PL91102B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stali krzemowej o regularnej strukturze.Znane sposoby wytwarzania stali krzemowej o strukturze regularnej pozwalaja na otrzymanie z niej blach, które zwykle maja przenikalnosc magnetyczna przy 10 Oe w zakresie od okolo 1900 do 1840 i przy czestotliwosci 00 Hz straty w rdze¬ niu wynoszace okolo 1,08 do 1,17 W/kg przy 15 kG i straty w rdzeniu wynoszace okolo 1,26 do 1,77 W/kg przy 17 kG dla grubosci blachy 0,28 mm.Tego typu stale krzemowe o strukturze regularnej oprócz zawartosci okolo 3,2% krzemu takze za¬ wieraja jeszcze inne szczatkowe pierwiastki.W opisie patentowym USA nr 3 287 183 omówio¬ ny jest sposób wytwarzania stali krzemowej o strukturze pojedynczo-regulamej i majacej prze¬ nikalnosc magnetyczna dochodzaca do 1910 przy Oe. Opisany w tym patencie sposób polega na walcowaniu na zimno z malym i duzym zgniotem oraz z posrednim wyzarzaniem w wysokiej tem¬ peraturze. Opózniaczem pierwotnej rekrystalizacji jest azotek aluminium, a precyzyjnie okreslona matematycznie kontrole nalezy prowadzic w za¬ kresie danego wagowego stosunku aluminium i siarki. Najlepszy produkt opisany w tym paten¬ cie ma o wiele lepsza szescienna strukture i wieksza przenikalnosc magnetyczna od wiekszosci! znanych stali krzemowych o strukturze pojedynczo- regularnej. W ostatnio wydanym patencie USA nr 3 636 579 opisany jest sposób wytwarzania stali 2 o wysokiej jakosci przez zoptymalizowanie wy¬ tracania azotku aluminium dzieki zastosowaniu gaszenia.Konwencjonalny sposób wytwarzania stali krze- mowej o strukturze regularnej polega na przygoto¬ waniu wytopu stali i odlewania jej tworzac wlewki, walcowaniu wlewków na goraco tworzac tasme, walcowaniu jej na zimno, nastepnie wyzarzaniu, powtórnym walcowaniu na zimno, odweglajacym io wyzarzaniu, nieobowiazkowym pokryciu warstwa oddzielajaca, np. ze szlamu MgO i koncowym od¬ siarczajacym wyzarzaniu strukturalnym.Celem wynalazku jest usuniecie wad i niedo¬ godnosci znanych sposobów i opracowanie sposobu *5 wytwarzania stali krzemowej o strukturze regu¬ larnej.Cel ten zostal osiagniety przez podanie sposobu wytwarzania stali krzemowej o strukturze regular¬ nej, w którym przygotowuje sie wytop stali i od- lewa ja tworzac wlewki, która nastepnie walcuje sie na goraco, tworzac tasme, która z kolei walcu¬ je sie na zimno i wyzarza dla wytwarzania stali krzemowej o szesciennej strukturze regularnej, po¬ legajacy na tym, ze przygotowuje sie wytop stali o nastepujacym skladzie: wegiel 0,02—0,07*/o, rów¬ nowaznik manganu w °/o Mn + 0,1 do 0,25°/o Cu zawarty w granicach 0,05—0,24*/o, siarka 0,01—0,05*/o, krzem 2,5—3,3°/q, aluminium 0,015—0,04°/o azot —90 czesci na milion, miedz — do 0,3°/o, zelazo — reszta i inne normalne stalownicze pozostalosci 9110291102 i którym wagowy stosunek równowaznika man¬ ganu i siarki wynosi od 2,0 do 4,75, a nastepnie przerabia sie stal wytwarzajac stal o szesciennej strukturze regularnej o przenikalnosci magnetycz¬ nej co najmniej 1850 przy 10 Oe wskutek podwój¬ nego opóznienia wzrostu pierwotnych ziarn siarcz¬ ków i azotków, przy czym przed walcowaniem na goraco tasme poddaje sie ogrzewaniu w tempera¬ turze powyzej 760°C w czasie od 10 s do 30 min.Ponadto zostalo stwierdzone", ze korzystne jest stosowanie wyzarzania