EP1540028A1 - Verfahren zum herstellen von flachstahl-produkten mit hoher magnetisierungsfähigkeit - Google Patents

Verfahren zum herstellen von flachstahl-produkten mit hoher magnetisierungsfähigkeit

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EP1540028A1
EP1540028A1 EP03798120A EP03798120A EP1540028A1 EP 1540028 A1 EP1540028 A1 EP 1540028A1 EP 03798120 A EP03798120 A EP 03798120A EP 03798120 A EP03798120 A EP 03798120A EP 1540028 A1 EP1540028 A1 EP 1540028A1
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EP
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steel
mother
composite material
flat steel
coated
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Withdrawn
Application number
EP03798120A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fritz-Peter Peschiutschnigg
Erwin Wosch
Lothar Parschat
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1540028A1 publication Critical patent/EP1540028A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0035—Means for continuously moving substrate through, into or out of the bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/006—Pattern or selective deposits
    • C23C2/0064—Pattern or selective deposits using masking layers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing flat steel products with a high magnetization capability, such as, for example, magnetic steel sheet or dynamo sheet for a magnetic track and / or stators or rotors of electric motors or generators, on the basis of the inversion process at room temperature of a mother strip, which is drawn through a steel melt becomes.
  • a high magnetization capability such as, for example, magnetic steel sheet or dynamo sheet for a magnetic track and / or stators or rotors of electric motors or generators
  • inversion process is described in detail, for example, in DE 43 19 569 C1.
  • the device required to carry out the inversion process is also known. Details of inversion casting vessels can also be found, for example, in EP 0 814 926 B1.
  • the cooling processes in the inversion process are significantly shorter in time and lead to different grain sizes in the structure.
  • a structure with a relatively smaller grain is obtained there compared to slab casting.
  • cooling and reheating in several stages means grain growth in both slab casting and thin-strand casting, which is not advantageous for every intended use of the material to be rolled later.
  • the further increase in the process speed in the inversion process produces a desired grain size with the desired properties of the end product if the extrudate is further treated accordingly.
  • the invention has for its object to provide flat steel products with high magnetization capability for use on magnetic levitation trains, electric motors, generators and the like. to propose, whose economical production method is associated with advantageous physical properties.
  • the object is achieved according to the invention in that the mother tape is drawn through a C-Si steel melt with low C contents and with silicon contents between 2 and 6% by weight of Si, coated and then immediately after the melt of the composite material without Delay is deformed to a final thickness corresponding to the flat steel product and cooled completely.
  • a flat steel product with a low deformation thickness can be produced economically at very high production speeds, which has a high magnetization ability and has previously unreachable Si contents for the optimal magnetic properties.
  • the disadvantages also known from slabs and thin slabs, that the deformability is no longer possible from higher Si contents, are completely eliminated. Si contents of 2 to 4.5% by weight and higher, on the other hand, can be easily achieved.
  • the advantageous small grain size of the structure One embodiment provides that the same material as that of the C-Si steel melt is selected as the material of the mother tape. This creates a monostructure that allows the use of stainless or austenitic steels or ferritic steels.
  • mother tape is coated on one or both sides.
  • Carbon steels, stainless steels or ferrite steels with the specified properties can also be used here.
  • an inorganic layer of sufficiently heat-resistant material be applied between the two mother tapes.
  • a material with poor heat conduction can be used to prevent the two mother tapes from sticking together for a few seconds.
  • Another example of such a short-term insulation effect is created by applying a layer of inorganic size.
  • the suitable grain size of the structure is further obtained by the fact that the composite is deformed after being pulled out of the molten bath by rolling.
  • Suitable steel melts are also selected in such a way that a steel melt with a carbon content equal to or greater than 0.03% by weight of C, with a reduced carbon content equal to or greater than 0.01% by weight C or with a carbon content to be used in a vacuum equal to or greater than 0.005% by weight C.
