HU176048B

HU176048B - Process for preparing silicon steel of high permeability

Info

Publication number: HU176048B
Application number: HU77AE494A
Authority: HU
Inventors: Jun Malagari A Frank
Original assignee: Allegheny Ludlum Ind Inc
Priority date: 1976-06-17
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1980-12-28
Also published as: YU151377A; RO72398B; AT363979B; IT1079714B; PL114569B1; SE7707032L; ES459892A1; BE855836A; PL198881A1; RO72398A; ATA420277A; GB1565472A; AU508932B2; JPS52153828A; MX4368E; DE2727030A1; US4078952A; CA1080517A; CS215059B2; IN146548B

Description

A találmány tárgya javított eljárás szemcse-orientált szilícium acél előállítására.

A 3 957 546 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás nagy permeabilitású, kockaél-orientációjú szilícium acél előállítására szolgáló eljárást ír le. Az idézett szabadalmi leírás a nagy permeabilitás elérését lényegében a kis, kritikus mennyiségben jelenlevő bornak és a megfelelően szabályozott mangán/kén aránynak tulajdonítja. Az említett szabadalmi leírás szerint a maximális mangán/kén arány 1,8 lehet.

A jelen találmányban olyan, nagy permeabilitású szilícium acél előállítására szolgáló eljárást ismertetünk, amellyel 10 oersted-nél (O_e) legalább 1870, és előnyösen 1900 G/O_e permeabilitású szilícium acélt kapunk, anélkül, hogy a mangán/kén arányt a fenti szabadalmi leírásban meghatározott értéken tartanánk. A bőr-tartalmat 0,0006—0,0018 súly% és előnyösen legalább 0.0008 súly% értéken tartva, nagy permeabilitású szilícium acélokat állítunk elő 1,83 értéket, sőt még 2,1 értéket is meghaladó mangán/kén arányok mellett is, és, bár ez mégsem teljesen bizonyított, bizonyos jelek arra mutatnak, hogy az eljárás és/vagy felületi minőség javulása a nagyobb mangán/kén arányoknak tulajdonítható. Ezen felül kimutattuk, hogy azok az acéltekercsek, melyeknél ez az arány alacsony volt, abban az esetben, ha hideg hengerlésfe kerülnek úgy, hogy az egyes hideg hengerlést műveletek között nem alkalmazunk közbenső edzést, legalább egyik végükön rosszabb minőségűek.

Az előző bekezdés utolsó mondatában már az is henne rejlik, hogy a találmány szerinti eljárás során a tekercsek hideg hengerlését az egyes hideg hengerlést műveletek közötti közbenső edzés nélkül végezzük. Következésképpen, a találmány szerinti eljárás világosan elkülönül a 3 905 843 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás eljárásától, amelyben két hideg redukcióra van szükség egy közbeiktatott edzési lépéssel kombinálva. A találmányunk szerinti eljárás ugyancsak elkülönül a többi, bór-tartalmú olvadékokat leíró szabadalmi leírástól is, közelebbről a 3 873 381, 3 905 842 és 3 939 522 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásoktól. A 3 873 381 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban olyan bórmennyiségek szerepelnek, melyeknek minimális értéke meghaladja a jelen találmány szerinti eljárásban szereplő maximális értéket. A 3 905 842 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan acélokra vonatkozik, melyekben legalább 0,007 súly% kén van jelen oldott formában, a végső edzés során. A 3 929 522 szabadalmi leírás pedig alumíniumnitriddel inhibiált acélra vonatkozik.

Találmányunk célkitűzése tehát javított eljárás kidolgozása szemcse-orientált szilícium acélok előállítására.

Találmányunk értelmében tehát olyan szilícium acél olvadékot készítünk, melynek bértartalma 0,0005— 0,0018 súly% és mangán- és kén-tartalma olyan, hogy a belőle készített meleg hengerelt szalagban a mangán— kén arány legalább 1,83, és ezt elektromágneses célra úgy dolgozzuk fel, hogy a szilícium acél permeabilitása 10 O_e-nél legalább 1870, és előnyösen 1900 G/O_e lesz.

