PL114604B1 - Method of manufacture of electromagnetic silicon steel - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowa¬ nej teksturze Gossa.Znane sa sposoby wytwarzania inhibitownej borem elektromagnetycznej stali krzemowej z icpisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3Q73 381; 3 905 842; 3 905 843 i 3 957 546, pole¬ gaja na tym, ze koncowe wyzarzanie normalizu¬ jace prowadzi sie w temperaturze 107,5—1089 K.Stwierdzono, ze wlasciwosci magnetyczne inhi- hitowanych borem stall krzemowych o zoriento¬ wanej teksturze Gossa mozna polepszyc wyzarza¬ jac normalizujaco walcowna ma zimno stal o os¬ tatecznej grubosci w wyzszej temperaturze.Poniewaz obróbka i sklad chemiczny inhibitowa- nych borem stali krzemowych róznia sie od ob¬ róbki i skladu chemicznego innych typów stali krzemowych, znane dotychczas sposoby wysokotem¬ peraturowego wyzarzania normalizujacego, np. opi¬ sane w belgijakiem opisie patentowym nr 833 649 oraz opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 1|5(9 511 i 3 438 820, nie moga byc stosowane.Celem wynalazku jest ulepszenie sposobu wyt¬ warzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Goissa.Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wy¬ kazujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m, przenikalnosc magnetyczna wynoszaca co 10 15 20 25 30 najmniej 0,002135 H/m polega na tym, ze stapia sie stal krzemowa zawierajaca 0,012—0„0i6t°/G wegla, O,00O6^0,0080o/o boru, do 0,0ilfl/o azotu, nie wiecej niz 0,00#Vo glinu i 2,5—4,0!°/o krzemu, odlewa sie wlewek, walcuje sie wlewek na goraco na tasme, walcuje sie tasme na zimno do grubosci nie prze¬ kraczajacej 0,51 mm, odwegla sie tasme do uzy¬ skania zawartosci wegla ponizej 0,005%, wyzarza isie normalizujaco walcowana na zimno tasme w atmosferze zawierajacej wodór, naklada sie ogniotrwala tlenkowa powloke podstawowa i tek¬ sturuje sie tasme na drodze koncowego wyzarza¬ nia.Istota wynalazku polega na tym, ze wyzarzanie normalizujace prowadzi sie w temperaturze 1116-*- -^1306 K.Stosowana w sposobie stopiona stal zawiera ko¬ rzystnie co najmniej 0,00i0i8|°/o boru.Wyzarzanie normalizujace prowadzi sie korzys-. tnie w temperaturze 1144—IISU K. Walcowana na zimno stal podgrzewa sie do temiperaitury lezacej w zakresie temperatur wyzarzania normalizujacego przez okres krótszy niz 300 s, a korzystnie krót¬ szy niz 160 s.W sposobie wedlug projektu stosuje sie atmosfere zawierajaca wodór, korzystnie skladajaca sie z wo¬ doru i azotu o punkcie rosy 21111;—(339 K, a zwlasz¬ cza o punkcie rosy wynoszacym 25i5^31'6 K.Wyzarzona normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajacej wodór, o punkcie rosy 114 604114 604 Tabili ca 1 Sklad (% wagowe) 1 C 0,043 Mn 0y036 S 0,020 3 0,0009 N 0,0049 Si 3,24 Cu 0,34 .Al 0,004 Fe pozostalosc 266-^339 K, w zakresie temperatur 1033—1II1I6 K, przez okrets co najmniej 30 s, korzystnie 60 s, dla zakjtywcwania procesu odwegllania. Wyzarzona nor¬ malizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajacej- wodór., o punkcie rosy korzystnie 278^31(6 K, w zakresie temperatur 103i3—a.lili6 K.Walcowana na 'zimno tasme, wyzarza sie nor¬ malizacyjnie w temperaturze 1144—.131,1 K, w at¬ mosferze zawierajacej wodór o punkcie rosy 255-- —3£G K7 a nastepnie tasme te pozostawia sie w at¬ mosferze zawierajacej wodór o punkcie rosy 278—3[1|6 K, przez okres wynoszacy co najmniej 30 sekund, w zakresie temperatur 1033—1113 K.Ponadto pod pojeciem odlewania rozumiane sa równiez ciagle prcceisy odlewania. Do zakresu ni¬ niejszego wynalazku nalezy takze sposób obróbki ciepilnej walcowanej na goraco tasmy.