walcowanej tasmy w tem¬ peraturze co najmniej 760°C w ciagu 10 s do min, korzystnie 10 s do 5 min, dla uzyskania wymaganej wysokiej Wartosci przenikalnosci ma¬ gnetycznej co najmniej 1850 przy 10 Oe.Przedmiot wynalazku zostal wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres zalez¬ nosci wagowego stosunku ilosci równowaznej man¬ ganu i siarki od przenikalnosci magnetycznej dla róznych stali wytwarzanych sposobem wedlug wy¬ nalazku, a fig. 2 — wykres zaleznosci strat w rdze¬ niu do przenikalnosci magnetycznej dla stali wy¬ tworzonych sposobem wedlug wynalazku.Stale krzemowe wedlug wynalazku wytapia sie i dalej przerabia doprowadzajac do konca produktu o nastepujacym skladzie: wegiel 0,02—0,07%, ilosc równowazna manganu ffoMn + 0,1 do 0,25 :: % Cu) wynosi 0,05 do 0,24%, siarka 0,01—0,05%, krzem 2,5—3,5%, aluminium 0,015—0,04%, azot 30—90 •czesci na milion, miedz do 0,3%, zelazo do równo¬ wagi i inne normalne stalownicze pozostalosci, . w którym wagowy stosunek ilosci równowaznej manganu i siarki wynosi od 2,0 do 4,75, korzyst¬ nie 2,5 do 4. Pozadana jest takze zawartosc co najmniej 0,1% miedzi, poniewaz miedz obniza tem¬ perature wyzarzania, polepsza walcownosc oraz lagodzi wymagania odnosnie wyzarzajacej atmo¬ sfery.Sposób wytwarzania stali wedlug wynalazku za¬ wiera pewne zasadnicze etapy. W szczególnosci sposób ten obejmuje przed nastepna przeróbka, podgrzewanie walcowanej na goraco tasmy do tem¬ peratury powyzej 760°C, np. 760°C—U50°C, korzy¬ stnie do temperatury w granicach 900°C—1010°C w ciagu 10 s do 30 min, korzystnie 110 s do 5 min.Dla pokazania wyników sposobu wedlug wyna¬ lazku wykonano 12 wytopów w prózniowym piecu indukcyjnym. Sklad tych wytopów podano w ta¬ beli 1. 40 45 Pozostale pierwiastki wystepowaly w typowych szczotkowych ilosciach, np. wegiel w ilosci 0,02—0,07%, nikiel 0,02—0,043%, chrom 0,01— 0,018%. Wytop RV-5370 zostal podzielony na wlewki IW-5370 i RV-5370 S. » W tabeli 1 ujety jest kontrolny wytop RV-383i 0 znanej regularnej strukturze z tym, ze zawiera niewielka ilosc krzemu. Wlewki zostaly przewalco- wane na goraco dla utworzenia tasmy o grubosci 3.2 mm z wyjatkiem wytopu RV-5370 S, dla którego wlewek zostal przewalcowany na tasme o grubosci 2.3 mm po uprzednim przetrzymaniu go w ciagu 1 godziny w temperaturze 1371°C., Próbki walco¬ wanej na goraco tasmy z kazdego wytopu zostaly poddane nastepujacym obróbkom cieplnym: bez obróbki cieplnej, obróbka cieplna w temperaturze 900°C w ciagu 2 minut, obróbka cieplna w tem¬ peraturze 1000°C w ciagu 30 minut. Po obróbce cieplnej walcowanej na goraco tasmy, wszystkie próbki zostaly poddane powierzchniowemu kondy- cjionowaniu i zostaly przewalcowane do posredniej grubosci 2,1 mm, czyli zmniejszono grubosc o okolo 33%, z wyjatkiem wytopu RV-5370 S dla którego pozostawiono grubosc tasmy 2,3 mm. Wówczas po¬ dzielono wszystkie próbki lacznie z RV-5370S na dwie czesci, do których zastosowano dwa rodzaje obróbki cieplnej jako normalizowania w wysokiej temperaturze. Pierwsze normalizowanie polegalo na obróbce cieplnej w temperaturze powyzej 1024°C do okolo 1040°C w ciagu 5 minut w atmo¬ sferze ochronnej mieszanki wodoru i azotu. Drugie normalizowanie polegalo na wyzarzaniu w tempe¬ raturze od 1071 do 1099°C w ciagu 5 minut takze w atmosferze ochronnej. Po