A feldolgozás egyetlen hideg redukciós műveletet, azaz hengerlést foglal magában, amelynek során az acél egyszer vagy többször halad át a hengerek között. Többszöri áthaladás esetében sincs azonban szükség közbenső edzésekre az egyes áthaladások között. Közelebbről egy 0,02—0,06 súly% szenet, 0,015—0,15 súly% mangánt, 0,01—0,05 súly% ként és/vagy szelént, 0,0006— 0,0018 súly% bőrt, 0,0100 súly% nitrogént, 2,5—4,0 súly% szilíciumot, legfeljebb 1,0 súly% rezet és legfeljebb 0,008 súly% alumíniumot tartalmazó olvadékot szokásos módon kiöntünk, körülbelül 0,127—0,305 cm vastagságú szalaggá alakítunk meleg hengerléssel, hideg hengerléssel pedig legalább 0,051 cm vastagságig vékonyítunk anélkül, hogy a hideg hengerlés részműveletei között közbenső edzést végeznénk, széntelenítünk és a végső textúra kialakítása céljából edzünk. A szokásos gyártási lépésekhez még egyéb, specifikus lépések is járulhatnak, amint az a korábban idézett szabadalmi leírásokban megtalálható. Az „öntés” kifejezés alatt itt folyamatos öntési eljárást értünk. A meleg hengerléssel kapott szalag hőkezelésére szintén sor kerülhet a találmány szerinti eljárás keretein belül. Előnyösek a legalább 0,008 súly% bort tartalmazó olvadékok, melyeknek téz tartalma 0,3—1,0 súly%.

Figyelembe véve a találmány szerinti eljárás során szükséges nagy mangán/kén arányt, a végső textúra kialakítására szolgáló edzés kezdetekor 0,006 súly%-nál kevesebb kén van jelen oldott formában az acélban. Mint korábban már említettük, az alacsony mangán/kén arányok hátrányosak, mert az azokból a gyártási adagokból készült tekercsek, melyekben ez az arány alacsony, legalább egy gyenge minőségű vég jelentkezik, ha a hideg hengerlést anélkül végezzük, hogy az egyes hengerlést részműveletek közé közbenső edzési lépéseket iktatnánk. A találmány szerinti eljárással előállított tekercsek mag-vesztesége előnyösen legfeljebb 1,54 W/kg 17 kilogaussnál, és permeabilitása legalább 1870 G/O_e10 O_e-nél, mindkét végen. A találmány szerinti eljárás szerint a kén részben vagy egészében szelénnel helyettesíthető. A mangán/kén és/vagy mangán/kén + szelén arányok gyakran meghaladják a 2,1 értéket. Az eljárás során azonban mindenképpen legalább 1,83 arány mellett dolgozunk.

A következő példákkal a találmány szerinti eljárást kívánjuk közelebbről illusztrálni.

1. példa

Három gyártási adagot (A, B és C adagok) megoívasz, tottunk, és kockaél-orientációjú szilícium acél tekercsek, ké dolgoztunk fel. Az egyes adagokból származó acél kémiai összetételét a következő I. táblázatban adjuk meg.

I. Táblázat

Összetétel (súly%)

c	Mn	s	B	N	Si	Cu	A1	Fe
0,025	0,035	0,015	0,0011	0,0047	3,13	0,35	0,006	ad 100%
0,030	0,035	0,020	0,0009	0,0044	3,22	0,36	0,004	ad 100%
0,029	0,035	0,019	0,0016	0,0036	3,17	0,36	0,006	ad 100%

Az egyes adagok feldolgozása a következő lépéseket foglalta magába: néhány órás kilágyítás emelt hőmérsékleten, meleg hengerlés 0,203 cm névleges vastagság eléréséig, tekercselés, a meleg hengerelt szalag normalizálása 949 °C-on, hideg hengerlés a végleges méret eléréséig, megközelítőleg 802 °C-on végzett széntelenítés és edzés a végső textúra elérése céljából hidrogén atmoszférában, maximálisan 1177 °C-on.

Megmértük az A, B és C adagokból származó egy-egy tekercs vastagságát és a szalag mindkét végén meghatároztuk permeabilitásukat és mag-veszteségüket a meleg hengerelt szalag mangán/kén arányával együtt. Ezeket a következő táblázatban adjuk meg:

II. Táblázat

Adag	Meleg hengerelt szalag Mn/S	Tekercs szám	Méret (mm)	Tekercs veszteség (W/kg/17 kG-nál)	Permeabilitás (10O_e-nél)
A	1,95	4 belül	28	1,454	1939
	2,47	kívül	26	1,531	1910
B	2,22	7 belül	29	1,454	1921
	2,29	kívül	28	1,434	1929
C	1,90	8 belül	30	1,540	1918
	2,10	kívül	27	1,454	1908