  • the process can be carried out in conjunction with the inversion process in such a way that the alpha crystals formed in the composite are maintained as single crystals on the temperature journey from deformation to cooling of the coil.
  • One such measure consists in that (repeated) annealing of a coil stimulates the alpha crystals to grow and the grain to align.
  • FIG. 2A shows a detail “X” from FIG. 2 for double-sided coating
  • 2B shows a detail "X" from FIG. 2 for one-sided coating
  • 3 shows an iron-silicon diagram with the areas of the alpha crystals and the working surface of the method
  • Fig. 4 shows the position and direction of the alpha crystals
  • the process for producing flat steel products 1, namely steel sheets with high magnetization capacity, such as Magnetic steel sheet for magnetic drives or electric motors (dynamo sheets) is based on the inversion process mentioned, in which cooling takes place from the inside out.
  • a mother tape 2 is drawn through a C-Si steel melt 3 with low C contents and with very high silicon contents 5 (between 2 to 6 wt.% Si) in a melt container 4, coated in the process and then to the weld pool 6 formed composite material 7 immediately and without delay deformed to a final thickness 8 corresponding to the flat steel product 1 and completely cooled (FIG. 1).
  • the mother tape 2 can have both the chemical composition of the molten steel 3 with a high silicon content and a normal chemical composition with, for example, 0.03% by weight of C (St 37).
  • the same material of the C-Si steel melt 3 can be selected as the material of the mother tape 2 (as is provided in FIG. 2), which represents a monostructure.
  • the mother tape 2 can also be coated on one side or on both sides.
  • a mother tape 2 is provided with a double-sided coating 9.
  • a one-sided coating 9 is carried out by two mutually abutting mother tapes 2, each of which is provided on one side with the coating 9 on its outer surface 10. After separating the two mother tapes 2, either due to their low initial temperature, not at all or only glue together a little, there are two mother tapes 2 coated on one side, which can therefore be individually deformed.
  • an inorganic layer 11 made of sufficiently heat-resistant material 11 a is applied between the two mother tapes.
  • a layer 11 of inorganic size 12 is applied before the process.
  • a metal dust of high-melting metals can be used.
  • Calcium silicates, metal oxides, ceramics and the like can be used as inorganic sizes. Like. Be used.
  • the method for deforming the composite material 7 can be carried out by rolling in one (or more) pair of rollers 13 immediately after being pulled out of the molten bath 6.
  • the mother tape 2 is continuously unwound from a mother tape unwinding roller 2a and continuously drawn through the molten bath 6, the rolled and cooled composite material 7 is wound into a coil 14 and finally cut.
  • the C-Si steel melt 3 has carbon with a carbon content 15 equal to or greater than 0.03% by weight C, with a reduced carbon content 15 equal to or greater than 0.01% by weight or a carbon content to be used in a vacuum 15 equal to or greater than 0.005% by weight C.
  • the coils 14 can be annealed at different temperature levels, so that the alpha crystals 16 are caused to grow (FIG. 4) and the microstructure grain 18 is aligned with the grain axis 18a. If the microstructure grain 18 is aligned uniformly, with its grain axis 18a transversely to the surface 7a of the composite material 7 in the sense of Weiss ' districts 19, the magnetization is particularly high. As an example, the Weiss domains are 19 in Fig. 4 of a nickel single crystal 17 shown. In a state of high magnetization (saturation induction) domain walls 20 occur between the white 'rule districts 19 called. On.

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen von Flachstahl-Produkten (1) mit hoher Magnetisierungsfähigkeit auf der Grundlage des Inversionsverfahrens bei Raumtemperatur eines Mutterbandes (2), das durch eine C-Si-Stahlschmelze (3) gezogen wird, zielt auf den Einsatz an Magnetschwebebahnen, Elektromotoren, Generatoren u. dgl. ab, um die wirtschaftliche Herstellungsweise mit vorteilhaften physikalischen Eigenschaften zu verbinden. Das Verfahren sieht vor, dass das Mutterband (2) durch eine C-Si­Stahlschmelze (3) mit niedrigem C-Gehalt (15) und mit Silizium-Gehalten (5) zwischen 2 bis 6 Gew.-% Si gezogen, beschichtet und anschliessend an das Schmelzbad (6) der Verbundwerkstoff (7) ohne Verzögerung auf eine dem Flachstahl-Produkt (1) entsprechende Enddicke (8) verformt und vollends abgekühlt wird.

