PL219132B1 - Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie - Google Patents

Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie

Info

Publication number
PL219132B1
PL219132B1 PL398129A PL39812910A PL219132B1 PL 219132 B1 PL219132 B1 PL 219132B1 PL 398129 A PL398129 A PL 398129A PL 39812910 A PL39812910 A PL 39812910A PL 219132 B1 PL219132 B1 PL 219132B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
atmosphere
temperature
annealing
nitrogen
nitriding
Prior art date
Application number
PL398129A
Other languages
English (en)
Other versions
PL398129A1 (pl
Inventor
Yuriy Ivanovich Larin
Mikhail Yurievich Poliakov
Anatoly Georgievich Dukhnov
Original Assignee
Open Joint Stock Company Novolipetsk Steel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Open Joint Stock Company Novolipetsk Steel filed Critical Open Joint Stock Company Novolipetsk Steel
Publication of PL398129A1 publication Critical patent/PL398129A1/pl
Publication of PL219132B1 publication Critical patent/PL219132B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1255—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie. Wynalazek może być stosowany przy wytwarzaniu walcowanej na zimno anizotropowej stali elektrotechnicznej.
Najbardziej bliski rozwiązaniu technicznemu pod względem całokształtu istotnych cech jest „Sposób wytwarzania arkusza ze stali elektrotechnicznej o orientowanych ziarnach i wysokich właściwościach magnetycznych, według patentu Federacji Rosyjskiej nr 2193603, obejmujący odlewanie ciągłe stali, uzyskanie wlewka ze stali, wyżarzanie wysokotemperaturowe, walcowanie na gorąco, walcowanie na zimno przebiegające jednoetapowo lub w większej liczbie etapów, ciągłe pierwotne, rekrystalizujące wyżarzanie odwęglające i wyżarzanie azotujące, nakładanie warstwy rozdzielającej, przeciwdziałającej zlepianiu się, oraz wyżarzanie w piecu wsadowym dla przeprowadzenia rekrystalizacji wtórnej.
We wskazanym sposobie wynik techniczny, którym jest uzyskanie stali o wysokiej indukcji magnetycznej, osiąga się w ten sposób, że odlewaniu ciągłemu poddawana jest stal zawierająca, w % wagowych, 2,5% - 4,5% krzemu, 0,015% - 0,075% a korzystnie 0,025% - 0,050% węgla, 0,03% 0,40% a korzystnie 0,05% - 0,20% manganu, poniżej 0,012% a korzystnie 0,005% - 0,007% siarki, 0,010% - 0,040% a korzystnie 0,02% - 0,035% glinu, 0,003% - 0,013% a korzystnie 0,006% - 0,010% azotu, poniżej 0,05% a korzystnie poniżej 0,003% tytanu, gdzie reszta to żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, wysoko temperaturowe wyżarzanie wlewków przeprowadza się w temperaturach 12001320°C a korzystnie 1270-1310°C, po walcowaniu na gorąco arkusze chłodzi się do temperatury poniżej 700°C a korzystnie poniżej 600°C, szybkie nagrzewanie arkusza walcowanego na gorąco, najpierw do temperatury 1000-1150°C a korzystnie 1060-1130°C, z kolejnym chłodzeniem, wygrzewaniem w temperaturze 800-950°C a korzystnie 900-950°C, z następnym hartowaniem, korzystnie w wodzie i parze wodnej, rozpoczynając od temperatury w przedziale 700-800°C, pierwotne wyżarzanie rekrystalizująco - odwęglające arkusza walcowanego na zimno przeprowadza się w temperaturach 800-950°C w ciągu 50-350 s w wilgotnej atmosferze azotowo-wodorowej, o stosunku PH2/PH2O w przedziale 0,3-0,7, ciągłe wyżarzanie azotujące wykonywane jest w temperaturach 850-1050°C w ciągu 15-120 s, z doprowadzaniem do pieca atmosfery azotowo-wodorowej zawierającej NH3 3 w ilości 1-35 litrów normalnych na kg blachy, przy zawartości pary wodnej 0,5-100 g/m3.
