EP1434890A1 - Verfahren zum herstellen von nichtkornorientierten elektroblechen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von nichtkornorientierten elektroblechen

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EP1434890A1
EP1434890A1 EP02779469A EP02779469A EP1434890A1 EP 1434890 A1 EP1434890 A1 EP 1434890A1 EP 02779469 A EP02779469 A EP 02779469A EP 02779469 A EP02779469 A EP 02779469A EP 1434890 A1 EP1434890 A1 EP 1434890A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
hot
casting
ppm
carbon content
Prior art date
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Ceased
Application number
EP02779469A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Telger
Jürgen Schneider
Carl-Dieter Wuppermann
Karl Ernst Friedrich
Wolfgang Rasim
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Stahl AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Stahl AG filed Critical ThyssenKrupp Stahl AG
Publication of EP1434890A1 publication Critical patent/EP1434890A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab
    • C21D8/1211—Rapid solidification; Thin strip casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling

Definitions

  • non-grain-oriented electrical sheet is understood to mean a steel sheet or a sheet steel strip which, regardless of its texture, falls under the sheets mentioned in DIN 46 400 Part 1 or 4 and whose loss anisotropy does not meet the maximum values specified in DIN 46 400 Part 1 exceeds.
  • electrical sheet and “electrical steel” are used synonymously here.
  • B 25 hereinafter denotes the magnetic polarization at a magnetic field strength "H” of 2500 A / m.
  • P 1.5 is understood to mean the loss of remagnetization with a polarization of 1.5 T and a frequency of 50 Hz.
  • the carbon content of the sheets is of major importance for the magnetic properties of non-grain-oriented electrical sheets. High carbon contents lead to magnetic aging, which leads to a sharp increase in losses.
  • these measures include intensive decarburization of the steel in the RH plant.
  • an optimized ladle slag working method is used, with which it is possible to reduce the increase in the C content associated with every temperature increase to a minimum.
  • the pan slag must have a low C content.
  • the slags obtained in this way must be added as early as possible, but at the latest before the vacuum treatment.
  • an argon purge treatment is carried out. Due to the early slag application combined with a rinsing treatment, carbonates in the slag, such as e.g. B. CaC0 3 decay into CaO and C0 2 , without the transition of carbon into the steel. With this procedure it is possible to produce electrical steel with particularly low carbon contents.
  • the decarburization of the sheets can also be carried out by a suitable decarburization annealing after the strips have been hot-rolled and then cold-rolled. Following the melting process, the melt is cast into slabs using the conventional method. The slabs are then reheated and pre-rolled in order to be finally rolled into hot strip. If sheet thicknesses are required that cannot be made available as hot strip, the hot strip is usually cold-rolled in one or more stages to the required final thickness.
  • CSP system casting and rolling system
  • strip casting system Another way to save slab casting, reheating and roughing is to produce hot rolled electrical steel strips using a so-called "strip casting system".
  • low-carbon steel produced in the manner described is cast between casting rolls rotating in opposite directions to form cast strip, which is then subjected to hot rolling.
  • the thicknesses of the hot strip obtained in this way are in the range from 1.8 mm to 3 mm.
  • the object of the invention is to provide a method for producing non-grain-oriented electrical sheets with extremely low carbon contents.
  • the steel is cast and hot-rolled, largely avoiding carburization, so that the carbon content of the hot strip obtained after hot rolling is below 100 ppm.
  • a low-carbon steel alloy known per se for the production of electrical sheets is cast in a casting and rolling plant to form a strand and thin slabs produced therefrom or in a strip casting plant to cast strip.
  • the strip or thin slabs are then continuously rolled into hot strip.
  • the carburization in the casting process is kept low, the cast strip or strand and the thin slabs produced therefrom coincide with the respective carbon-old environment during the casting process or during the work steps immediately followed with such a low carbon content that the then unavoidable carburization does not become one of the specified according to the invention Limit increases beyond the carbon content leads.
  • the individual rolling steps themselves can also be carried out in such a way that the risk of carburization is minimized.
