlaufglühofen oder einem Kastenglühofen ausgeführt werden. In beiden Fällen muß bei der Wärmebehandlung, die beim Glühen vor dem Kaltfertigwalzschritt angewandt wird, das Material bis zum γ-Bereich erwärmt werden und mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s abgekühlt werden, um eine Rückumwandlung in die α-Phase herbeizuführen. Wenn das warmgewalzte Blech als solches durch einstufiges Kaltwalzen auf die Enddicke kaltgewalzt wird, muß im Glühschritt des warmgewalzten Blechs das Material bis zum γ-Bereich erwärmt und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s abgekühlt werden, um eine Rückumwandlung des Materials in die α-Phase zu bewirken.
Wenn andererseits das warmgewalzte Blech unter Anwendung eines durch ein Zwischenglühen getrennten zweistufigen Kaltwalzens auf die Enddicke kaltgewalzt wird, entfällt die Notwendigkeit für den Schritt zum Glühen des warmgewalzten Blechs, da das Material nur bis zum γ-Bereich erhitzt und dann mit höchstens 50ºC/s abgekühlt zu werden braucht, um in dem Zwischenglühschritt vor dem Kaltfertigwalzen die Rückumwandlung in die α-Phase zu bewirken.
Das zweistufige Ausgleichglühverfahren, das bei dem in der JP-A-57-198 214/1982 offenbarten Verfahren zur Herstellung von orientiertem Elektrostahlblech verwendet wird, kann als Mittel zum Bereitstellen einer mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s unter Verwendung eines Durchlaufglühofens benutzt werden. Bei der γ-Verarbeitung nach diesem Verfahren ist das Ausgleichglühen bei einer Temperatur auszuführen, durch die das Material in die γ-Phase übergeht (d. h. bei einer Temperatur über dem A&sub3;-Punkt), die entsprechend der Zusammensetzung des Stahls variiert. Gemäß der industriellen Glühpraxis (Wärmebehandlung) sind 90 Sekunden bei oder über dem Ac&sub3;-Punkt + 50ºC angemessen, und zur Abkühlung des Materials vom γ-Bereich bis zum α-Bereich ist eine mittlere Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s vom Ar&sub3;-Punkt bis zum Ar&sub1;-Punkt angemessen.

Beispiel 1

Schmelzen mit den in Tabelle 1 aufgeführten Zusammensetzungen ließ man direkt aus geschmolzenem Stahl auf den beiden sich bewegenden Kühlwalzen erstarren, um 2,5 mm dicke Bänder zu erhalten, die unter Anwendung der folgenden Bedingungen vom Ar&sub3;-Punkt + 50ºC bis zum Ar&sub1;-Punkt - 50ºC abgekühlt wurden.
Mittlere Abkühlungsgeschwindigkeiten:
(1) 500ºC/s (Abschrecken in Wasser von Raumtemperatur);
(2) 50ºC/s (Luftkühlung)
(3) 10ºC/s (nicht gewickelt, Verwendung einer temperaturhaltenden Umhüllung während der Abkühlung);
(4) 1ºC/s (gewickelt beim Ar&sub3;-Punkt + 50ºC oder darüber und dann in diesem Zustand abgekühlt);
(5) 0,07ºC/s (zum Abkühlen beim Ar&sub3;-Punkt + 50ºC oder darüber gewickelt, temperaturhaltende Umhüllung).
Die Bänder wurden dann gebeizt und auf eine Dicke von 0,50 mm kaltgewalzt, entfettet und 30 Sekunden bei 800ºC in einem Durchlaufglühofen geglüht. Dann wurden die magnetischen Eigenschaften gemessen (Mittelwert von L + C; L: in Walzrichtung; C: 90º zur Walzrichtung).
Tabelle 2 zeigt die auf diese Weise erhaltenen Ergebnisse im Vergleich zu Stählen, die nach den folgenden Vergleichsverfahren gewonnen wurden:
a) warmgewalzter, nicht geglühter Stahl;
b) warmgewalzter Stahl, nach dem Wickeln 2 Stunden bei 800ºC selbstgeglüht (JP-A-54-76 422/1979);
c) der warmgewalzte Stahl von Verfahren a), 150 Sekunden bei 925ºC durchlaufgeglüht und an der Luft abgekühlt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Photographien, welche die Phasenstruktur nach dem Fertigglühen darstellen.
Obwohl, jeweils auf die Wärme bezogen, die gleichen Fertigglühbedingungen angewandt wurden, wies der Stahl, der im Anschluß an das Fertigglühen einer γ-Verarbeitung unterworfen wurde, größere Kristallkörner auf. (Die Figuren zeigen den Stahl 4, der im Falle von Fig. 1 der γ-Verarbeitungsbedingung (1) (mittlere Abkühlungsgeschwindigkeit von 500ºC/s) und im Falle von Fig. 2 der γ-Verarbeitungsbedingung (2) (0,07ºC/s) unterworfen wurde.)
Folglich ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit einer guten magnetischen Flußdichte und guten Eisenverlusteigenschaften.