Wyżarzanie dla przeprowadzenia rekrystalizacji wtórnej w końcowym etapie obróbki prowadzi się w temperaturach 700-1200°C w ciągu 2-10 godzin, a korzystnie mniej niż 4 godziny.
Znane rozwiązanie techniczne (patent Federacji Rosyjskiej nr 2193603) ma następujące wady:
- wysoka temperatura nagrzewania wlewków, przy której tworzy się zgorzelina, co wymaga dodatkowego czasu na zatrzymanie pieca, żeby usunąć zgorzelinę, i odpowiednio prowadzi do obniżenia wydajności zespołu walcowniczego do walcowania na gorąco,
- zwiększone zużycie paliwa przy nagrzewaniu wlewków ze stali transformatorowej,
- nieregulowana szybkość nagrzewania taśmy walcowanej na zimno przed wyżarzaniem rekrystalizującym odwęglającym, reżim temperaturowy odwęglania, obróbka po zakończeniu procesu odwęglania i zakończeniu procesu azotowania, co może doprowadzić do niestabilności okresu początkowego rekrystalizacji pierwotnej i do przeprowadzenia procesu w zakresie nieoptymalnych wartości parametrów technologicznych, i może odbić się negatywnie na właściwościach magnetycznych i jakości powierzchni gotowej stali,
- duże zużycie amoniaku przy wyżarzaniu azotującym.
Wysokogatunkowej stali anizotropowej elektrotechnicznej stosowanej do wytwarzania różnych typów przewodów magnetycznych dla ważnych urządzeń elektrycznych, stawiane są następujące podstawowe wymagania dotyczące właściwości magnetycznych: stal powinna mieć wysoką przenikalność magnetyczną i odpowiednio wysoką indukcję magnetyczną, jednocześnie minimalne straty na przemagnesowanie.
W celu spełnienia tych wymagań gotowa stal musi posiadać określone parametry struktury - doskonałą teksturę {110}<001> i optymalną wielkość ziarna, które kształtują się w trakcie rekrystalizacji wtórnej w procesie wyżarzania wysokotemperaturowego.
Problem rozwiązywany przez proponowane rozwiązanie techniczne to poprawienie właściwości magnetycznych anizotropowej stali elektrotechnicznej, wytworzenie anizotropowej stali o niskich stratach na przemagnesowanie (P1,7/50 < 1,0 W/kg) i o wysokiej indukcji magnetycznej (B800 > 1,90 T), a także stabilizacja i optymalizacja operacji technologicznych.
Przy tym osiąga się następujący wynik techniczny:
PL 219 132 B1
- uzyskanie anizotropowej stali o niskich stratach jednostkowych na przemagnesowanie (P1,7/50 < 1,0 W/kg) i wysokiej indukcji magnetycznej (B800 > 1,90 T),
- zwiększenie wydajności zespołu walcowniczego do walcowania na gorąco,
- zwiększenie udziału stali wysokogatunkowej,
- zmniejszenie kosztów własnych produkcji anizotropowej stali elektrotechnicznej i uzyskanie dodatkowego zysku.
Wynik techniczny osiąga się przez to, że sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie obejmuje: wytapianie stali zawierającej, w % wagowych 2,5% - 3,6% krzemu, 0,05% - 0,40% manganu, 0,020% - 0,065% węgla, 0,004% 0,013% azotu, poniżej 0,012% siarki, poniżej 0,005% tytanu, 0,020% - 0,035% glinu, gdzie reszta to żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, ciągłe odlewanie we wlewki, nagrzewanie wlewków w piecu grzewczym, walcowanie na gorąco, wyżarzanie taśm walcowanych na gorąco, walcowanie na zimno jednoetapowo lub w kilku etapach z operacją starzenia między przejściami, wyżarzanie rekrystalizujące ciągłe taśm walcowanych na zimno, odwęglanie w wilgotnej atmosferze azotowowodorowej i azotowanie, nakładanie warstwy odpornej na działanie ciepła, wyżarzanie wysokotemperaturowe dla przeprowadzenia rekrystalizacji wtórnej, gdzie zgodnie z wynalazkiem stal odlewa się w sposób ciągły do grubości gotowego wlewka 220-270 mm, po czym wlewki umieszcza się w piecu przy temperaturze powierzchni wlewka wynoszącej co najmniej 450°C i nagrzewa się je do temperatury 1100-1200°C przed walcowaniem na gorąco, zaś wyżarzanie ciągłe taśmy walcowanej na zimno przeprowadza się w temperaturze 750-800°C stosując szybkości nagrzewania 20-50°C/s, po czym taśmę nagrzewa się do temperatury 790-840°C, w której prowadzi się wyżarzanie odwęglające w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 1,9-2,5, a następnie podnosi się temperaturę o 5-50°C, co najwyżej do 870°C, i wygrzewa przez 10-30 s w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 1/9-20, po czym poddaje się taśmę azotowaniu w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 15-200, zawierającej amoniak, w temperaturze 780-850°C, po którym podnosi się temperaturę o 30-200°C, co najwyżej do 1050°C, i wygrzewa przez 15-30 s w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 5-500, a następnie chłodzi się taśmę do temperatury 600-100°C w suchej atmosferze azotowo-wodorowej o zawartości wodoru nie mniejszej niż 10%.
