EP1440173B1 - Für die herstellung von nichtkornorientiertem elektroblech bestimmtes, warmgewalztes stahlband und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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EP1440173B1
EP1440173B1 EP02779503A EP02779503A EP1440173B1 EP 1440173 B1 EP1440173 B1 EP 1440173B1 EP 02779503 A EP02779503 A EP 02779503A EP 02779503 A EP02779503 A EP 02779503A EP 1440173 B1 EP1440173 B1 EP 1440173B1
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EP
European Patent Office
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hot
rolling
strip
intensity
hot strip
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EP02779503A
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Karl Ernst Friedrich
Jürgen Schneider
Rudolf Kawalla
Wolfgang A. Rasim
Carl-Dieter Wuppermann
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Stahl AG
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    • C21D8/1233—Cold rolling

Definitions

  • the invention relates to a for the production of Electrical sheet metal hot-rolled steel strip and a Process for its preparation.
  • non-grain oriented electrical sheet is in this context a steel sheet or a Steel band understood, which is independent of his Texture below those mentioned in DIN 46 400 part 1 or 4 Sheet metal falls and its loss anisotropy in DIN 46 400 part 1 limits.
  • the terms “tin” and “band” are synonymous here used.
  • Hot strip thicknesses of ⁇ 1.5 mm can be achieved, see eg. B. JP 2001 123225 A2.
  • the invention was based on the object, a cost producible hot strip with partially solidified Microstructure with a thickness of at most 1.8 mm too realize which is due to these characteristics in a special way for the production of high quality Electric sheets is suitable.
  • the invention is based on the recognition that, when choosing a suitable preparation path, a hot strip can be made available, which already has a microstructure in the hot rolled state, which can be produced only by cold rolling at high degrees of deformation in conventional manufacturing.
  • assembled and procured hot strip at a strip thickness of at most 1.8 mm has a partially solidified microstructure.
  • This microstructure is characterized by high intensities of the ⁇ -fiber in the range of angles up to 60 ° for specific layers, ie in an angular range in which in conventional hot strips of comparable composition usually no appreciable intensities for these layers can be determined.
  • Characteristic are the high intensities of the specific layers (112) ⁇ 110> and (111) ⁇ 110>, wherein for the ratios of the intensities I 112 of the layer (112) ⁇ 110> to the intensity I 001 of the layer (001) ⁇ 110 > a value> 0.4 or the intensity I 111 of the layer (111) ⁇ 110> to the intensity I 001 of the layer (001) ⁇ 110> gives a value> 0.2.
  • the hot strip according to the invention can be characterized in excellent Process to cold-rolled NO electrical steel whose final thickness is typically 0.35 mm to 0.75 mm, in particular 0.2 mm, 0.35 mm, 0.50 mm or 0.65 mm.
  • Conventional hot strips differ from according to the invention characterized in that noticeable in them Intensities only in the range of up to 25 ° (-30 °) occur while for the components (112) ⁇ 110> and (111) ⁇ 110> no higher intensities detectable are.
  • the conventional hot tapes lies typically an intensity maximum of the ⁇ -fiber structure at 0 °, from which the intensity with increasing angle decreases. This intensity distribution
  • the ⁇ -fiber corresponds to a solidified structure.
  • First by the cold rolling process is in such steel strips a softening of the structure by a Recrystallization in the subsequent annealing reached. For this purpose, overall degrees of deformation of more than 65% are required, on the one hand a certain minimum thickness cold-rolled hot strip and on the other hand a considerable rolling work during the cold forming of the strip provide.
  • hot strip according to the invention is so procure that the intensities of the component (112) ⁇ 110> and the intensities of the layer (111) ⁇ 110> high are.
  • hot strip according to the invention has a special low final thickness.
  • the invention Hot strip creates so much more favorable conditions for the subsequent processing than this conventional Hot strips can afford. That's how it works Hot strip according to the invention starting from its low Thickness of at most 1.8 mm at minimized Total transformation to a non-grain oriented Cold-forming electrical sheet, its properties at least equal to the properties conventional produced NO-electric sheets is.
  • the orientation distribution function describes the relative position of the crystal coordinate system and the sample coordinate system.
  • the orientation distribution function assigns an orientation density or intensity to each point in space. Since a representation of the orientation distribution function is very complicated and not very clear, a simplified description with the aid of fibers is chosen.
  • the relevant fibers for steels are: a-fiber, ⁇ -fiber, ⁇ -fiber, ⁇ -fiber, ⁇ -fiber, ⁇ -fiber, ⁇ -fiber
  • the a fiber considered here is the ⁇ 110> direction parallel to the rolling direction; she passes between the layers (001) ⁇ 110> and (110) ⁇ 110>.
