PL107020B1 - Sposob wytwarzania zawierajacej bor stali krzemowej o orientacji typu daszkowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zawierajacej bor stali krzemowej o orientacji typu daszkowego.Straty w rdzeniu stali krzemowej o zorientowa¬ nych ziarnach stanowia miare sprawnosci urzadzen elektromagnetycznych wykonanych z tej stali. Po¬ niewaz duze straty w rdzeniu powoduja wydzie¬ lanie sie ciepla, które musi byc odprowadzane, a takze obnizaja sprawnosc, konieczne jest obnize¬ nie tych strat. Jest to szczególnie wazne przy wy¬ sokich wartosciach indukcji, a w takich wlasnie warunkach pracuje coraz wiecej nowoczesnych u- rzadzen.Znane sa liczne sposoby wytwarzania stali krze¬ mowych m. in. z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 2 867 517 i 3 873 381 o- raz zgloszenia patentowego w PRL Nr P 184 805.Przedmiot niniejszego wynalazku umozliwia ob¬ nizenie strat w rdzeniu ze stali krzemowej o zo¬ rientowanych ziarnach zawierajacej bor, posiada¬ jacej orientacje typu daszkowego. Mówiac konkret¬ nie, obnizenie strat w rdzeniu takich stali polega na dokladnym ustalaniu punktu rosy zawierajacej wodór atmosfery, w której stale te sa odwegla- ne.Przedmiotem niniejszego wynalazku jest zatem ulepszony sposób wytwarzania stali krzemowej o zorientowanych ziarnach, w którym stop stali krzemowej zawierajacy wagowo od 0,02 do 0,06% iio *5 20 25 31 wegla, od 0,0006 do 0,0080% boru, do 0,0100% azo¬ tu i od 2,5 do 4,0% krzemu poddaje sie znanym etapom odlewania, walcowania na goraco, jedno- lub wielokrotnego walcowania na zimno, miedzy- operacyjnego normalizowania realizowanego po jedno- lub wielokrotnym walcowaniu na zimno i koncowego wyzarzania prowadzacego do powsta¬ nia tekstury, przy czym wedlug wynalazku stal poddaje sie odweglaniu do zawartosci wegla poni¬ zej 0,02% wegla w zawierajacej wodór atmosferze, posiadajacej punkt rosy miedzy —6,67 do 15,56°C.Warunki prowadzenia etapów tradycyjnych nie sa krytyczne i moga byc zgodne z warunkami poda¬ nymi w wielu publikacjach, np. w amerykanskich opisach patentowych nr 2 867 557 i 3 873 381.Atmosfera zawierajaca wodór skladac sie moze zasadniczo tylko z wodoru lub stanowic ja moze wodór zmieszany z azotem. Z duzym powodzeniem stosowac mozna mieszanine gazowa skladajaca sie w 80% z azotu i w 20% z wodoru. Niewielkie zmiany punktu rosy wodoru powoduja znaczne zmiany wilgotnosci. Ilosc wody przy 26,8°C jest siedmiokrotnie wieksza niz przy —1,2°C (odpo¬ wiednio 35,000 czesci na milion i 5,000 czesci na milion).Punkt rosy utrzymywany jest miedzy —6,67°C i 15,56°C, korzystnie miedzy —1,2°C i 7,2°C. Wraz z obnizeniem punktu rosy korzystnie zmieniaja sie wlasnosci magnetyczne, a ponadto zwieksza sie stopien odweglenia, poniewaz mniejsza ilosc tle- 107 020i 107 020 hu laczyc sie moze w tych warunkach z weglem.W zwiazku z tym dla zapewnienia odpowiedniego odweglenia stosowac nalezy punkty rosy przekra¬ czajace —6,67°C. Nadmiar wegla nie pozwala na wtórna rekrystalizacje, która stanowi warunek wlasciwej orientacji i zwiazanych z nia wlasnosci magnetycznych. Ponadto, nadmierna pozostalosc wegla spowodowac moze magnetyczne starzenie sie zorientowanej stali w transformatorze, w zwiazku z powstawaniem weglika zelaza.W przypadku stali nie zawierajacych boru (za¬ wierajacych jedynie bor resztkowy) polepszenie wlasnosci