A II. táblázatból egyértelmű, hogy az az acél, amelynek bórtartalma 0,0006—0,0018 súly% és mangán és kéntartalma olyan, hogy lehetővé teszi olyan meleg hengerelt szalag előállítását, melynek mangán/kén aránya legalább 1,83, egyetlen hideg redukciós lépéssel 45 olyan elektromágneses célra szolgáló szilícium acél tekerccsé alakíthatók, amelynek permeabilitása legalább 1870 és mag-vesztesége legfeljebb 1,54 W/kg 17 kilogauss-nál. Valamennyi tekercs permeabilitása nagyobb volt, mint 1900 G/O_e 10 oersted-nél. A B adagból származó 7. tekercs mangán/kén aránya mindkét végén 2,1 volt.

2. példa

Egy másik gyártási adagot (D adag), melynek kémiai összetétele a következő III. táblázatban látható az A, B és C adagokkal analóg módon dolgoztunk fel.

Megmértük egy ebből az adagból származó tekercs vastagságát és megvizsgáltuk permeabilitását és magveszteségét. A kapott eredményeket a mangán/kén aránnyal együtt, mindkét végre vonatkoztatva a követ65 kező IV. táblázatban mutatjuk be.

III. Táblázat

Adag	Összetétel (súly %)
c	Mn	s	B \| N	1 ^si	\| Cu	1 ^A1	Fc
D	0,030	0,024	0,023	0,0014 \| 0,0066	3,16	0,26	0,004	ad 100%

JV. Táblázat

Adag	Meleg hengerelt szalag Mo/S	Tekercs szám	Méret (mm)	Mag-veszteség (W/kg 17 kG-nál)	Permeabilitás (10O_e-nél)
D	1,04 1,13	6 belül kívül	27 28	1,524 3,106	1846 1468

A IV. táblázatból látható, hogy a D adag 6. számú tekercsének két vége között a mágneses tulajdonságokban erős eltérés van. Az is látható, hogy a D adagban a mangán/kén arány értéke meglehetősen alacsony, 1,04 és 1,13 között van, és mint már említettük, azok a tekercsek, melyekben ez az arány alacsony, legalább egy jyenge minőségű véggel rendelkeznek, ha a hideg hengerlést az egyes hengerlési műveletek közé iktatott edzés nélkül végezzük. A találmány szerinti eljárással, a D adaggal kapcsolatban fent közölt eredményekkel ellentétben, olyan meleg hengerelt szalagot dolgozunk fel, melyben a mangán/kén arány legalább 1,83.

Szakember számára nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti eljárás alapjául szolgáló felismerés, melynek eredményét a fenti példákban mutattuk be, különböző egyéb variációkat is sugallhat. Éppen ezért hangsúlyozni kívánjuk, hogy a fenti példák nem korlátozó jellegűek.

Claims

1. Eljárás elektromágnesekben való felhasználásra szolgáló, kockaél-orientációjú szilícium acél előállításá ra, szenet, mangánt, ként, bőrt, nitrogént, szilíciumot, 10 rezet és alumíniumot tartalmazó acél olvadék készítésével, ezt követő öntéssel, 0,125—0,305 cm átlagos vastagságig végzett meleg hengerléssel, adott esetben normalizáló hőkezeléssel, legalább 0,51 cm vastagságig végzett hideg hengerléssel, ahol az egyes hengerlési részművele15 tek közvetlenül követik egymást, a kapott acél széntelenítésével és végső edzésével, mimellett az előállított tekercsek permeabilitása 10 oersted-nél legalább 1870 G/O_c, azzal jellemezve, hogy 0,02—0,06 súly% szenet, 0,015—0,15 súiy% mangánt, 0,01—0,05 súly% ként 20 és/vagy szelént, 0,0006—0,0018 súly% bort, legfeljebb

0,0100 súly% nitrogént,

2,5—4,0 súly% szilíciumot, legfeljebb 1,0 súly% rezet és legfeljebb 0,008 súly% alumíniumot tartalmazó olvadékot készítünk.

25 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy legalább 0,0008 súly% bőrt tartalmazó olvadékot készítünk.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy 0,3—1,0 súly% rezet tartal-

30 mazó olvadékot készítünk.

4. A 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy 0,5 súly%-nál több rezet tartalmazó olvadékot készítünk.

5. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási mód35 ja, azzal jellemezve, hogy olyan olvadékot készítünk, amelyben a mangán/kén arány legalább 1,83.

6. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy olyan olvadékot készítünk, melyben a mangán/kén arány 2,1 felett van.