EP1444372B1 - Verfahren zur herstellung von nichtkornorientiertem elektroblech - Google Patents

Verfahren zur herstellung von nichtkornorientiertem elektroblech Download PDF

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EP1444372B1
EP1444372B1 EP02779558A EP02779558A EP1444372B1 EP 1444372 B1 EP1444372 B1 EP 1444372B1 EP 02779558 A EP02779558 A EP 02779558A EP 02779558 A EP02779558 A EP 02779558A EP 1444372 B1 EP1444372 B1 EP 1444372B1
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EP
European Patent Office
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strip
hot
rolling
cold
heat treatment
Prior art date
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EP02779558A
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EP1444372A1 (de
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Olaf Fischer
Karl Ernst Friedrich
Wolfgang A. Rasim
Jürgen Schneider
Carl-Dieter Wuppermann
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Stahl AG
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    • 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
    • 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
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    • 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
    • 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

  • the invention relates to a method for producing non-grain oriented electrical sheet or strip.
  • 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.
  • the invention had the object of providing a method for cost-effective production of non-grain-oriented To create electrical sheet or strip.
  • the hot strip before cold rolling a Subjected to pickling treatment and / or before cold rolling be annealed.
  • the invention couples the through the use of a Casting rolling mill (in-line casting and rolling) achievable Effects with effects of reducing the workload Cold rolling by using hot-rolled strip made of FeSi steels in a thickness ⁇ 1.8 mm, advantageously ⁇ 1.2 mm.
  • hot strip according to the invention can be processed with respect to the prior art significantly reduced effort to cold-rolled NO electrical steel whose final thickness typically 0.35 mm to 0.75 mm, in particular 0.2 mm, 0.35 mm, 0.50 mm or 0.65 mm. It has surprisingly been found that inventively produced NO electric sheet has despite the saving of conventional process always necessary process steps properties that are at least equal to the properties of conventionally produced NO electric sheets.
  • inventively produced NO electric sheet has despite the saving of conventional process always necessary process steps properties that are at least equal to the properties of conventionally produced NO electric sheets.
  • P 1.5 is understood to mean the loss of magnetization at a polarization of 1.5 T and a frequency of 50 Hz.
  • the grades of the same alloy conventionally produced on the basis of conventional hot strip give values for P 1.5 of> 5.3 W / kg.
  • 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.
  • the saving of the relevant work steps Effects on the material condition in the different production phases. This is different in some cases significantly from the condition that occurs in the conventional production of hot strip is achieved at the one with a reheating of the cooled slabs is started.
  • the According to the invention produced hot strips of conventional differentiates.
  • in-line casting rolls the forming process during hot rolling at favorable thermal conditions. So can the Walzstiche applied with higher degrees of deformation and the Forming conditions targeted for the control of Structure development can be used.
  • the transition temperature from the mixing zone to the ferrite A r1 ⁇ 900 ° C ⁇ 20 ° C and in particular when the thickness of the finished hot-rolled hot strip is not more than 1.2 mm , during hot rolling achieves at least 30% of the thickness decrease in the ferrite area.
  • the transition temperature from the mixture region to the ferrite region A r1 ⁇ 900 ° C ⁇ 20 ° C and the thickness of the finished hot-rolled hot strip is not more than 1.2 mm in particular, it is favorable if at least 35% of the thickness decrease during hot rolling in the two-phase region ⁇ / ⁇ .
  • a rolling is performed in the mixed area, can it also be appropriate to have at least one stitch in the perform pure ferrite.
  • the Thickness decrease during rolling in the ferrite region preferably at least 10% and not more than 33%, so that the Emphasis of reshaping despite the final Rolling in the ferrite area unchanged in the mixed area Austenite / ferrite lies.
  • the last Strokes of hot rolling are carried out in ferrite during hot rolling at least one of the last Forming stitches rolled with lubrication.