  • One measure within the scope of the invention for avoiding carburization is, for example, to guide the melt during casting through a distribution device with devices arranged therein for deflecting the melt stream in such a way that mixing of slag and steel lying on the melt is avoided.
  • This can be achieved by means of suitable internals in the distribution channel, by means of which the melt flow in the distribution channel is calmed.
  • a calmed bath level is achieved in the distribution channel, in which the area of the phase transition between slag and melt is kept largely free of turbulence.
  • the measure serves the same purpose to control the inflow of the melt flow into the distribution device by means of a stopper device in such a way that an essentially constant melt level is obtained in the casting device used in each case.
  • a stopper device in such a way that an essentially constant melt level is obtained in the casting device used in each case.
  • the development of smooth melt movements in the distributor channel and in the mold or in the casting gap is favored with the result that the miniscus in the pouring area and the phase boundary steel / slag on the surface of the melt level are stabilized.
  • melt in the casting mold or the casting gap are supported in that the melt flow flowing from the distribution device into the mold or the casting gap of the casting device used in each case is regulated by means of an electromagnetic brake.
  • the immersion tube connected to the distribution channel can also be designed in such a way that the melt flow is calmed down and the bath level movements in the mold or occurs in the casting gap.
  • flow dividers or other obstacles can be provided in the dip tube in a manner known per se, which lead to the elimination of kinetic energy of the melt flow, with the result that a melt jet that is as turbulent as possible enters the casting gap or the casting mold.
  • components of the distribution device which come into contact with the melt are made from a material with a low carbon content.
  • the hot strips produced according to the invention are basically suitable for being used directly for the production of electrical machines or other electrical devices. However, if sheet metal with lower final thicknesses is required, hot strip produced according to the invention can be readily produced Pickle, cold roll to a final thickness of ⁇ 0.75 mm and then heat treat.
  • the cold strip obtained in this way has guaranteed magnetic reversal losses P 1 # 5 of less than 6.5 W / kg due to the production method according to the invention.
  • Cold rolling can be carried out in one or more stages in a known manner. If at least two-stage cold rolling is carried out, in order to optimize the properties of the non-grain-oriented electrical sheet obtained in the last cold rolling stage, the degree of deformation should not exceed 15%.
  • the heat treatment of the strip since the strip produced according to the invention has extremely low carbon contents, can be carried out in a low to non-decarburizing atmosphere.
  • the outstanding properties of cold baths produced according to the invention can also be guaranteed with relatively large final thicknesses of, for example, 0.5 mm or 0.65 mm.
  • the maximum permissible deviation of the final thickness of the cold strip from the respective target specification should be a maximum of 2%.
  • the procedure according to the invention makes it possible to carry out the casting process and the subsequent hot rolling in such a way that the difference between the carbon content of the molten steel before casting and the carbon content of the hot strip obtained after hot rolling is less than 30 ppm by weight, preferably less than 10 percent by weight .ppm or even less than 5 wtppm. In this way it can be used accordingly low carbon content of the starting melt produce a hot strip which is less than 50 ppm by weight, preferably less than 30 ppm by weight. having.
  • a non-grain-oriented electrical sheet with such low carbon contents has a particularly low tendency to magnetic aging and shows particularly low losses.
  • Low-carbon steel melts A-D have been melted in a conventional manner to produce non-grain-oriented electrical sheets. These are steels. subsequently cast into thin slabs using a conventional casting and rolling system, which was then hot-rolled in a continuously successive sequence.
  • Table 1 shows the compositions in the liquid phase for steel melts A, B, C, D, E, F when leaving the steelworks.
  • the respective melt was poured into the casting gap formed between two cooled casting rolls of the casting and rolling system via an immersion pipe connected to a distributor trough.
  • the distribution channel and / or the dip tube were designed so that the melt stream entered the casting gap with low kinetic energy.
  • a control was provided with which the melt flow entering the casting gap could be metered exactly. In this way, the movements at the transition between the slag floating on the surface of the melt present in the casting gap and the melt located underneath were minimized, so that the slag was prevented from being drawn into the melt as far as possible.
