PL114569B1 - Method of manufacture of electromagnetic silicon steel - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia elektromagnatycznej stali krzemowej o zorien¬ towanej teksturze Gossa.Znany jest sposób wytwarzania stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wykazujacej wy¬ soka przenikalnosc magnetyczna, z opisu patento¬ wego St. Zjedn. Am. nr. 3,957, 546. Zgodnie z tym sposobem osiagniecie wysokiej przenikalnosci ma¬ gnetycznej wiaze sie zasadniczo z obecnoscia nie¬ wielkich ilosci boru i z kontrolowanymi stosunka¬ mi manganu do siarki. Okreslajac szczególowo, zgodnie z tym patentem, maksymalny stosunek za¬ wartosci manganu do siarki wynosi 1,8. Kontrolujac zawartosc boru w zakresie od 0,0006 do 0,0018%, korzystnie stosujac co najmniej 0,0008% boru, wy¬ twarzac mozna stale krzemowe o wysokiej przeni- kalnosci, w których stosunek manganu do siarki wynosi ponad 1,83, a nawet 2,1. Jakkolwiek nie jest to zupelnie pewne, istnieja przypuszczenia, iz z tymi zwiekszonymi stosunkami wiazac sie moze latwiejsza obróbka i/lub lepsza jakosc powierzchni.Co wiecej, stwierdzono, ze stalowe cewki o niskich stosunkach manganu do siarki maja zazwyczaj co najmniej jeden tak zwany ubogi koniec gdy walcu¬ je sie je na zimno bez stosowania wyzarzania mie¬ dzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno.Sposób wedlug wynalazku obejmuje walcowanie cewek na zimno bez miedzyoperacyjnego wyza¬ rzania miedzy przepustami walcowania na zimno. 10 15 20 25 30 Sposoby wytwarzania stali krzemowych z wyto¬ pów zawierajacych kontrolowane ilosci boru sa znane z opisów patentowych Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr nr 3,873,381, 3,905,842 i 3,929,522.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania stali krzemowej o wysokiej przenikal- nosci magnetycznej, wynoszacej 0,00235 H/m, ko¬ rzystnie co najmniej 0,00239 H/m, bez zachowania okreslonego w stanie techniki stosunku manganu do siarki.Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania ele¬ ktromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa wykazujacej w polu magnetycz¬ nym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magnety¬ czna wynoszaca co najmniej 0,00235 korzystnie 0,00239 H/m obejmuje stopienie stali krzemowej zawierajacej wagowo 0,02—0,06% wegla, 0,015— —0,15% manganu, 0,01—0,05% siarki, 0,0006—0,0018 % boru, do 0,0100% azotu, 2,5—4,0% krzemu, do 1,0% miedzi i nie wiecej niz 0,008% glinu, odlewa¬ nie wlewka walcowanie na goraco wlewka do uzy¬ skania tasmy o grubosci 1,27—3,05 mm, walcowanie na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,51 mm bez stosowania wyzarzania miedzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno, odwe- glania i teksturowania na drodze koncowego wyza¬ rzania. Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze tasma stalowa na poczatku teksturowania na drodze koncowego wyzarzania zawiera ponizej 0,006% siarki w postaci rozpuszczonej a stosunek 114 569114 569 manganu do siarki utrzymuje sie podczas calego procesu obróbki co najmniej równy 1,83.Sposób prowadzenia tradycyjnych etapów moze byc zgodny ze sposobami podanymi w wyzej przy¬ toczonych opisach patentowych. Ponadto pod po¬ jeciem odlewania rozumiane sa równiez ciagle pro¬ cesy odlewania. Do zakresu niniejszego wynalazku nalezy takze sposób obróbki cieplnej wywalcowanej na goraco tasmy.Korzystnie stosuje sie stopiona stal zawierajaca co najmniej 0,008% boru i 0,3—1,0% miedzi, a najkorzystniej zawiera 0,5—1,0% miedzi.Ze wzgledu na duze wartosci stosunku manganu do siarki w sposobie wedlug wynalazku, na poczat¬ ku etapu teksturowania na drodze koncowego wy¬ zarzania stosuje sie ponizej 0,006% siarki w postaci rozpuszczonej. Jak stwierdzono juz powyzej ni¬ skie wartosci stosunku