  • hot rolling with lubrication occur on the one hand lower Shear deformations, so that the rolled strip in Result a more homogeneous structure across the cross section receives.
  • the lubrication reduced 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.
  • the reel temperature should be chosen so that it at least 300 ° C lower than that Hot rolling end temperature or higher than that by 150 ° C reduced hot rolling temperature. In compliance with the high Reel temperature can usually be at an additional Hot strip annealing entirely or at least substantially be waived. So rewinding at high supports Temperatures the further softening of the hot strip already in the coil, taking its properties determining Characteristics, such as grain size, texture and excretions, be additionally positively influenced.
  • the low reel temperatures are especially useful higher siliconized electrical sheet grades good Results of work, since in this case, in the course of the Coiling sets a microstructure state when subsequent cold rolling to the expression of a view favorable to the properties of NO electrical sheets Grain structure leads.
  • Hot strip to undergo a surface treatment.
  • This surface treatment usually includes a Pickling of the hot strip, which sticking to the hot strip Tinder is removed.
  • the Surface treatment electrolytic, chemical and / or physically mechanical. The result will be here get a scale-free, as level as possible surface, which ensures a trouble-free cold rolling and the Production of a high-quality cold rolling product supported.
  • Hot-rolled strips in particular have an advantageous effect when the thickness of the hot strip when leaving the Hot strip mill is not more than 1.2 mm. So thin According to the invention produced hot strip can be due to its small thickness in a particularly simple Process into a cold-rolled electrical sheet, its final thickness typically 0.35 mm to 0.75 mm, in particular 0.2 mm, 0.35 mm, 0.50 mm or 0.65 mm, is.
  • the hot strip according to the invention as thin as possibly generated, in particular to thicknesses below 1.2 mm is hot rolled, in the inventive approach regularly enough, the cold rolling with a 20% up 65% total deformation to perform the to achieve the end thicknesses required by the user.
  • the cold rolling can be multi-stage in a known manner respectively. If necessary, it can be done in the same way known manner between at least one of the stages of Kaltwalzens an intermediate annealing of the cold-rolled strip be performed. This intermediate annealing can be done in one decarburizing atmosphere to be carried out as possible low carbon contents of the resulting NO sheet adjust.
  • the cold strip obtained in a conventional manner a final heat treatment be subjected to in the cold-rolled strip an optimal magnetic texture and grain distribution and size too achieve.
  • the cold strip after the Nachrollzen final heat treatment the Automatumformgrad ⁇ 20%.
  • the magnetic polarization J2500 is plotted against the magnetic reversal loss P 1.5 for various non-grain-oriented electrical sheets.
  • Table 1 which is also attached, shows the properties and processing parameters for non-grain oriented electrical steel sheets produced under hot conditions W1 to W16 under laboratory conditions and Table 2 shows the properties and processing parameters for non grain oriented electrical steel sheets produced under hot conditions W17 to W22.
  • non-grain oriented electrical sheets is a FeSil.3 alloy with (in wt%) 0.0017% C, 0.195% Mn, 1.286% Si, 0.039% P and 0.128% Al, balance iron and unavoidable impurities have been melted.
  • the resulting molten steel is in a casting-rolling plant first shed to a strand, from which then in a continuous process Thin slabs were divided, which subsequently as well "in-line” in several passes to hot-rolled strips W1-W22 hot rolled and then reeled.
  • the respective Final thickness WBd of hot strips W1-W22 is shown in Tables 1 and 2 specified.
  • the hot strip thickness WBd of the invention produced hot strips W1-W9 and W17 to W20 was included each below 1.8 mm. For the hot tapes W3, W6, W9 and W17 were even less than 1.2 mm.
  • the hot tapes W10-W16 and W21 and W22 are in contrast, conventional, not inventive Means have been made by cutting the steel into slabs was poured, which was then first cooled to slabs, then reheated and then rolled, before getting to a final thickness in the hot rolling mill 2 mm hot rolled.