  • a particularly advantageous for further processing Entfest TrentsSullivan has inventive hot strip then, if its strip thickness is at most 1.2 mm.
  • the ratio I 112 / I 001 > 0.75 formed from the intensity I 112 of the layer (112) ⁇ 110> to the intensity I 001 of the layer (001) ⁇ 110> is regularly the intensity I 111 of the position (111) ⁇ 110> to the intensity I 001 of the position (001) ⁇ 110> of the ⁇ -fiber ratio I 111 / I 001 > 0.4.
  • Such entieries hot strip can be processed at very low degrees of deformation to NO electrical steel.
  • Hot rolled strip according to the invention with hot strip thicknesses of ⁇ 1.8 mm can be manufactured in different ways; conventional hot strip mills with possibilities of Realization of above thicknesses, Casting rolling plants (casting of Thin slabs with subsequent in-line hot rolling), Thin strip casting machines with subsequent multi-stage casting Hot rolling of the thin strip.
  • the invention at least one pass of hot rolling at temperatures, where the hot strip is an austenitic structure and several subsequent stitches of the Hot rolling performed at temperatures in which the Hot strip has a ferritic structure.
  • the hot strip is an austenitic structure and several subsequent stitches of the Hot rolling performed at temperatures in which the Hot strip has a ferritic structure.
  • the final rolling temperature is Hot rolling less than 850 ° C.
  • one of the last forming passes rolled with lubrication.
  • hot rolling with lubrication occur on the one hand lower shear deformations, so that the rolled strip as a result, a more homogeneous structure across the cross section receives.
  • the lubrication reduces so that above the respective Walzstich a higher thickness decrease is possible. Therefore It can, depending on the desired properties of the too generating electric sheet, be advantageous if all occurring in the ferrite Umformstiche with a rolling lubrication be performed.
  • Hot rolled strips according to the invention can be used in particular reliably reproducible work results first by an inventively melted composite steel and then this steel is poured into thin slabs, which then hot-rolled continuously ("in-line") to hot strip become. It is during the hot rolling achieved overall degree of deformation preferably at least 90%, the hot rolling usually in several passes will be carried out.
  • the the known casting rolls own continuous Sequence of potting steel to thin slabs and hot rolling the thin slabs to hot strip also allowed in the production of inventive hot strips the Saving of work steps, such as reheating slabs and roughing.
  • inventive hot strips themselves affects the material condition in the different Production phases. This is partly different significantly from that in the conventional generation of Hot strip reached, with a reheating the cooled slab is started.
  • the macro segregations as well as the solution and Excretion state the inventively generated Hot strips differ from conventionally produced.
  • the forming process takes place during in-line casting rolling during hot rolling at favorable thermal Conditions.
  • the rolling passes with higher Forming degrees applied and the forming conditions specifically used for the control of microstructure development become.
  • the phosphorus content less than 0.08 wt% limited to sufficient G manigenticianen to achieve.
  • the molten steel was cast into a slab which was then conventionally cooled, reheated, pre-rolled and hot-rolled to a final thickness of 2.5 mm.
  • the hot-rolled strip Wb V1 thus obtained had an orientation density of the ⁇ -fiber of at least 4 determined in the band center for an orientation angle ⁇ of 0 ° to 20 °, while the orientation density for angles ⁇ of more than 20 ° was regularly less than 3.
  • the value of the ratio I 112 / I 001 of the intensity I 112 of the layer (112) ⁇ 110> to the intensity I 110 of the layer (001) ⁇ 110> of the ⁇ -fiber was therefore just under 0.1 as the value of the ratio I. 111 / I 001 of the intensity I 111 of the component (111) ⁇ 110> to the intensity I 110 of the component (001) ⁇ 110>.
  • the high density in the range of small angles and the low density in the range of large angles prove that the hot strip Wb V1 has been in a solidified state in which it must first be subjected to a complex cold rolling and aftertreatment in order to be used as NO electric sheet to be able to.
  • the same steel was first cast into a thin-slab in a casting-rolling plant, which was then hot-rolled in-line in several passes to a hot-strip thickness of 3 mm.
  • the hot strip Wb V2 thus obtained, like the hot strip Wb V1 for an orientation angle ⁇ of 0 ° to 20 °, had an orientation density of the ⁇ -fiber of at least 4 determined in the center of the strip, while the orientation density for angles ⁇ of more than 20 ° was regular was significantly less than 3.