  • Table 2 shows the compositions of the thin slabs produced from the steel melts AF when they leave the casting and rolling plant.
  • the cast thin slab emerging from the mold with a thickness of, for example, 50 mm was continuously fed to a hot rolling mill, in which it was finished rolled to a final hot strip thickness of 2.5 mm with a degree of deformation of up to 96%.
  • the hot strips obtained in this way were then further processed in a conventional manner to a cold strip, in which they were pickled, multi-stage cold-rolled to a final thickness of 0.5 mm and finally subjected to a final annealing.
  • the properties of the strips obtained in this way are given in Table 3 for cold strip samples produced from AF steels.
  • "P 1.5" is the magnetic loss at a polarization of 1.5 T and a frequency of 50 Hz
  • P 1.5 the magnetic loss at a polarization of 1.5 T and a frequency of 50 Hz
  • J2500 the magnetic polarization at a magnetic field strength of 2500 A / m
  • J5000 the magnetic polarization at a magnetic field strength of 5000 A / m designated.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Warmband für die Erzeugung von nichtkornorientiertem Elektroblech, bei dem folgende Arbeitsschritte absolviert werden: Erschmelzen eines Stahls, der in der flüssigen Phase (in Gew.-% bzw. Gew.-ppm) C: < 100 ppm, Si: 0,1 - 4,5 %, Al: 0,001 - 2,0 %, Mn: ≤ 1,5 %, Sn: ≤ 0,15 %, Sb: ≤ 0,15 %, P: ≤ 0,08 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, aufweist, Vergießen des erschmolzenen Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band, kontinuierlich in unmittelbarem Anschluß auf das Gießen der Dünnbrammen oder des Bandes erfolgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband, wobei der Stahl unter weitestgehender Vermeidung einer Aufkohlung derart vergossen und warmgewalzt wird, daß der Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands unter 100 ppm liegt.

Description

Verfahren zum Herstellen von nicht ornorientierten
Elektroblechen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientierten Elektroblechen. Unter dem Begriff "nic tkornorietiertes Elektroblech" wird in diesem Zusammenhang ein Stahlblech oder ein Stahlblechband verstanden, welches unabhängig von seiner Textur unter die in DIN 46 400 Teil 1 oder 4 genannten Bleche fällt und dessen Verlustanisotropie die in DIN 46 400 Teil 1 festgelegten Höchstwerte nicht überschreitet. Die Begriffe "Elektroblech" und "Elektroband" werden hier synonym verwendet .
"B25" bezeichnet im folgenden die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke "H" von 2500 A/m. Unter "P 1,5" wird der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz verstanden.
Von der verarbeitenden Industrie wird die Forderung gestellt, nichtkornorientierte Elektrobleche zur Verfügung zu stellen, deren magnetische Polarisationswerte gegenüber herkömmlichen Blechen angehoben sind, sondern ebenso niedrige Verlustwerte realisiert werden. Eine Absenkung der Werte der magnetischen Verluste ist stets vorteilhaft, um die Gesamtverluste von elektrischen, auf Basis von Elektroblechen der in Rede stehenden Art hergestellten elektrischen Maschinen abzusenken und damit einhergehend den Wirkungsgrad dieser Maschinen zu verbessern.
Darüber hinaus ist für eine Vielzahl von Anwendungen von Elektroband, bei denen der Aufbau durch Permanentmagnete erfolgt, eine Absenkung der magnetischen Verluste eine Aufgabe von zentraler Bedeutung. Niedrige magnetische Verluste ermöglichen es, durch eine optimierte Werkstoffauswahl den Wirkungsgrad der jeweiligen mit Permanentmagneten arbeitenden Maschine zu erhöhen.
Wesentliche Bedeutung auf die magnetischen Eigenschaften von nicht kornorientierten Elektroblechen kommt dem Kohlenstoff-Gehalt der Bleche zu. So führen hohe Kohlenstoff-Gehalte zu einer magnetischen Alterung, wodurch die Verluste stark ansteigen.
