MX2013010774A

MX2013010774A - Metodo para producir una tira o lamina de acero electrico de grano orientado diseñada para aplicaciones electricas.

Info

Publication number: MX2013010774A
Application number: MX2013010774A
Authority: MX
Inventors: Ludger Lahn; Andreas Boettcher; Gerhard Inden; Eberhard Sowka
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-10-07
Also published as: JP2015501370A; CN103635596A; BR112013027352A2; EP2761041B1; RU2014111889A; RU2572919C2; WO2013045339A1; KR20140066665A; CN103635596B; US20140230966A1; EP2761041A1; DE102011054004A1

Abstract

La invención se relaciona a un método para producir una tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado, en el que la temperatura de placa de un placa delgada, la cual consiste de acero que tiene (en % en peso: Si: 2-6.5 %, C: 0.02-0.15 %, S: 0.01-0.1 %, Cu: 0.1-0.5 %, en donde la relación de contenido de Cu a S es %Cu/%S > 4, Mn: hasta 0.1%, en donde la relación de contenido de Mn a 5 es %Mn/%S < 2.5, y los contenidos opcionales de N, Al, Ni, Cr, Mo, Sn, V, Nb, se homogeniza a 1000-1200 °C, en la que la placa delgada se lamina en caliente en una tira caliente que tiene un grosor de 0.5-4.0 mm a una temperatura inicial de laminado en caliente de <= 1030 ºC y una temperatura final de laminado en caliente de >= 7 10°C y con una reducción de grosor tanto en el primero como en el segundo pasos de formación en caliente de >= 40 % en cada caso, la tira caliente se enfría y se enrolla en una bobina, en la que la tira caliente se lamina en frío en una tira fría que tiene un grosor final de 0.15-0.50 mm, en el que un separador de recocido se aplica en la tira fría recocida, y en la que el recocido final de la tira fría proporcionada con el separador de recocido se lleva a cabo para formar una textura Goss.

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR UNA TIRA O LÁMINA DE ACERO ELÉCTRICO DE GRANO ORIENTADO DISEÑADA PARA APLICACIONES ELÉCTRICAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona a un método para producir una tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado diseñada para aplicaciones electrotécnicas. Tales tiras o láminas de acero eléctrico se caracterizan por una textura [ 1 10] <001 > particularmente pronunciada que tiene una ligera dirección de magnetización paralela a la dirección de la laminación. Tal textura también es llamada una "textura Goss" a partir del descubridor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La textura Goss está formada por medio de un crecimiento de grano anormal selectivo que también es referido como una cristalización secundaria. Aquí, la tendencia natural de una matriz metálica a una ampliación de tamaño de grano es suprimida por la presencia de inhibidores de crecimiento de grano que en el lenguaje técnico también se llaman en corto "inhibidores" o la "fase inhibidora".

La fase inhibidora consiste de partículas muy finas, distribuidas tan homogéneamente como sea posible, de una o más de las fases aj enas . Las partículas respectivas ya tienen una energía de superficie limitante natural en su superficie limitante respectiva limitando en la matriz. De este modo se impide un límite de grano moviéndose sobre ello ya que el ahorro adicional en la energía de superficie límite se reduce en gran medida en el sistema completo .

La fase inhibidora por lo tanto tiene una importancia central para la formación de la textura Goss y como consecuencia de la misma para las propiedades magnéticas del material respectivo. Aquí, la distribución homogénea de muchas partículas mucho más pequeñas es importante. Ya que el número de partículas precipitadas no puede ser experimentalmente deducido, su tamaño pierde luz en su efecto. Por lo tanto, se entiende que las partículas de la fase inhibidora no deben, en promedio, ser esencialmente más grandes que 1 00 nm .

Un primer método para producir tiras o láminas de acero eléctrico con una textura Goss ha sido descrito en el documento US 3 ,438 ,820. De acuerdo a este método, MnS se usa como el inhibidor. Las placas convencionalmente producidas en lingotes o fundición continua deben de calentarse a temperaturas cerca de 1400°C para este propósito . De este modo, las precipitaciones ordinarias primarias de MnS se ponen en solución de nuevo y pueden precipitarse de una manera finamente dispersa del modo requerido en el curso del proceso de laminado caliente subsecuente. Ya que la tira caliente producida de este modo ya tiene la inhibición de crecimiento de grano requerido, este tipo de control de crecimiento de grano se refiere como "inhibición inherente".

El efecto de inhibición de crecimiento de grano de la fase MnS es, sin embargo, limitado de manera que, comenzando con el grosor usual de tira caliente de por ejemplo 2.30 nm, el laminado en frío para el grosor de la tira tiene que llevarse a cabo en al menos dos etapas y entre las etapas de laminado en frío individual tiene que llevarse a cabo una operación de recristalización de recocido intermedio, con el fin de obtener las propiedades deseadas. Sin embargo, el material inhibido por MnS sólo logra una forma de textura limitada en el transcurso de este tratamiento, en el que la posición Goss se desvía de la posición ideal por un promedio de 7o . Esta forma de textura se reflej a en una polarización magnética comparablemente baj a J800 con una resistencia de campo de 800 A/m, que puede sólo raramente exceder valores de 1 .87 T . El nombre comercial para el material constituido de este modo es material "De grano orientado convencional" o en corto material "CGO".

Con el método publicado en US 3 , 1 59,5 1 1 , es posible producir tira de acero eléctrico de grano orientado que con desviaciones de la posición ideal de sólo alrededor de 3 ° tiene una forma de textura distintamente mej or. Esto se logró usando AIN como una fase inhibidora adicional. Esto complementa el efecto inhibidor de MnS . Los inhibidores AIN ya están precipitados de manera definitiva en las áreas ferríticas durante el laminado cali ente. Sin embargo, un contenido C, que está incrementado comparado a CGO, proporciona la opción de re-disolución de las partículas AIN en las áreas austeníticas en una operación subsecuente de recocido de tira caliente y precipitándolas de manera finamente dispersa y muy controlada. Esto es posible en temperaturas fácilmente alcanzables técnicamente en la línea de recocido continua ya que la temperatura de solubilidad de aproximadamente 1 1 00- 1 1 50 °C de A1N en la austenita es distintamente más baj a que en la ferrita. A pesar de esta formación doble de la fase inhibidora A1N, la inhibición inherente también es referida aquí ya que ya está aplicada en la tira caliente. Como resultado, fue posible producir láminas de acero eléctrico de grano orientado de grado alto usando un proceso de laminado en frío de una sola etapa. El material creado de esta manera es llamado material de "Grano orientado de permeabilidad alta" o en corto material "HGO".