(Korzystnie walcowana na goraco tasme o gru¬ bosci l,2f7—3,06 mm,^ walcuje sie na zimino do gru¬ bosci nie przekraczajacej 0,51. mm bez wyzarzania mdejdzyoiperacyjnego pomiedzy przepustami walco¬ wania na zimno.Szczególnie przydatna wedlug niniejszego wyna¬ lazku jest stopiona stal zawierajaca dodaukowo 0, branego z grupy obejmujacej siarke i selen, oraz do 1,0% miedzi. Ta stopiona stal zawiera korzys¬ tnie co najmniej 0,0008% boru.Ogniotrwala tlenkowa powloka podstawowa za¬ wiera na ogól co najmniej 50% MgO. Przeniikalnosc (magnetyczna stali otrzymanej wedlug niniejszego wynalazku wynosi w polu magnetycznym o nate¬ zeniu 796 A/m, co najmniej 0,00(2(25 H/m, a nawet 0,901237 H/m, natomiast straty w rdzeniu nie przek¬ raczaja l„54l2 wata/kg przy indukcji magnetycznej 1,7 T.W sposobie wedlug wynalazku jako zawierajaca wodór atmosfere mozina stosowac mieszanine gazów zawierajaca 80% azotu i 20% wodoru.Dla zaktywowania dalszego odweglania wyzarzona normalizujaco tasme utrzymywac mozna w tem¬ peraturze-mieszczacej sie w zakresie 1033—1116 K przez co najmniej 30 sekund, korzystnie przez 60 sekund. Wybrano ten wlasnie zakres temperatur, poniewaz odweglanie zachodzi najwydatniej w tem¬ peraturze okolo 1075 it. Altmosfery, w których prowadzi sie taka obróbke sa takie same jak dla obróbki w temperaturze lillliB—1136,6 K. Punkty rosy wynosza 2106^339 K, korzystnie 278^31(6 K.Steczególne cechy niniejszego wynalazku ilustruja przyklady.Przyklad I., Cztery próbki stali krzemowej (A,B,C i D) odlano i przetiworzono na stal krze¬ mowa o zorienitowanej teksturze Gossa. Próbki po¬ chodzily z wlewka stali krzemowej, którego sklad chemiczny pokazano w tablicy 1, 20 21 30 35 55 60 jSposób obróbki próbek obejmowal kilkugodzinne wygrzewanie w podwyzszonej temperaturze, wal¬ cowanie na goraco do nominalnej grubosci wyno¬ szacej 2,03 mm, wyzarzanie normalizujace wywal- cowanej na goraco tasmy, w temperaturze okolo 12212 K, walcowanie na zimno do koncowej grubo¬ sci, koncowe wyzarzanie normalizujace w podanych nizej warunkach, pokrywanie stali ogniotrwala tlcnlkicwa piciwloka podstawowa i tekstunoiwamlie na drodze koncowego wyzarzania w atmosferze wodo¬ ru, przy maksymalnej temperaturze wyzarzania wynoszacej 1450 K. Warunki, w których prowa¬ dzono koncowe wyzarzanie normalizujace podano w tablicy 2.Próbka A*) B**) C**) D**) Ta Tem- iperaitura (K) 1075 1145 1255 1311 bblica 2 Atmosfera (%) 8ON^20H SON—20H 8ON-^20H 8ON—J20H Punkt rosy (K) 283 283 283 283 Czas (s) 120 300 300 300 *) czas ogrzewania — ogrzewanie do zadanej temperatury ponad 300 s. 40 **) czas ogrzewania — ogrzewanie do zadanej temperatury okolo 1120 s.Próbke A,!B,C i D poddano badaniom na prze- nikalncsc magnetyczna i straty w rdzeniu. Wyniki tych badan podano w tablicy 3.Tablica 3 50 Prób¬ ka A B C D 'Straty w rdzeniu (w watach/kg przy indukcji magnetycz¬ nej 1,7 T) 1„659 1,390 1,379 1,399 Przeniikalnosc mag¬ netyczna [H/m] £w polu magnetycz¬ nym 0 natezeniu 796 A/m) Ii I i Z danych w tablicy 3 jasno wynika, iz obróbka wedlug niniejszego wynalazku wplywa bardzo korzystnie na wlasciwosci stali krzemowej o zo- w rientowanej teksturze Gossa. ^114 604 6 Wyzarzanie normalizujace^wywalicowanej na zim¬ no istaiLi w itemperaiturze ponad lilili6 K zwieksza jej przenikalnosc magnetyczna a zmndejBza straty w rdzeniu. Przenikalnosc- • magnetyczna . próbki A wyzarzanej normalizujace) w temperaturze 1075 K wynosi iw ipolu magnetycznym o :na(tezeniu 790 A/m; 0,001203 H/m (podczas gdy przenikailnosci magnetycE- ne ipróbetk B;C 'i D normializowanych w tempera- turach odpowiednio 1145 K, 1255 K i 131.1 K wy¬ nosza w polu magnetycznym o natezeniu 976 A/m ponad 0,002j39 H/m.Podobnie straty iw rdzeniu przy indukcji magne¬ tycznej 1,7 T wynosza dila próbek B,C i D iponizej 1,542 wata/kg, podczas gdy dla próbki