Üblicherweise werden für die Herstellung von Elektroblechen bestimmte Stähle über den Weg Konverter, Argonspüle, RH-Vakuumanlage, Pfannenofen erzeugt. Diese Art der Stahlerzeugung hat den Vorteil, daß trotz einer intensiven sekundärmetallurgischen Schmelzenbehandlung normale Abstichtemperaturen am Konverter eingestellt werden. Des weiteren können durch eine Spühlbehandlung am Pfannenofen mit einer geeigneten Pfannenschlacke niedrigste Schwefelgehalte erreicht werden. Durch eine geeignete Schmelzenbehandlung kann darüber hinaus ein besonders hoher Reinheitsgrad des erschmolzenen Stahls erreicht werden. Den Vorteilen der konventionellen Stahlerzeugung steht der Nachteil gegenüber, daß es im Pfannenofen zu einer Aufkohlung der Schmelze kommt. Um dennoch bei der Erzeugung von Stahlschmelzen für Elektrobleche möglichst niedrige Kohlenstoff-Gehalte zu ermöglichen, sind verschiedene Maßnahmen bekannt .
Diese Maßnahmen umfassen zum einen eine intensive Entkohlung des Stahls in der RH-Anlage. Zum anderen wird eine optimierte Pfannenschlacken-Arbeitsweise angewendet, mit der es gelingt, die mit jeder Temperaturerhöhung einhergehende Steigerung des C-Gehalts auf ein Minimum zu reduzieren. Für diese Arbeitsweise müssen die Pfanneschlacken niedrige C-Gehalte aufweisen. Die derart beschaffenen Schlacken müssen möglichst früh, spätestens jedoch vor der Vakuumbehandlung, zugegeben werden. Wenn alle Schlacken zugegeben sind, erfolgt eine Argonspülbehandlung. Durch die frühe Schlackenaufgabe kombiniert mit einer Spülbehandlung können in der Schlacke befindliche Karbonate, wie z. B. CaC03 in CaO und C02 zerfallen, ohne daß es zum Übergang von Kohlenstoff in den Stahl kommt. Mit dieser Vorgehensweise > ist es möglich, Elektroblech-Stähle mit besonders niedrigen Kohlenstoffgehalten zu erzeugen.
Können die voranstehend erläuterten Maßnahmen bei der Erzeugung von Elektroblech-Stahl beispielsweise aufgrund von nicht zur Verfügung stehender Anlagentechnik nicht angewendet werden, so kann die Entkohlung der Bleche auch durch ein geeignetes Entkohlungsglühen durchgeführt werden, nachdem die Bänder warm- und daraufhin fertig kaltgewalzt worden sind. Im Anschluß an die Erschmelzung wird die Schmelze bei konventioneller Vorgehensweise zu Brammen vergossen. Die Brammen werden dann wiedererwärmt und vorgewalzt, um anschließend zu Warmband fertiggewalzt zu werden. Werden Blechdicken gefordert, die als Warmband nicht zur Verfügung gestellt werden können, so wird das Warmband üblicherweise ein- oder mehrstufig auf die geforderte Enddicke kaltgewalzt.
Der mit dem Vergießen zu Brammen, der Wiedererwärmung und dem Vorwalzen verbundene Aufwand ist beträchtlich. Daher hat man versucht, Elektrobleche über eine Gießwalzanlage ("CSP-Anlage") zu erzeugen. Auf einer solchen Anlage werden aus einem gegossenen, kontinuierlich abgezogenen Strang Dünnbrammen erzeugt, die in einem kontinuierlichen Ablauf unmittelbar anschließend der Warmwalzung zugeführt werden. (Stahl u. Eisen 115 (1995) Nr. 9, S. 95) .
