RU2180357C1 - Method for making cold rolled strip of electrical anisotropic steel - Google Patents
Method for making cold rolled strip of electrical anisotropic steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180357C1 RU2180357C1 RU2001118569A RU2001118569A RU2180357C1 RU 2180357 C1 RU2180357 C1 RU 2180357C1 RU 2001118569 A RU2001118569 A RU 2001118569A RU 2001118569 A RU2001118569 A RU 2001118569A RU 2180357 C1 RU2180357 C1 RU 2180357C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- steel
- rolled strip
- annealing
- nitriding
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосы из электротехнической анизотропной стали. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the production of cold rolled strips from electrical anisotropic steel.
К электротехнической анизотропной стали (ЭАС) предъявляются следующие основные требования, связанные с условиями ее эксплуатации, - высокая магнитная проницаемость, минимальные потери при перемагничивании, высокая магнитная индукция. Эти требования выполняются только при условии наличия в стали совершенной текстуры (110) {001} ( текстура Госса, ребровая текстура). Формирование текстуры Госса происходит при вторичной рекристаллизации (ВР) в ходе высокотемпературного отжига стали на завершающих стадиях ее обработки. Вторичная рекристаллизация с образованием текстуры протекает благодаря присутствию в структуре стали дисперсной ингибиторной фазы, тормозящей нормальный рост зерна. В основе технологий промышленного производства ЭАС, используемых в мировой практике до настоящего времени (сульфидная, сульфонитридная и нитридная), заложен метод врожденного ингибитора. Элементы, входящие в состав фазы-ингибитора (Мп, S, Se, Al, N), вводятся в сталь на стадии выплавки в строго регламентированных количествах. Первичные грубые выделения, присутствующие в литом металле, полностью растворяют путем длительной высокотемпературной выдержки слябов перед горячей прокаткой, для того, чтобы в дальнейшем (в процессе горячей деформации или в процессе отжигов холоднокатаного металла) фаза выделилась в дисперсной форме и могла играть роль ингибитора. Таким образом, химический состав и режимы обработки стали должны обеспечивать в том числе и необходимые параметры ингибиторной фазы: высокую объемную плотность распределения, малый размер частиц и их устойчивость к растворению до определенных температур. The following basic requirements are imposed on electrical anisotropic steel (EAS) related to the conditions of its operation - high magnetic permeability, minimal losses during magnetization reversal, high magnetic induction. These requirements are met only if the steel has a perfect texture (110) {001} (Goss texture, rib texture). Goss texture formation occurs during secondary recrystallization (VR) during high-temperature annealing of steel at the final stages of its processing. Secondary recrystallization with the formation of texture proceeds due to the presence of a dispersed inhibitory phase in the steel structure, which inhibits normal grain growth. The technology of industrial production of EAS, used in world practice to date (sulfide, sulfonitride and nitride), is based on the method of congenital inhibitor. Elements that are part of the inhibitor phase (Mn, S, Se, Al, N) are introduced into the steel at the smelting stage in strictly regulated quantities. The primary coarse precipitates present in the cast metal are completely dissolved by prolonged high-temperature aging of the slabs before hot rolling, so that in the future (during hot deformation or during annealing of the cold-rolled metal) the phase precipitates out and can play the role of an inhibitor. Thus, the chemical composition and treatment regimes of steel should provide, among other things, the necessary parameters of the inhibitory phase: high bulk density, small particle size and their resistance to dissolution to certain temperatures.
Все упомянутые технологические схемы ( сульфидного, сульфонитридного, нитридного вариантов) имеют общие весьма существенные недостатки:
1) в ходе горячей прокатки и охлаждения после нее для получения высокодисперсной фазы требуется продолжительная выдержка слябов при высоких температурах, что возможно не на любом оборудовании и весьма неэкономично;
2) необходимо в процессе последующих переделов следить за частицами ингибиторной фазы, не допуская их укрупнения.All the mentioned technological schemes (sulfide, sulfonitride, nitride variants) have common very significant drawbacks:
1) during hot rolling and cooling after it, to obtain a highly dispersed phase, continuous exposure of slabs at high temperatures is required, which is not possible on any equipment and is very uneconomical;
2) it is necessary in the process of subsequent redistribution to monitor the particles of the inhibitory phase, preventing their enlargement.