A wynosza one 11,609 wata/kg.Przyklad II. ISzesc dodatkowych ipróbetk stali krzemowej E,F,G,H i J odlano i przetworzono na stal krzemowa o' ^onientowanej teksturze Gossa.Próbki ite pochodzily z (wlewka stali krzemowej, którego sklad chemiczny podano w itablicy 1.IG 15 20 Sposób obróbki próbek obejmowal kilkugodzinne wy¬ grzewanie iw (podwyzszonej temjperaiturze, walcowa¬ nie na goraco do mlinimalkiej grubosci wynoszacej 2,03 mm, wyzarzanie normalizujace walcowanej na goraco tasmy w temperaturze okolo 11222 K, wal¬ cowanie na zimno do koncowej grubosci, koncowe wyzarzanie normalizujace w ipodanyich {ponizej wa¬ runkach, ipokrywanie ogniotrwala itlenkowa ipowlo- ka podstawowa i teksturowanie na drodze kon¬ cowego wyzarzania w atmosferze wodoru, .przy maksymalnej temperaturze wyzarzania wynoszacej w przyblizeniu 1450 IK. , Warunki, w których iprowadzono koncowe nor¬ malizowanie podano w itablicy 4. Jak wynika z za- miejszczonych w niej danych, próbki F,G,H,I i J wyzarzano normalizujac© dwustopniowo. Bo wy¬ zarzaniu normializujacyim zawartosc wegla we wszystkich próbkach nie przekraczala 0,0G5o/o,. Wy¬ zarzanie normalizujace (prowadzono w atmosferze zawierajacej 80l% IN2 i l20P/o H2.Tablica 4 Próbka E F H I J .Pierwsze normalizowanie temperatura (K) fili § I ^pftmkt rosy «K) 283 / 233 283 283 283 283 czas (s) 1120 300 1120 1120 300 300 Drugie normalizowanie temperatura (K) 1075*) 1075*) 1075*) 1075*) 1075*) punkt rosy 2183 283 283 283 300 czas - (s) . 120 120 120 120 120;, *) czas ogrzewania — ogrzewanie do zadanej temperatury ponad 300 *) czas ogrzewania — ogrzewanie do zadanej temperatury okolo 1|20 is **) czas Próbki E do J poddano badaniom na (przenikal¬ nosc magnetyczna i straty w rdzeniu. Wyiniki tych badan podano w tablicy 5.Prób¬ ka E F G H I J Tablica Straty w rdzeniu (w waitach/kg przy indukcji magnetycz¬ nej 1,7 T) l,47i8 lv489 1,438 1,480 t 5 Przenikalinosc mag- 1 netyczna (w polu magnetycz¬ nym o natezeniu 706 A/m) 0,00(233 0,002)39 0,00241 0,00238 0,00240 0,00830 45 50 89 Równiez z danych z tablicy 5 wynika, iz obrób¬ ka wedlug niniejszego wynalazku wplywa bardzo korzystnie na wlasciwosci stali krzemowej ó zor¬ ientowanej (teksturze Gosisa. Wyzarzanie normali¬ zujace walcowanej na zimno staM w temperaturze przekraczajacej 1(1116 K zwiejfesza przenikalnosc magnetyczna tej stali i zmniejsza straty w rdzeniu.Przenikalnosc magnetyczna próbki E wyzarzanej normalizuijaco w temperaturze 1075 K wynosi w po¬ lu magnetycznym o natezeniu 79)6 A/m, 0,00233 H/m, podczas gdy przenikailnosci magnetyczne pró¬ bek od F do J wyzarzanych normalizujaco w tem¬ peraturze 1144 K i 1095 K wynosza^ w polu mag¬ netycznym o natezeniu 706 A/m ponad 0,00237 H/m.Podobnie, straty w rdzeniu dla próbek od F do J wynosza w kazdym przypadku (ponizej 1,5412' wa¬ ta/kg przy indukcji magnetycznej 1,7 T podczas, gdy straty w rdzeniu dla próbki E wynosza przy tej samej wartosci indukcji ii,6139 wata/kg.Powtórne wyzarzanie normalizujace w tempera¬ turze .1075 K aktyjwuje proces odwejglajnda lecz jak to wynika z porównania danych w Italblicy 2 i 3 oraz w tablicy 4x5, powoduje pewne pogorszenie.114 604 8 \ wlasciwosci. Jak stwierdzono juz powyzej, pow¬ tórne wyzarzanie normalizujace iw iteiriiperaturzc 103.3—ilH!l(6 K lezy w zakresie 'niniejszego wynalaz¬ ku jako, ze odwegdanie zachodzi najwydatniej w temperatur-ze okolo 1075 K.Zastrzezenia patem-to we 1. Sposób wyitiwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wy¬ kazujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikainosc magnetyczna wynoszaca co najmniej 0,00j22l5 H/m polegajacy na tym, ze sta¬ pia sie stal krzemowa izawierajaca 0„0i2—0,06j°/o weg¬ la, 0,000,6—O,O080P/e boru, do 0,1% azotu, nie wie- . cej niz 0,006p/o glinu i 2,5—4,G!