Description

Verfahren zum Herstellen von Flachstahl-Produkten mit hoher Magnetisierungsfähigkeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Flachstahl-Produkten mit hoher Magnetisierungsfähigkeit, wie bspw. Magnetstahlblech oder Dynamoblech für eine Magnetschienenbahn und / oder Statoren oder Rotoren von Elektromotoren oder Generatoren, auf der Grundlage des Inversionsverfahrens bei Raumtemperatur eines Mutterbandes, das durch eine Stahlschmelze gezogen wird.
Das Inversionsverfahren ist bspw. in der DE 43 19 569 C1 ausführlich beschrieben. Ebenso ist die zur Ausübung des Inversionsverfahrens benötigte Vorrichtung bekannt. Einzelheiten an Inversionsgießgefäßen ergeben sich außerdem bspw. aus der EP 0 814 926 B1.
Gegenüber dem Stranggießen von Stahlsträngen im Brammenformat von ca. 200 - 300 mm Dicke und dem Stranggießen von Dünnsträngen von ca. 45 bis 75 mm Dicke sind die Abkühlungsvorgänge beim Inversionsverfahren zeitlich deutlich kürzer und führen zu unterschiedlichen Korngrößen im Gefüge. In Anbetracht der höheren Gießgeschwindigkeit beim Dünnstrang-Gießen erhält man schon dort gegenüber dem Brammengießen ein Gefüge mit relativ kleinerem Korn. Das Abkühlen und Wiedererwärmen in mehreren Stufen bedeutet jedoch sowohl beim Brammengießen als auch beim Dünnstranggießen ein Kornwachstum, das nicht für jeden Verwendungszweck des späteren Walzgutes vorteilhaft ist. Die weitere Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit beim Inversionsverfahren erzeugt bei entsprechender Weiterbehandlung des Stranggutes eine anzustrebende Korngröße mit den gewünschten Eigenschaften des End- produktes. Vom Brammengießen ist es bekannt, um die für ein hochwertiges Magnetstahlblech geforderten Kernverlustwerte zu erreichen, dass bei Stählen, bei denen mehr als 1 % Si zugesetzt wird, der Effekt eintritt, dass bei Durchführung eines Warm- oder Kaltwalzvorgangs über der Grenze von 4 Gew.-% Silizium die Wirtschaftlichkeit derart gemindert ist, dass eine Verwendung wegen Sprödigkeit unmöglich ist.
Auf diese Zusammenhänge bei der Herstellung von nichtorientiertem Magnetstahlblech aus Brammen wird zu den einzelnen Einflussgrößen des C ( Kohlenstoff), des Si (Silizium), von Mn ( Mangan), von S (Schwefel), AI (Aluminium), P (Phosphor), N (Stickstoff) und B (Bor) in der DE 40 05 807 C2 hingewiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Flachstahl-Produkte mit hoher Magnetisierungsfähigkeit für den Einsatz an Magnetschwebebahnen, Elektromotoren, Generatoren u.dgl. vorzuschlagen, deren wirtschaftliche Herstellungsweise mit vorteilhaften physikalischen Eigenschaften verbunden ist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Mutterband durch eine C-Si-Stahlschmelze mit niedrigen C-Gehalten und mit Siliziumgehalten zwischen 2 bis 6 Gew.-% Si gezogen, beschichtet und anschlie- ßend an das Schmelzbad der Verbundwerkstoff unmittelbar und ohne Verzögerung auf eine dem Flachstahl-Produkt entsprechende Enddicke verformt und vollends abgekühlt wird. Dadurch kann wirtschaftlich bei sehr hohen Fertigungsgeschwindigkeiten ein Flachstahl-Produkt mit geringer Verformungsdicke erzeugt werden, das eine hohe Magnetisierungsfähigkeit aufweist und bisher nicht erreichbare Si-Gehalte für die optimalen magnetischen Eigenschaften besitzt. Die auch von Brammen und Dünnbrammen bekannten Nachteile, dass ab höheren Si-Gehalten die Verformbarkeit nicht mehr möglich ist, entfallen völlig. Si-Gehalte von 2 bis 4,5 Gew.-% und höher sind hingegen ohne weiteres erreichbar. Besonders hervorzuheben ist die vorteilhafte geringe Komgöße des Gefüges. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass als Werkstoff des Mutterbandes der gleiche Werkstoff wie der der C-Si-Stahlschmelze gewählt wird. Dadurch entsteht eine MonoStruktur, die die Verwendung von rostfreien oder austenitischen Stählen oder von ferritischen Stählen gestattet.