В связи с этим большой практический интерес представляло создание ингибиторной фазы не на начальном этапе производства, а на промежуточном, что позволяет значительно упростить и сделать более экономичной технологию производства ЭАС. Новые технологические схемы производства текстурованной стали активно разрабатывались с конца 80-х годов 20-го века [1, 2, 3, 4]. Принципиальными отличиями нового метода от классических является введение в сталь одного из фазобразующих элементов (азота) после обезуглероживающего отжига и формирование ингибиторной фазы в структуре металла непосредственно при высокотемпературном отжиге. In this regard, the creation of an inhibitory phase, not at the initial stage of production, but at the intermediate, was of great practical interest, which allows us to significantly simplify and make more economical the production of EAS. New technological schemes for the production of textured steel have been actively developed since the late 80s of the 20th century [1, 2, 3, 4]. The principal differences between the new method and the classical ones are the introduction of one of the phase forming elements (nitrogen) into the steel after decarburization annealing and the formation of an inhibitory phase in the metal structure directly during high-temperature annealing.
Несмотря на то, что новый метод реализован в промышленном производстве ЭАС, он также не лишен недостатков. Произвольный выбор параметров технологических операций (температура нагрева стали перед горячей прокаткой, температура смотки, температурно-временные режимы нормализующего, обезуглероживающего и азотирующего отжигов) при их достаточно широком спектре не позволяет производить ЭАС с гарантированно высокими магнитными свойствами. Despite the fact that the new method is implemented in the industrial production of EAS, it is also not without drawbacks. An arbitrary choice of the parameters of technological operations (steel heating temperature before hot rolling, winding temperature, temperature-time regimes of normalizing, decarburizing and nitriding annealing) with their wide enough spectrum does not allow EAS with guaranteed high magnetic properties.
Проведенные на Верх-Исетском металлургическом заводе исследования показали следующие закономерности формирования структуры ЭАС при ее производстве с использованием процесса азотирования:
1. Чем больше средний размер кристаллитов после обезуглероживающего отжига, выросших при первичной рекристаллизации и дальнейшего нормального роста, тем совершеннее текстура после вторичной рекристаллизации и соответственно выше магнитные свойства стали. Наилучшие магнитные свойства имеет сталь, средний размер кристаллитов в которой после обезуглероживающего отжига составлял 20-25 мкм. Однако, если в структуре стали после обезуглероживающего отжига наблюдаются отдельные кристаллиты, размер которых в 2,5-3,0 раза превышает средний размер зерен (начало аномального роста), то свойства ЭАС после высокотемпературного отжига будут иметь достаточно низкий уровень.Studies carried out at the Verkh-Isetsk Metallurgical Plant showed the following regularities in the formation of the EAS structure during its production using the nitriding process:
1. The larger the average crystallite size after decarburization annealing, which grew during primary recrystallization and further normal growth, the better the texture after secondary recrystallization and, accordingly, the higher the magnetic properties of steel. Steel has the best magnetic properties, the average crystallite size of which after decarburization annealing was 20–25 μm. However, if separate crystallites are observed in the steel structure after decarburization annealing, the size of which is 2.5-3.0 times larger than the average grain size (the beginning of abnormal growth), then the properties of EAS after high-temperature annealing will be quite low.
2. Средний размер кристаллов после обезуглероживающего отжига тем выше, чем ниже температура нагрева стали перед горячей прокаткой, выше температура смотки горячекатаной полосы, выше температура конца обезуглероживающего отжига. 2. The average crystal size after decarburization annealing is the higher, the lower the temperature of steel heating before hot rolling, the higher the temperature of winding of a hot-rolled strip, the higher the temperature of the end of decarburization annealing.