  • the hot strips W1, W2, W3 and the hot strip W10 are after rewinding into cold tapes 0.35 mm thick, the hot strips W4, W5, W6 and the hot strips W11, W12, W13 as well as the hot tapes W17 to W22 to cold tapes with a Thickness of 0.5 mm and the hot strips W7, W8, W9 and the Hot tapes W14, W15 and W16 to cold tapes with a thickness cold rolled from 0.65 mm.
  • the achieved Forming degrees are in the column UG in the attached Tables entered.
  • the electromagnetic characteristics P 1.0 , P 1.5 , P 1.7 , J 800 , J 1000 , J 2500 , J 5000 and J 10000 are given in Tables 1.2.
  • P 1.0 ", "P 1.5 “ or “P 1.7” is the loss of magnetization at a polarization of 1.0 T, 1.5 T or 1.7 T and a respective frequency of 50 Hz understood.
  • J 800 ", "J 1000 “, “J 2500 “, “J 5000 “ and “J 10000” respectively denote the magnetic polarization at a magnetic field intensity of 800 A / m, 1000 A / m, 2500 A / m, 5000 A / m or 10000 A / m.
  • non-grain-oriented electrical sheets can be produced in the inventive procedure despite or even because of the savings made possible by the use of a casting-rolling plant in hot processing and low deformation in the cold strip production, their properties at least equal to those of conventionally produced sheets or even superior to that, as the diagram shows.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientiertem Elektroblech oder -band.
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 oder Dünnbrammen,
  • soweit erforderlich, Wiedererwärmen der Brammen oder Dünnbrammen,
  • Einsetzen der Brammen oder Dünnbrammen in einer Warmwalzstraße,
  • Vorwalzen der Brammen oder Dünnbrammen,
  • Fertigwarmwalzen der Brammen oder Dünnbrammen zu einem Warmband, dessen Enddicke typischerweise zwischen 2 mm und 3 mm liegt,
  • soweit erforderlich Glühen und Beizen des Warmbands, wobei diese Warmbandbehandlungen als kombiniertes Glühbeizen ausgeführt werden können,
  • ein- oder mehrstufig mit zwischengeschalteter Glühung erfolgendes Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband, und
  • Schlußglühen solcher Kaltbänder, die mit einem betragenden Gesamtumformgrad > 65 % kaltgewalzt worden sind, oder
  • Glühen und Nachwalzen solcher Kaltbänder, die mit einem höchstens 20 % betragenden Gesamtumformgrad kalt nachgewalzt worden sind.
Die Vielzahl der bei solch konventioneller Vorgehensweise durchzuführenden Arbeitsschritte führt zu hohem apparativen und kostenmäßigen Aufwand. Daher wird seit jüngerer Zeit verstärkt daran gearbeitet, das Vergießen des Stahls und die anschließenden Walzprozesse bei der Warmbandherstellung so aufeinander abzustimmen, daß eine kontinuierliche Abfolge des Gieß- und des Walzvorgangs unter Einsparung des Wiedererwärmens und des Vorwalzens ermöglicht ist.
Zu diesem Zweck sind sogenannte "Gieß-Walz-Anlagen" errichtet worden. In diesen auch "CSP-Anlagen" genannten Vorrichtungen wird der Stahl zu einem kontinuierlich abgezogenen Strang vergossen, von dem "in-line" Dünnbrammen abgeteilt werden, die dann ebenso "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. Die üblichen Warmbanddicken liegen hierbei im Bereich ≥ 1,8 mm.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kostengünstigen Herstellen von nichtkornorientiertem Elektroblech oder -band zu schaffen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik durch ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem nichtkornorientierten Elektroblech oder -band mit einer Enddicke von ≤ 0,75 mm gelöst, welches folgende Arbeitsschritte umfaßt:
  • Erschmelzen eines Stahls mit (in Gew.-%) C: ≤ 0,01 %, Mn: ≤ 1, 5 %, Si: 0,1 - 4,5 %, Al: 0,001 - 2, 0 %, P: ≤ 0,1 %, Sn: ≤ 0,15 %, Sb: ≤ 0,15 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
  • Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band,
  • kontinuierlich auf das Vergießen folgendes Wärmebehandeln der gegossenen Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes,
  • kontinuierlich auf das Wärmebehandeln folgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband mit einer Enddicke von ≤ 1,8 mm,
  • Haspeln des Warmbands,
  • Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von ≤ 0,75 mm, wobei der während des Kaltwalzens erzielte Gesamtumformgrad höchstens 65% beträgt, und
  • Schlußwärmebehandeln des Kaltbands.