En DE 23 5 1 1 41 A l se describió adicionalmente que SbS e también podía usarse como la fase inhibidora inherente.

Cada uno de los métodos conocidos previamente mencionados, que se basan en inhibidores inherentes ya aplicados en la tira caliente, requiere temperaturas de calentamiento de placa muy altas arriba de 1350 °C . Esto, aparte de un uso considerable de energía y una cantidad alta de esfuerzo técnico, adicionalmente resulta en cantidades grandes de escoria líquida acumulándose durante el recocido. Esto pone una tensión considerable en el equipo de recocido respectivamente usado y crea costos de mantenimiento considerables.

Con el fin de remediar estas desventaj as, se desarrollaron los tan llamados "métodos de calentamiento bajo". Estos métodos proporcionan una temperatura de calentamiento de placa baj o que está debaj o de 1 300 °C y está típicamente a 1 250°C, y se basan en el hecho de que la fase inhibidora ya no está formada en la tira caliente sino solamente en una etapa posterior del procedimiento de fabricación total. La fabricación de tales tiras o láminas eléctricas comienza con un acero que ya tiene ciertas cantidades de Al en su composición química. Por medio de nitruración idónea, la fase inhibidora A1N entonces se forma en la tira que ha sido laminada en frío al grosor de aplicación. De este modo, esta fase inhibidora ya no es inherente en la tira caliente sino que sólo es producida en una etapa posterior del procesamiento de tira fría. Este proceso también es referido como "inhibición adquirida" en el lenguaj e técnico.

Un ej emplo del método para producir una lámina o tira de acero inoxidable basándose en la inhibición adquirida se describe en 0 219 611 Bl .

Además, los métodos para producir tiras o láminas de acero eléctrico se describen en EP 0 648 847 Bl y EP 0 947 597 Bl, en los que las formas mezcladas de inhibición inherente y adquirida se usan. En el caso de estos métodos, las temperaturas de calentamiento de placa se establecen de manera que estén arriba de la temperatura con el método de calentamiento baj o pero estén debajo del limite de temperatura el cual si se excede lleva a formación de escoria líquida no deseada en el transcurso del recocido . Como resultado de la disminución de la temperatura de recocido, sólo tiene lugar una inhibición inherente limitada la cual por sí sola no permite la formación de propiedades magnéticas suficientes en el material terminado.

Un tratamiento adicional de nitruración se lleva a cabo para compensar esto. La inhibición adquirida adicional presentada de este modo en combinación con la inhibición inherente asegura una inhibición total adecuada.

Un tratamiento de nitruración, según se requiere con los métodos que cuentan con una inhibición adquirida, es, si se lleva a cabo en un horno de recocido continuo, técnicamente complej o, intensivo en costo y, debido a las reacciones de superficie que tienen que ser controladas muy precisamente, puede frecuentemente ser difícil de controlar. Otros elementos de nitruración usando aditivos de protección de adhesión de donación de nitrógeno son sólo efectivos en un grado limitado .

Por lo tanto, se han hecho esfuerzos para desarrollar sistemas que sean inherentes y, al mismo tiempo, idóneos para procesamiento de calentamiento bajo . Un método apuntado en esta dirección se describe en EP 0 619 376 B l . De acuerdo a este método, sólo sulfuro de Cu se usa como la fase inhibidora. Los sulfuros de Cu tienen una temperatura distintamente inferior que MnS, A1N y otros sistemas inhibidores conocidos hasta entonces, de manera que con los métodos para producir tira o lámina de acero eléctrico basándose en sulfuros de Cu las temperaturas de precalentamiento de placa más baj a son suficientes . Sin embargo, por otro lado, tiene que aceptarse que los productos planos de acero de grano orientado producido de este modo consistentemente no obtendrán las propiedades magnéticas que se esperan de un material HGO.

Todos los métodos conocidos previamente descritos se basan en el hecho de que las placas de fundición convencionales que tienen grosores de placa son distintivamente de más de 1 50 mm se usan como material de partida. Después de que la fundición respectiva se ha fundido en placas, las placas se enfrían a temperatura ambiente.

Esta desventaj a puede prevenirse usando el así llamado "proceso de laminado-fundición", en el que la respectiva masa fundida de acero primeramente se funde en una palanquilla de grosor comparablemente estrecho, del cual entonces las así llamadas "placas delgadas" se separan, el grosor de las cuales está típicamente en el intervalo de 30-80 nm. La ventaj a económica grande de este enfoque es que entre la producción y el procesamiento adicional de las placas delgadas estas ya no tiene que ser enfriadas a temperatura ambiente y subsecuentemente re-calentadas . En lugar de eso, después de que han sido producidos las placas delgadas pasan a través de un horno de ecualización posicionado en línea con la planta de fundición continua, en la que son suj etos a recocido de ecualización para homogeneizar su distribución de temperatura y para establecer la temperatura requerida para el proceso de laminado en caliente subsecuentemente ej ecutado . Las placas delgadas entonces pueden ser después directamente laminados en caliente. Este flujo de proceso produce ventaj as importantes en logística y costos .