normalizowaniu wszystkie próbki zostaly przewalcowane na zimno do grubosci nominalnej 0,28 mm, czyli zmiejszajac poczatkowa grubosc o 87%, i nastepnie zostaly pod¬ dane koncowemu normalizowaniu w temperaturze 802°C w ciagu 1 minuty w atmosferze odwegla- jacej. Pózniej próbki zostaly obciete do wymia¬ rów 152,5X30 mm do koncowego wyzarzania i do oceny wlasnosci elektrycznych.Koncowe wyzarzanie polegalo na podgrzewaniu do temepratury 1177°C. Do oczyszczania stali stoso¬ wano wodór. W tym etapie sposobu ze stali usu¬ nieto siarke. W znanym sposobie wytwarzania stali krzemowej o strukturze regularnej w ostatnich etapach tego sposobu nalezy usuwac wszystkie za¬ nieczyszczenia. Tak wiec w koncowym skladzie Wytop RV-3822A RV-3822B RV-3822C RV-3823A RV-3823B RV-3823C RV-3831 RV-3836 RV-3857 IW-3858 RV-4970 [ RY-5370 Mn 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 , 0,13 0,12 0,12 0,12 0,048 0,12 0,054 T S 0,026 0,033 0,042 0,025 0,033 0,044 0,020 0,026 0,029 0,038 0,0 14 o o:3 'abela Si 2,75 2,75 2,75 2,77 2,77 2,77 2,82 2,72 2,83 2,70 2,75 2,80 1 Cu 0,085 0,085 0,085 0,086 0,086 0,086 0,062 0,062 0,085 0,075 0,10 0,31 | Al 0,009 0,014 0,022 0,016 0,020 0,029 ' 0,007 0,020 0,026 0,030 0r016 0,025 1 N czesci/ /mdlion 24 31 41 58 66 83 31 60 65 68 56 68 |91102 chemicznym niewielka jest zawartosc wegla, siarki i aluminium. Usuwanie tego ostatniego prowadzi sie korzystnie przez utlenianie i absorpcje w war¬ stwie powierzchniowej, np. z MgO. Wyniki walco¬ wania na goraco tasmy oraz posredniego normali¬ zowania próbek zostaly zebrane w tabeli 2. nosci magnetycznej, od wagowego stosunku ilosci równowaznej manganu i siarki dla zestawu próbek z tabeli 2 poddanych obróbce dajacej wysokie war¬ tosci przenikalnosei magnetycznej. Wagowy sto¬ sunek ilosci równowaznej manganu i siarki naj¬ korzystniej wynosi okolo 3.Tabela 2 Przenikalnosc magnetyczna przy 10H w zaleznosci od obróbki cieplnej Wytop RV-3882A RV-3822A RV-3822B RV-3822B RV-o822C RV-3822C RV-3823A RV-3823A RV-3823B RV-3823B RV-3823C RV-3823C RV-3831 RV-3831 RV-3856 RV-3856 RV-3857 RV-3857 RV-3858 RV-3858 RV-4970 RV-5370(S) RY-5370 Normalizowanie w wysokiej temperaturze i i 1038°C j 1093°C i X X X X X X X X X X X X • X X X X' X X X X X X Obróbka cieplna tasmy walcowanej na goraco Bez obróbki cieplnej 1405 1423 1432 1439 1749 1594 1670 1441 1747 1780 1810 1815 1382 1389 1706 1723 1815 1 180& 1639 1571 2 min w temp. 900°C . 1410 1414 1472 1449 1852 194f 1759 1439 1863 188a 1830 1915 1389 1391 1884 1907 1668 1500 1910 1910 1897 min. w temp. 1010°C 1513 1617 1477 1549 1848 1667 1641 1455 1823 1881 1821 1831 1426 1427 .^ 1831 1863 1809 1830 1662 1528 Analiza tabeli 2 wskazuje, ze najlepszymi wyto¬ pami byly RV-3822C, RV-3823B, RV-3823C, RY-3857 i RV-5370. Widac takze, ze dla podanych przykla¬ dów dla uzyskania najwiekszej przenikalnosci magnetycznej nalezy stosowac opisane podgrzewa¬ nie walcowanej na goraco tasmy. Odnosnie po¬ sredniego wyzarzania nalezy zaznaczyc, ze wytopy RV-3823B i RV-3823C, które poddane zostaly wy¬ zarzeniu w temperaturze 1038°C, maja mniejsza przenikalnosc magnetyczna niz wytopy poddane wyzarzaniu w temperaturze 1093°C. Wartosci prze¬ nikalnosci magnetycznej podane w tabeli 2 odnosza sie do próbek z pojedynczej tasmy z wyjatkiem jednego wyzej opisanego