3. Невозможно добиться полного отсутствия ингибиторной фазы в структуре стали при обезуглероживающем отжиге за счет понижения температуры нагрева перед горячей прокаткой и/или повышения температуры смотки горячекатаной полосы. Вследствие этого возникает некая пороговая температура завершающей стадии обезуглероживающего отжига, при которой собирательная рекристаллизация сменяется частично аномальным ростом, что ведет к ухудшению магнитных свойств готовой ЭАС. 3. It is impossible to achieve the complete absence of the inhibitory phase in the steel structure during decarburization annealing due to lowering the heating temperature before hot rolling and / or increasing the temperature of winding of the hot-rolled strip. As a result of this, a certain threshold temperature arises of the final stage of decarburization annealing, at which collective recrystallization is replaced in part by anomalous growth, which leads to a deterioration in the magnetic properties of the finished EAS.
Установление вышеперечисленных качественных закономерностей позволило предположить, что только рациональное сочетание определенных технологических параметров может гарантировать получение ЭАС со стабильно высокими магнитными характеристиками. Establishment of the above-mentioned qualitative regularities made it possible to assume that only a rational combination of certain technological parameters can guarantee obtaining EAS with stably high magnetic characteristics.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является известный способ производства холоднокатаной электротехнической анизотропной стали, с A1N- фазой в качестве ингибитора нормального роста зерна, включающий выплавку стали, разливку, горячую прокатку, одну или две холодные прокатки, обезуглероживающий отжиг, азотирование, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги (см. SU 1520116) (2). The closest analogue to the claimed invention is a known method for the production of cold rolled electrical anisotropic steel, with the A1N phase as an inhibitor of normal grain growth, including steel smelting, casting, hot rolling, one or two cold rolling, decarburization annealing, nitriding, high temperature and straightening annealing (see SU 1520116) (2).
Технической задачей изобретения является оптимизация процесса производства ЭАС с использованием азотирования. An object of the invention is to optimize the production of EAS using nitriding.
Для достижения указанного технического результата в известном способе производства холоднокатаной полосы из электротехнической анизотропной стали, с A1N- фазой в качестве ингибитора нормального роста зерна, включающего выплавку стали, разливку, горячую прокатку, смотку горячекатаной полосы в рулон, одну или две холодные прокатки полосы, обезуглероживающий отжиг, азотирование, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги, температуру заключительной стадии обезуглероживающего отжига T1 холоднокатаной полосы устанавливают в зависимости от температуры нагрева стали перед горячей прокаткой и от температуры смотки горячекатаной полосы в рулон согласно формуле:
T1=0,6•(Т2-Т3)+540,
где Т2 - температура нагрева стали перед горячей прокаткой, oС;
Т3 - температура смотки горячекатаного рулона, oС,
а азотирование полосы осуществляют в процессе обезуглероживающего отжига или сразу после него.To achieve the specified technical result in a known method for producing a cold rolled strip from electrical anisotropic steel, with the A1N phase as an inhibitor of normal grain growth, including steel smelting, casting, hot rolling, winding a hot rolled strip into a roll, one or two cold rolling strips, decarburizing annealing, nitriding, high-temperature and straightening annealing, the temperature of the final stage of decarburization annealing T 1 of the cold-rolled strip is set depending on t of the heating temperature of the steel before hot rolling and from the temperature of the winding of the hot rolled strip into a roll according to the formula:
T 1 = 0.6 • (T 2 -T 3 ) +540,
where T 2 is the heating temperature of the steel before hot rolling, o C;
T 3 - temperature of the coil of the hot rolled coil, o C,
and nitriding of the strip is carried out in the process of decarburization annealing or immediately after it.
Используя данную формулу можно на основании известных температур нагрева слябов перед горячей прокаткой и смоткой горячекатаной полосы, которые определяются возможностями стана для горячей прокатки, выбрать оптимальную температуру конца обезуглероживающего отжига и получить ЭАС с наиболее острой текстурой ВР и, соответственно, наилучшими магнитными свойствами. Using this formula, it is possible, on the basis of the known temperatures for heating slabs before hot rolling and winding the hot rolled strip, which are determined by the capabilities of the hot rolling mill, to select the optimal temperature for the end of decarburization annealing and to obtain an EAS with the sharpest BP texture and, accordingly, the best magnetic properties.
Сущность изобретения иллюстрируется нижеприведенными примерами. The invention is illustrated by the following examples.