Atmosferę do azotowania wytwarza się przez przepuszczanie atmosfery azotowo-wodorowej przez roztwór wodny amoniaku o stężeniu NH3 wynoszącym 6-25% albo przez zmieszanie gazowego amoniaku z atmosferą azotowo-wodorową pieca.
Chłodzenie taśmy po ciągłym wyżarzaniu prowadzi się w atmosferze o zawartości wodoru 50-100%.
Analiza porównawcza zgłoszonego rozwiązania technicznego z prototypem wskazuje, że zgłoszony sposób różni się od znanego stanu techniki.
W wyniku tego, zgłoszony sposób spełnia kryterium nowości wynalazku.
Analiza porównawcza zaproponowanego rozwiązania technicznego wobec nie tylko jego prototypu lecz także innych rozwiązań technicznych pokazała, że regulowanie grubości wlewków i warunków ich nagrzewania (temperatura powierzchni przed wsadem do pieca grzewczego nie mniej niż 450°C, nagrzewanie wlewków do 1100-1200°C przed walcowaniem na gorąco) umożliwia poprawę właściwości elektromagnetycznych stali anizotropowej, zmniejszenie podatności na tworzenie zgorzeliny przy nagrzewaniu wlewków w piecu grzewczym przed walcowaniem na gorąco, zwiększenie wydajności zespołu walcowniczego do walcowania na gorąco, zmniejszenie zużycia paliwa przy nagrzewaniu wlewków i zmniejszenie zużycia metalu przy wytwarzaniu stali.
Ciągłe wyżarzanie rekrystalizujące taśm walcowanych na zimno, odwęglanie, podniesienie temperatury, wygrzewanie, azotowanie, podniesienie temperatury i wygrzewanie po azotowaniu, nie tylko zwiększają udział produkcji wysokogatunkowej w ogólnej wielkości produkcji, lecz także obniżają koszty własne wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej i pozwalają na osiągnięcie dodatkowego zysku.
A zatem, zastrzegany zespół istotnych różnic parametrów sposobu zapewnia otrzymanie wymienionego wyniku technicznego, co według twórców wynalazku spełnia kryterium poziomu wynalazczego wynalazku.
Istota wynalazku przedstawiona jest poniżej.
Przy wytwarzaniu anizotropowej stali elektrotechnicznej w celu zabezpieczenia selektywnego wzrostu orientowanych ziaren {110}<001> niezbędna jest obecność rozproszonych wtrąceń drugiej fazy, o określonej ilości i rozmiarze przed rozpoczęciem rekrystalizacji pierwotnej, podczas rekrystalizacji pierwotnej i podczas rekrystalizacji wtórnej. W zgłoszonym sposobie głównym inhibitorem drugiej fazy jest azotek glinu.
PL 219 132 B1
We wszystkich procesach technologicznych w rezultacie kolejnej transformacji struktury, tekstury, stanu fazowego, stanu fazy rozproszonej oraz składników tworzących fazę zachodzi kształtowanie parametrów fazy rozproszonej i charakterystyk strukturalnych, niezbędnych dla uzyskania doskonałej tekstury krawędziowej w trakcie wyżarzania wysokotemperaturowego.
