PL114605B1

PL114605B1 - Method of manufacture of electromagnetic silicon steel with oriented godd texture

Info

Publication number: PL114605B1
Application number: PL1977198882A
Authority: PL
Inventors: Clarence L Miller
Original assignee: Allegheny Ludlum Ind Inc
Priority date: 1976-06-17
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1981-02-28
Also published as: BR7703865A; AU511231B2; JPS52153825A; PL198882A1; IT1078912B; CA1086194A; AR217648A1; YU151477A; ES459890A1; ZA773084B; HU179103B; FR2355087A1; MX4371E; IN146549B; BE855834A; FR2355087B1; AU2552377A; GB1565474A; RO71136A; CS218567B2

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elek¬ tromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanej teksturze Gossa.Z opisów patentowych Stanów Zjedn. Am. nr 3 873 381, 3 905 842, 3 905 843 i 3 937 546 znany jest sposób wy¬ twarzania inhibitowanej borem elektromagnetycznej stali krzemowej o zorientowanych ziarnach. Opisy te dotycza -sposobu wytwarzania stali o dobrych wlasciwosciach ma¬ gnetycznych z zawierajacych bor stopionych stali krze¬ mowych.Celem wynalazku jest ulepszenie znanego sposobu wy¬ twarzania stali krzemowych o zorientowanej strukturze Gossa przez wprowadzenie kontrolowanych ilosci boru ii Si02 do powloki podstawowej, nakladanej przed tekstu¬ rowaniem na drodze koncowego wyzarzania.Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemo¬ wej o zorientowanej teksturze Gossa, wykazujacej w polu ^magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc ma¬ gnetyczna wynoszaca co najmniej -0,00235 H/m polega na tym, ze topi sie stal krzemowa zawierajaca 0,02—0,05 % wegla, 0,0006—0,008% boru, do 0,01% azotu, nie wiecej .niz 0,008 % glinu i 2,5—4,0 % krzemu, odlewa sie wlewek, walcuje sie wlewek na goraco na tasme, walcuje sie tasme na zimno, odwegla sie tasme, naklada sie na tasme ognio¬ trwala powloke tlenkowa zawierajaca 100 czesci wagowych co najmniej jednej substancji wybranej z grupy obejmu¬ jacej tlenki, wodorotlenki, weglany i zwiazki boru z ma¬ gnezem, wapniem, glinem i tytanem, do 20 czesci wago¬ wych substancji inhibitujacych Jub ich zwiazków, do 10 13 15 25 30 czesci wagowych topników i teksturuje sie tasme na drodze koncowego wyzarzania.Istota wynalazku polega na tym, ze ogniotrwala powloka tlenkowa zawiera ponadto do 100 czesci wagowych co najmniej jednej innej substancji wybranej z grupy obej¬ mujacej bor i jego zwiazki, tak, ze powloka zawiera 0,1— 15%'wagowych boru oraz od 0,5—40 czesci wagowych SiOi. Korzystnie, stopiona stal zawiera co najmniej 0,0008 % boru.Sposób nakladania powloki moze byc rózny gdyz zgodnie z wynalazkiem mozna zarówno mieszac komponenty powloki z woda i nanosic ja w postaci zawiesiny, jak i nanosic ja elektrolitycznie. Podobnie, skladniki tworzace powloke mozna nanosic wspólnie lub jako poszczególne warstwy.Korzystnie powloka zawiera co najmniej 0,2% wago¬ wego boru i/lub co najmniej 3 czesci wagowe S1O2. Za¬ wartosci boru nie przekraczaja zazwyczaj 15 % i najczesciej wynosza ponizej 5%. Ilosc krzemionki nie przekracza na ogól 20 czesci wagowych. Obecne w powloce dodatkowe substancje inhibitujace lub ich zwiazki sa inhibitorami wzrostu ziaren i wybrane sa z grupy obejmujacej siarke, zwiazki siarki, zwiazki azotu, selen i zwiazki selenu.Typowymi zródlami boru sa kwas borowy, trójtlenek boru (S2O3), piecioboran amonowy i boran sodowy. Ty¬ powymi topnikami sa tlenek litu, tlenek sodu i inne znane fachowcom tlenki. Dla fachowców jest oczywiscie jasne, ze krzemionke dodawac mozna róznymi sposobami, przy czym korzystne jest stosowanie krzemionki koloidalnej.Do zakresu niniejszego wynalazku nalezy takze sposób obróbki cieplnej walcowanej na goraco tasmy. 