Eine andere Ausgestaltung besteht darin, dass das Mutterband einseitig oder doppelseitig beschichtet wird. Auch hier können C-Stähle, Rostfrei-Stähle oder Ferritstähle mit den angegebenen Eigenschaften eingesetzt werden.
Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, dass beim einseitigen Beschichten zwei aneinanderliegende Mutterbänder jeweils auf ihrer Außenfläche beschichtet werden. Der Vorteil ist eine wirtschaftliche Steigerung der erzeugten Menge an Flachstahl-Produkten mit den angegebenen Eigenschaften.
Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, dass zwischen den beiden Mutterbändern eine anorganische Schicht aus ausreichend hitzebeständigem Werkstoff aufgebracht wird. So kann ein Stoff mit einer schlechten Wärmeleitung eingesetzt werden, um ein Zusammenkleben der beiden Mutterbänder für die Zeit von wenigen Sekunden zu verhindern.
Ein weiteres Beispiel für eine solche kurzzeitige Isolationswirkung wird dadurch geschaffen, dass eine Schicht aus anorganischer Schlichte aufgebracht wird.
Die geeignete Korngröße des Gefüges wird weiter dadurch erhalten, dass das Verformen des Verbundwerkstoffes nach dem Ausziehen aus dem Schmelzbad durch Walzen vorgenommen wird.
Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass der gewalzte und abgekühlte Verbund-Werkstoff zu einem Coil aufgewickelt wird.
Geeignete Stahlschmelzen werden ferner dahingehend ausgewählt, dass eine Stahlschmelze mit einem Kohlenstoff-Gehalt gleich oder größer 0,03 Gew.-% C, mit einem verminderten Kohlenstoffgehalt gleich oder größer 0, 01 Gew.-% C oder mit einem in einem Vakuum anzuwendenden Kohlenstoff-Gehalt gleich oder größer 0,005 Gew.-% C verwendet wird.
Das Verfahren kann in Verbindung mit dem Inversionsverfahren dahingehend ausgeübt werden, dass die im Verbundwerkstoff entstehenden Alpha-Kristalle als Einkristalle auf der Temperatur-Reise vom Verformen bis zum Abkühlen des Coils aufrechterhalten werden.
Eine solche Maßnahme besteht darin, dass durch ( wiederholtes ) Glühen eines Coils die Alpha-Kristalle zum Wachsen und das Gefüge-Korn zum Ausrichten angeregt werden.
Dabei kann es für den Magnetisierungsvorgang und Entmagnetisierungsvor- gang vorteilhaft sein, wenn das Gefüge-Korn einheitlich, mit seiner Kornachse quer zur Oberfläche des Verbundwerkstoffs im Sinn der Weiß'schen Bezirke ausgerichtet wird.