Jednym z podstawowych zadań walcowania na gorąco jest wydzielenie określonej ilości fazy rozproszonej niezbędnej dla zapobiegania niekontrolowanemu wzrostowi ziarna w etapach odwęglania i azotowania w trakcie ciągłego wyżarzania.
Przyjęto uważać, że dla rozpuszczania i następnie wydzielania azotku glinu podczas walcowania na gorąco temperatura nagrzewania wlewka powinna wynosić 1250-1300°C.
Przeprowadzone badania pokazały, że niezbędną ilość składników tworzących fazę można uzyskać przy temperaturze nagrzewania wlewków, przed walcowaniem na gorąco 1100-1200°C, przy spełnieniu następujących parametrów technologicznych: grubość wlewków 220-270 mm, temperatura powierzchni wlewków przed umieszczeniem w piecu nie mniejsza niż 450°C.
Grubość wlewka od 220 do 270 mm zapewnia optymalną szybkość chłodzenia przy odlewaniu, co przeszkadza tworzeniu większych wtrąceń azotków glinu, a także z powodu niskiej przewodności cieplnej stali krzemowej, przy temperaturze powierzchni nie mniejszej niż 450°C, umożliwia utrzymanie w centralnych warstwach wlewka temperatury od 700°C i zachowanie w roztworze wystarczającej ilości pierwiastków tworzących fazę. Przy takich warunkach wyjściowych nagrzewanie wlewków przed walcowaniem na gorąco do temperatury 1100-1200°C, tj. w przedziale odpowiadającym maksymalnej ilości fazy γ w objętości metalu, pozwala na przeprowadzenie i utrzymanie w roztworze wystarczającej ilości składników tworzących fazę.
Ponadto, nagrzewanie wlewków przed walcowaniem na gorąco do temperatury 1100-1200°C pozwala na zmniejszenie podatności na tworzenie zgorzeliny przy nagrzewaniu wlewków w piecu grzewczym, skrócenie czasu zatrzymania pieca grzewczego w celu usuwania zgorzeliny, i zwiększa wydajność zespołu walcowniczego do walcowania na gorąco.
Stąd wynika, że tylko kompleksowe przestrzeganie wzajemnie powiązanych warunków pozwala na realizację zgłoszonego sposobu wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich stratach na przemagnesowanie.
W zgłoszonym sposobie, przy prowadzeniu ciągłego wyżarzania taśmy walcowanej na zimno można wydzielić kilka kolejnych etapów, i spełnienie ich parametrów technologicznych w zgłoszonych granicach zapewnia uzyskanie anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich stratach na przemagnesowanie i dobrej jakości powierzchni.
Początkowy etap wyżarzania - nagrzewanie taśmy - wywiera większy wpływ na cechy struktury obrabianego metalu. Nagrzewanie taśmy, przy ciągłym wyżarzaniu, z szybkością od 20 do 50°C/s do temperatury od 750 do 800°C przeszkadza koagulacji i rozpuszczaniu drobno rozproszonych cząstek drugiej fazy, których obecność jest niezbędna w odkształconej osnowie na etapie początkowym rekrystalizacji pierwotnej. Cząstki fazy rozproszonej wstrzymują wzrost orientowanych ziaren różniących się od tekstury Gossa {110}<001> i sprzyjają kształtowaniu mikroobszarów o orientacji zbliżonej do {110}<001>, które transformując zapewniają w końcu wzrost ziaren o wskazanej orientacji podczas rekrystalizacji wtórnej.
Oprócz wstrzymującego działania w trakcie szybkiego nagrzewania, faza hamująca sprzyja zmniejszeniu nieregularności w rozkładzie ziaren mikrostruktury i tym samym sprzyja kontrolowanemu wzrostowi ziaren rekrystalizacji pierwotnej.