Сталь для исследования выплавляют конверторным методом, разливают на МНЛЗ в слябы. Затем слябы прокатывают на стане горячей прокатки в полосы толщиной 2,2 мм. Steel for research is smelted using the converter method, cast on continuous casting machines in slabs. Then, the slabs are rolled in a hot rolling mill into strips 2.2 mm thick.
Химический состав плавок стали приведен в табл. 1. The chemical composition of steel melts is given in table. 1.
Пример 1. При горячей прокатке первой плавки варьировали температуры нагрева слябов (1150 и 1250oС) и температуры смотки горячекатаных полос (580 и 720oС).Example 1. During hot rolling of the first heat, the temperatures of heating the slabs (1150 and 1250 o C) and the temperature of the winding of hot-rolled strips (580 and 720 o C) were varied.
Рулоны плавки 1 после горячей прокатки подвергают травлению, однократной холодной прокатке на толщину 0,30 мм, двухстадийному обезуглероживающему и высокотемпературному отжигам. На первой стадии обезуглероживающего отжига удаляют водород за счет взаимодействия стали с влажной азотоводородной атмосферой при 800oС в течение 150 с, а на второй стадии - в течение 120 с происходил нормальный рост зерен. Азотирование стали ведут в процессе высокотемпературного отжига за счет добавления в антисварочное покрытие (MgO) нитрида кремния (Si3N4). После завершающей обработки производят измерения магнитных свойств полученной ЭАС. Результаты измерений и параметры обработки приведены в табл. 2.After hot rolling, the
Пример 2. Температура нагрева слябов плавки 2 (табл. 1) перед горячей прокаткой составляла 1220oС, при этом варьировалась температура смотки рулонов (560oС, 620oС, 700oС). После горячей прокатки рулоны плавки 2 обрабатывались аналогично рулонам плавки 1, за исключением процесса азотирования. Азотирование осуществлялось после обезуглероживающего отжига в проходной печи при температуре 800oС в течение 30 с в азотоводородной атмосфере, содержащей аммиак. После завершающей обработки производили измерения магнитных свойств полученной ЭАС. Результаты измерений и параметры обработки приведены в табл. 3.Example 2. The heating temperature of the slabs of melting 2 (table. 1) before hot rolling was 1220 o C, while the temperature of the winding coils (560 o C, 620 o C, 700 o C) was varied. After hot rolling, the
Результаты приведенных в примерах 1 и 2 экспериментов показывают высокую эффективность приемов настоящего изобретения. The results shown in examples 1 and 2 of the experiments show the high efficiency of the methods of the present invention.
Литература
1. N. Takahashi, J. Harase. Recent Development of Technology of Grain Oriented Silicon Steel / Materials Science Forum Vols. 204-206 // Switzerland, Transtec Publication, 1996. P. 143-154.Literature
1. N. Takahashi, J. Harase. Recent Development of Technology of Grain Oriented Silicon Steel / Materials Science Forum Vols. 204-206 // Switzerland, Transtec Publication, 1996. P. 143-154.
2. Днепренко К.В. и др. Способ термической обработки анизотропной электротехнической стали. Авторское свидетельство СССР 1520116, заявлено 19.02.1988 г., опубликовано 7.11.1989 г. 2. Dneprenko K.V. et al. Method for heat treatment of anisotropic electrical steel. USSR copyright certificate 1520116, claimed 02.19.1988, published 11.11.1989
3. Process for Preparation of Grain-Oriented electrical steel sheet comprising a nitriding treatment. H. Kobayashi, K. Kuroki, M. Minakuchi et. al. United States Patent 4979996. Dec. 25, 1990. 3. Process for Preparation of Grain-Oriented electrical steel sheet containing a nitriding treatment. H. Kobayashi, K. Kuroki, M. Minakuchi et. al. United States Patent 4979996. Dec. 25, 1990.
4. Process for production of grain oriented electrical steel sheet having high flux density. Takahashi; Nobuyuki; Suga et.al. United States Patent 4994120. February 19, 1991. 4. Process for production of grain oriented electrical steel sheet having high flux density. Takahashi; Nobuyuki Suga et.al. United States Patent 4994120. February 19, 1991.