114 605114 605 Korzystnie walcowana na goraco tasma ma grubosc 1,27—3,05 mm, a te walcowana na goraco tasme walcuje sie na zimno do grubosci nie przekraczajacej 0,51 mm bez wyzarzania miedzyoperacyjnego miedzy przepustami wal¬ cowania na zimno.Korzystnie stosuje sie stopiona stal zawierajaca dodat¬ kowo 0,015—0,15% manganu, 0,01—0,05% pierwiastka wybranego z grupy obejmujacej siarke i selen i do 1 % miedzi. Korzystnie ta stopiona stal zawiera co najmniej 0,0008 % boru.Stal pokrywa sie powloka zawierajaca 100 czesci wago¬ wych co najmniej jednej substancji wybranej z grupy obej¬ mujacej tlenki, wodorotlenki, weglany i zwiazki boru ma¬ gnezem, wapniem, glinem i tytanem; do 100 czesci* wago¬ wych co najmniej jednej innej substancji wybranej z grupy obejmujacej bor i jego zwiazki tak, aby powloka zawierala 10 co najmniej 0,1% wagowego boru; 0,5 do 40 czesci wago¬ wych Si02; do 20 czesci wagowych substancji inhibitu— jacych lub ich zwiazków; do 10 czesci wagowych topników.Ilosci boru w wytopie przewyzszaja zazwyczaj 0,0008%.Przenikalnosc magnetyczna stali otrzymanej wedlug ni¬ niejszego wynalazku wynosi w polu magnetycznym o na¬ tezeniu 796 A/m co najmniej 0,00235 H/m. Korzystnie przenikalnosc magnetyczna stali w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m wynosi co najmniej 0,00239 H/m* a straty w rdzeniu nie wiecej niz 1,542 wata/kg przy indukcji magnetycznej 1,7 T. Szczególne cechy niniejszego wyna¬ lazku ilustruja przyklady.Przyklad I. Próbki z trzech wlewków A, B i C stali krzemowej odlano i przetworzono na stal krzemowa o zorientowanej teksturze Gossa. Sklad chemiczny wlew¬ ków podano w Tablicy 1.Wlewek A B C C 0,031 0,032 -0,030 Mn 0,032 0,036 0,035 S 0,020 0,020 0,020 Tabl Sklad (% B 0,0011 0,0013 0,0013 i ca I wagowe) N 0,0047 0,0043 0,0046 Si 3,15 3,15 3,15 Cu 0,32 0,35 0,34 Al 0,004 0,004 0,004 Fe pozostalosc pozostalosc pozostalosc Proces obróbki próbek obejmowal kilkugodzinne wy¬ grzewanie w podwyzszonej temperaturze, walcowanie na goraco do minimalnej grubosci wynoszacej 2,03 mm, nor¬ malizowanie wywalcowanej na goraco tasmy w tempera¬ turze okolo 1122 K, walcowanie na zimno do koncowej grubosci, odweglanie, pokrywanie powloka o skladzie podanym w tablicy II i teksturowanie na drodze koncowego wyzarzania w atmosferze wodoru, przy maksymalnej tem¬ peraturze wyzarzania równej 1450 K. Jesli chodzi o tablice II, a szczególnie o oznaczanie próbek, literami oznaczono wlewki, a cyframi próbki z danych wlewków. Przykladowo A± oznacza pierwsza próbke z wlewka A.T a b 1 i c a II Próbka A1B1C1 A2B2C2 A3B3C3 MgO czesci wagowe 100 100 100 H3BO3 czesci wagowe 0 2,30(0,4% B) 4,6(0,8% B) Próbki poddano badaniom na przenikalnosc magnety¬ czna i straty w rdzeniu. Wyniki tych badan podano w ta¬ blicy III.Tablica III Próbka Ai A2 A3 Bi B2 B3 Cl C2 ¦ Ca Przenikalnosc magnetyczna H/m (w polu magne¬ tycznym 0 nateze¬ niu 796 A/m) 0,00236 0,00238 0,00241 0,00239 0,00239 0,00242 0,00196 0,00238 0,00240 Straty w rdzeniu (w watach/kg przy indukcji magnety¬ cznej 1,7 T) 1,621 1,597 1,471 1,559 1,559 1,491 2,797 1,535 1,491 | 35 40 45 50 Z danych w tablicy III jasno wynika, iz obecnosc boru w powloce jest korzystna i laczy sie