% krzemu, odlewa sie wlewek, walcuje sie wlewek .na goraco na tas¬ me, walcuje sie tasme na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,5il mm, odweglla sie tasme do uzyskania zawartosci wegla ponizej 0,0051%, wy¬ zarza sie normal'izujaco walcowana na zimno tasme w atmosferze zawierajacej wodór, naklada sie og¬ niotrwala .tlenkowa pcwlcke podstawowa i tekstu¬ ruje sie tasme na drodze koncowego wyzarzania, znamienny tym, ze wyzarzanie normalizujace pro¬ wadzi sie w temperaturze 1116^-ili3iG6 K. 2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0„000i8% boru. 3. iSpOGÓb wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wyzarzanie normalizujace prowadzi sie korzystnie w temperaturze I|li44^-ili31il K. 4. iSposób wedlug izastrz. 1, znamienny tym, ze wakowana na zimno stal podgrzewa sie do tem¬ peratury lezacej w zakresie temperatur wyzarzania normalizujacego przez okres krótszy niz 300 is. 5. iSfposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze podgrzewanie (prowadzi isie przez okres korzystnie krótszy miz ll&0 s. & tSflposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze normalizownie iprowadzi sie w atmosferze zawiera¬ jacej wodór o punkcie rosy 2|lll—3i30 K. 7, ISposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosuje sie atmosfere zawierajaca wodór, o punk¬ cie rosy ikorzystniie ^5(5—«31i6 K. 15 25 30 35 40 45 6. iSpcsób wedlug zastrz. 7„ znamienny tym, ze jako atmosfere zawierajaca wodór stosuje sie at¬ mosfere z wodoru i azotu. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyzarzona normalizacyjnie tasme aktywuje sie w atmosferze ¦zawierojacej wodór, w zakresie tem¬ peratur 10t3J3hHl|lili6 K, pnzez co najmniej 30 s. 1(0. sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze silosuje sie czas aktywacji korzystnie co najmniej 60 s. lii* ISposób wedlug zastrz. 9. znamienny tym, ie wyzarzana normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajajcej wodór o punkcie rosy :2t3i6—^39 (K, -w zakresie temperatur 1033—1116 K. ill2, iSposób wedlug1 zastrz. 11, znamienny tym, ze wyzarzana normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajacej wodór o punkcie rosy korzystnie 278—i3|l|6 IK, fw zakresie temperatur Il9i33—111116 K. 113. Sjposób wedlug zastrz. (12, znamienny tym, ze wyzarzana normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajacej /wodór, skladajacej sie glównie z wodoru i azotu, iw zakresie tempera¬ tur 10i3|3^1illli6 K. il(4, ISpcsób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze walcowana na zimno tasme wyzarza isie normializa- cyjnde w .temperaturze 1144—iliSlil K w atmosfe¬ rze zawierajacej wodór o punkcie rosy 355—316 K, a nastepnie tasme te pozostawia sie w atmosferze zawierajacej wodór, o punkcie rosy '278—316 K, przez okres wynoszacy co najmniej 30 sekund, w zakresie temperatur H0i33—1III6 K. 116. (Sposób wedlug zastrz 11, znamienny tym, ze walcowana na goraco foasme o grubosci 1,27—3,05 mm walcuje sie na zimno do grubosci inie przekra¬ czajacej 0,51 mm bez wyzarzania miedzyoperacyj¬ nego miedzy przepustami walcowania na zimno. lllS. sposób wedlug zastriz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie istopiona stal zawierajaca dodatkowo 0,0115—0,1(3% manganu, 0;01—0,Oa°/oi pierwiastka wy¬ branego z grupy obejmujacej siarke i selen i do lfl/o miedzi. 17. (Sjposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca co .najmniej 0,0W)W» boru.LZjGraf. 2-d Nr ft — "4W2 iifto+EO egz. A4 Cena 100 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patem-to we 1. Sposób wyitiwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa, wy¬ kazujacej w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikainosc magnetyczna wynoszaca co najmniej 0,00j22l5 H/m polegajacy na tym, ze sta¬ pia sie stal krzemowa izawierajaca 0„0i2—0,06j°/o weg¬ la, 0,000,6—O,O080P/e boru, do 0,1% azotu, nie wie- . cej niz 0,006p/o glinu i 2,5—4,G!