  • the value of the ratio I 112 / I 001 of the intensity I 112 of the layer (112) ⁇ 110> to the intensity I 110 of the layer (001) ⁇ 110> of the ⁇ -fiber was 0.2, while the value of the ratio I 111 / I 001 the intensity I 111 of the position (111) ⁇ 110> to the intensity I 110 of the position (001) ⁇ 110> reached only 0.06.
  • the hot strip Wb V2 has been in a solidified state in which it must first undergo an expensive cold rolling and aftertreatment, to use it as a NO electrical sheet.
  • the hot strip Wb E according to the invention has also been produced from the same steel as the hot strip Wb V1 produced for comparison.
  • the steel in question has also been cast in a casting-rolling plant to a thin slab, which was then also hot rolled "in-line" in several passes.
  • the final thickness of the hot-rolled strip was only 1.04 mm.
  • the hot-rolled strip Wb E thus obtained had an orientation density of the ⁇ -fiber of at least 4 determined in the center of the strip for all orientation angles ⁇ in the range from 0 ° to 60 °. Only in the angular range of more than 60 ° did the orientation density decrease below 3.
  • the value of the ratio I 112 / I 001 of the intensity I 112 of the position (112) ⁇ 110> to the intensity I 110 of the component (001) ⁇ 110> of the ⁇ - Fiber was at a high level, namely at 0.81.
  • the value of the ratio I 111 / I 001 of the intensity I 111 of the layer (111) ⁇ 110> to the intensity I 110 of the layer (001) ⁇ 110> reached a high level, namely 0.54.
  • the high orientation densities up to an angle of 60 ° and the high intensities of components (112) ⁇ 110> and (111) ⁇ 110> prove that the inventive Hot strip is located in a partially partially solidified state.

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Description

Die Erfindung betrifft ein für die Herstellung von Elektroblech bestimmten warmgewalztes Stahlband und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Unter dem Begriff "nichtkornorientiertes Elektroblech" wird in diesem Zusammenhang ein Stahlblech oder ein Stahlband 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 "Blech" und "Band" werden hier synonym verwendet.
Konventionell umfaßt die Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech (NO-Elektroblech) die Schritte:
  • Erschmelzen des Stahls,
  • Vergießen des Stahls zu Brammen,
  • soweit erforderlich, Wiedererwärmen der Brammen,
  • Einsetzen der Brammen in einer Warmwalzstraße,
  • Vorwalzen der Brammen,
  • Fertigwarmwalzen der Brammen zu einem Warmband, dessen Enddicke zwischen 1,8 mm und 5 mm, typischerweise zwischen 2 mm und 3 mm, liegt,
  • Glühen und Beizen des Warmbands, wobei diese Warmbandbehandlungen als kombiniertes Glühbeizen ausgeführt werden können,
  • Kaltwalzen auf Enddicke im Bereich von 0,75 mm bis 0,35 mm oder kleiner oder soweit erforderlich mehrstufig mit zwischengeschalteter Glühung erfolgendes Kaltwalzen des Warmbands auf Enddicke, und
  • Schlußglühen solcher Kaltbänder in Enddicke, die mit einem mindestens 65 % betragenden Gesamtumformgrad kaltgewalzt worden sind, oder
  • Glühen und anschließendes Nachwalzen, mit einem höchstens 20 % betragenden Gesamtumformgrad.
Erst durch den Kaltwalzvorgang wird eine Entfestigung des Gefüges durch eine Rekristallisation erreicht, wobei für das Erreichen der üblichen Enddicken des Endproduktes "Kaltgewalztes NO-Elektroband" (Ausgangspunkt Warmband > 1,8 mm, Enddicke 0,35 bis 0,75 mm) Gesamtumformgrade von > 65 % erforderlich sind. Kennzeichnend für ein entfestigtes Gefüge ist eine Intensitätsverteilung der α-Fasertextur derart, daß eine erhöhte Intensität der Komponente {112}<110> auftritt und die Kaltwalzkomponente (001) <110> weitgehend abgebaut wird.
Damit schafft erst das Kaltwalzen mit diesen hohen Gesamtumformgraden die Voraussetzung für die Möglichkeit der Nutzung einer heute üblichen Schlussglühung in Form einer "Kurzzeitglühung" (Durchlaufofen - geringe Zeiten hoher Temperaturen für das Band) mit dem Ziel des Erreichens eines entfestigten Gefüges und einer optimalen Korngröße im Fertigprodukt "Kaltgewalztes NO-Elektroband".