Wesentliche Vorgänge sind in der Zeichnung dargestellt, anhand deren die einzelnen Verfahrensschritte nachstehend erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht zum Prinzip des Inversionsbeschichtens (Stand der Technik),
Fig. 2 die Seitenansicht für mehrere alternative Verfahren,
Fig. 2A eine Einzelheit „X" aus Fig. 2 für doppelseitiges Beschichten,
Fig. 2B eine Einzelheit „X" aus Fig. 2 für einseitiges Beschichten, Fig. 3 ein Eisen-Silizium-Diagramm mit den Gebieten der Alpha-Kristalle und der Arbeitsfläche des Verfahrens,
Fig. 4 eine Darstellung der Lage und Richtung der Alpha-Kristalle und
Fig. 5 eine Hysterese-Kurve bei niedrigem und hohen Silizium-Gehalt des verformten Flachstahl-Produkts.
Das Verfahren zum Herstellen von Flachstahl-Produkten 1 , nämlich Stahlbleche mit hoher Magnetisierungsfähigkeit, wie z.B. Magnetstahlblech für Magnetan- triebe oder Elektromotoren (Dynamobleche) beruht auf dem erwähnten Inversionsverfahren, bei dem eine Abkühlung von innen nach außen stattfindet. Dabei wird ein Mutterband 2 durch eine C-Si-Stahlschmelze 3 mit niedrigen C- Gehalten und mit sehr hohen Siliziumgehalten 5 ( zwischen 2 bis 6 Gew.-% Si ) in einem Schmelzenbehälter 4 gezogen, dabei beschichtet und anschließend an das Schmelzbad 6 der gebildete Verbundwerkstoff 7 unmittelbar und ohne Verzögerung auf eine dem flachen Stahlprodukt 1 entsprechende Enddicke 8 verformt und vollends abgekühlt ( Fig. 1). Das Mutterband 2 kann sowohl die chemische Zusammensetzung der Stahlschmelze 3 mit hohem Silizium-Gehalt als auch eine normale chemische Zusammensetzung mit bspw. 0,03 Gew.-% C ( St 37) aufweisen.
Grundsätzlich kann als Werkstoff des Mutterbandes 2 der gleiche Werkstoff der C-Si-Stahlschmelze 3 gewählt werden ( wie in Fig. 2 vorgesehen ist), was eine MonoStruktur darstellt.
Das Mutterband 2 kann ferner einseitig oder doppelseitig beschichtet werden. Gemäß Fig. 2A ist ein Mutterband 2 mit einer doppelseitigen Beschichtung 9 versehen. In Fig. 2B erfolgt eine einseitige Beschichtung 9 durch zwei aneinan- derliegende Mutterbänder 2, die jeweils auf ihrer Außenfläche 10 mit der Be- Schichtung 9 einseitig versehen werden. Nach Trennen der beiden Mutterbänder 2, die durch ihren niedrige Anfangstemperatur entweder überhaupt nicht oder nur wenig zusammenkleben, liegen zwei einseitig beschichtete Mutterbänder 2 vor, die demnach einzeln verformt werden können.
Um eine sichere Trennung durchzuführen, wird zwischen den beiden Mutterbändern eine anorganische Schicht 11 aus ausreichend hitzebeständigem Werkstoff 11 a aufgebracht. So kann z.B. vor dem Prozess eine Schicht 11 aus anorganischer Schlichte 12 aufgetragen werden. Vorteilhaft kann z.B. ein Metallstaub hochschmelzender Metalle eingesetzt werden. Als anorganische Schlichte können Calziumsilikate, Metalloxide, Keramikstoffe u. dgl. verwendet werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann das Verfahren zum Verformen des Verbundwerkstoffs 7 unmittelbar nach dem Ausziehen aus dem Schmelzbad 6 durch Walzen in einem (oder mehreren) Walzenpaar 13 vorgenommen werden.
Währenddem das Mutterband 2 von einer Mutterband-Abwickelrolle 2a kontinuierlich abgewickelt und kontinuierlich durch das Schmelzbad 6 gezogen wird, wird der gewalzte und abgekühlte Verbundwerkstoff 7 zu einem Coil 14 aufgewickelt und am Ende geschnitten.