Etap odwęglania przeprowadza się w wilgotnej atmosferze azotowo-wodorowej, ze stosunkiem PH2/PH2O = 1,9-2,5, w temperaturze od 790 do 840°C. Przeprowadzenia procesu w tym przedziale temperaturowym zapewnia maksymalną szybkość procesu i pozwala na skrócenie czasu niezbędnego do usunięcia węgla z metalu. Zmniejszenie temperatury poniżej 790°C prowadzi do szybkiego obniżenia prędkości odwęglania, zwiększenie temperatury powyżej 840°C także zwalnia proces i na dodatek prowadzi do nieuzasadnionego zużycia energii dla podtrzymywania podwyższonej temperatury. Podtrzymywanie potencjału utleniającego wilgotnej atmosfery azotowo-wodorowej, charakteryzującego się wielkością PH2/PH2O, w granicach od 1,9 do 2,5 nie tylko zapewnia wysoką szybkość reakcji usuwania węgla i jego niską końcową zawartość, lecz prowadzi do powstania na powierzchni taśmy strefy utleniania wewnętrznego, zawierającej oprócz tlenku krzemu dostateczną ilość fajalitu (2FeO*SiO2).
Uzyskany skład strefy utleniania wewnętrznego transformując później w operacji wygrzewania po odwęglaniu, azotowaniu, wygrzewaniu po azotowaniu, przy zgłoszonych wartościach potencjału utleniającego, oraz w procesie chłodzenia do temperatury 600-100°C w suchej atmosferze azotowoPL 219 132 B1 wodorowej z zawartością wodoru nie mniej niż 10%, zapewnia podczas przebiegu kolejnych operacji technologicznych kształtowanie powierzchni taśmy o wysokiej jakości.
Przeprowadzenie azotowania w temperaturze 780-850°C zapewnia maksymalną szybkość azotowania i uzyskanie żądanego udziału masowego azotu w metalu, przy minimalnej zawartości amoniaku w atmosferze pieca i odpowiednio przy jego minimalnym zużyciu. Podwyższenie temperatury azotowania powyżej 850°C wymaga zwiększenia czasu azotowania, podwyższenia stężenia amoniaku w atmosferze pieca i zwiększenia jego zużycia. Przy temperaturze poniżej 780°C procesy dyfuzji azotu w metalu gwałtownie spowalniają się.
Przy prowadzeniu operacji dotyczących odwęglania i kolejnego azotowania zachodzą procesy dyfuzyjne, związane tak z dyfuzją węgla z metalu jak i dyfuzją azotu w metalu, co prowadzi do nierównomiernego podziału stężenia węgla i azotu na grubości taśmy.
Zawartość węgla w warstwach centralnych jest znacznie wyższa niż w warstwach powierzchniowych. Zawartość azotu w warstwach powierzchniowych może przewyższać kilka razy jego zawartość w warstwach centralnych.
Niejednorodność podziału węgla i azotu w osnowie metalu odbija się negatywnie na kształtowaniu tekstury w trakcie rekrystalizacji wtórnej, a przez to na poziomie właściwości magnetycznych gotowej stali.
W celu wyrównania stężenia węgla na grubości taśmy, po operacjach odwęglania podnosi się temperaturę o 5-50°C ponad temperaturę odwęglania, co najwyżej do 870°C, i wygrzewa w ciągu 10-30 s.
W celu wyrównania stężenia azotu na grubości taśmy, po operacjach azotowania podnosi się temperaturę o 30-200°C, co najwyżej do 1050°C, i wygrzewa w ciągu 15-30 s.
W ramach zgłoszonego sposobu uzyskanie atmosfery azotowo-wodorowej do azotowania, zawierającej amoniak, możliwe jest przez zmieszanie atmosfery azotowo-wodorowej z czystym gazowym amoniakiem, albo przez przepuszczanie atmosfery azotowo-wodorowej przez roztwór wodny amoniaku o stężeniu NH3 6-25%.
Przy jednakowym efekcie azotowania technika wykonania tych sposobów będzie się różnić. Drugi sposób - wykorzystanie roztworu wodnego amoniaku - jest prostszy w realizacji i nie wymaga przestrzegania rygorystycznych warunków i specjalnych wymagań bezpieczeństwa niezbędnych przy zastosowaniu czystego gazowego amoniaku.
Niżej przedstawione są przykłady wykonania zgłoszonego wynalazku, niewykluczające innych przykładów w zakresie zastrzeżeń wynalazku.