Abhängig von den jeweiligen Produktionsbedingungen und / oder der geforderten Beschaffenheit des erhaltenen Kaltbandes kann das Warmband vor dem Kaltwalzen einer Beiz-Behandlung unterzogen und / oder vor dem Kaltwalzen geglüht werden.
Die Erfindung koppelt die durch den Einsatz einer Gießwalzanlage (In-line Gießen und Walzen) erzielbaren Effekte mit Effekten der Reduzierung des Aufwands beim Kaltwalzen durch Einsatz von Gießwalz-Warmband aus FeSi-Stählen in einer Dicke ≤ 1,8 mm, vorteilhaft ≤ 1,2 mm.
Aufgrund seiner Beschaffenheit läßt sich erfindungsgemäßes Warmband mit gegenüber dem Stand der Technik deutlich vermindertem Aufwand 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. Es hat sich überraschend gezeigt, daß erfindungsgemäß erzeugtes NO-Elektroblech trotz der Einsparung von bei konventioneller Vorgehensweise stets notwendigen Prozeßschritten Eigenschaften aufweist, die mindestens gleich den Eigenschaften von konventionell erzeugten NO-Elektroblechen sind. So weisen erfindungsgemäß erzeugte Elektrobleche auf Basis einer FeSi-Legierung mit 1,3 % Si-Anteil Ummagnetisierungsverluste P1,5 von weniger als 5,3 W/kg auf. (Unter "P1,5" wird dabei der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz verstanden.) Die konventionell auf Basis konventionellen Warmbands erzeugten Sorten der gleichen Legierung ergeben jeweils Werte für P1,5 von > 5,3 W/kg.
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 Auswirkungen hat auf den Werkstoffzustand in den verschiedenen Herstellungsphasen. Dieser unterscheidet sich zum Teil erheblich von dem Zustand, der bei der konventionellen Erzeugung von Warmband erreicht wird, bei der mit einer Wiedererwärmung der abgekühlten Brammen 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.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn aufgrund der jeweils verarbeiteten Stahlzusammensetzung die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Ar1 ≥ 900 °C ± 20 °C beträgt und insbesondere dann, wenn die Dicke des fertig warmgewalzten Warmbands nicht mehr als 1,2 mm beträgt, während des Warmwalzens mindestens 30 % der Dickenabnahme im Ferritgebiet erzielt. In solchen Fällen, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Ar1 ≤ 900 °C ± 20 °C beträgt und die Dicke des fertig warmgewalzten Warmbands insbesondere nicht mehr als 1,2 mm beträgt, ist es dagegen günstig, wenn mindestens 35 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Zweiphasengebiet γ/α erzielt werden.
Durch das derart gezielt in den einzelnen Phasenzustandsbereichen vorgenommene Walzen lassen sich insbesondere bei der Verarbeitung von 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.
Sofern ein Walzen im Mischgebiet durchgeführt ist, kann es ebenfalls zweckmäßig sein, mindestens einen Stich im reinen Ferritgebiet durchzuführen. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die durch das Walzen im Mischgebiet erzielten Vorteile mit den positiven Auswirkungen kombiniert, die ein Walzen im Ferritgebiet mit sich bringt. Dabei beträgt die Dickenabnahme beim Walzen im Ferritgebiet vorzugsweise mindestens 10 % und höchstens 33 %, so daß der Schwerpunkt der Umformung trotz des abschließenden Walzens im Ferritgebiet unverändert im Mischgebiet Austenit / Ferrit liegt.