Die C-Si-Stahlschmelze 3 weist Kohlenstoff mit einem Kohlenstoff-Gehalt 15 gleich oder größer 0,03 Gew.-% C, mit einem verminderten Kohlenstoff gehalt 15 gleich oder größer 0,01 Gew.-% oder einem in einem Vakuum anzuwendenden Kohlenstoffgehalt 15 gleich oder größer 0,005 Gew.-% C auf.
Dadurch wird ersichtlich im Eisen-Silizium-Diagramm der Fig. 3 nur ein ganz links liegender Schacht 16a beginnend bei den γ - Kristallen nach unten reichend ausgenutzt, in dem Alpha-Kristalle 16 auftreten. Die Ausbildung solcher Alpha-Kristalle 16 ist abhängig von einer Funktion der Temperatur (K), der Konzentration, der Zeit , der Diffusion und von dem Potential an Silizium. Bei Silizi- um-Gehalten von bis zu 6 Gew.-% Si wachsen ständig Einkristalle 17, die aus Alpha-Kristallen 16 bestehen und auf der Temperatur-Reise vom Verformen bis zum Abkühlen auf Normaltemperatur des Coils 14 aufrechterhalten werden. Die mit einem Pfeil im γ-Bereich angedeutete Richtung wird als γ-Nase bezeichnet und steht in Funktion mit dem Kohlenstoff-Gehalt. Dabei entspricht eine kleine Nase einem geringen C-Gehalt und eine größere Nase einem höheren Kohlenstoffgehalt.
Die Coils 14 können in verschiedenen Temperatur-Stufen geglüht werden, so dass die Alpha-Kristalle 16 zum Wachsen ( Fig. 4) und das Gefüge-Korn 18 mit der Korn-Achse 18a zum Ausrichten veranlasst werden. Sofern das Gefüge- Korn 18 einheitlich, mit seiner Kornachse 18a quer zur Oberfläche 7a des Ver- bundwerkstoffs 7 im Sinn der Weiß'schen Bezirke 19 ausgerichtet sind, ist die Magnetisierung besonders hoch. Als Beispiel sind in Fig. 4 die Weiß'schen Bezirke 19 eines Nickel-Einkristalls 17 gezeigt. Im Zustand der hohen Magnetisierung (Sättigungsinduktion) treten zwischen den Weiß'schen Bezirken 19 sog. Bloch-Wände 20 auf.
In Fig. 5 ist der Verlauf der Permeabilitätszahl μ ( = magnetische Flussdichte B / magnetische Feldstärke H) gezeigt. Bei völlig unmagnetischem Werkstoff ( Punkt Null) wird zunächst die Neukurve 21 bis zur Sättigungsinduktion 22 durchlaufen. Nach Ausschalten des magnetischen Feldes ( H = 0) bleibt eine Restinduktion übrig ( sog. Remanenz). Zur Erreichung eines erneut unmagnetischen Materialzustandes wird eine Gegenfeldstärke bis zur Koerzitiv-Feldstärke 23 eingestellt. Bei weiter zunehmendem Gegenfeld wird der Werkstoff bis zur Sättigung in Gegenrichtung ( Punkt 24) aufmagnetisiert. Beim Ausschalten des Magnetfeldes ( H = 0) fällt die magnetische Induktion wieder bis zur Rema- nenzflussdichte 25. Erst ein positives Magnetfeld mit der Koerzitiv-Feldstärke 23 erzeugt wieder ein unmagnetisches Material. Bei erneuter Erhöhung des magnetischen Feldes wird wieder die Sättigungsinduktion 22 erreicht. Diese als Hysterese-Kurve bekannte Kurve von 22 über 24, 25, 23 zurück zu 22 umschließt mit ihrer Hysterese-Fläche 26 ein weiß gelassenes Feld, dessen Größe bei ca. 1 ,5 Gew.-% Silizium auftritt. Die schraffierte Fläche 27 entspricht einem Silizium-Gehalt von ca. 4 - 6 Gew.- % Si. Dadurch ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile. Die Flächen der Hysterese-Kurven sind ein Maß für die Energie, die zur Ummagnetisierung notwendig ist. Für die weichmagnetischen Materialien muss sie möglichst gering gehalten werden.