magnetycznych zwiazane z dzialaniem wysuszajacej atmosfery wedlug wynalazku nie wy¬ stepuje w sposób widoczny. Stwierdzono, ze szcze¬ gólnie podatnymi na korzystne dzialanie niniej- 10 15 zarzaniu w temperaturze 950°C, walcowaniu na zimno do grubosci 0,274 mm, odweglaniu w tem¬ peraturze 799°C w atmosferze wodoru i wyzarza¬ niu koncowym przy maksymalnej temperaturze 1176,7°C w atmosferze wodoru.Punkt rosy wodorowej atmosfery odweglania u- trzymywany byl na poziomie 26,8°C w przypad¬ ku próbki A i —1,2°C w przypadku próbki B.Zbadano straty w rdzeniu i przenikalnosc próbek A i B. Wyniki badan ukazuje tablica II: Wyniki zamieszczone w tablicy II jasno wska¬ zuja na fakt, ze obróbka zgodna z niniejszym wy¬ nalazkiem wplywa bardzo korzystnie na wlasnosci stali krzemowej o orientacji typu daszkowego.Zarówno wartosci strat w rdzeniu, jak i warto¬ sci przenikalnosci polepszaja sie przy obnizeniu Tablica I Sklad (% wagowe) c 0,03 'Mn 0,035 S 0,031 B €,0010 F 0,0050 Si ;3,15 Cu 0,24 Al 0,005 Fe Jreszta szego wynalazku sa stopy zawierajace wagowo od 0,02 do 0,06% wegla, od 0,015 do 0,11% manganu, od 0,015 do 0?05% siarki, od 0,0006 do 0,0080% bo¬ ru, do 0,0100% azotu, od 2,5 do 4,0% krzemu, do 0,5% miedzi, do 0,008% glinu i zelazo jako reszte.Inne stopy zawierajace bor opisano poprzednio w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki Nr 3 873 381 i w zgloszeniu patentowym w St. Zjednoczonych Nr 524 847 z dnia 18 listopada 1974 roku.Wynalazek ilustruja ponizej podane przyklady.Przyklad I. Dwie próbki (próbka A i B), po¬ chodzace z jednego wytopu stali krzemowej odla¬ no i poddano obróbce w celu uzyskania stali krze¬ mowej o orientacji typu daszkowego. Sklad wyto¬ pu ukazano w tablicy I. 30 40 45 punktu rosy z 26,8°C (próbka A) do —1,2°C (prób¬ ka B), Zauwazyc nalezy, ze straty w rdzeniu w przypadku próbki B wynosza 1,4969 wata/kg, pod¬ czas gdy dla próbki A sa one znacznie wyzsze i wynosza 1,5873 wata/kg.Przyklad II. Trzecia próbke (próbka C) od¬ lano i poddano obróbce w celu uzyskania zorien¬ towanej stali krzemowej w taki sam sposób jak w przypadku próbek A i B, z tym jednak wyjat¬ kiem, ze odweglanie prowadzono w atmosferze skladajacej sie w 80% z azotu i w 20% z wodo¬ ru, przy czym punkt rosy tej atmosfery wynosil —1,2°C. Sklad chemiczny próbki C byl identyczny ze skladem próbek A i B.Zbadano przenikalnosc i straty w rdzeniu prób¬ ki C; wyniki tych badan ukazuje tablica III: Tablica III Tablica II Próbka A B Straty w rdzeniu (wat/kg przy 17 kilogausach) 1,5873 1,4969 Przenikalnosc (w polu o nate¬ zeniu 10 erste¬ ków) 1853 1889 Obróbka próbek polegala na kilkugodzinnym wygrzewaniu w podwyzszonej temperaturze, wal¬ cowaniu na goraco do grubosci od 2,03 mm do 2,54 mm, wyzarzaniu w temperaturze 898°C, wal¬ cowaniu na zimno do grubosci okolo 1,52 mm, wy¬ ro 55 Próbka C Straty w rdzeniu (wat/kg przy 17 kilogausach) 1,4969 Przenikalnosc ((w polu o nate¬ zeniu 10 erste- 'dów) 1874 Wyniki z tablicy III wykazuja jasno, ze niniej¬ szy wynalazek stosuje sie takze do przypadku at¬ mosfery skladajacej sie zasadniczo z azotu i wo¬ doru. Istotnie, bowiem wlasnosci uzyskane przy zastosowaniu atmosfery azotowo-wodorowej sa calkowicie porównywalne z wlasnosciami otrzyma¬ nymi w przypadku uzycia atmosfery wodorowej (przykladowo: próbka B w tablicy II).Przyklad III. Cztery