Die Vielzahl der bei solch konventioneller Vorgehensweise durchzuführenden Arbeitsschritte führt zu hohem apparativem und kostenmäßigem Aufwand. Daher wird seit jüngerer Zeit verstärkt daran gearbeitet, das Vergießen des Stahls und die anschließenden Walzprozesse bei der Warmbandherstellung so zu gestalten, daß ein Warmband in der Dicke zu ≤ 1,8 mm entsteht. Ein Weg für das Erreichen dieses Zieles ist eine kontinuierliche Abfolge des Gieß- und des Walzvorgangs unter Einsparung des Wiedererwärmens und des Vorwalzens.
Zu diesem Zweck sind sogenannte "Gieß-Walz-Anlagen" entwickelt und errichtet worden. In diesen auch "CSP-Anlagen" genannten Vorrichtungen wird der Stahl zu einem kontinuierlich abgezogenen Strang (Dünnbramme) vergossen, die dann "in-line" zu Warmband warmgewalzt werden. Die beim Betrieb von Gieß-Walz-Anlagen gewonnenen Erfahrungen und die Vorteile des "in-line" erfolgenden Gieß-Walzens sind beispielsweise in W. Bald u.a. "Innovative Technologie zur Banderzeugung", Stahl und Eisen 119 (1999) Nr. 3, Seiten 77 - 85, oder C. Hendricks u.a. "Inbetriebnahme und erste Ergebnisse der Gießwalzanlage der Thyssen Krupp Stahl AG", Stahl und Eisen 120 (2000) Nr. 2, Seiten 61 - 68, dokumentiert worden.
Aber auch im Rahmen der klassischen Anlagentechnik zum Warmwalzen, eingeschlossen das Vor- und Zwischenwalzen, wird versucht bei Einsatz von konventionellen Brammen Warmbanddicken von ≤ 1,5 mm zu erzielen, siehe z. B. JP 2001 123225 A2.
Neben dem zuletzt genannten Verfahren ist aus der DE 100 15 691 C1 ein Verfahren zur Erzeugung eines NO-Elektroblechs bekannt, bei dem mindestens der letzte Stich des Warmwalzens im Mischgebiet Austenit-Ferrit durchgeführt werden soll. Bei einem derart gewalzten Warmband wird eine teilentfestigte Struktur des erhaltenen Blechs erst dadurch erreicht, daß eine besonders hohe Haspeltemperatur eingestellt wird. Ist dies der Fall, so hat die im Coil wirkende Eigenhitze dieselbe Wirkung wie eine separate Glühbehandlung des Warmbands. Auf diese Weise kann auf eine solche separate Warmbandglühung ganz oder teilweise verzichtet werden. Demnach wird der teilentfestigte Zustand bei diesem Stand der Technik erst erreicht, nachdem eine Glühung des Warmbandes oder eine einer solchen Glühung gleichkommende Wärmebeeinflussung des Warmbandes im Coil durchgeführt worden ist. Wie stark diese Entfestigung ist, bleibt dabei offen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares Warmband mit teilentfestigter Gefügestruktur bei einer Dicke von höchstens 1,8 mm zu realisieren, welches sich aufgrund dieser Eigenschaften in besonderer Weise zur Herstellung von hochwertigen Elektroblechen eignet.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik durch ein warmgewalztes Stahlband gelöst,
  • welches folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweist:
  • C: < 0,02 %,
  • Mn: ≤ 1, 2 %,
  • Si:0,1 - 4,4 %,
  • Al:0,1 - 4,4 %,
    • wobei die aus dem Si-Gehalt und dem Doppelten des Al-Gehaltes gebildete Summe ([%Si] + 2x[%Al]) < 5 % ist,
    • P: < 0,15 %
    • Sn: ≤ 0,20 %,
    • Sb: ≤ 0,20 %,
    Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
  • dessen Banddicke höchstens 1,8 mm beträgt, und
  • das eine teilentfestigte Gefügestruktur besitzt, die durch eine hohe Intensität der α-Faser (Faserdarstellung von Orientierungsverteilungsfunktionen) im Bereich bis 60° gekennzeichnet ist, wobei das aus der Intensität I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> gebildete Verhältnis I112/I001 >0,4 und das aus der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> gebildete Verhältnis I112/I001 >0,2 ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich bei Wahl eines geeigneten Herstellweges ein Warmband zur Verfügung stellen läßt, das schon im warmgewalzten Zustand ein Gefüge aufweist, welches sich bei konventioneller Fertigungsweise nur durch Kaltwalzen bei hohen Umformgraden erzeugen läßt. So besitzt erfindungsgemäß zusammengesetztes und beschaffenes Warmband bei einer Banddicke von höchstens 1,8 mm eine teilentfestigte Gefügestruktur. Diese Gefügestruktur zeichnet sich durch hohe Intensitäten der α-Faser im Bereich von Winkeln bis 60° für spezifische Lagen aus, also in einem Winkelbereich, in dem bei konventionellen Warmbändern vergleichbarer Zusammensetzung üblicherweise keine merklichen Intensitäten für diese Lagen festgestellt werden können. Kennzeichnend sind die hohen Intensitäten der spezifischen Lagen (112)<110> sowie (111)<110>, wobei sich für die Verhältnisse der Intensitäten I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> ein Wert > 0,4 bzw. der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> ein Wert > 0,2 ergibt.Aufgrund dieser Beschaffenheit läßt sich erfindungsgemäßes Warmband in hervorragender Weise zu kaltgewalztem NO-Elektroblech verarbeiten, dessen Enddicke typischerweise 0,35 mm bis 0,75 mm, insbesondere 0,2 mm, 0,35 mm, 0,50 mm oder 0,65 mm, beträgt.