Un método usando el proceso de fundición-laminado para producir tiras o láminas de acero eléctrico se describe en EP 1 025 268 B l . En este método, una masa fundida idóneamente compuesta se funde continuamente en el molde de lingote vertical, en donde la fusión comienza a solidificar en la superficie del baño y la pal anquilla formada de este modo se transporta por medio de un arco circular en la posición horizontal y enfriada. Esta palanquilla ti ene un grosor de sólo 25- 1 00 mm, preferibl emente 40-70 mm. Su temperatura no cae debajo de 700 °C . Las placas delgadas son separadas de la palanquilla calentada en tal manera de proceso de corrida continua, estas placas delgadas subsecuentemente son directamente transportadas a través del horno de ecualización posicionado en línea, en el que se mantienen a. lo más 60 minutos, preferiblemente por hasta 30 minutos. Con este paso a través del horno de fundición, las placas delgadas son homogéneamente calentadas y en el proceso alcanzan una temperatura comparativamente baj a de un máximo de 1 700 °C . Directamente después, las placas delgadas son transportadas a través de un grupo de estaciones de laminado en caliente, donde son continuamente laminadas en caliente al grosor de tira caliente de 0.5 - 3.0 mm, El grosor de tira caliente es preferiblemente seleccionado de manera que el proceso subsecuente de laminado en frío sólo tenga que realizarse en una sola etapa con el fin de alcanzar el grosor final requerido del material de tira frió obtenido. El grado de deformación en el que este laminado en frío se lleva a cabo depende del efecto inhibidor respectivo que puede establecerse diferentemente.

Debido a la resistencia limitada a alta temperatura de las placas delgadas y la necesidad de transportarlas en un transporte de laminación, en el proceso fundición-laminado la temperatura de las placas delgadas no se permite exceda 1200 °C. Por esta razón, hasta ahora sólo el uso de inhibidores adquiridos por medio de un tratamiento de nitruración se consideró para producir láminas o tiras de acero de grano orientado en combinación con el proceso de fundición-laminación. Tales métodos se describen en WO 2007/014867 y WO 2007/014868 A l respectivamente.

En contra de estos antecedentes de la técnica previa explicada previamente, el obj eto de la invención fue especificar un método que permita que las tiras o láminas de acero eléctrico de grano orientado sean producidas de manera rentable y con esfuerzo operativo reducido usando el proceso de fundición-laminado, las propiedades magnéticas de las que las tiras o láminas de acero eléctrico de grano orientado al menos corresponden a las propiedades del material CGO.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Con el fin de alcanzar este obj etivo, la invención propone un método, las etapas de producción que son llevadas a cabo de acuerdo con la Reivindicación 1 .

Las modalidades ventajosas de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes y se explican a detalle a continuación junto con el concepto general de la invención.

Un método de acuerdo a la invención para producir una tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado destinada a aplicaciones de acuerdo a esto comprende las siguientes etapas de producción: a) Proporcionar una placa delgada que consiste de un acero que contiene , además de hierro e impurezas inevitables, (en % en peso) Si : 2- 6.5 %, C : 0.02-0. 1 5 %, S : 0.01 -0. 1 %, Cu: 0. 1 -0.5 %, en donde %Cu/%S > 4 aplica para la relación %Cu/%S del contenido de Cu % Cu para el contenido S %S, Mn: hasta 0. 1 %, en donde en la presencia de Mn, %Mn/%S > 2.5 aplica para la relación %Mn/%S del contenido Mn %Mn para el contenido de S %S , y en cada caso opcionalmente N: hasta 0.003 %, contenidos de Al ácido soluble de hasta 0.08 % , en donde en la presencia de Al, %N%%A1 < 0.25 aplica para la relación %N/%A1 del contenido N %N para el contenido de Al %A1, uno o más elementos del grupo "Ni, Cr, Mo, Sn" con contenidos de hasta 0.2% en cada caso, uno o más elementos del grupo "V, Nb" con contenidos de hasta 0.1 % en cada caso, b) Homogeneizar la temperatura de la placa delgada a una temperatura de placa de 1000 - 1200 °C, c) Laminar en caliente la placa delgada en una tira caliente que tiene un grosor de 0.5-4.0 mm, en donde la temperatura inicial de laminado en caliente de la placa al comienzo del laminado en caliente es menos que 1 030 °C y la temperatura final de laminado en caliente es de al menos 710 °C y tanto el primero como el segundo pasos se llevan a cabo con la reducción de grosor de al menos 40%, d) Enfriar la tira caliente, e) Enrollar la tira caliente en una bobina f) Laminar en frío la tira caliente en una tira fría que tiene el grosor final de 0. 1 5 - 0.50 mm, g) Aplicar un separador de recocido en la superficie de la tira fría recocida h) El recocido final de la tira fría proporcionado con el separador de recocido para formar una textura Goss.

Cuando la aleación de acero favorable para producir tira o lámina de acero eléctrico de acuerdo a la invención se determinó, la invención comenzó de un si stema de al eación b ase que es conocido para l a tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado per se y que, además del hierro e impurezas inevitables, tuvo un contenido de S i de 2-6.5% en peso, típicamente alrededor de 3.2% en peso, y contuvo además elementos de aleación con el fin de establecer las características de la tira o lámina eléctrica producida de acuerdo a la invención. Carbono, sulfuro, nitrógeno, cobre, manganeso, aluminio y cromo fueron tales elementos de aleación que se consideraron especialmente.

Los cálculos de modelo termodinámico se llevaron a cabo en este sistema de aleación multi-componente. La característica especial aquí fue un enfoque dinámico en relación al tiempo. Este enfoque se basó en el descubrimiento de que las condiciones de equilibrio cuando producen lámina o tira de acero eléctrico no deben ocupar un lugar central pero si aquellos procesos de difusión y precipitación que puedan ser representados dentro de tiempos técnicamente reales. Las interacciones entre los elementos de aleación podrían considerarse por medio de los cálculos del modelo. Ante todo, los procesos competentes podrían observarse en los procesos de precipitación controlados por difusión.

El silicio causa un incremento en la resistencia específica en tiras o láminas de acero eléctrico y por lo tanto una reducción en la pérdida de núcleo. Con contenidos por debaj o de 2% en peso, no se obtienen más las propiedades requeridas para el uso como lámina o tira de acero eléctrico de grano orientado . Las propiedades de proceso óptimas resultan si los contenidos de Si están en el intervalo de 2.5— 4 % en peso. Con contenidos de Si de más de 4% en peso se presenta una cierta fragilidad en la tira de acero, pero con contenidos de Si de hasta 6.5 % en peso la magneto-restricción, que causa ruido, se minimiza. Sin embargo, incluso contenidos de Si más altos no parecen ser útiles debido a la polarización de saturación siendo reducida muy fuertemente.