Stal elektrotechniczną wytapiano w piecu konwertorowym, odlewano we wlewki na urządzeniu do ciągłego odlewania stali, walcowanie na gorąco prowadzono w zespole ciągłym szeroko taśmowym do walcowania na gorąco, wyżarzanie walcowanej na gorąco taśmy przeprowadzano w agregacie normalizującym o działaniu ciągłym, jednoetapowe walcowanie na zimno prowadzono w zespole czterowalcowym nawrotnym do walcowania na zimno, zaś przy walcowaniu na zimno w dwóch etapach pierwszy etap ze stopniem zgniotu od 60 do 80% wykonywano w zespole czteroklatkowym ciągłym czterowalcowym do walcowania na zimno, pośrednią obróbkę prowadzono w przelotowym piecu o działaniu ciągłym lub w piecu wsadowym, a drugi etap walcowania taśm na zimno prowadzono w zespole czterowalcowym nawrotnym do walcowania na zimno, wyżarzanie ciągłe taśmy walcowanej na zimno, w trakcie którego zachodziła rekrystalizacja, odwęglanie i azotowanie, przeprowadzano w agregacie do ciągłej obróbki cieplnej podzielonym na strefy, posiadającym system przygotowania i podawania do pieca atmosfery ochronnej azotowo-wodorowej i amoniaku, warstwę odporną na działanie temperatury nakładano na osobnym agregacie, a wyżarzanie wysokotemperaturowe przeprowadzano w temperaturze 1200°C w ciągu 20 godzin w piecu wsadowym.
Skład chemiczny wytopionej stali elektrotechnicznej podany jest w tabeli 1, a warianty realizacji zgłoszonego sposobu podane są w tabeli 2.
Skład chemiczny stali elektrotechnicznej
T a b e l a 1
Udział masowy pierwiastków, %
Si Mn N S Ti Al kp C
3,18 0,10 0,007 0,006 0,003 0,027 0,058
A zatem, powyższy opis zastrzeganego sposobu wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich stratach jednostkowych na przemagnesowanie potwierdza jego wykonalność i oczekiwany efekt techniczny.
PL 219 132 B1
Warianty realizacji zgłoszonego sposobu T a b e l a 2
Nr Parametr technologiczny Wartości zastrzegane Nr schematu obróbki
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Grubość wlewka, mm 220 - 270 250 250 250 250 250 250 250 250 250
2 Temperatura powierzchni wlewka przed załadowaniem do pieca grzewczego, °C Nie mniej niż 450 620 620 630 630 380 610 580 630 600
3 Temperatura nagrzewania wlewka przed walcowaniem na gorąco, °C 1100-1200 119 0 119 0 119 0 119 0 108 0 118 0 118 0 119 0 119 0
4 Prędkość nagrzewania przy ciągłym wyżarzaniu, °C/s 20-50 31 31 30 30 32 30 18 30 30
5 Temperatura nagrzewania, °C 750-800 790 790 790 790 800 800 800 800 790
6 Temperatura odwęglania, °C 790-840 820 820 830 830 820 820 820 820 820
7 Atmosfera odwęglania PH2/PH2O = 1,9 - 2,5 1,9 2,0 1,9 2,9 2,5 2,5 4,5 2,0 2,0
8 Wzrost temperatury po odwęglaniu, °C o 5-50 co najwyżej do 870 860 860 870 870 860 820 860 860 870
9 Wygrzewanie, s 10-30 12 12 12 12 12 14 14 12 12
10 Atmosfera przy wygrzewaniu PH2/PH2O = 1,9-20 4 5 4 5 15 15 12 25 28
11 Temperatura azotowania, °C 780-850 790 790 800 800 800 800 890 790 780
12 Atmosfera azotowania PH2/PH2O = 15-200 25 50 25 50 75 75 75 120 115
13 Wzrost temperatury po azotowaniu, °C o 30-200 880 880 900 900 870 800 890 910 900
14 Wygrzewanie po azotowaniu, °C 15-30 17 17 17 17 17 5 11 16 16
15 Atmosfera przy wygrzewaniu PH2/PH2O = 5-500 200 500 200 500 180 180 180 50 60
16 Temperatura chłodzenia, °C 600-100 400 400 400 400 420 450 450 450 450
17 Zawartość H2 w atmosferze przy chłodzeniu, % Nie mniej niż 10 21 21 21 21 20 20 20 20 1
18 Sposób uzyskania atmosfery azotowania 1. Przepuszczanie przez roztwór wodny amoniaku 2. Mieszanie azotowowodorowej atmosfery z amoniakiem gazowym 1 1 2 2 1 1 1 1 1
19 Jednostkowe straty na przemagnesowywanie P1.7/50, W/kg 0,89 0,94 0,90 0,95 1,23 1,08 1,29 1,09 1,11
20 Indukcja magnetyczna B800, T 1,92 1,91 1,92 1,92 1,86 1,88 1,85 1,90 1,89
21 Grubość gotowej stali, mm 0,27 0,30 0,27 0,30 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27
PL 219 132 B1