Vorzugsweise wird dann, wenn wenigstens die letzten Stiche des Warmwalzens im Ferrit durchgeführt werden, 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.
Die Haspeltemperatur sollte so gewählt werden, daß sie mindestens um 300 °C niedriger ist als die Warmwalzendtemperatur oder höher ist als die um 150 °C verminderte Warmwalztemperatur. Bei Einhaltung der hohen Haspeltemperatur kann in der Regel auf eine zusätzliche Warmbandglühung ganz oder zumindest zum wesentlichen Teil verzichtet werden. So unterstützt das Haspeln bei hohen Temperaturen die weitergehende Entfestigung des Warmbands schon im Coil, wobei die seine Eigenschaften bestimmenden Merkmale, wie Korngröße, Textur und Ausscheidungen, zusätzlich positiv beeinflußt werden.
Die niedrigen Haspeltemperaturen ergeben insbesondere bei höher silizierten Elektroblechsorten gute Arbeitsergebnisse, da in diesem Fall sich im Zuge des Haspelns ein Gefügezustand einstellt, der beim nachfolgenden Kaltwalzen zur Ausprägung einer im Hinblick auf die Eigenschaften von NO-Elektroblechen günstigen Kornstruktur führt.
Insbesondere dann, wenn ein Haspeln bei niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, ist es zur Unterstützung der weiteren Entfestigung des erfindungsgemäß erzeugten Warmbands günstig, eine Warmbandglühung durchzuführen. So lassen sich geglühte Warmbänder mit besonders guten magnetischen und technologischen Eigenschaften herstellen.
Um eine möglichst einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit des erhaltenen NO-Elektroblechs zu gewährleisten und Betriebsstörungen während der Kaltbandbearbeitung zu vermeiden, kann es darüber hinaus sinnvoll sein, das Warmband einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen. Diese Oberflächenbehandlung umfaßt üblicherweise ein Beizen des Warmbands, bei dem auf dem Warmband haftender Zunder entfernt wird. Ergänzend oder alternativ kann die Oberflächenbehandlung elektrolytisch, chemisch und / oder physikalisch mechanisch erfolgen. Im Ergebnis wird dabei eine zunderfreie, möglichst ebene Oberfläche erhalten, die ein störungsfreies Kaltwalzen sicherstellt und die Erzeugung eines hochwertigen Kaltwalzproduktes unterstützt.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Herstellung von für die Erzeugung von Elektroblechen bestimmten Warmbändern wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die Dicke des Warmbands beim Verlassen der Warmbandstraße höchstens 1,2 mm beträgt. Derart dünnes erfindungsgemäß erzeugtes Warmband läßt sich schon aufgrund seiner geringen Dicke in besonders einfacher Weise zu einem kaltgewalzten 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.
Hinzukommt, daß erfindungsgemäß auf einer Gieß-Walz-Anlage erzeugtes Warmband dieser Dicke schon im warmgewalzten Zustand eine mindestens teilentfestigte Gefügestruktur aufweist, so daß hohe Gesamtumformgrade und dementsprechend hohe Umformkräfte bei seiner Kaltumformung vermieden werden können. Statt dessen ist es dadurch, daß das Warmband erfindungsgemäß so dünn wie möglich erzeugt, insbesondere auf Dicken unter 1,2 mm warmgewalzt wird, bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise regelmäßig ausreichend, das Kaltwalzen mit einem 20 % bis 65 % betragenden Gesamtumformgrad durchzuführen, um die vom Anwender geforderten Enddicken zu erreichen.