z nia polepszenie prze- nikalnosci magnetycznej oraz zmniejszenie strat w rdzeniu.Co wiecej, próbki A3, B3 i C3, których powloki zawieraly ponad 0,5% boru osiagnely przenikalnosc magnetyczna wynoszaca w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m ponad 0,00239 H/m, a straty w rdzeniu dla wszystkich tych próbek nie przekroczyly 1,542 wata/kg przy indukcji magnetycznej 1,7 T.Przyklad II. Dodatkowe grupy próbek od 4 do 8 poddano identycznej obróbce jak w przypadku trzech próbek grupy 1, stosujac jednak inne powloki. Sklad po¬ wlok pokrywajacych próbki grup od 4s do 8 oraz próbki grupy 2 i 3 podano w tablicy IV.Próbka 1 A2B2C2 A4B4C4 A5B5Q A3B3C3 A6B6C6 1 i\.jijj\^j J Ag-Dgl^g Tabli MgO czesci wagowe 100 100 100 100 100 100 100 ca IV H3BG3 czesci wagowe 2,3 (0,4 %B) 2,3 2,3 4,6(0,8% B) 4,6 4,6 4,6 Si02 czesci wagowe ¦ 0 1,8 3,6 0 1,8 3,6 • 7,3 55 60 65 Próbki poddano badaniom na przenikalnosc magnety¬ czna oraz straty w rdzeniu. Wyniki tych badan podano w tablicy V.Z danych w tablicy V wynika, iz dodatek Si02 w powloce podstawowej powoduje dalsza poprawe wlasciwosci magne¬ tycznych. Si02 zwieksza przenikalnosc magnetyczna i zmniej¬ sza straty w rdzeniu. Co wiecej, jak wynika z danych w ta¬ blicy 6 SiC2 polepsza wlasciwosci izolacyjne rozpatrywa¬ nych powlok podstawowych. W tablicy VI podano liczby Franklina wyznaczone przy cisnieniu 6,2 MPa dla próbek C2, C4 i C5 oraz C3, C5, C7 i C8, przy czym jak wiadoma liczba Franklina dla doskonalego izolatora wynosi zero,, a dla doskonalego przewodnika 1 amper.114605 Tablica V Próbka A2 A4 A5 B2 B4 B5 C2 C4 c5 .As A6 A7 A8 B3 B6 B7 B8 C3 c6 c7 | c8 Przenikalnosc magnetyczna H/m (w polu magnetycznym o natezeniu 796 A/m) 0,00238 0,00239 0,00239 0,00239 0 00242 0,00238 0,00238 0,00239 0,00241. 0,00241 0,00243 0,00242 0,00242 0,00242 0,00243 0,00243 0,00242 0,00240 0,00240 0,00239 0,00240 Straty w rdzeniu (w watach/kg przy indukcji magnetycz¬ nej 1,7 T) 1,597 1,553 1,546 1 559 1,555 1,520 1,535 1,559 1,491 1,471 1,441 1,421 1,438 1,491 1,434 1,443 1,438 1,491 1,454 1,430 1,443 Próbka C2 C4 Q Q C7 Q Tabli ca VI Liczba Franklina (przy cisnieniu 6,2 MPa) 0,97 0,96 0,90 0,95 0,90 0,88 | Nalezy zauwazyc, ze wartosci liczby Franklina obnizaja sie wraz ze wzrostem dodatków Si02. Najkorzystniejsze wyniki otrzymano dla powlok zawierajacych ponad 3,0 czesci Si02.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krze¬ mowej o zorientowanej teksturze Gossa, wykazujacej w polu 25 30 40 6 magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magne¬ tyczna wynoszaca co najmniej 0,00255 H/m, polegajacy na tym, ze topi sie stal krzemowa zawierajaca 0,02—0,06% wegla, 0,0006—0,008 boru, do 0,01 azotu, nie wiecej niz 0,008% glinu i 2,5—4% krzemu, reszta zelazo i inne za¬ nieczyszczenia, odlewa sie wlewek, walcuje sie wlewek na goraco na tasme, walcuje sie tasme na zimno, odwegla sie tasme, nastepnie naklada sie na tasme ogniotrwala powloke tlenkowa zawierajaca 100 czesci wagowych co najmniej jednej substancji wybranej z grupy obejmujacej tlenki, wodorotlenki, weglany i zwiazki boru z magnezem, wa¬ pniem, glinem i tytanem do 20 czesci wagowych substancji inhibitujacych lub ich zwiazków, do 10 czesci wagowych topników i teksturuje sie tasme na drodze koncowego wy¬ zarzania, znamienny tym, ze stosuje sie ogniotrwala po¬ wloke tlenkowa zawierajaca ponadto do 100 czesci wago¬ wych co najmniej jednej innej substancji wybranej z grupy obejmujacej bor i jego zwiazki tak, ze powloka zawiera 0,1—15% wagowych boru, oraz 0,5—40 czesci wago¬ wych Si02. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008 % boru. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie powloke zawierajaca korzystnie co najmniej 0,2% wa¬ gowego boru. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie powloke tlenkowa zawierajaca co najmniej 3 czesci wagowe Si02. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako substancje inhibitujace lub ich zwiazki stosuje sie zwiazki wybrane z grupy obejmujacej siarke, zwiazki siarki, zwia¬ zki azotu, selen i zwiazki selenu. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wal¬ cowana na goraco tasme o grubosci 1,27—3,05 mm pod¬ daje sie walcowaniu na zimno do grubosci nie przekracza¬ jacej 0,51 mm bez wyzarzania miedzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca dodatkowo wagowo 0,015— 0,15% manganu, 0,01 do 0,05% pierwiastka wybranego z grupy obejmujacej siarke i selen i do 1,0% miedzi. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze stosuje si? stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008 % boru. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krze¬ mowej o zorientowanej teksturze Gossa, wykazujacej w polu 25 30 40 6 magnetycznym o natezeniu 796 A/m przenikalnosc magne¬ tyczna wynoszaca co najmniej 0,00255 H/m, polegajacy na tym, ze topi sie stal krzemowa zawierajaca 0,02—0,06% wegla, 0,0006—0,008 boru, do 0,01 azotu, nie wiecej niz 0,008% glinu i 2,5—4% krzemu, reszta zelazo i inne za¬ nieczyszczenia, odlewa sie wlewek, walcuje sie wlewek na goraco na tasme, walcuje sie tasme na zimno, odwegla sie tasme, nastepnie naklada sie na tasme ogniotrwala powloke tlenkowa zawierajaca 100 czesci wagowych co najmniej jednej substancji wybranej z grupy obejmujacej tlenki, wodorotlenki, weglany i zwiazki boru z magnezem, wa¬ pniem, glinem i tytanem do 20 czesci wagowych substancji inhibitujacych lub ich zwiazków, do 10 czesci wagowych topników i teksturuje sie tasme na drodze koncowego wy¬ zarzania, znamienny tym, ze stosuje sie ogniotrwala po¬ wloke tlenkowa zawierajaca ponadto do 100 czesci wago¬ wych co najmniej jednej innej substancji wybranej z grupy obejmujacej bor i jego zwiazki tak, ze powloka zawiera 0,1—15% wagowych boru, oraz 0,5—40 czesci wago¬ wych Si02.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008 % boru.
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie powloke zawierajaca korzystnie co najmniej 0,2% wa¬ gowego boru.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie powloke tlenkowa zawierajaca co najmniej 3 czesci wagowe Si02.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako substancje inhibitujace lub ich zwiazki stosuje sie zwiazki wybrane z grupy obejmujacej siarke, zwiazki siarki, zwia¬ zki azotu, selen i zwiazki selenu.
6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wal¬ cowana na goraco tasme o grubosci 1,27—3,05 mm pod¬ daje sie walcowaniu na zimno do grubosci nie przekracza¬ jacej 0,51 mm bez wyzarzania miedzyoperacyjnego miedzy przepustami walcowania na zimno.
7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stopiona stal zawierajaca dodatkowo wagowo 0,015— 0,15% manganu, 0,01 do 0,05% pierwiastka wybranego z grupy obejmujacej siarke i selen i do 1,0% miedzi.
8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze stosuje si? stopiona stal zawierajaca korzystnie co najmniej 0,0008 % boru. PL