El carbón dentro de un cierto marco de trabaj o causa homogenización de microestructura durante el recocido . Para este propósito, un acero procesado de acuerdo a la invención tiene contenidos de aleación de 0.020 a 0. 150 % en peso, en donde el efecto positivo es particularmente confiablemente alcanzado con contenidos de C de 0.040-0.085 % en peso, en particular 0.040-0.065% en peso.

Un componente particularmente importante del método de acuerdo a la invención es que los sulfuros, que son precipitados durante la formación caliente, se usan como inhibidores en este método . Esto es debido a que una distribución uniforme de partículas inhibidoras finamente dispersadas puede sólo alcanzarse a través de los sitios de nucleación presentes durante la formación caliente, según sea necesario para una inhibición efectiva de crecimiento de grano, esto es la formación de granos irregularmente grandes, y por lo tanto buenas propiedades magnéticas.

En esta conexión, los inventores han determinado que l as partículas de A1N formadas en el transcurso del trabaj o en caliente no son idóneas como inhibidor utilizable ya sea en la ferrita o la austenita ya que ambos en las precipitaciones de ferrita y austentita siempre ocurrirían antes de comenzar la formación en caliente, lo que llevaría a muy pocas y, encima de eso, partículas muy gruesas, que darían origen a propiedades no favorables en la tira o lámina de acero eléctrico obtenida.

Sin embargo, el aluminio puede usarse como una parej a para el nitrógeno, que se agrega en un tratamiento de nitruración subsecuente opcionalmente llevado a cabo, de manera que las partículas inhibidoras adicionales en la forma de A1N entonces se formen. Para este propósito, el contenido de Al soluble en ácido en el acero procesado de acuerdo a la invención puede ser de hasta 0.08 % en peso, en donde los contenidos de Al soluble en ácido de 0.025-0.040 % en peso han sido exitosos en la práctica.

En principio, el contenido de N debe de mantenerse tan baj o como sea posible y no debe exceder 30 ppm. El nitrógeno se enlaza con el Al para formar A1N . Con el fin de que suficiente Al libre se mantenga disponible para un tratamiento de nitruración opcional, con el acero procesado de acuerdo a la invención, en el caso de una presencia efectiva de Al, %N/%A1 < 0.25 aplica para la relación de %N/%A1 del %N contenido de N para el %A1 de contenido de Al.

Debido a esta composición, el método de acuerdo a la invención no es afectado completamente por la presencia de aluminio . Si el contenido de nitrógeno del análisis de masa fundida se mantiene baj o, típicamente debajo de 30 ppm, el Al puro está presente en la tira que es principalmente recristalizada, descarburada y laminada en frío en el grosor de tira terminada. Esta tira fría puede entonces ser sometida a un tratamiento de nitruración durante o después del recocido de descarburación, por lo que las partículas de A1N se forman en la tira se vuelven efectivas como una fase inhibidora adicional, de manera que una forma de textura Goss más alta puede formarse la cual puede producir propiedades magnéticas que son usuales con un material HGO convencional.

Con este método, es de uso práctico particular ser capaz de elegir libremente si un tratamiento de nitruración va a llevarse a cabo o no . Si no va a llevarse a cabo, entonces el Al se mantiene en el material como un elemento y no tiene efecto perjudicial.

El MnS es también no idóneo como un inhibidor para el método de acuerdo a la invención, ya que la temperatura de solubilidad es tan alta aquí que el MnS en cada caso claramente precipita antes del laminado en caliente, esto es ya durante el recalentamiento de la placa delgada respectivamente procesado usado para llevar a cabo el laminado en caliente en cada caso. Además, debido a la fuerte afinidad de manganeso para sulfuro, con contenidos de Mn más altos el contenido de sulfuro, que se proporciona en el acero para un propósito específico, casi sería completamente enlazado. Por consiguiente, con el uso de MnS como el inhibidor apenas cualquier sulfuro libre estaría disponible para la formación de sulfuros de cobre que ti ene lugar durante l a formación en caliente.

Contra estos antecedentes, en la aleación procesada de acuerdo a la invención, el contenido de Mn está limitado a 0. 1 % en peso y, al mismo tiempo, en el caso de la presencia de Mn la condición %Mn/%S < 2.5 se especifica para la relación %Mn/%S del %Mn de contenido de Mn para el %S de contenido de S .

En lugar de MnS, la invención usa CuS como el inhibidor. Aunque los sulfuros de cobre en el caso dinámico fundamentalmente exhiben temperaturas de solubilidad que son tan baj as que con las composiciones químicas que se acostumbran en estos días sólo precipitan a temperaturas en las que en el caso que tiene lugar la producción convencional de embobinado de lámina o tira de acero eléctrico de grano orientado de la tira caliente, con un tiempo de precipitación largo y no controlado, ya que es inevitable en la bobina, falle la meta vista de una precipitación inhibidora finamente dispersa.

Por lo tanto, de acuerdo a la invención, la temperatura de solubilidad para sulfuros de cobre se elevó por medio de mediciones de aleaciones de manera que pudieran precipitarse durante la formación en caliente.

Para este propósito, en el caso de aleación procesada de acuerdo a la invención, el contenido de Mn se disminuyó tanto como fue posible. El objetivo aquí es alcanzar el intervalo de inefectividad, que es porque el intervalo Mn está limitado a un máximo de 0. 1 %en peso, en parti cular a un máximo de 0.05% en peso.

Además, el contenido de azufre comparado a la tira de acero el éctri co de grano orientado típica se incrementó a 0.01 % en peso y por lo tanto incrementó al grado que la relación de masa %Mn/%S es en cada caso < 2.5 , en particular < 2. De este modo, se asegura que siempre haya una cantidad suficiente de azufre libre disponible para formar sulfuros de cobre. Al incrementar el contenido de azufre, en el caso del acero procesado de acuerdo a la invención la temperatura de solubilidad y consecuentemente también la temperatura de precipitación podrían elevarse por más que 50 °C . Cuando los "sulfuros de cobre" se mencionan aquí, a lo que de hecho se refiere en total es a un grupo de compuestos CuxSy, incluso si estos pueden tener relaciones cuantitativas muy diferentes.