Beispiel 2

Siliciumstahlbrammen mit den in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen wurden nach einem normalen Verfahren erwärmt und bei einer Fertigwalztemperatur von 1050ºC bis 950ºC auf eine Dicke von 2,5 mm warmgewalzt und dann bei einer Temperatur von 1000ºC bis 900ºC gewickelt. Die Bunde bzw. Rollen wurden mit den folgenden mittleren Abkühlungsgeschwindigkeiten und unter den folgenden Bedingungen von 1000ºC auf 850ºC abgekühlt: Tabelle 1 (Gew.-%) Tabelle 2 Vergleichsverfahren Erfindung
W: W15/50 (W/kg): Eisenverlust bei einer Frequenz von 50 Hz und einer maximalen magnetischen Flußdichte von 1.5 T (Tesla)
B: B50(T): magnetische Flußdichte bei einer magnetischen Feldstärke von 5000 A/m Glühen über 30 s bei 800ºC
(1) 500ºC/s (Abschrecken in Wasser von Raumtemperatur);
(2) 50ºC/s (Druckluftkühlung);
(3) 10ºC/s (Luftkühlung);
(4) 1ºC/s (Verwendung einer temperaturhaltenden Umhüllung);
(5) 0,07ºC/s (schwache Wärmeanwendung in einer temperaturhaltenden Umhüllung).
Die Stähle wurden dann gebeizt und auf eine Dicke von 0,50 mm kaltgewalzt, entfettet und 30 Sekunden bei 800ºC in einem Durchlaufglühofen geglüht. Dann wurden die magnetischen Eigenschaften gemessen (Mittelwert von L + C; L: in Walzrichtung; C: 90º zur Walzrichtung).
Tabelle 4 zeigt die auf diese Weise erhaltenen Ergebnisse im Vergleich zu den durch die folgenden Vergleichsverfahren gewonnenen Stählen:
a) warmgewalzter, nicht geglühter Stahl;
b) warmgewalzter Stahl, nach dem Wickeln 2 Stunden bei 800ºC selbstgeglüht (JP-A-54-76 422/1979);
c) der warmgewalzte Stahl von Verfahren a), 150 Sekunden bei 925ºC durchlaufgeglüht und an der Luft abgekühlt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Photographien, welche die Phasenstruktur nach dem Fertigglühen darstellen.
Obwohl, jeweils auf die Wärme bezogen, die gleichen Fertigglühbedingungen angewandt wurden, wies der Stahl, der im Anschluß an das Fertigglühen einem Hochtemperatur-Selbstglühen unterworfen wurde, größere Kristallkörner auf. (Die Figuren zeigen den Stahl 8, der anschließend an das Hochtemperatur- Selbstglühen der Bedingung (1) mit einer mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit von 500ºC/s (Fig. 3) bzw. der γ-Verarbeitungsbedingung (5) von 0,07ºC/s (Fig. 4) unterworfen wurde.)
Folglich ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit einer guten magnetischen Flußdichte und guten Eisenverlusteigenschaften. Tabelle 3 (Gew.-%) Tabelle 4 Vergleichsverfahren Erfindung
W: W15/50 (W/kg): Eisenverlust bei einer Frequenz von 50 Hz und einer maximalen magnetischen Flußdichte von 1.5 T (Tesla)
B: B50(T): magnetische Flußdichte bei einer magnetischen Feldstärke von 5000 A/m Glühen über 30 s bei 800ºC