Das Kaltwalzen kann in bekannter Weise mehrstufig erfolgen. Erforderlichenfalls kann dabei in ebenso bekannter Weise zwischen mindestens einer der Stufen des Kaltwalzens eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes durchgeführt werden. Diese Zwischenglühung kann in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden, um möglichst geringe Kohlenstoffgehalte des erhaltenen NO-Blechs einzustellen.
Nach Abschluß des Kaltwalzens kann das erhaltene Kaltband in konventioneller Weise einer Schlußwärmebehandlung unterzogen werden, um in dem Kaltband eine optimale magnetische Textur und Kornverteilung sowie -größe zu erzielen. Dabei kann auch die Schlußwärmebehandlung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden, um einen möglichst geringen und dementsprechend der magnetischen Alterung vorbeugenden Kohlenstoffgehalt des fertigen NO-Elektroblechs einzustellen.
Um eine optimale Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten, kann im Anschluß an die Schlußwärmebehandlung eine elektrolytische, chemisch und/oder physikalische Oberflächenbehandlung des Kaltbandes durchgeführt werden.
Alternativ oder ergänzend kann es zur Verbesserung der Maßhaltigkeit und der Verformbarkeit des fertigen NO-Elektroblechs vorteilhaft sein, das Kaltband nach der Schlußwärmebehandlung nachzuwalzen, wobei der Gesamtumformgrad < 20 % beträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Im Diagramm ist für verschiedene nichtkornorientierte Elektrobleche die magnetische Polarisation J2500 über dem Ummagnetisierungsverlust P1,5 aufgetragen. In der ebenso beigefügten Tabelle 1 sind die Eigenschaften und Verarbeitungsparameter für unter Laborbedingungen aus Warmbändern W1 bis W16 erzeugte nichtkornorientierte Elektrobleche und in Tabelle 2 die Eigenschaften und Verarbeitungsparameter für unter Betriebsbedingungen aus Warmbändern W17 bis W22 erzeugte nichtkornorientierte Elektrobleche angegeben.
Zur Ermittlung der Eigenschaften von erfindungsgemäß erzeugten nichtkornorientierten Elektroblechen ist eine FeSil.3-Legierung mit (in Gew.-%) 0,0017 % C, 0,195 % Mn, 1,286 % Si, 0,039 % P und 0,128 % Al, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen erschmolzen worden.
Die erhaltene Stahlschmelze ist in einer Gieß-Walz-Anlage zunächst zu einem Strang vergossen worden, von dem dann in einem kontinuierlich abfolgenden Arbeitsgang Dünnbrammen abgeteilt wurden, welche anschließend ebenso "in-line" in mehreren Stichen zu Warmbändern W1-W22 warmgewalzt und dann gehaspelt worden sind. Die jeweilige Enddicke WBd der Warmbänder W1-W22 ist in Tabelle 1 und 2 angegeben. Die Warmbandenddicke WBd der erfindungsgemäß erzeugten Warmbänder W1-W9 und W17 bis W20 lag dabei jeweils unterhalb von 1,8 mm. Bei den Warmbändern W3, W6, W9 und W17 betrug sie sogar weniger als 1,2 mm.
Die Warmbändern W10-W16 sowie W21 und W22 sind demgegenüber auf konventionelle, nicht erfindungsgemäße Weise hergestellt worden, indem der Stahl zu Brammen vergossen wurde, die dann zunächst zu Brammen abgekühlt, dann wiedererwärmt und anschließend vorgewalzt wurden, bevor sie in der Warmwalzstaffel auf eine Enddicke von 2 mm warmgewalzt wurden.
Die Warmbänder W1,W2,W3 und das Warmband W10 sind nach dem Haspeln zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,35 mm, die Warmbänder W4,W5,W6 und die Warmbänder W11,W12,W13 sowie die Warmbänder W17 bis W22 zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,5 mm und die Warmbänder W7,W8,W9 sowie die Warmbänder W14,W15 und W16 zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,65 mm kaltgewalzt worden. Die dabei erreichten Umformgrade sind in der Spalte UG in den beigefügten Tabellen eingetragen.