Con el fin de permitir que tengan lugar las precipitaciones deseadas de sulfuros de cobre, un acero procesado de acuerdo a la invención tiene no menos que 0. 1 % en peso de Cu. El límite superior del contenido de Cu es 0.5 % en peso, con el fin de prevenir daño a la condición de superficie de la lámina o tira de acero eléctrico de grano orientado producida de acuerdo a la invención.

Por las mismas razones y para evitar problemas durante la fundición continua, que de otro modo se teme debido a la presencia de FeS , el contenido de S del acero de acuerdo a la invención es como máximo de 0. 1 00% en peso.

Además de la composición de aleación química, con el desarrollo del método de acuerdo a la invención como una condición limitante adicional, con una vista a la tecnología de fundición-laminado de pl aca delgada para usarse, se asume que pueden alcanzarse una temperatura de calentamiento de placa de hasta un máximo de 1200 °C y tiempos entre la fundición y la solidificación, recocido de homogeneización y laminado en caliente por medio de máquinas de fundición disponibles hoy en día. El esquema de paso de laminado en caliente empleado con el método de acuerdo a la invención también se adapta de manera que la temperatura del material laminado yace debaj o de la temperatura de precipitación para sulfuro de cobre sobre tantos pasos de formación en caliente como sea posible.

Contra estos antecedentes, el acero compuesto de acuerdo a la invención se procesa de manera que es conocido per se en 35- 100 mm de grosor, en particular por más de 80 mm de grosor, las placas delgadas en el transcurso del proceso de acuerdo a la invención. Esto es usualmente llevado a cabo por fundición continua convencional.

Debido al contenido de S alto, el contenido de Mn baj o al mismo tiempo y la formación acompañante de FeS, la tasa de fundición debe de seleccionarse como comparablemente baj a cuando se funde la masa fundida compuesta de acuerdo a la invención en la palanquilla, a partir de la cual las placas delgadas procesadas de acuerdo a la invención son subsecuentemente separadas, con el fin de evitar el riesgo de escapes de palanquilla. En la práctica, la tasa de fundición durante la fundición puede limitarse a un máximo de 4.6 m/min para este propósito.

El sobrecalentamiento de la fundición en la artesa es preferiblemente 3 - 50 K. En particular, en las temperaturas de sobrecalentamiento en el intervalo de 25 -50 K una cantidad suficiente de polvo de fundición se fusiona en la superficie del baño para asegurar que haya las cantidades requeridas de escoria para formar la película lubricante entre el molde del lingote y la capa de la palanquilla. Si una temperatura de sobrecalentamiento de 3 - 25 K se establece, la fundición puede alcanzarse usando un polvo de fundición que, comparado a la fundición con sobrecalentamiento alto, se modifica de manera que tiene una tasa de fusión incrementada. Esto puede producirse adaptando la cantidad y tipo de portadores de carbono e incrementando la proporción de fluj o del polvo de fundición. La ventaj a de la fundición con sobrecalentamiento muy bajo es que hay un crecimiento rápido de la capa de la palanquilla en el molde del lingote y un refinamiento importante de la microestructura de solidificación.

Los parámetros del tratamiento de calor tienen lugar después de la fundición de las etapas de producción llevadas a cabo durante el laminado en caliente en las placas delgadas, se establecen en particular de manera que se evitan problemas que de otro modo podrían ser causados por la formación de Fes(sulfuro de hierro) líquido. En el enfoque de acuerdo a la invención, en el que después de la saturación del manganeso, que en cualquier caso sólo está presente en cantidades pequeñas, el sulfuro libre sigue disponible, el sulfuro de hierro líquido se forma en la matriz de otro modo completamente solidificada del acero antes que se forme el cobre sulfatado . El FeS líquido causa tal fragilidad en caliente que el laminado en caliente no sería posible.

Aquí, los inventores han determinado que de una relación %Mn/%S < 2.5 cantidades apreciables de FeS líquido están presentes a temperaturas de alrededor de 1 030 °C. Entre más se reduzca la relación %Mn/%S a favor del azufre, se forman mayores contenidos por volumen de FeS líquido . Por lo tanto, la invención prevé la temperatura de la placa delgada para ser de 1 000- 1 200 °C antes del laminado en caliente, en donde el intervalo de temperatura óptima en la práctica está entre 1 020- 1060 °C . Es esencial que el primer paso de formación del proceso de laminado en caliente se lleve a cabo a temperaturas de placa delgada menores que 1 030 °C, en particular de menos que 1 01 0°C . Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que ocurre una cierta pérdida de temperatura cuando se transporta la placa delgada fuera del horno de ecualización para la primera estación de laminado en caliente, que baj o las condiciones prevalecientes en la práctica usualmente equivale a hasta 70°C. Las temperaturas orientadas a la práctica del primer paso de laminación en caliente están en el intervalo de 950- 1 000 °C y la temperatura en el segundo paso de formación en caliente es de 920-980 °C .

Típicamente, las placas delgadas son térmicamente homogeneizadas durante un periodo de tiempo de 1 0-20 min en un horno de ecualización.

Las placas delgadas calentadas de la manera previamente explicada alcanzan el grupo de estaciones de laminado en caliente respectivamente usadas de acuerdo a la invención y se l amina en cali ente en una tira cal iente que tiene un grosor de 0.5-4.0 mm .

Con el fin de estimular una precipitación de partículas que sea tan finamente dispersada como sea posible, un número suficiente de sitios de nucleación debe proporcionarse en el intervalo de temperatura dentro de los que se forman las partículas de CuS . Estos son proporcionados por las dislocaciones en el material los cuales están temporalmente presentes durante el laminado en caliente. Con el fin de proporcionar un número suficientemente grande de estas dislocaciones, el grado de deformación en caliente obtenido en el transcurso de los primeros pasos de laminación debe por lo tanto ser en cada caso de al menos 40%. El "grado de deformación" denota la relación de reducción de grosor para el grosor del material laminado antes del paso de laminado respectivo (grado de deformación^ (grosor del material laminado antes del paso de laminado- grosor del material laminado después del paso de laminación) / (grosor antes del paso de laminado)).