Beispiel 3

Siliciumstahlbrammen mit den in Tabelle 4 angegebenen Zusammensetzungen wurden nach einem normalen Verfahren erwärmt und auf eine Dicke von 2,5 mm warmgewalzt.
Als erster Satz von Bedingungen (Bedingungen (1)) wurden die warmgewalzten Stähle 2 Minuten bei 1100ºC durchlaufgeglüht, dann mit den folgenden mittleren Abkühlungsgeschwindigkeiten und unter den folgenden Bedingungen abgekühlt:
(1) 500ºC/s (Abschrecken in Wasser von Raumtemperatur);
(2) 50ºC/s (Luftkühlung);
(3) 10ºC/s (zweistufiges Ausgleichglühen);
(4) 1ºC/s (zweistufiges Ausgleichglühen);
Nach einem zweiten Satz von Bedingungen (Bedingungen (2)) wurden die Stähle unter Anwendung einer Abkühlungsgeschwindigkeits-Bedingung (5) von 0,07ºC/s mittels Kastenglühen 10 Minuten bei 1100ºC geglüht, mit anschließender Zwischenabkühlung im Ofen, nachdem der Ofen abgeschaltet worden war.
Die Stähle wurden dann gebeizt und auf eine Dicke von 0,50 mm kaltgewalzt, entfettet und 30 Sekunden bei 800ºC in einem Durchlaufglühofen geglüht. Dann wurden die magnetischen Eigenschaften gemessen (Mittelwert von L + C; L: in Walzrichtung; C: 90º zur Walzrichtung).
Tabelle 6 zeigt die auf diese Weise erhaltenen Ergebnisse im Vergleich zu den durch die folgenden Vergleichsverfahren gewonnenen Stählen:
a) warmgewalzter, nicht geglühter Stahl;
b) warmgewalzter Stahl, nach dem Wickeln 2 Stunden bei 800ºC selbstgeglüht (JP-A-54-76 422/1979);
c) der warmgewalzte Stahl von Verfahren a), 150 Sekunden bei 925ºC durchlaufgeglüht und an der Luft abgekühlt. Die Fig. 5 und 6 zeigen Photographien, welche die Phasenstruktur nach dem Fertigglühen darstellen.
Obwohl, jeweils auf die Wärme bezogen, die gleichen Fertigglühbedingungen angewandt wurden, wies der Stahl, der im Anschluß an das Fertigglühen einer γ-Verarbeitung unterworfen wurde, größere Kristallkörner auf. (Die Figuren zeigen den Stahl 12, welcher im Falle von Fig. 5 der γ-Verarbeitungs bedingung (1) (mittlere Abkühlungsgeschwindigkeit von 500ºC/s) und im Falle von Fig. 6 der γ-Verarbeitungsbedingung (5) (0,07ºC/s) unterworfen wurde.)
Folglich ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech mit einer guten magnetischen Flußdichte und guten Eisenverlusteigenschaften. Tabelle 5 (Gew.-%) Tabelle 6 Vergleichsverfahren Erfindung
W: W15/50 (W/kg): Eisenverlust bei einer Frequenz von 50 Hz und einer maximalen magnetischen Flußdichte von 1.5 T (Tesla)
B: B50(T): magnetische Flußdichte bei einer magnetischen Feldstärke von 5000 A/m Glühen über 30 s bei 800ºC

Claims

1. Verfahren zu Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech, mit den folgenden Schritten:

Herstellen einer Stahlbramme mit bis zu 2,5 Gew.-% Silicium, bis zu 1,0 Gew.-% Aluminium, bis zu 2,5 Gew.-% (Si + 2Al), 0,1 bis 2,0 Gew.-% Mn und wahlweise B, Cr, P, Ni, Sb, Sn und/oder Cu, wobei der Rest aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht;

Warmwalzen und Kaltwalzen des Stahls auf eine Enddicke; und

Fertigglühen des Stahls nach dem Kaltwalzen;

wobei das Warmwalzen so ausgeführt wird, daß sich der Stahl in der γ-Phase befindet, wobei das Band zur Beibehaltung der γ-Phase bei einer Temperatur über dem A&sub3;-Punkt gewickelt wird und das Band dann mit einer mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s abgekühlt wird, um die γ-Phase in die α-Phase umzuwandeln.

2. Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblechband mit den folgenden Schritten:

Warmwalzen und Kaltwalzen des Stahls auf eine Enddicke; und

Fertigglühen des Bandes nach dem Kaltwalzen;

wobei das Band eine γ-Phase ausbildet, indem das warmgewalzte Band zur Ausbildung der γ-Phase vor dem Kaltwalzen auf eine Temperatur oberhalb Ac&sub3; erwärmt wird, und das Band dann mit einer mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 50ºC/s abgekühlt wird, um die γ-Phase in die α-Phase umzuwandeln.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Wärmebehandlung vor einem einstufigen Kaltwalzen auf eine Enddicke ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Stahl durch zweistufiges Kaltwalzen, getrennt durch ein Zwischenglühen, auf eine Enddicke kaltgewalzt wird, wobei die Wärmebehandlung beim Zwischenglühen ausgeführt wird.

5. Verfahren zur Herstellung von nichtorientiertem Elektrostahlblech nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch modifiziert, daß das Warmwalzen durch Formen der Stahlschmelze zu einem Gußband mittels Erstarrenlassen der Stahlschmelze auf einer sich bewegenden Kühlwand ersetzt ist.