Ebenso sind in die Tabellen 1,2 die elektromagnetischen Eigenschaften P1,0, P1,5, P1,7, J800,J1000,J2500, J5000 und J10000 angegeben. Unter "P1,0", "P1,5" bzw. "P1,7" wird dabei der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,0 T, 1,5 T bzw. 1,7 T und einer jeweiligen Frequenz von 50 Hz verstanden. "J800", "J1000", "J2500", "J5000" bzw. "J10000" bezeichnen die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke von 800 A/m, 1000 A/m, 2500 A/m, 5000 A/m bzw. 10000 A/m.
Es zeigt sich, daß sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise trotz oder gerade wegen der durch den Einsatz einer Gieß-Walz-Anlage ermöglichten Einsparung von Arbeitsschritten bei der Warmverarbeitung und den geringen Umformgraden bei der Kaltbanderzeugung nichtkornorientierte Elektrobleche herstellen lassen, deren Eigenschaften mindestens gleich denen konventionell erzeugter Bleche oder diesen sogar überlegen sind, wie das Diagramm zeigt.
Figure 00130001
Figure 00140001

Claims (19)

  1. Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem nichtkornorientierten Elektroblech oder -band mit einer Enddicke von ≤ 0,75 nm umfassend folgende Arbeitsschritte:
    Erschmelzen eines Stahls mit (in Gew.-%) C ≤ 0,01 %, Mn ≤ 1,5 %, Si 0,1 - 4,5 %, Al 0,001 - 2,0 %, P ≤ 0,1 %, Sn ≤ 0,15 %, Sb ≤ 0,15 %,
    Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
    Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band,
    kontinuierlich auf das Vergießen folgendes Wärmebehandeln der gegossenen Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes,
    kontinuierlich auf das Wärmebehandeln folgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband mit einer Enddicke von ≤ 1,8 mm,
    Haspeln des Warmbands,
    Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von ≤ 0,75 mm, wobei der während des Kaltwalzens erzielte Gesamtumformgrad höchstens 65 % beträgt, und
    Schlußwärmebehandeln des Kaltbands.
  2. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Warmbands höchstens 1,2 mm beträgt und das Kaltwalzen mit einem Gesamtumformgrad von 20 % bis 65 % erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung allein ein Beizen des Warmbands umfaßt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung aus einer Kombination einer physikalischen, insbesondere einer mechanischen Vorbehandlung mit einer chemischen Behandlung, wie Beizen, besteht.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 30 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Ferritgebiet erzielt werden, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Ar1 ≥ 900 °C ± 20 °C beträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 35 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Zweiphasengebiet γ/α erzielt werden, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Ar1 ≤ 900 °C ± 20 °C beträgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Stich im reinen Ferritgebiet durchgeführt wird und d a ß die Dickenabnahme beim Walzen im Ferritgebiet mindestens 10 % und höchstens 33 % beträgt.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Warmwalzen im Ferritgebiet mindestens ein Stich mit Schmierung durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Haspeltemperatur gilt:
    Haspeltemperatur > Warmwalzendtemperatur - 150 °C.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Haspeltemperatur gilt:
    Haspeltemperatur < Warmwalzendtemperatur - 300 °C.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband einer Warmbandglühung unterzogen wird.
  13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwalzen mehrstufig erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer der Stufen des Kaltwalzens eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglühung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird.
  16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußwärmebehandlung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußwärmebehandlung in einer nichtentkohlenden Atmosphäre erfolgt.
  18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Schlußwärmebehandlung eine elektrolytische, chemische und/oder physikalische Oberflächenbehandlung des Kaltbandes durchgeführt wird.
  19. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltband nach der Schlußwärmebehandlung mit einem Gesamtumformgrad von < 15 % nachgewalzt wird.
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