Ein anderer Weg zur Einsparung des Brammengießens, Wiedererwärmens und Vorwalzens besteht in der Herstellung von Elektroblech-Warmbändern über eine sogenannte "Bandgießanlage" . Dabei wird in der erläuterten Weise erzeugter, niedrig kohlenstoffhaltiger Stahl zwischen gegenläufig rotierenden Gießwalzen zu gegossenem Band vergossen, welches anschließend einer Warmwalzung unterzogen wird. Die auf diese Weise erzielbaren Dicken des erhaltenen Warmbandes liegen im Bereich von 1,8 mm bis 3 mm.
Sowohl durch den Einsatz einer Gießwalzanlage als auch durch den Einsatz einer Bandgießanlage können zu günstigeren Kosten Elektrobleche mit Eigenschaften hergestellt werden, die denen konventionell erzeugter Elektrobleche mindestens ebenbürtig sind. Allerdings kommt es in der Praxis aufgrund der gegenüber konventionellen Brammen größeren Oberfläche des gegossenen Bandes bzw. des gegossenen Strangs zu einer verstärkten Aufkohlung. Zu dieser unerwünschten Aufkohlung tragen auch die in der Regel kohlenstoffhaltigen Gießhilfsstoffe bei, mit denen der Stahl während des Gießens des Bandes oder des Strangs in Kontakt kommt .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von nicht kornorientierten Elektroblechen mit extrem niedrigen Kohlenstoffgehalten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Herstellung von nicht kornorientierten Elektroblechen folgende Arbeitsschritte absolviert werden :
- Erschmelzen eines Stahls mit (in Gew.-% bzw. Gew. -ppm) C: < 100 ppm, vorzugweise < 60 ppm,
Si: 0,1 - 4,5 % AI: 0,001 - 2,0 % Mn: ≤ 1,5 % Sn: < 0,15 % Sb: < 0,15 %
P: < 0,08 %
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
- Vergießen des erschmolzenen Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band, - kontinuierlich in unmittelbarem Anschluß auf das Gießen der Dünnbrammen oder des Bandes erfolgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband, dessen Dicke vorzugsweise 1,8 bis 3 mm beträgt,
- wobei der Stahl unter weitestgehender Vermeidung einer Aufkohlung derart vergossen und warmgewalzt wird, daß der Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands unter 100 ppm liegt.
Erfindungsgemäß wird eine an sich für die Herstellung von Elektroblechen bekannte niedrig kohlenstoffhaltige Stahllegierung in einer Gießwalzanlage zu einem Strang und daraus erzeugten Dünnbrammen oder in einer Bandgießanlage zu gegossenem Band vergossen. Das Band bzw. die Dünnbrammen werden anschließend kontinuierlich zu Warmband gewalzt. Indem dabei während des Gießens erfindungsgemäß die Gießbedingungen so gewählt werden, daß eine Aufkohlung im Gießprozeß vermieden wird, wird gewährleistet, daß es im Zuge des Gießens selbst und der sich daran anschließenden Prozeßschritte zu keiner über den maximalen Wert von 100 ppm des Gehalts an C hinausgehenden Aufkohlung kommt .
Dadurch, daß die Aufkohlung im Gießprozeß gering gehalten wird, treffen das gegossene Band bzw. der gegossene Strang und die daraus erzeugten Dünnbrammen während des Gießprozesses bzw. während der in unmittelbarem Anschluß daran durchlaufenen Arbeitsschritte mit einem so geringen Kohlenstoffgehalt mit der jeweils kohlenstoff altigen Umgebung zusammen, daß die dann unvermeidbare Aufkohlung nicht zu einem über den erfindungsgemäß vorgegebenen Grenzwert hinausgehenden Anstieg des Kohlenstoffgehaltes führt. Ebenso können erfindungsgemäß auch die einzelnen Walzschritte selbst so durchgeführt werden, daß die Gefahr einer Aufkohlung minimiert wird.