grupy próbek zawiera-U1 02Ó jace po cztery próbki w kazdej grupie (od Di do D4, od Ei do E4, od Ft do F4, do Gi do G4), po¬ chodzace z jednego wytopu stali krzemowej, odla- G a wyniki badan zamieszczono w tablicy V. W ta¬ blicy V pokazano równiez zawartosc wegla w prób¬ kach po ich odwegleniu.Tablica IV Sklad (°/o wagowe) c 0,031 Mn 0,032 S 0,030 1 B 0,0011 N 0,0048 ;Si 3,18 Cu 0,21 Al 0,004 Fe reszta no i poddano obróbce w celu uzyskania stali krze¬ mowej o orientacji typu daszkowego. Sklad che¬ miczny wytopu pokazano w tablicy IV: Obróbka próbek byla identyczna jak w przykla¬ dzie I z wyjatkiem punktu rosy atmosfery od- weglajacej. Próbki Di, Ei, Fi i Gi odweglano w atmosferze wodoru, której punkt rosy wynosil -^l°C.Punkt rosy dla próbek D2, E2, F2 i G2 wynosil 1,8°C, a dla próbek D3, E3, F3 i G3 oraz próbek D4, E4, F4 i G4 wynosil odpowiednio 10°C i 21°C.Zbadano przenikalnosc i straty w rdzeniu próbek, Prób¬ ka Di D2 Ds D4 Ei E2 E3 E4 Fi F2 F3 n Gi G2 G3 G4 Punkt rosy (°C) "i 1,8 10 1.21 —4 1,8 V 10 / 21 M / 1,9 i 10 <21 k-4 1,8 10 21 Tablica V Zawar¬ tosc wegla <°/o) 0,018 P,019 0,016 10,004 0,021 0,018 0,016 0,006 0,019 0,016 0,013 0,002 0,015 0,015 0,010 0,004 Straty w /rdzeniu /(wat/kg przy 17 ,sach) 1,4308 1,4220 1,3691 1,4969 1,3338 1,3713 1,3801 1,4528 1,3095 1,3007 1,4154 1,5234 1,3404 1,3360 1,4131 1,4903 Przenikal¬ nosc (w polu o na¬ tezeniu 10 erstedów) 1872 1869 1870 ^1846 1886 1874 1875 1858 1877 1886 1864 1838 1882 1890 1869 1845 1 20 25 ao 35 40 45 50 55 W tablicy V raz jeszcze pokazano duze korzysci plynace ze sposobu wedlug niniejszego wynalazku.Zarówno wartosci strat w rdzeniu jak i wartosci przenikalnosci polepszaja sie przy obnizeniu punk¬ tu rosy wodoru od 21°C do ponizej 15,5°C. Z ta¬ blicy V wynika równiez, ze poprawa wlasnosci zaczyna sie zmniejszac przy punkcie rosy —4°C oraz ze maksymalnie korzystne wlasnosci wystepu¬ ja przy punkcie rosy 1,8°C. Minimalny punkt rosy, który stosowac mozna zgodnie z mniejszym wy¬ nalazkiem wynosi —6,67°C. Korzystnymi warto¬ sciami punktu rosy sa temperatury od —1,2° do 7,2°C.W tablicy V podano zawartosc wegla w próbkach po ich odwegleniu. Z wyników tych jasno widac, ze tym mniejsza ilosc wegla zostanie usunieta im bardziej sucha atmosfere sie stosuje. Zjawisko to jest do przewidzenia, poniewaz odweglenie wyma¬ ga obecnosci tlenu, a ten w omawianym przypad¬ ku dostarczany jest wraz z wilgocia.Przyklad IV. Dwie próbki (próbka H i I) sta¬ li krzemowej odlano i poddano obróbce w celu uzyskania stali krzemowej w taki sposób, jak w przypadku próbek A i B. Próbke H odweglano w atmosferze wodoru o punkcie rosy 21°C, a próbke I w atmosferze wodoru o punkcie rosy —1,2°C.Sklad próbek H i I ukazuje tablica VI.Nalezy zwrócic uwage na fakt, ze próbki zawie¬ raja jedynie 0,0003% boru.Zbadano przenikalnosc i straty w rdzeniu pró¬ bek H i I. Wyniki badan zamieszczono w tabli¬ cy VII.Z danych tablicy VII wynika, ze straty w rdze¬ niu nie zmieniaja sie przy obnizeniu punktu rosy wodoru od 21°C (próbka H) do —1,2°C (próbka I)- Jest tu rzecza istotna, ze próbki H i I zawieraja jedynie resztkowy bor, a jak stwierdzono juz po¬ wyzej polepszenie wlasnosci magnetycznych stali nie zawierajacych boru (stali zawierajacych jedy¬ nie bor resztkowy) w wyniku dzialania wysuszaja- Tablica VI Sklad <°/o wagowe) ,c 0,022 v Mn 0,039 