przypadku.Zostalo stwierdzone, ze prawie we wszystkich przypadkach najlepsza przenikalnosc magnetyczna powoduje* obróbka cieplna walcowanej na goraco tasmy, co widac w tabeli 2. Wplyw ilosci równo¬ waznej manganu na koncowa przenikalnosc ma¬ gnetyczna zostal przedstawiony w postaci wykresu na fig. 1, na której pokazano zaleznosc przenikac 49 Wytopy, w których jest mala zawartosc alumi¬ nium w granicach od 0,007 do 0,014% czyli wytopy RV-3831, RV-3822B i RV-3822A, maja niewielka przenikalnosc magnetyczna. Wytopy, których prze¬ nikalnosc magnetyczna lezy na krzywej, maja za- 50 wartosc aluminium w zakresie od 0,016 do 0,030.Wskazuje to na wspóldzialanie zarówno siarczków jak i azotków sluzacych jako opózniacze pierwot¬ nego rozrostu ziarn w tych materialach. Straty w rdzeniu zmniejszaja sie wraz ze wzrostem prze- w nikainosci magnetycznej, jak pokazano na fig. 2.Wartosci 17 KG zawarte sa ogólnie pomiedzy liniami 10 i 12, podczas gdy wartosci 15 KG za¬ warte sa pomiedzy liniami 14 i 16. Tak wiec wzrost przenikalnosci magnetycznej powoduje takze •° wzrost strat w rdzeniu. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania stali krzemowej o struk- « turze regularnej, w którym przygotowuje sie wytop91102 stali i odlewa ja tworzac wlewki, które nastepnie walcuje sie na goraco, tworzac tasme, która z kolei walcuje sie na zimno i wyzarza dla wytworzenia stali krzemowej o szesciennej strukturze regularnej, znamienny tym, ze przygotowuje sie wytop stali o nastepujacym skladzie: wegiel 0,02—0,07°/#, równowaznik manganu wf/o Mn + 0,1 do 0,25 x •/• Cu zawarty wgranicach 0,05—0,24^/t, siarka 0,01—0,05f/t, krzem 2,5—3,5, aluminium 0,015—0,04Vo, azot 30—90 czesci na milion, miedz do 0,3M, zelazo — reszta i inne normalne stalownicze pozostalosci i w którym wagowy stosunek równowaznika manganu i siarki wynosi od 2,0 do 4,75, a nastepnie stal poddaje sie obróbce cieplnej wytwarzajac stal o szesciennej strukturze regularnej o przenikalnosci magnetycz¬ nej co najmniej 1850 przy 10 Oe opózniajac rozrost ziarn pierwotnych oddzialywaniu siarczków i azot¬ ków, przy czym przed walcowaniem na goraco, tasme poddaje sie ogrzewaniu w temperaturze po¬ wyzej 760°C w czasie od 10 s do 30 min. 10 15 20 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytapia sie stal, w której stosunek równowaznika manganu do zawartosci siarki wynosi 2,5 do 4. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przed nastepna przeróbka walcowana na goraco tasme poddaje sie ogrzewaniu w temperaturze od 760°C do 1150°C. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przed nastepna przeróbka, walcowana na goraco tasme poddaje sie ogrzaniu w temperaturze od 900°C do 1010°C. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze ogrzewanie walcowanej na goraco tasmy prowadzi sie w okresie czasu od 10 s do 5 min. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, ze wytapia sie stal krze¬ mowa o strukturze regularnej zawierajacej co najmniej 0,1V# miedzi. § 2000\- l 1900 Jy\ i8oo ! g i 700 g 1600 C 1500 I 1400 RV-4970^ l RV-3822C RV-5370 FIG. I. RV-3Q57 RV-3823A -RV~3858 RV-38223 i RV-383I RV-3S22A 3 4 5 6 Stoyanek /fl»*6 —*- t.O FIG.

2. £ I 1830 1850 1870 1890 1910 1930 i950 Przenikolaost maor?tutxiH*P**t tOH ULG Z-d (Nr 2 — 413/77 M5 egz. farom. IA-4 Cena 10 il PL PL