Konventionelle Warmbänder unterscheiden sich von erfindungsgemäßen dadurch, daß bei ihnen merkbare Intensitäten nur im Bereich von bis zu 25°(-30°) auftreten, während für die Komponenten (112)<110> und (111)<110> keine höheren Intensitäten mehr feststellbar sind. Bei den konventionellen Warmbändern liegt typischerweise ein Intensitätsmaximum der α-Faserstruktur bei 0° vor, von dem ausgehend die Intensität mit zunehmendem Winkel abnimmt. Diese Intensitätsverteilung der α-Faser entspricht einem verfestigten Gefüge. Erst durch den Kaltwalzvorgang wird bei solchen Stahlbändern eine Entfestigung des Gefüges durch eine Rekristallisation bei der anschließenden Glühung erreicht. Dazu sind Gesamtumformgrade von mehr als 65 % erforderlich, die einerseits eine bestimmte Mindestdicke des kaltzuwalzenden Warmbands und andererseits eine erhebliche Walzarbeit bei der Kaltumformung des Bandes voraussetzen.
Erfindungsgemäßes Warmband ist demgegenüber so beschaffen, daß die Intensitäten der Komponente (112)<110> und die Intensitäten der Lage (111)<110> hoch sind. Gleichzeitig weist erfindungsgemäßes Warmband eine besonderes geringe Enddicke auf. Das erfindungsgemäße Warmband schafft so weitaus günstigere Verhältnisse für die nachfolgende Verarbeitung als dies konventionelle Warmbänder sich leisten können. So läßt sich erfindungsgemäßes Warmband ausgehend von seiner geringen Dicke von höchstens 1,8 mm bei minimierter Gesamtumformung zu einem nichtkornorientierten Elektroblech kaltverformen, dessen Eigenschaften mindestens gleich den Eigenschaften konventionell erzeugter NO-Elektrobleche ist.
Betreffs der verwendeten Begriffe α-Faser, Intensität und Lage ist festzuhalten, daß mittels der Orientierungsverteilungsfunktion die Textur einer kristallinen Phase quantitativ beschrieben wird.
Die Orientierungsverteilungsfunktion beschreibt die relative Lage von Kristallkoordinatensystem und Probenkoordinatensystem. Die Orientierungsverteilungsfunktion weist jedem Punkt im Raum eine Orientierungsdichte oder Intensität zu. Da eine Darstellung der Orientierungverteilungsfunktion sehr kompliziert und nicht sehr anschaulich ist, wird eine vereinfachte Beschreibung mit Hilfe von Fasern gewählt. Die für Stähle relevanten Fasern sind:
a-Faser, γ-Faser, η-Faser, ζ-Faser, δ-Faser
Bei der hier betrachteten a- Faser liegt die <110>-Richtung parallel zur Walzrichtung; sie verläuft zwischen den Lagen (001)<110> und (110)<110>.
Einen für die Weiterverarbeitung besonders günstigen Entfestigungszustand weist erfindungsgemäßes Warmband dann auf, wenn seine Banddicke höchstens 1,2 mm beträgt. Bei derart dünnem erfindungsgemäßen Warmband ist regelmäßig das aus der Intensität I112 der Lage(112)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> der α-fasergebildete Verhältnis I112/I001 > 0,75 und das aus der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> der α-Faser gebildete Verhältnis I111/I001 > 0,4. Derart entfestigtes Warmband läßt sich bei besonders geringen Umformgraden zu NO-Elektroblech verarbeiten.