Eine im Rahmen der Erfindung liegende Maßnahme zur Vermeidung der Aufkohlung besteht beispielsweise darin, die Schmelze beim Vergießen durch eine Verteileinrichtung mit darin angeordneten Einrichtungen zum Umlenken des Schmelzenstroms derart zu leiten, daß eine Vermengung von auf der Schmelze liegender Schlacke und dem Stahl vermieden wird. Dies kann durch geeignete Einbauten in der Verteilerrinne erreicht werden, durch die die Schmelzenströmung in der Verteilerrinne beruhigt wird. Im Ergebnis wird so ein beruhigter Badspiegel in der Verteilerrinne erreicht, bei dem der Bereich des Phasenübergangs zwischen Schlacke und Schmelze weitestgehend frei von Turbulenzen gehalten ist .
Demselben Zweck dient die Maßnahme, den Zufluß des Schmelzenstroms in die Verteileinrichtung mittels einer Stopfeneinrichtung derart zu steuern, daß ein im wesentlichen konstanter Schmelzenspiegel in der jeweils eingesetzten Gießvorrichtung erhalten wird. Auch auf diese Weise wird die Ausprägung ruhiger Schmelzenbewegungen in der Verteilerrinne und in der Kokille bzw. im Gießspalt mit der Folge begünstigt, daß der Miniskus im Eingußbereich und die Phasengrenze Stahl/Schlacke auf der Oberfläche des Schmelzenspiegels stabilisiert sind.
Schließlich kann ein ruhiges, eine Vermengung von Schmelze und Schlacke vermeidendes Einströmen der Schmelze in die Gießkokille bzw. den Gießspalt dadurch unterstützt werden, daß der von der aus der Verteileinrichtung in die Kokille bzw. den Gießspalt der jeweils eingesetzten Gießeinrichtung einströmende Schmelzenstrom mittels einer elektromagnetischen Bremse geregelt wird.
Neben den sich auf die Verteilerrinne und die Beein lussung der in sie einströmenden bzw. von ihr abgehenden Schmelzenströmung beziehenden Maßnahmen kann auch das an die Verteilerrinne jeweils angeschlossene Tauchrohr so gestaltet werden, daß eine Beruhigung der Schmelzenströmung und damit einhergehend der Badspiegelbewegungen in der Kokille bzw. im Gießspalt eintritt. Dazu können in an sich bekannter Weise in dem Tauchrohr Strömungsteiler oder sonstige Hindernisse vorgesehen sein, die zu einer Vernichtung von kinetischer Energie der Schmelzenströmung mit der Folge führen, daß ein möglichst turbulenzfreier Schmelzenstrahl in den Gießspalt bzw. die Gießkokille eintritt.
Eine andere Möglichkeit der Minimierung der Gefahr einer Aufkohlung während des Gießvorgangs besteht darin, daß mit der Schmelze in Kontakt kommende Bauelemente der Verteileinrichtung aus einem Material mit geringem Kohlenstoffgehalt gefertigt sind.
Die erfindungsgemäß erzeugten Warmbänder eignen sich grundsätzlich dazu, direkt für die Herstellung von elektrischen Maschinen oder anderen elektrischen Einrichtungen verwendet zu werden. Werden jedoch Bleche mit geringeren Enddicken gefordert, so läßt sich erfindungsgemäß hergestelltes Warmband ohne weiteres beizen, auf eine Enddicke < 0,75 mm kaltwalzen und anschließend wärmebehandeln. Das so erhaltene Kaltband weist infolge der erfindungsgemäßen Herstellweise garantierte Ummagnetisierungsverluste P1#5 von weniger als 6,5 W/kg auf. Das Kaltwalzen kann in bekannter Weise ein oder mehrstufig erfolgen. Wird ein mindestens zweistufiges Kaltwalzen durchgeführt, so sollte zwecks Optimierung der Eigenschaften des erhaltenen nicht kornorientierten Elektroblechs in der letzten Kaltwalzstufe der Umformgrad höchstens 15 %- betragen. Die Wärmebehandlung des Bandes kann, da erfindungsgemäß erzeugtes Band extrem geringe Kohlenstoffgehalte aufweist, in einer gering bis gar nicht entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden.