% krzemu, odlewa sie wlewek, walcuje sie wlewek .na goraco na tas¬ me, walcuje sie tasme na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,5il mm, odweglla sie tasme do uzyskania zawartosci wegla ponizej 0,0051%, wy¬ zarza sie normal'izujaco walcowana na zimno tasme w atmosferze zawierajacej wodór, naklada sie og¬ niotrwala .tlenkowa pcwlcke podstawowa i tekstu¬ ruje sie tasme na drodze koncowego wyzarzania, znamienny tym, ze wyzarzanie normalizujace pro¬ wadzi sie w temperaturze 1116^-ili3iG6 K.

2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0„000i8% boru. 3. iSpOGÓb wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wyzarzanie normalizujace prowadzi sie korzystnie w temperaturze I|li44^-ili31il K. 4. iSposób wedlug izastrz. 1, znamienny tym, ze wakowana na zimno stal podgrzewa sie do tem¬ peratury lezacej w zakresie temperatur wyzarzania normalizujacego przez okres krótszy niz 300 is. 5. iSfposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze podgrzewanie (prowadzi isie przez okres korzystnie krótszy miz ll&0 s. & tSflposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze normalizownie iprowadzi sie w atmosferze zawiera¬ jacej wodór o punkcie rosy 2|lll—3i30 K. 7, ISposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze stosuje sie atmosfere zawierajaca wodór, o punk¬ cie rosy ikorzystniie ^5(5—«31i6 K. 15 25 30 35 40 45 6. iSpcsób wedlug zastrz. 7„ znamienny tym, ze jako atmosfere zawierajaca wodór stosuje sie at¬ mosfere z wodoru i azotu. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyzarzona normalizacyjnie tasme aktywuje sie w atmosferze ¦zawierojacej wodór, w zakresie tem¬ peratur 10t3J3hHl|lili6 K, pnzez co najmniej 30 s. 1(0. sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze silosuje sie czas aktywacji korzystnie co najmniej 60 s. lii* ISposób wedlug zastrz. 9. znamienny tym, ie wyzarzana normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajajcej wodór o punkcie rosy :2t3i6—^39 (K, -w zakresie temperatur 1033—1116 K. ill2, iSposób wedlug1 zastrz. 11, znamienny tym, ze wyzarzana normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajacej wodór o punkcie rosy korzystnie 278—i3|l|6 IK, fw zakresie temperatur Il9i33—111116 K. 113. Sjposób wedlug zastrz. (12, znamienny tym, ze wyzarzana normalizacyjnie tasme utrzymuje sie w atmosferze zawierajacej /wodór, skladajacej sie glównie z wodoru i azotu, iw zakresie tempera¬ tur 10i3|3^1illli6 K. il(4, ISpcsób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze walcowana na zimno tasme wyzarza isie normializa- cyjnde w .temperaturze 1144—iliSlil K w atmosfe¬ rze zawierajacej wodór o punkcie rosy 355—316 K, a nastepnie tasme te pozostawia sie w atmosferze zawierajacej wodór, o punkcie rosy '278—316 K, przez okres wynoszacy co najmniej 30 sekund, w zakresie temperatur H0i33—1III6 K. 116. (Sposób wedlug zastrz 11, znamienny tym, ze walcowana na goraco foasme o grubosci 1,27—3,05 mm walcuje sie na zimno do grubosci inie przekra¬ czajacej 0,51 mm bez wyzarzania miedzyoperacyj¬ nego miedzy przepustami walcowania na zimno. lllS. sposób wedlug zastriz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie istopiona stal zawierajaca dodatkowo 0,0115—0,1(3% manganu, 0;01—0,Oa°/oi pierwiastka wy¬ branego z grupy obejmujacej siarke i selen i do lfl/o miedzi. 17. (Sjposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca co .najmniej 0,0W)W» boru. LZjGraf. 2-d Nr ft — "4W2 iifto+EO egz. A4 Cena 100 zl PL