Erfindungsgemäße Warmbänder mit Warmbanddicken von ≤ 1,8 mm können auf verschiedenen Wegen gefertigt werden; konventionelle Warmbandstraßen mit Möglichkeiten der Realisierung obigen Dicken, Gießwalzanlagen (Gießen von Dünnbrammen mit anschließendem In-line Warmwalzen), Dünnbandgießanlagen mit anschließendem mehrstufigem Warmwalzen des Dünnbandes. Dabei werden erfindungsgemäß mindestens ein Stich des Warmwalzens bei Temperaturen, bei denen das Warmband eine austenitische Struktur aufweist, und mehrere darauffolgende Stiche des Warmwalzens bei Temperaturen durchgeführt, in denen das Warmband eine ferritische Struktur besitzt. Durch ein derart gezielt in den einzelnen Phasenzustandsbereichen vorgenommenes Walzen lassen sich insbesondere bei umwandelnden Legierungen Warmbänder erzeugen, die in Bezug auf die an NO-Elektrobleche gestellten Anforderungen optimierte Eigenschaften besitzen. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich durch eine geeignete Kombination der Phasenabfolge beim Warmwalzen in Verbindung mit bestimmten Endwalz- und Haspeltemperaturen eine entscheidende Anhebung der magnetischen Polarisation erreichen läßt. Um sicherzustellen, daß mindestens der letzte Stich des Warmwalzens bei ferritischem Gefüge im Warmband durchgeführt wird, beträgt die Endwalztemperatur beim Warmwalzen weniger als 850 °C.
Vorzugsweise wird während des Warmwalzens mindestens bei einem der letzten Umformstiche mit Schmierung gewalzt. Durch das Warmwalzen mit Schmierung 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. Daher kann es, je nach den gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Elektroblechs, vorteilhaft sein, wenn sämtliche im Ferritgebiet erfolgenden Umformstiche mit einer Walzschmierung durchgeführt werden.
Erfindungsgemäße Warmbänder lassen sich insbesondere mit zuverlässig reproduzierbaren Arbeitsergebnissen herstellen, indem zunächst ein erfindungsgemäß zusammengesetzter Stahl erschmolzen und anschließend dieser Stahl zu Dünnbrammen vergossen wird, die dann kontinuierlich ("in-line") zu Warmband warmgewalzt werden. Dabei beträgt der während des Warmwalzens erzielte Gesamtumformgrad vorzugweise mindestens 90 %, wobei das Warmwalzen üblicherweise in mehreren Stichen durchgeführt werden wird.
Die dem bekannten Gieß-Walzen eigene kontinuierliche Aufeinanderfolge von Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen und Warmwalzen der Dünnbrammen zu Warmband gestattet auch bei der Herstellung erfindungsgemäßer Warmbänder die Einsparung von Arbeitsschritten, wie die Wiedererwärmung der Brammen und das Vorwalzen. Darüber hinaus zeigt sich, daß die Einsparung der betreffenden Arbeitsschritte sich auswirkt auf den Werkstoffzustand in den verschiedenen Herstellungsphasen. Dieser unterscheidet sich zum Teil erheblich von dem bei der konventionellen Erzeugung von Warmband erreichten, bei der mit einer Wiedererwärmung der abgekühlten Bramme begonnen wird. Insbesondere sind es die Makro-Seigerungen sowie der Lösungs- und Ausscheidungszustand, die erfindungsgemäß erzeugte Warmbänder von konventionell erzeugten unterscheidet. Zudem erfolgt beim In-Line-Gieß-Walzen der Umformvorgang während des Warmwalzens bei günstigen thermischen Bedingungen. So können die Walzstiche mit höheren Umformgraden aufgebracht und die Umformbedingungen gezielt für die Steuerung der Gefügeentwicklung genutzt werden.
Bevorzugt ist bei Einsatz des Gießwalzens bei dem erfindungsgemäßen Warmband der Phosphor-Gehalt auf weniger als 0,08 Gew.-% beschränkt, um ausreichende Gießeigenschaften zu erzielen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In dem Diagramm ist für drei Beispiele der Verlauf der Orientierungsverteilungsfunktion (Orientierungsdichte) über den Winkel Φ aufgetragen. "Φ" ist einer der Euler-Winkel, die die relative Lage von Kristallkoordinationen und Probekoordinationensystem beschreiben. Gleichzeitig sind spezielle Lagen eingetragen: (001)<110>, (112)<110>, (111)<110> und andere.Zur Ermittlung der Eigenschaften eines Beispiels für ein erfindungsgemäßes Warmband WbE sowie zweier Vergleichsbeispiele für nicht erfindungsgemäße Warmbänder WbV1 und WbV2 ist ein Stahl mit (in Gew.-% bzw. Gew.-ppm) < 30 ppm C, 0,2 % Mn, 0,050 % P, 1,3 % Si, 0,12 % Al, 0,01 % Si und als Rest Fe sowie Verunreinigungen erschmolzen worden.