Die hervorragenden Eigenschaften erfindungsgemäß erzeugter Kaltbähder lassen sich auch bei relativ großen Enddicken von beispielsweise 0,5 mm oder 0,65 mm garantieren. Um den jeweiligen Qualitätsanforderungen gerecht zu werden, sollte dabei die maximal zulässige Abweichung der Enddicke des Kaltbands von der jeweiligen Soll-Vorgabe maximal 2 % betragen.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht es, den Gießprozeß und das anschließende Warmwalzen so zu führen, daß die Differenz zwischen dem Kohlenstoffgehalt des erschmolzenen Stahls vor dem Vergießen und dem Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands weniger als 30 Gew. -ppm, vorzugsweise weniger als 10 Gew. -ppm oder sogar weniger als 5 Gew. -ppm beträgt. Auf diese Weise läßt sich bei entsprechend niedrigem Kohlenstoffgehalt der Ausgangsschmelze ein Warmband erzeugen, das weniger als 50 Gew. -ppm, vorzugsweise weniger als 30 Gew. -ppm,. aufweist. Ein nicht kornorientiertes Elektroblech mit derart niedrigen Kohlenstoffgehalten besitzt eine besonders geringe Neigung zur magnetischen Alterung und zeigt besonders geringe Verluste .
Wird das Warmwalzen mit Schmierung durchgeführt, so treten einerseits geringere Scherverformungen auf, so daß das gewalzte Band im Ergebnis eine homogenere Struktur über den Querschnitt erhält. Andererseits werden durch die Schmierung die Walzkräfte vermindert, so daß über dem jeweiligen Walzstich eine höhere Dickenabnahme möglich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Zur Herstellung von nicht kornorientierten Elektroblechen sind auf konventionelle Weise niedrig kohlenstoffhaltige Stahlschmelzen A-D erschmolzen worden. Diese Stähle sind . anschließend über eine in ihrem Grundaufbau konventionelle Gießwalzanlage zu Dünnbrammen vergossen worden, welche in einer kontinuierlich aufeinanderfolgenden Abfolge unmittelbar anschließend warmgewalzt worden ist.
In Tabelle 1 sind für Stahlschmelzen A,B,C,D,E,F die Zusammensetzungen in der Flüssigphase beim Verlassen des Stahlwerks angegeben.
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen
Tabelle 1
Das Eingießen der jeweiligen Schmelze in den zwischen zwei gekühlten Gießwalzen der Gießwalzanlage ausgebildeten Gießspalt erfolgte dabei über ein an eine Verteilerrinne angeschlossenes Tauchrohr. Die Verteilerrinne und / oder das Tauchrohr waren so gestaltet, daß der Sσhmelzenstrom mit geringer kinetischer Energie in den Gießspalt eintrat. Zusätzlich war eine Steuerung vorgesehen, mit welcher der in den Gießspalt eintretende Schmelzenstrom exakt dosiert werden konnte . Auf diese Weise wurden die Bewegungen am Übergang zwischen der auf der Oberfläche der im Gießspalt vorhandenen Schmelze schwimmenden Schlacke und der darunter befindlichen Schmelze minimiert, so daß ein Einziehen der Schlacke in die Schmelze weitestgehend verhi dert wurde .
In Tabelle 2 sind die Zusammensetzungen der aus den Stahlschmelzen A-F erzeugten Dünnbrammen beim Verlassen der Gießwalzanlage angegeben.
unvermeidbare Verunreinigungen
Tabelle 2
Die mit einer Dicke von beispielsweise 50 mm aus der Kokille austretende gegossene Dünnbramme wurde kontinuierlich einer Warmwalzstaffel zugeführt, in der sie bei einem Umformgrad von bis zu 96 % auf eine Warmbandenddicke 2 , 5 mm fertig gewalzt wurde.
Es zeigte sich, daß bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise die Aufkohlung während des Gießvorgangs so gering gehalten werden kann, daß Kohlenstoffgehalte von weit weniger als 100 ppm im fertigen Warmband garantiert werden können.