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektro technicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie, obejmujący: wytapianie stali zawierającej, w % wagowych, 2,5% - 3,6% krzemu, 0,05% - 0,40% manganu, 0,020% -0,065% węgla, 0,004% - 0,013% azotu, poniżej 0,012% siarki, poniżej 0,005% tytanu, 0,020% - 0,035% glinu, gdzie reszta to żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, ciągłe odlewanie we wlewki, nagrzewanie wlewków w piecu grzewczym, walcowanie na gorąco, wyżarzanie taśm walcowanych na gorąco, walcowanie na zimno jednoetapowo lub w kilku etapach z operacją starzenia między przejściami, wyżarzanie rekrystalizujące ciągłe taśm walcowanych na zimno, odwęglanie w wilgotnej atmosferze azotowo-wodorowej i azotowanie, nakładanie warstwy odpornej na działanie ciepła, wyżarzanie wysokotemperaturowe dla przeprowadzenia rekrystalizacji wtórnej, znamienny tym, że stal odlewa się w sposób ciągły do grubości gotowego wlewka 220-270 mm, po czym wlewki umieszcza się w piecu przy temperaturze powierzchniowej wlewków wynoszącej co najmniej 450°C i nagrzewa się je do temperatury 1100-1200°C przed walcowaniem na gorąco, zaś wyżarzanie ciągłe taśmy walcowanej na zimno przeprowadza się w temperaturze 750-800°C stosując szybkości nagrzewania 20-50°C/s, po czym taśmę nagrzewa się do temperatury 790-840°C, w której prowadzi się wyżarzanie odwęglające w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 1,9-2,5, a następnie podnosi się temperaturę o 5-50°C, co najwyżej do 870°C, i wygrzewa przez 10-30 s w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 1,9-20, po czym poddaje się taśmę azotowaniu w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 15-200, zawierającej amoniak, w temperaturze 780-850°C, po którym podnosi się temperaturę o 30-200°C, co najwyżej do 1050°C, i wygrzewa przez 15-30 s w atmosferze o stosunku PH2/PH2O = 5-500, a następnie chłodzi się taśmę do temperatury 600-100°C w suchej atmosferze azotowo-wodorowej o zawartości wodoru nie mniejszej niż 10%.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosferę do azotowania wytwarza się przez przepuszczanie atmosfery azotowo-wodorowej przez roztwór wodny amoniaku o stężeniu NH3 wynoszącym 6-25%.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosferę do azotowania wytwarza się przez zmieszanie gazowego amoniaku z atmosferą azotowo-wodorową pieca.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że chłodzenie taśmy po wyżarzaniu ciągłym wykonuje się w atmosferze o zawartości wodoru 50-100%.
PL398129A 2009-08-03 2010-07-27 Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie PL219132B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129759/02A RU2407808C1 (ru) 2009-08-03 2009-08-03 Способ производства анизотропной электротехнической стали с низкими удельными потерями на перемагничивание

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL398129A1 PL398129A1 (pl) 2012-07-30
PL219132B1 true PL219132B1 (pl) 2015-03-31

Family

ID=43544524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL398129A PL219132B1 (pl) 2009-08-03 2010-07-27 Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie

Country Status (5)

Country Link
BR (1) BR112012001801A2 (pl)
CZ (1) CZ306161B6 (pl)
PL (1) PL219132B1 (pl)
RU (1) RU2407808C1 (pl)
WO (1) WO2011016757A1 (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103305744B (zh) * 2012-03-08 2016-03-30 宝山钢铁股份有限公司 一种高质量硅钢常化基板的生产方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1065323A (en) * 1962-10-05 1967-04-12 Yawata Iron & Steel Co Two-stage annealing for the improvement of deep drawing property of steel sheet
JPS5956522A (ja) * 1982-09-24 1984-04-02 Nippon Steel Corp 鉄損の良い一方向性電磁鋼板の製造方法
RU2096516C1 (ru) * 1996-01-10 1997-11-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Сталь кремнистая электротехническая и способ ее обработки
IT1290172B1 (it) * 1996-12-24 1998-10-19 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato, con elevate caratteristiche magnetiche.