manganu do siarki sa nie¬ pozadane, gdyz cewki wykonane z tego wlewka maja co najmniej jeden ubogi koniec gdy walcuje sie je na zimno bez stosowania wyzarzania mie- dzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno. Cewki wytwarzane wedlug niniejszego 10 20 czatku teksturowania na drodze koncowego wy¬ zarzania, zawiera ponizej 0,006% siarki w postaci rozpuszczonej, a stosunek manganu do siarki i se¬ lenu utrzymuje sie podczas calego procesu obró¬ bki co najmniej równy 1,83.Korzystnie stopiona stal zawiera co najmniej 0,0008% boru i 0,3—1,0%, miedzi.Stosunek manganu do siarki w wywalcowanej na goraco tasmie wynosi korzystnie ponad 2,1.Szczególne cechy niniejszego wynalazku ilustruja podane nizej przyklady.Przyklad I. Trzy wlewki A,B i C stopiono i przetworzono na cewki ze stali krzemowej o zo¬ rientowanej teksturze Gossa.Sklad chemiczny wlewków podano w tablicy 1* Sposób obróbki wlewków obejmowal kilkugo¬ dzinne wygrzewanie w podwyzszonej temperaturze,, walcowanie na goraco do nominalnej grubosci wy¬ noszacej 2,03 mm, wykonywanie cewek, normali¬ zowanie wywalcowanej na goraco tasmy w tem¬ peraturze okolo 1222 K, walcowanie na zimno do koncowej grubosci, odweglanie w temperaturze okolo 1093 K i teksturowanie na drodze koncowego Tablica 1 Sklad (% wagowe) 1 Wle¬ wek A B C C 0,025 0,030 0,029 Mn 0,035 0,035 0,035 S 0,015 0,020 0,019 B 0,0011 0,0009 0,0016 N 0,0047 0,0044 0,0036 Si 3,13 3,22 3,17 Cu 0,35 0,36 , 0,36 Al 0,006 0,004 0,006 Fe pozo¬ sta¬ losc » » wynalazku wykazuja korzystnie na obu koncach przenikalnosc magnetyczna wynoszaca w polu ma¬ gnetycznym o natezeniu 796 A/m co najmniej 0,00235 H/m i straty w rdzeniu nie przekraczajace 1,542 wata/kg przy indukcji magnetycznej 1,7 T.Zgodnie z wynalazkiem w wytopie stali, korzy¬ stnie zastepuje sie czesc siarki lub cala siarke se¬ lenem. W tym przypadku, tasma stalowa na po- 40 45 wyzarzania w atmosferze wodoru, przy maksymal¬ nej temperaturze wyzarzania wynoszacej 1450 K.Zmierzono grubosc cewki z kazdego wlewka oraz zbadano jej przenikalnosc magnetyczna i straty w rdzeniu. Wyniki badan podano w tablicy 2 wraz z wartosciami stosunków manganu do siarki na obu koncach wywalcowanej na goraco tasmy.Tablica 2 Wle- . wek* A ' B • C Wywalcowa- na na goraco tasma MnJ& 1,95 2,47 2,22 2,29 1,90 2,10 Nr cewki na wejsciu na wyjsciu na wejsciu na wyjsciu na wyjsciu na wyjsciu Grubosc (mm) 0,28 0,26 0,29 0,28 0,30 0,27 Straty w rdzeniu (w watach/ kg przy indukcji maignet. 1,7 T) 1,454 1,531 1,454 1,434 1540 1,454 Przenikalnosc magnetyczna E/m (w polu magnetycz¬ nym o nateze¬ niu 796 A/m) IIIIII114569 6 Z danych w tablicy 2 wynika ze stal zawiera¬ jaca od 0,0006 do 0,0018% boru oraz mangan i siar¬ ke w takiej ilosci aby stosunek manganu do siarki w otrzymanej wywalcowanej na goraco tasmie wy¬ nosil co najmniej 1,83, mozna poddawac obróbce obejmujacej jednostopniowe walcowanie na zimno prowadzace do uzyskania cewki z elektromagnety¬ cznej stali krzemowej, wykazujacej przenikalnosc magnetyczna co najmniej 0,00235 H/m i straty w rdzeniu nie przekraczajace 1,542 wata/kg przy in¬ dukcji magnetycznej 1,7 T. Znamienne jest, ze przenikalnosc magnetyczna wszystkich trzech ce¬ wek wynosila w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m ponad 0,00239 H/m. Wartosc stosunku manganu do siarki na obu koncach otrzymanej z wlewka B cewki 7 wynosila ponad 2,1.Przyklad II. Inny wlewek D o skladzie che¬ micznym padanym w tablicy 3 poddano obróbce identycznej jak w przypadku wlewków A, B i C.Zmierzono grubosc cewki wykonanej z tego wle¬ wka i zbadano jej przenikalnosc magnetyczna oraz straty w rdzeniu. Wyniki badan podano w tablicy 4 wraz z wartosciami stosunku manganu do siarki na obu koncach wywalcowanej na goraco tasmy. przypadku wlewka D warunek ten nie byl spel¬ niony.Zastrzezenia patentowe 5 1.Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wyka¬ zujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magnetyczna wynoszaca co najmniej io 0,00235 H/m polegajacy na stapianiu stali krzemo¬ wej zawierajacej wagowo 0,02—0,06% wegla, 0*015— —0,15 manganu, 0,01—0,05% siarki, 0,0006—0,0018% boru, do 0,0100% azotu, 2,5—4,0% krzemu, do 1,0% miedzi i nie wiecej niz 0,008% glinu, reszta zelazo 15 odlewaniu wlewka, walcowaniu na goraco wlewka do uzyskania tasmy o grubosci 1,27—3,05 mm, wal¬ cowaniu na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,51 mm bez stosowania wyzarzania miedzyopera- cyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno, 20 odweglaniu i teksturowaniu na drodze koncowego wyzarzania, znamienny tym, ze stosuje sie tasme stalowa zawierajaca na poczatku teksturowania ponizej 0,006% siarki w postaci rozpuszczonej, a stosunek manganu do siarki utrzymuje sie podczas 25 calego procesu obróbki co najmniej równy 1,83.Tablica 3 Sklad (% wagowe) Wle¬ wek D C 0,030 Mn 0,024 S 0,023 B 0,0014 N 0,0066 Si 3,16 Cu 0,26 Al 0,004 Fe pozo¬ sta¬ losc | Wle¬ wek D Walcowana na goraco ta¬ sma Mn/S 1,04 1,13 Tablica 4 Nr cewki na wejsciu na wyjsciu Gru¬ bosc (mm) 0,27 0,28 Straty w r- dzeniu (przy indukcji ma¬ gnetycznej 1,7 T) w [w/kg] 1,524 3,106 Przenikalnosc magnetyczna H/m (w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m) 0,00232 0,00184 Z tablicy 4 wynika, iz miedzy koncami cewki 6 i wlewka D istnieja znaczne róznice wlasnosci magnetycznych. Na obu koncach wlewka D warto¬ sci stosunku manganu do siarki byly raczej niskie i wynosily 1,04 oraz 1,13. Jak stwierdzono juz po¬ wyzej, cewki o niskich wartosciach tego stosunku maja co najmniej jeden ubogi koniec, gdy walcuje sie je na zimno nie stosujac wyzarzania miedzyo- peracyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno.Zgodnie z niniejszym wynalazkiem minimalna wartosc stosunku manganu do siarki w wywal¬ cowanej na goraco tasmie wynosic musi 1,83, w 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008% boru. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie 0,3—1,0% miedzi. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca najkorzystniej 0,5—1% miedzi. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunek manganu do siarki w wywalcowanej na goraco tasmie wynosi korzystnie ponad 2,1. 6. Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wy-114! 7 kazujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magnetyczna wynoszaca co naj¬ mniej 0,00235 H/m polegajacy na stapianiu stali krzemowej zawierajacej wagowo 0,02—0,06% we¬ gla, 0,015—0,15% manganu, 0,01—0,05% pierwia- 5 stka wybranego z grupy obejmujacej siarke i se¬ len, 0,0006—0,0018% boru, do 0,0100% azotu, 2,5— —4,0% krzemu, do 1,0% miedzi i nie wiecej niz 0,008% glinu, odlewaniu wlewka, walcowaniu na goraco wlewka do uzyskania tasmy o grubosci 10 1,27—3,05 mm, walcowaniu na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,51 mm bez stosowania wy¬ zarzania miedzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno, odweglaniu i teksturowaniu na drodze koncowego wyzarzania, znamienny tym, 15 8 ze stosuje sie tasme stalowa zawierajaca na po¬ czatku teksturowania ponizej 0,006% siarki w po¬ staci rozpuszczonej, a stosunek manganu do siarki i selenu utrzymuje sie podczas calego procesu ob¬ róbki co najmniej równy 1,83. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008% boru. 8. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie 0,3—1,0% miedzi. 9. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosunek manganu do siarki w wywalcowanej na goraco tasmie wynosi korzystnie ponad 2,1.RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 89-82/0 — 100 egz.Cena 100 zl PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 5 1.Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wyka¬ zujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magnetyczna wynoszaca co najmniej io 0,00235 H/m polegajacy na stapianiu stali krzemo¬ wej zawierajacej wagowo 0,02—0,06% wegla, 0*015— —0,15 manganu, 0,01—0,05% siarki, 0,0006—0,0018% boru, do 0,0100% azotu, 2,5—4,0% krzemu, do 1,0% miedzi i nie wiecej niz 0,008% glinu, reszta zelazo 15 odlewaniu wlewka, walcowaniu na goraco wlewka do uzyskania tasmy o grubosci 1,27—3,05 mm, wal¬ cowaniu na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,51 mm bez stosowania wyzarzania miedzyopera- cyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno, 20 odweglaniu i teksturowaniu na drodze koncowego wyzarzania, znamienny tym, ze stosuje sie tasme stalowa zawierajaca na poczatku teksturowania ponizej 0,006% siarki w postaci rozpuszczonej, a stosunek manganu do siarki utrzymuje sie podczas 25 calego procesu obróbki co najmniej równy 1,83. Tablica 3 Sklad (% wagowe) Wle¬ wek D C 0,030 Mn 0,024 S 0,023 B 0,0014 N 0,0066 Si 3,16 Cu 0,26 Al 0,004 Fe pozo¬ sta¬ losc | Wle¬ wek D Walcowana na goraco ta¬ sma Mn/S 1,04 1,13 Tablica 4 Nr cewki na wejsciu na wyjsciu Gru¬ bosc (mm) 0,27 0,28 Straty w r- dzeniu (przy indukcji ma¬ gnetycznej 1,7 T) w [w/kg] 1,524 3,106 Przenikalnosc magnetyczna H/m (w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m) 0,00232 0,00184 Z tablicy 4 wynika, iz miedzy koncami cewki 6 i wlewka D istnieja znaczne róznice wlasnosci magnetycznych. Na obu koncach wlewka D warto¬ sci stosunku manganu do siarki byly raczej niskie i wynosily 1,04 oraz 1,13. Jak stwierdzono juz po¬ wyzej, cewki o niskich wartosciach tego stosunku maja co najmniej jeden ubogi koniec, gdy walcuje sie je na zimno nie stosujac wyzarzania miedzyo- peracyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem minimalna wartosc stosunku manganu do siarki w wywal¬ cowanej na goraco tasmie wynosic musi 1,83, w
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008% boru.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie 0,3—1,0% miedzi.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca najkorzystniej 0,5—1% miedzi.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunek manganu do siarki w wywalcowanej na goraco tasmie wynosi korzystnie ponad 2,1.
6. 6. Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wy-114! 7 kazujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magnetyczna wynoszaca co naj¬ mniej 0,00235 H/m polegajacy na stapianiu stali krzemowej zawierajacej wagowo 0,02—0,06% we¬ gla, 0,015—0,15% manganu, 0,01—0,05% pierwia- 5 stka wybranego z grupy obejmujacej siarke i se¬ len, 0,0006—0,0018% boru, do 0,0100% azotu, 2,5— —4,0% krzemu, do 1,0% miedzi i nie wiecej niz 0,008% glinu, odlewaniu wlewka, walcowaniu na goraco wlewka do uzyskania tasmy o grubosci 10 1,27—3,05 mm, walcowaniu na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,51 mm bez stosowania wy¬ zarzania miedzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno, odweglaniu i teksturowaniu na drodze koncowego wyzarzania, znamienny tym, 15 8 ze stosuje sie tasme stalowa zawierajaca na po¬ czatku teksturowania ponizej 0,006% siarki w po¬ staci rozpuszczonej, a stosunek manganu do siarki i selenu utrzymuje sie podczas calego procesu ob¬ róbki co najmniej równy 1,83.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008% boru.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie 0,3—1,0% miedzi.
9. 9. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosunek manganu do siarki w wywalcowanej na goraco tasmie wynosi korzystnie ponad 2,1. RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 89-82/0 — 100 egz. Cena 100 zl PL