Bezugszeichenliste
1 Flachstahl-Produkt
2 Mutterband
2a Mutterband-Abwickelrolle
3 C-Si-Stahlschmelze
4 Schmelzenbehälter
5 Silizium-Gehalt
6 Schmelzbad
7 Verbundwerkstoff
7a Oberfläche
8 Enddicke
9 Beschichtung
10 Außenfläche
11 anorganische Schicht
11 a hitzebeständiger Werkstoff
12 anorganische Schlichte
13 Walzenpaar
14 Coil
15 Kohlenstoff-Gehalt
16 Alpha-Kristalle
16a Schacht
17 Einkristall
18 Gefüge-Korn
19 Weiß 'sehe Bezirke
20 Bloch-Wände 1 Neukurve Sättigungs-Induktion Koerzitiv-Feldstärke Gegenrichtung Remanenz-Flussdichte Hysterese-Fläche schraffierte Hysterese-Fläche

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Flachstahl-Produkten (1) mit hoher Magnetisierungsfähigkeit, wie bspw. Magnetstahlblech oder Dynamoblech für eine Magnetschienenbahn und / oder Statoren oder Rotoren von Elektromotoren oder Generatoren, auf der Grundlage des Inversionsverfahrens bei Raumtemperatur eines Mutterbandes (2) , das durch eine Stahl- schmelze (3) gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterband (2) durch eine C-Si-Stahlschmelze (3) mit niedrigem C-Gehalt (15) und mit Siliziumgehalten (5) zwischen 2 bis 6 Gew.-% Si gezogen, beschichtet und anschließend an das Schmelzbad (6) der Ver- bundwerkstoff (7) unmittelbar und ohne Verzögerung auf eine dem Flachstahl-Produkt (1) entsprechende Enddicke (8) verformt und vollends abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff des Mutterbandes (2) der gleiche Werkstoff der C-Si- Stahlschmelze (3) gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterband (2) einseitig oder doppelseitig beschichtet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim einseitigen Beschichten zwei aneinander anliegende Mutterbänder (2) jeweils auf ihrer Außenfläche (10) beschichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Mutterbändern (2) eine anorganische Schicht (11) aus ausreichend hitzebeständigem Werkstoff (11a) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (11) aus anorganischer Schlichte (12) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen des Verbundwerkstoffs (7) nach dem Ausziehen aus dem Schmelzbad (6) durch Walzen vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gewalzte und abgekühlte Verbundwerkstoff (7) zu einem Coil (14) aufgewickelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stahlschmelze (3) mit einem Kohlenstoffgehalt (15) gleich oder größer 0,03 Gew.-% C, mit einem verminderten Kohlenstoff gehalt (15) gleich oder größer 0,01 Gew.-% C oder mit einem in einem Vakuum an- zuwendenden Kohlenstoffgehalt (15) gleich oder größer 0,005 Gew.-% C verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verbundwerkstoff (7) entstehenden Alpha-Kristalle (16) als
Einkristalle (17) auf der Temperatur-Reise vom Verformen bis zum Abkühlen des Coils (14) aufrechterhalten werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch Glühen eines Coils (14) die Alpha-Kristalle (16) zum Wachsen und das Gefüge-Korn (18) zum Ausrichten angeregt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge-Korn (18) einheitlich, mit seiner Kornachse (18a) quer zur Oberfläche (7a) des Verbundwerkstoffs (7) im Sinn der Weiß'schen Bezirke (19) ausgerichtet wird.
EP03798120A 2002-09-19 2003-08-22 Verfahren zum herstellen von flachstahl-produkten mit hoher magnetisierungsfähigkeit Withdrawn EP1540028A1 (de)

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