Die so beschaffenen Warmbänder wurden anschließend auf konventionelle Weise zu einem Kaltband weiterverarbeitet, indem sie gebeizt, mehrstufig auf eine Enddicke von 0,5 mm kaltgewalzt und schließlich einer Schlußglühung unterzogen wurden. Die Eigenschaften der so erhaltenen Bänder sind in Tabelle 3 für aus den Stählen A-F erzeugten Kaltbandproben angegeben. Dabei sind mit "P 1,5" der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz, mit mit "P 1,5" der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz, mit "J2500" die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m und mit "J5000" die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke von 5000 A/m bezeichnet.
Tabelle 3

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zum Herstellen von Warmband für die Erzeugung von nichtkornorientiertem Elektroblech, bei dem folgende Arbeitsschritte absolviert werden:
- Erschmelzen eines Stahls, der in der flüssigen Phase (in Gew.-% bzw. Gew. -ppm)
C: < 100 ppm
Si: 0,1 - 4,5 % '
AI: 0,001 - 2,0 %
Mn: < 1,5 %
Sn: < 0,15 %
Sb: < 0,15 %
P: < 0,08 %
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, aufweist,
- Vergießen des erschmolzenen Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band,
- kontinuierlich in unmittelbarem Anschluß auf das Gießen der Dünnbrammen oder des Bandes erfolgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband,
- wobei der Stahl unter weitestgehender Vermeidung einer Aufkohlung derart vergossen und warmgewalzt wird, daß der Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands unter 100 ppm liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Dicke des Warmbands 1,8 mm bis 3 mm beträgt.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Stahlschmelze in der flüssigen Phase < 60 Gew. -ppm Kohlenstoff enthält.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Differenz zwischen dem Kohlenstoffgehalt des erschmolzenen Stahls vor dem Vergießen und dem Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands weniger als 30 Gew. -ppm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Differenz zwischen dem Kohlenstoffgehalt des erschmolzenen Stahls vor dem Vergießen und dem Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands weniger als 10 Gew. -ppm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Differenz zwischen dem Kohlenstoffgehalt des erschmolzenen Stahls vor dem Vergießen und dem Kohlenstoffgehalt des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands weniger als 5 Gew. -ppm beträgt.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das erhaltene Warmband einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 60 Gew. -ppm aufweist.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das erhaltene Warmband einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 30 Gew. -ppm aufweist.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Warmwalzen mit Schmierung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Warmband gebeizt, auf eine Enddicke < 0,75 mm kaltgewalzt und wärmebehandelt wird und d a ß das erhaltene Kaltband Ummagnetisierungsverluste von weniger als 6,5 W/kg bei 50 Hz aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Wärmebehandlung in einer gering bis gar nicht entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Kaltwalzen mindestens zweistufig erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß in der letzten Kaltwalzstufe der Umformgrad höchstens 15 % beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß bei einer maximal zulässigen Abweichung von 2 % die Enddicke des Kaltbands 0,5 mm beträgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß bei einer maximal zulässigen Abweichung von 2 % die Enddicke des Kaltbands 0,65 mm beträgt.
16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schmelze beim Vergießen durch eine .Verteileinrichtung mit darin angeordneten Einrichtungen zum Umlenken des Schmelzenstroms derart geleitet wird, daß eine Vermengung von auf der Schmelze liegender Schlacke und dem Stahl vermieden wird.
17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Zufluß des Schmelzenstroms in die Verteileinrichtung mittels einer Stopfeneinrichtung derart gesteuert wird, daß ein im wesentlichen konstanter Schmelzenspiegel in der jeweils eingesetzten Gießvorrichtung erhalten wird.
18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der von der aus der Verteileinrichtung in die Kokille bzw. den Gießspalt der jeweils eingesetzten Gießeinrichtung einströmende Schmelzenstrom mittels einer elektromagnetischen Bremse geregelt wird.
19. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß mit der Schmelze in Kontakt kommende Bauelemente der Verteileinrichtung aus einem Material mit geringem Kohlenstoffgehalt gefertigt sind.
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