Claims (1)
Т1= 0,6х(Т2-Т3)+540,
где Т2 - температура нагрева стали перед горячей прокаткой, oС;
Т3 - температура смотки горячекатаной полосы в рулон, oС,
а азотирование полосы осуществляют в процессе обезуглероживающего отжига или сразу после него.A method of manufacturing a cold rolled strip of electrical anisotropic steel, with an AlN phase as an inhibitor of normal grain growth, including steel smelting, casting, hot rolling, winding a hot rolled strip into a roll, one or two cold rolling strips, decarburizing annealing, nitriding, high temperature and straightening annealing, characterized in that the temperature of the final stage of decarburization annealing the cold-rolled strip T 1 is set depending on the heating temperature of steel before hot rokatkoy and coiling temperature of the hot strip into a roll, according to the formula
T 1 = 0.6x (T 2 -T 3 ) +540,
where T 2 is the heating temperature of the steel before hot rolling, o C;
T 3 - temperature of the winding of the hot-rolled strip into a roll, o С,
and nitriding of the strip is carried out in the process of decarburization annealing or immediately after it.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118569A RU2180357C1 (en) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | Method for making cold rolled strip of electrical anisotropic steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118569A RU2180357C1 (en) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | Method for making cold rolled strip of electrical anisotropic steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2180357C1 true RU2180357C1 (en) | 2002-03-10 |
Family
ID=20251423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001118569A RU2180357C1 (en) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | Method for making cold rolled strip of electrical anisotropic steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180357C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465348C1 (en) * | 2008-09-10 | 2012-10-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of plates from electrical steel with oriented grain |
RU2503728C1 (en) * | 2010-05-25 | 2014-01-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Method of making sheet from electric steel with aligned grain structure |
-
2001
- 2001-07-06 RU RU2001118569A patent/RU2180357C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465348C1 (en) * | 2008-09-10 | 2012-10-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of plates from electrical steel with oriented grain |
RU2503728C1 (en) * | 2010-05-25 | 2014-01-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Method of making sheet from electric steel with aligned grain structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3172439B2 (en) | Grain-oriented silicon steel having high volume resistivity and method for producing the same | |
RU2552562C2 (en) | Method of production of texturised electrical steel sheet with high magnetic flux density | |
JP5273944B2 (en) | Manufacturing method of mirror-oriented electrical steel sheet | |
JP2009185386A (en) | Method for producing non-grain-oriented electrical steel sheet | |
JP5300210B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
JP5757693B2 (en) | Low iron loss unidirectional electrical steel sheet manufacturing method | |
JP5332134B2 (en) | Manufacturing method of high magnetic flux density grain-oriented electrical steel sheet | |
JP2004526862A5 (en) | ||
JP2004526862A (en) | Method of manufacturing directional electric steel strip | |
JP4272557B2 (en) | Method for producing unidirectional electrical steel sheet with excellent magnetic properties | |
JP4714637B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet with high magnetic flux density | |
JP6607010B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
RU2285731C2 (en) | Method of production of the electric steel with the orientated grains | |
CN109906284B (en) | Oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
JPH0567683B2 (en) | ||
JP5005873B2 (en) | Method for producing directional electromagnetic steel strip | |
RU2180357C1 (en) | Method for making cold rolled strip of electrical anisotropic steel | |
RU2637848C1 (en) | Method for producing high-permeability anisotropic electrical steel | |
CN115066508A (en) | Method for producing grain-oriented electromagnetic steel sheet | |
JPH06100937A (en) | Production of silicon steel sheet having no glass film and extremely excellent in core loss | |
JPWO2019131853A1 (en) | Low iron loss grain-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method | |
RU2180356C1 (en) | Method for making cold rolled electrical anisotropic steel | |
JP2760208B2 (en) | Method for producing silicon steel sheet having high magnetic flux density | |
JP4196416B2 (en) | Method for producing Al-containing grain-oriented silicon steel sheet | |
JP2001192732A (en) | Cold rolling method for obtaining grain oriented silicon steel sheet excellent in magnetic property |