Im Fall des zum Vergleich angefertigten Warmbands WbV1 ist der erschmolzene Stahl zu einer Bramme vergossen worden, die anschließend in konventioneller Weise abgekühlt, wiedererwärmt, vorgewalzt und auf eine Enddicke von 2,5 mm warmgewalzt worden ist. Das so erhaltene Warmband WbV1 wies für einen Orientierungswinkel Φ von 0° bis 20° eine in der Bandmitte ermittelte Orientierungsdichte der α-Faser von mindestens 4 auf, während die Orientierungsdichte für Winkel Φ von mehr als 20° regelmäßig weniger als 3 betrug. Der Wert des Verhältnisses I112/I001 der Intensität I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I110 der Lage (001)<110> der α-Faser lag dementsprechend genauso unter 0,1 wie der Wert des Verhältnisses I111/I001 der Intensität I111 der Komponente (111)<110> zur Intensität I110 der Komponente (001)<110>.
Der Verlauf der Orientierungsdichte über den Winkel Φ ist im Diagramm für das zum Vergleich dienende Warmband WbV1 als gepunktete Linie dargestellt.
Die hohe Dichte im Bereich kleiner Winkel und die niedrige Dichte im Bereich großer Winkel belegt, daß sich das Warmband WbV1 in einem verfestigten Zustand befunden hat, in der es erst einer aufwendigen Kaltwalzung und Nachbehandlung unterzogen werden muß, um als NO-Elektroblech eingesetzt werden zu können.
Zur Herstellung des ebenfalls zum Vergleich angefertigten Warmbands WbV2 ist derselbe Stahl in einer Gieß-Walz-Anlage zunächst zu einer Dünnbramme vergossen worden, welche anschließend ebenso "in-line" in mehreren Stichen auf eine Warmbandenddicke von 3 mm warmgewalzt wurde.
Das so erhaltene Warmband WbV2 wies genauso wie das Warmband WbV1 für einen Orientierungswinkel Φ von 0° bis 20° eine in der Bandmitte ermittelte Orientierungsdichte der α-Faser von mindestens 4 auf, während die Orientierungsdichte für Winkel Φ von mehr als 20° regelmäßig deutlich weniger als 3 betrug. Der Wert des Verhältnisses I112/I001 der Intensität I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I110 der Lage (001)<110> der α-Faser lag bei 0,2, während der Wert des Verhältnisses I111/I001 der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I110 der Lage (001)<110> lediglich 0,06 erreichte.
Der Verlauf der Orientierungsdichte über den Winkel Φ ist für das zum Vergleich dienende Warmband WbV2 im Diagramm als strichpunktierte Linie dargestellt.
Auch im Fall des Warmbands WbV2 belegt die hohe Dichte im Bereich kleiner Winkel und die niedrige Dichte im Bereich großer Winkel, daß sich das Warmband WbV2 in einem verfestigten Zustand befunden hat, in der es erst einer aufwendigen Kaltwalzung und Nachbehandlung unterzogen werden muß, um es als NO-Elektroblech einsetzen zu können.
Auch das erfindungsgemäße Warmband WbE ist aus demselben Stahl wie das zum Vergleich gefertigte Warmband WbV1 hergestellt worden. Dazu ist der betreffende Stahl ebenfalls in einer Gieß-Walz-Anlage zu einer Dünnbramme vergossen worden, welche anschließend ebenso "in-line" in mehreren Stichen warmgewalzt wurde. Im Unterschied zum Warmband WbV2 betrug die Enddicke des Warmbands jedoch lediglich 1,04 mm.
Das so erhaltene Warmband WbE wies für alle Orientierungswinkel Φ im Bereich von 0° bis 60° eine in der Bandmitte ermittelte Orientierungsdichte der α-Faser von mindestens 4 auf. Erst im Winkelbereich von mehr als 60° sank die Orientierungsdichte unter 3. Der Wert des Verhältnisses I112/I001 der Intensität I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I110 der Komponente (001)<110> der α-Faser lag auf hohem Niveau, nämlich bei 0,81. Genauso erreichte der Wert des Verhältnisses I111/I001 der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I110 der Lage (001)<110> ein hohes Niveau, nämlich 0,54.