DE19745445C1 (de) * 1997-10-15 1999-07-08 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroblech mit geringem Ummagnetisierungsverlust und hoher Polarisation
RU2125102C1 (ru) * 1998-03-12 1999-01-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Способ производства горячекатаной электротехнической анизотропной стали
DE19816158A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-14 G K Steel Trading Gmbh Verfahren zur Herstellung von korn-orientierten anisotropen, elektrotechnischen Stahlblechen
IT1317894B1 (it) * 2000-08-09 2003-07-15 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la regolazione della distribuzione degli inibitorinella produzione di lamierini magnetici a grano orientato.
IT1316029B1 (it) * 2000-12-18 2003-03-26 Acciai Speciali Terni Spa Processo per la produzione di acciaio magnetico a grano orientato.
EP1807543A1 (en) * 2004-10-26 2007-07-18 Hille & Müller GmbH & Co. Process for the manufacture of a containment device and a containment device manufactured thereby
EP1752549B1 (de) * 2005-08-03 2016-01-20 ThyssenKrupp Steel Europe AG Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroband
WO2008075444A1 (ja) * 2006-12-20 2008-06-26 Jfe Steel Corporation 冷延鋼板およびその製造方法
JP5162924B2 (ja) * 2007-02-28 2013-03-13 Ｊｆｅスチール株式会社 缶用鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL398129A1 (pl) 2012-07-30
RU2407808C1 (ru) 2010-12-27
BR112012001801A2 (pt) 2017-06-27
WO2011016757A1 (ru) 2011-02-10
CZ201229A3 (cs) 2012-03-14
CZ306161B6 (cs) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2147127B8 (en) Process for the production of a grain oriented magnetic strip
JP4651755B2 (ja) 高磁気特性を備えた配向粒電気鋼板の製造方法
KR101149792B1 (ko) 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN107858494B (zh) 低温高磁感取向硅钢的生产方法
WO2012041054A1 (zh) 一种高磁通密度取向硅钢产品的生产方法
JP2001520311A (ja) ヒステリシス損が少なく、高い極性を有する方向性けい素鋼板の製造方法
CN107109585B (zh) 磁性能优异的取向电工钢板及其制造方法
CN104726795B (zh) 晶粒取向电工钢板及其制造方法
CN103534366B (zh) 具有低铁损和高磁通密度的取向电工钢板及其制造方法
US20210130937A1 (en) Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method therefor
CN113242911A (zh) 取向电工钢板及其制备方法
JPS5813606B2 (ja) ジキトクセイノ キワメテ スグレタ イツホウコウセイケイソコウタイバンノ セイゾウホウホウ
PL219140B1 (pl) Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o wysokich właściwościach magnetycznych
JP5005873B2 (ja) 方向性電磁鋼帯を製造する方法
KR101429644B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
PL219132B1 (pl) Sposób wytwarzania anizotropowej stali elektrotechnicznej o niskich jednostkowych stratach na przemagnesowanie
JP4239456B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
KR101263795B1 (ko) 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판과 그 제조방법 및 여기에 사용되는 방향성 전기강판 슬라브
CN114829657B (zh) 取向电工钢板及其制造方法
CN107723590A (zh) 一种变压器用冷轧取向电工钢及其生产方法
JP7221480B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP4196568B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JPH01162725A (ja) 磁気特性の良好な珪素鋼板の製造方法
CN115747650A (zh) 一种低温高磁感取向硅钢及提高其磁性能稳定性的方法
KR100817156B1 (ko) 자기적 성질이 뛰어난 방향성 전기강판의 제조방법