S j0,030 1 B 0,0003 N <0,0100 Si Cu 3,0 0,19 Al ;0,005 /Fe reszta1Ó7ÓZÓ Tablica VII 8 Zastrzezenia patentowe Próbka K H vi Straty w rdzeniu (wat/kg przy 17 kilogausach) 1,4815 1,4815 Przenikalnosc (w polu o na¬ tezeniu 10 erste- dów) 1855 1872 cej atmosfery wedlug wynalazku nie wystepuje w sposób widoczny.Jest rzecza zrozumiala dla fachowców, ze nowe zasady wynalazku, podane tu w powiazaniu z pew¬ nymi szczególnymi jego przykladami, sugerowac moga liczne jego modyfikacje i zastosowania. Jest równiez oczywiste, ze tresc zastrzezen patentowych nie dotyczy jedynie tych szczególnych przykladów opisanego tu wynalazku. 10 15 90 25 1. Sposób wytwarzania zawierajacej bor stali krzemowej o orientacji typu daszkowego, obejmu¬ jacy sporzadzenie stopu stali krzemowej zawiera¬ jacego wagowo od 0,02 do 0,06°/o wegla, od 0,0006 do 0,0080% boru, do 0,0100% azotu i od 2,5 do 4,0% krzemu, odlewanie, walcowanie na goraco, walco¬ wanie na zimno, odweglanie w atmosferze wodoru i poddanie koncowemu wyzarzeniu prowadzacemu do powstawania tekstury, znamienny tym, ze stal odwegla sie do zawartosci wegla ponizej 0,02% w zawierajacej wodór atmosferze posiadajacej punkt rosy wynoszacy od —6,67°C do 15,56°C. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stal odwegla sie korzystnie w zawierajacej wodór atmosferze posiadajacej punkt rosy wynoszacy od —1,2°C do 7,2°C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie korzystnie stop zawierajacy wagowo od 0,02 do 0,06% wegla, od 0,015 do 0,11% manganu, od 0,015 do 0,05% siarki, od 0,0006 do 0,0080% bo¬ ru, do 0,0100% azotu, od 2,5 do 4,0% krzemu, do 0,5% miedzi, do 0,008% glinu i zelazo jako reszte.DN-3, z. 59/80 Cena 45 zl PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe Próbka K H vi Straty w rdzeniu (wat/kg przy 17 kilogausach) 1,4815 1,4815 Przenikalnosc (w polu o na¬ tezeniu 10 erste- dów) 1855 1872 cej atmosfery wedlug wynalazku nie wystepuje w sposób widoczny. Jest rzecza zrozumiala dla fachowców, ze nowe zasady wynalazku, podane tu w powiazaniu z pew¬ nymi szczególnymi jego przykladami, sugerowac moga liczne jego modyfikacje i zastosowania. Jest równiez oczywiste, ze tresc zastrzezen patentowych nie dotyczy jedynie tych szczególnych przykladów opisanego tu wynalazku. 10 15 90 25 1. Sposób wytwarzania zawierajacej bor stali krzemowej o orientacji typu daszkowego, obejmu¬ jacy sporzadzenie stopu stali krzemowej zawiera¬ jacego wagowo od 0,02 do 0,06°/o wegla, od 0,0006 do 0,0080% boru, do 0,0100% azotu i od 2,5 do 4,0% krzemu, odlewanie, walcowanie na goraco, walco¬ wanie na zimno, odweglanie w atmosferze wodoru i poddanie koncowemu wyzarzeniu prowadzacemu do powstawania tekstury, znamienny tym, ze stal odwegla sie do zawartosci wegla ponizej 0,02% w zawierajacej wodór atmosferze posiadajacej punkt rosy wynoszacy od —6,67°C do 15,56°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stal odwegla sie korzystnie w zawierajacej wodór atmosferze posiadajacej punkt rosy wynoszacy od —1,2°C do 7,2°C.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie korzystnie stop zawierajacy wagowo od 0,02 do 0,06% wegla, od 0,015 do 0,11% manganu, od 0,015 do 0,05% siarki, od 0,0006 do 0,0080% bo¬ ru, do 0,0100% azotu, od 2,5 do 4,0% krzemu, do 0,5% miedzi, do 0,008% glinu i zelazo jako reszte. DN-3, z. 59/80 Cena 45 zl PL PL