Der Verlauf der Orientierungsdichte über den Winkel Φ ist für das erfindungsgemäße Warmband WbE im Diagramm als durchgezogene Linie dargestellt.
Die hohen Orientierungsdichten bis zu einem Winkel von 60° und die hohen Intensitäten der Komponenten (112)<110> sowie (111)<110> belegen, daß sich das erfindungsgemäße Warmband in einem weit teilentfestigten Zustand befindet.

Claims (10)

  1. Warmgewalztes Stahlband für die Weiterverarbeitung zu nichtkornorientiertem Elektroblech
    mit folgender Zusammensetzung (in Gew.-%)
    C: < 0,02 %,
    Mn: ≤ 1,2 %,
    Si: 0,1 - 4,4 %,
    Al: 0,1 - 4,4 %,
    wobei die aus dem Si-Gehalt und dem Doppelten des Al-Gehaltes gebildete Summe < 5 % ist,
    P: < 0,15 %
    Sn: ≤ 0,20 %,
    Sb: ≤ 0,20 %,
    Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
    mit einer Banddicke, die höchstens 1,8 mm beträgt, und
    mit einer teilentfestigten Gefügestruktur, die durch eine hohe Intensität für die α-Faser im Bereich von 0° bis 60° gekennzeichnet ist, wobei das aus der Intensität I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> gebildete Verhältnis I112/I001 > 0,4 und das aus der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I001 der Lage (001)<110> gebildete Verhältnis I111/I001 > 0,2 ist.
  2. Warmband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Banddicke höchstens 1,2 mm beträgt und das aus der Intensität I112 der Lage (112)<110> zur Intensität I110 der Lage (001)<110> der α-Faser gebildete Verhältnis I112/I001 > 0,75 und das aus der Intensität I111 der Lage (111)<110> zur Intensität I001 der Lage (001) <110> der α-Faser gebildete Verhältnis I111/I001 > 0,4 ist.
  3. Warmband nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß es bei einer ersten, hohen Temperatur eine ferritische, bei einer unter der ersten Temperatur liegenden zweiten Temperatur eine ferritisch /austenitische, bei einer unter der zweiten Temperatur liegenden dritten Temperatur eine austenitische, bei einer unter der dritten Temperatur liegenden vierten Temperatur eine austenitsch / ferritische und bei einer unter der vierten Temperatur liegenden fünften Temperatur wieder eine ferritische Gefügestruktur aufweist.
  4. Verfahren zum Herstellen von gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 beschaffenen Warmband, umfassend folgende Arbeitsschritte:
    Erschmelzen des Stahls,
    Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen,
    kontinuierlich in-line auf das Vergießen des Stahls folgendes, in mehreren Stichen durchgeführtes Warmwalzen der Dünnbrammen, wobei mindestens ein Stich des Warmwalzens bei Temperaturen, bei denen das Warmband eine austenitische Struktur aufweist, und mehrere darauffolgende Stiche des Warmwalzens bei Temperaturen durchgeführt werden, in denen das Warmband eine ferritische Struktur besitzt, und die Endwalztemperatur beim Warmwalzen weniger als 850 °C beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der während des Warmwalzens erzielte Gesamtumformgrad mindestens 90 % beträgt.
  6. Verfahren zum Herstellen von gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 beschaffenem Warmband, umfassend folgende Arbeitsschritte:
    Erschmelzen des Stahls,
    Vergießen des Stahls zu einem Dünnband,
    kontinuierlich in-line auf das Vergießen des Stahls folgendes Warmwalzen in mehreren Stichen,
    wobei mindestens ein Stich des Warmwalzens bei Temperaturen, bei denen das Warmband eine austenitische Struktur aufweist, und mehrere darauffolgende Stiche des Warmwalzens bei Temperaturen durchgeführt werden, in denen das Warmband eine ferritische Struktur besitzt, und die Endwalztemperatur beim Warmwalzen weniger als 850 °C beträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor-Gehalt des Warmbands < 0,08 Gew.-% beträgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß während des Walzens im Ferritgebiet mindestens der letzte Walzstich mit Schmierung durchgeführt wird.
  9. Verfahren zur Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech aus einem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 beschaffenen und nach einem der Ansprüche 4 bis 12 hergestellten Warmband, umfassend folgende Arbeitsschritte:
    Beizen oder Glühbeizen des Warmbands,
    Kaltwalzen des Warmbands Zwischenglühen des Kaltbands,
    Schlußglühen oder
    Glühen mit nachfolgender Nachverformung mit einem Gesamtumformgrad kleiner als 20 %.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwalzen mindestens zweistufig mit einer Zwischenglühung durchgeführt wird.
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