La temperatura final de laminado en caliente, esto es la temperatura de la tira caliente obtenida cuando dej a la caj a de laminado en caliente del grupo de cajas de laminado en caliente usadas para el laminado en caliente de acuerdo a la invención, es al menos 71 0°C. En la práctica, las temperaturas del material laminado durante el último paso de laminado típicamente están en el intervalo de 800-870 °C .

La tira caliente producida de la manera de acuerdo a la invención es idónea para producir tira de acero eléctrico de grano orientado. El recocido de la tira caliente antes de la formación en frío no es obligatorio pero puede llevarse a cabo opcionalmente a temperaturas de 950- 1 150 °C, con el fin de incrementar las regiones de la tira caliente cerca de la superficie que tiene una textura ventaj osa y así además mejora las propiedades magnéticas de la tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado.

La tira caliente es laminada en frío en una o más etapas para el grosor de aplicación de 0.50-0. 15 mm. Si hay una pluralidad de etapas de laminado en frío, se lleva a cabo en medio una etapa de recocido intermedio de recristalización.

Durante el laminado en frío, puede ser ventajoso dej ar que el calor de formación actúe en la tira por unos minutos (el así llamado "envej ecimiento"). El carbono disuelto puede por lo tanto difundirse a las dislocaciones. De este modo, la energía de deformación en la tira introducida en el transcurso del laminado en frío se incrementa (Efecto Cottrell).

Después de la formación en frío, una recristalización y, al mismo tiempo, un tratamiento de recocido de descarburación tiene lugar. El contenido de C está en el proceso reducido a los valores debajo de 30 ppm, de manera que sólo el carbono ferríticamente disuelto está presente en la matriz y ninguno de los carburos puede precipitarse).

Un tratamiento de nitruración, en el que la tira se recoce en una atmósfera de recocido que contiene NH3, puede ya tener lugar durante o después del tratamiento de recocido de descarburación, con el fin de así incrementar el contenido de N de la tira.

Finalmente, la tira fría producida de este modo se recubre con un separador de recocido, que usualmente consiste de MgO para el recocido subsecuente de lote de alta temperatura. El separador de recocido puede contener aditivos donantes de nitrógeno · que apoyan el proceso de nitruración. Las sustancias que contienen N que térmicamente se descomponen en el intervalo de 600-900 °C son particularmente idóneas para este propósito.

El recocido de alta temperatura que lleva a la recristalización secundaria puede tomar lugar de una manera que es conocida per se. De acuerdo a una modalidad orientada a la práctica, se lleva a cabo como una operación de recocido de lote, en donde las tasas de calentamiento de 1 0-50 /h en el intervalo de 400 y 1 10 °C se alcanzan.

Subsecuentemente, la tira de acero eléctrico obtenida se proporciona con una capa de aislamiento de superficie en un recocido de tira continuo y línea de procesamiento y es resistente a la presión. Un tratamiento de refinación de dominio, se lleva a cabo de una manera que es conocida per se, también puede seguirse .

La invención se explica a mayor detalle a continuación por medio de modalidades de ej emplificación.

EJEMPLOS Ej emplo 1 : Una masa fundida, que además del hierro e impurezas inevitables tiene (en % en peso) 3.05 % Si, 0.045 %C, 0.052 % Mn, 0.01 0% P, 0.030 % S , 0.206 % Cu, 0.067 % Cr, 0.030 % Al, 0.001 % Ti , 0.003 % N, 0.01 1 % Sn, 0.01 6 % Ni, se fundió en una palanquilla, de la que las placas delgadas que tiene un grosor de 63 mm y una amplitud de 1 1 00 mm se separaron. Después del enfriamiento no controlado a aproximadamente 900 °C, se llevó a cabo el recocido de homogeneización, en el que las placas delgadas se calentaron hasta 1 050 °C. Subsecuentemente, las placas delgadas se laminaron en caliente en una tira caliente que tiene un grosor de tira caliente de 2.30 mm en un grupo de estaciones de laminado en caliente que comprende siete estaciones de laminado por las que pasan sucesivamente.

La temperatura del material laminado estuvo en el intervalo de 960-980 °C en el primer paso de laminado mientras en el segundo paso de laminado fue de 930-950 °C . La temperatura de laminado en caliente final fue de 840 °C.

La tira caliente obtenida de este modo fue decapada sin recocido y laminada en frío en una etapa de laminado en frío para el grosor de tira terminada de 0.285 mm. Un tratamiento de recocido continuo de descarburación y recristalización siguió de esto, en el que la tira fría se recoció por 1 80 s a 850 °C en una atmósfera húmeda que contiene nitrógeno, hidrógeno y aproximadamente 10% de NH3. Subsecuentemente, la superficie de la tira fría se recubrió con MgO como un separador de recocido. El separador de recocido de MgO sirvió como protección de adhesión para una operación de recocido de lote de alta temperatura, en el que la tira fría se calentó a una temperatura de 1200 °C baj o hidrógeno y en una tasa de calentamiento de 20 K/h, cuya temperatura se mantuvo más de 20 horas.

La tira terminada obtenida finalmente se proporcionó con un recubrimiento de fosfato y subsecuentemente liberada de tensión a 80°C y después uniformemente enfriada.

La tira de acero eléctrico de grano orientado producida de la manera descrita anteriormente exhibió buenas propiedades magnéticas que yacen en el intervalo de la tira de acero eléctrico HGO comercialmente disponible. Su pérdida de núcleo a 50 Hz y 1 .7 T excitación fue 0.980 w/kg con una polarización de 1 .93 T baj o una resistencia de campo magnético de 800 A7m.

Ej emplo 2 : Una masa fundida A de acuerdo a la invención y una masa fundida B que no está de acuerdo a la invención se fundieron, las composiciones que se especifican en la Tabla 1 .

Las masas fundidas se fundieron en placas delgadas que tienen un grosor de 63 mm en el proceso de fundición continuo . La temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida en la artesa fue de 25 -45 K. La tasa de fundición durante la fundición continua estuvo en el intervalo de desde 3.5 -4.2 m/min. Subsecuentemente, la palanquilla se enfrió a aproximadamente 900°C antes de entrar a los hornos de solera de laminado .

Las placas delgadas separadas de la palanquilla se recalentaron en un horno de ecualización a temperaturas entre 1 030 y 1 070 °C por 20 minutos y entonces se transportaron para laminado en caliente. Las temperaturas de recalentamiento SRT específicamente establecidas también se especifican en la Tabla 2 como las relaciones %Mn/%S y %Cu/%S presentes en las aleaciones de las masas fundidas A y B .

En la ruta desde el horno ecualizador al primer paso de formación en caliente, la temperatura de las placas delgadas se hundió a los valores alrededor de 1000 °C, en donde se verificó que el límite de 1030 °C que es crítico por razones metalúrgicas fuera absolutamente indefectiblemente no excedido.

El esquema de paso del tren de laminado en caliente usado para el laminado en caliente de las placas delgadas y que comprende siete estaciones de laminado se diseñó de manera que el primero y el segundo pasos de formación produj eran un grado de reducción de aproximadamente 55 % en el primer paso de formación en caliente, y aproximadamente 48% en el segundo paso de formación en caliente. La temperatura del material laminado durante los dos pasos de formación en caliente fue de entre 950 y 980 °C en el primer paso y entre 920 y 960 °C en el segundo paso. Las temperaturas final es de laminado en cali ente estuvieron en un interv alo de 800-860 °C . Los grosores de tira caliente estuvieron en un intervalo de 2.0-2.8 mm.

Las tiras calientes producidas de esta manera se recocieron a 1080 °C bajo un gas protector y entonces se enfriaron con agua de una manera acelerada. Esto seguido por descalcificación de superficie en un baño de decapado .

El procesamiento adicional comprendió laminado en frío en dos etapas con una operación de recocido intermedio de recristalización para un grosor nominal de tira terminada de 0.30 mm, una operación subsecuente de recocido de descarburación y recristalización, una aplicación de un separador de recocido esencialmente consistente de MgO y una operación de recocido de lote de alta temperatura para llevar a cabo la recristalización secundaria así como también una aplicación de un aislador y recocido para nivelar la liberación de esfuerzos al final, en donde estas etapas de producción se llevaron a cabo de una manera que se conoce per se de la técnica previa.

Los valores promedio de las propiedades magnéticas de Pi.7 (pérdida de núcleo a 50 Hz y 1.7 excitación T), J8oo (polarización bajo una resistencia de campo de 800 A/m) y la proporción de la degradación magnética para las tiras de acero eléctrico producidas de las masas fundidas A y B de la manera previamente descrita con las técnicas nominales de tira terminada de 0.30 mm se especifican en la tabla 3.

Ejemplo 3: Una masa fundida C compuesta de acuerdo a la invención y una masa fundida D no compuesta de acuerdo a la invención con las composiciones especificadas en la Tabla 2 fueron, justo como las masas fundidas A y B, fundidas de la manera previamente descrita y fabricadas en la tira caliente. El recocido de tira caliente y el enfriamiento rápido siguieron y se levaron a cabo de la manera previamente explicada para las tiras calientes producidas de los aceros A y B.

El proceso adicional seguido por medio de un laminado en frío de etapa sencilla para el grosor nominal de tira terminada de 0.23 mm y una operación de recocido de descarburación y recristalización subsecuente, en donde durante el tratamiento descarburizante simultáneamente tuvo lugar la formación de nitruros agregando 1 5 % NH3 para el gas recocido. Después, un separador de recocido esencialmente consiste de MgO se aplicó como protección de adhesión y la recristalización secundaria se llevaron a cabo en una operación de recocido de lote de alta temperatura. Subsecuentemente, el recubrimiento de aislamiento se aplicó y se llevó a cabo el recocido para nivelar la liberación de esfuerzos. Finalmente, la tira terminada fue sometida a refinación de dominio por tratamiento láser. Como en el Ej emplo 2, aquí las etapas de procesamiento de tira caliente en una tira de acero eléctrico HGO laminada en frío se llevaron a cabo de una manera conocida per se de la técnica previa.

Las temperaturas de recalentamiento SRT establecidas durante el procesamiento de las placas delgadas producidas de las fundiciones C y D, así como también las relaciones %Mn/%S y %Cu/%S , se especifican en la Tabla 5.

En la Tabla 6, para las tiras de acero eléctrico producidas de las masas fundidas C y D de l a manera previamente descrita, para diferentes regiones de pérdidas de núcleo P. i .7 las proporciones en % de aquellas tiras de acero eléctrico que caen dentro de las regiones respectivas se especifican. Entre más baj as sean las pérdidas de núcleo P i .7, mej or la calidad de las tiras de acero eléctrico respectivas. Las tiras de acero eléctrico con pérdidas de núcleo P i 7 de más de 0.95 W/kg ya no cumplen los requisitos para tiras o láminas de acero eléctrico de grano orientado que aplican actualmente.

Ej emplo 4: Las placas delgadas que consisten de la masa fundida C se laminaron en caliente usando parámetros desviándose de las especificaciones de acuerdo a la invención. Las temperaturas para la formación en caliente variaron específicamente en los primeros dos pasos. Esto fue posible estableciendo la temperatura del horno de ecualización un poco más alto en el principio y comienzo de la formación en caliente a temperaturas más altas por medio de un modo rápido de operación. Subsecuentemente, las temperaturas del horno ecualizador se reduj eron al valor obj etivo usual de la planta dada y las temperaturas de comienzo de formación en caliente se variaron por diferentes desfases de tiempo.

El procesamiento adicional de la tira caliente en la tira terminada en frío con un grosor nominal de 0.23 mm correspondió al procedimiento previamente explicado para el Ej emplo 3.

En la Tabla 7, para las pruebas 1 a 1 8 , los parámetros operativos respectivamente establecidos cuando las pruebas se llevaron a cabo de "recalentamiento de temperatura SRT", "Temperatura &F 1 del material laminado usando el primer paso de formación", "Temperatura &F2 del material laminado durante el segundo paso de formación", así como también la proporción en % de aquellas láminas de acero eléctrico producidas en las pruebas, que caen en la región respectiva de las pérdidas de núcleo P 1.7, se especificaron.

Las pruebas 1 a 1 3 se llevaron a cabo de acuerdo a la invención con gran fiabilidad regularmente produciendo de buenas a muy buenas propiedades electromagnéticas, mientras que en el caso de las pruebas 14-1 8 no llevadas a cabo de acuerdo a la invención se produj eron propiedades igualmente regularmente claramente peores (pruebas 1 6, 1 7 y 1 8) o no pudo producirse tira de acero eléctrico baj o las condiciones establecidas en las pruebas respectivas (pruebas 14 y 1 5).

Por lo tanto, se proporciona con la invención un método para producir una tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado, en el que, generalmente hablando, la temperatura de la placa de un placa delgada, que consiste de un acero que tiene (en % en peso) Si : 2-6.5 %, C : 0.02-0. 1 5 %, S : 0.01 -0. 1 %, Cu: 0. 1 -0.5 %, en donde la relación del contenido de Cu a S es %Mn/%S < 2.5 , y los contenidos opcionales de N, Al, Ni, Cr, Mo, Sn, V, Nb se homogenizan a 1 000- 1200 °C, en los que la placa delgada se lamina en caliente en una tira caliente que tiene un grosor de 0.5-4.0 mm en una temperatura de laminado en caliente inicial de < 1030 °C y una temperatura de laminado en cali ente final de > 71 0°C y con una reducción de grosor tanto en el primero como en el segundo pasos de formación en caliente de > 40 °C en cada caso, la tira caliente se enfría y enrolla en una bobina, en el que la tira caliente se lamina en frío en una tira fría que tiene un grosor final de 0. 1 5 -0.50 mm, en la que un separador de recocido se aplica en la tira fría recocida, y en la que el recocido final de la tira fría proporcionada con el separador de recocido se lleva a cabo para formar una textura Goss.

Tabla 1 Datos en % en peso.

Hierro restante e impurezas inevitables Masa fundida A: de acuerdo a la invención Masa fundida B : no de acuerdo a la invención Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Datos en % en peso .

Hierro restante e impurezas inevitables Masa fundida C : de acuerdo a la invención Masa fundida D : no de acuerdo a la invención Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 *) el laminado no es posible, material roto en el primer paso Pruebas 1-13 de acuerdo a la invención Pruebas 14-1 no de acuerdo a la invención

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Método para producir una tira o lámina de acero eléctrico de grano orientado destinado para aplicaciones electrotécnicas, caracterizado porque comprende las siguientes etapas de producción: a) proporcionar una placa delgada que consiste de un acero que contiene, además de hierro e impurezas no deseadas, (en % en peso) Si : 2-6.5 %, C : 0.02-0. 1 5 %, S : 0.01 -0. 1 %, Cu: 0.1 -.5 %, en donde %Cu/%S>4 aplica para la relación %Cu/%S del contenido de Cu para el %S de contenido de S, Mn: hasta 0. 1 %, en donde en la presencia de Mn, %Mn/%S < 2.5 aplica para la relación %Mn/%S del %Mn contenido de Mn para el %S de contenido de S , y en cada caso opcionalmente N : hasta 0.003 %, contenidos de Al soluble en ácido de hasta 0.08%, en donde en la presencia de Al, %N/%A1 <0.25 aplica para la relación de %N/%A1 del contenido de N, %N al contenido de Al %A1, uno o más elementos del grupo "Ni, Cr, Mo, Sn" con contenidos de hasta 0.2% en cada caso, uno o más elementos del grupo "V, Nb" con contenidos de hasta 0.1 % en cada caso, b) homogeneizar la temperatura de la placa delgada a una temperatura de placa de 1000- 1200 °C, c) laminar en caliente la placa delgada en una tira caliente que tiene un grosor de 0.5-4.0 mm, en donde la temperatura inicial de laminado en caliente déla placa al comienzo del laminado en caliente es de menos que 1 030 °C y la temperatura final de laminado en caliente es de al menos 710°C, y tanto el primero como el segundo pasos de formación en caliente se llevan a cabo con una reducción de grosor de al menos 40 %, d) enfriar la tira caliente, e) enrollar la tira caliente en una bobina, f) laminar en frío la tira caliente en una tira fría que tiene un grosor final de 0. 1 5 -0.50 mm, g) aplicar un separador de recocido en la superficie de la tira fría recocida, h) recocido final de la tira fría proporcionada con el separador de recocido para formar una textura Goss.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el grosor de la placa delgada es como máximo 1 00 mm.

3. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tasa de fundición cuando se funde la palanquilla, de la que las placas delgadas se separan, es como máximo 4.6 m/min.

4. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida en la artesa es de 3 -50 K.

5. Método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida en la artesa es de 25-50 K.

6. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de Si de la placa delgada es de 2.5-4.0 % en peso .

7. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de C de la placa delgada es de 0.040-0.085 % en peso.

8. El método , de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de Al soluble en ácido de la placa delgada es de 0.020-0.40 % en peso.

9. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura en el primer paso de formación en caliente es de 950- 1 000 °C.

1 0. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura en el segundo paso de formación en caliente es de 920-980 °C.

1 1 . Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tira caliente es sometida a recocido de tira caliente a 950- 1 1 50 °C.

12. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el laminado en frío se lleva a cabo en dos o más etapas .

1 3. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tira fría es sometida a recocido de descarburación.

14. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tira fría es sometida a recocido de nitruración bajo una atmósfera que contiene NH3. 1 5. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tira o lámina de acero eléctrico finalmente recocida es sometida a un tratamiento de refinación de dominio .