RU2615423C2 - Горячекатаная полоса для изготовления электротехнической листовой стали и способ изготовления горячекатаной полосы - Google Patents

Горячекатаная полоса для изготовления электротехнической листовой стали и способ изготовления горячекатаной полосы Download PDF

Info

Publication number
RU2615423C2
RU2615423C2 RU2014136389A RU2014136389A RU2615423C2 RU 2615423 C2 RU2615423 C2 RU 2615423C2 RU 2014136389 A RU2014136389 A RU 2014136389A RU 2014136389 A RU2014136389 A RU 2014136389A RU 2615423 C2 RU2615423 C2 RU 2615423C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strip
hot
rolling
melt
rolled strip
Prior art date
Application number
RU2014136389A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014136389A (ru
Inventor
Захариас ГЕОРГЕУ
Александр РЕДЕНИУС
Original Assignee
Зальцгиттер Флахшталь Гмбх
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 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх filed Critical Зальцгиттер Флахшталь Гмбх
Publication of RU2014136389A publication Critical patent/RU2014136389A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2615423C2 publication Critical patent/RU2615423C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying 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
    • C21D8/1272Final recrystallisation annealing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/466Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a non-continuous process, i.e. the cast being cut before rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab
    • C21D8/1211Rapid solidification; Thin strip casting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying 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
    • C21D8/1222Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying 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
    • C21D8/1233Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14791Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0057Coiling the rolled product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0064Uncoiling the rolled product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D2201/00Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05Grain orientation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения улучшенных магнитных свойств полосы из электротехнической стали, имеющей следующий состав легирующих добавок, в весовых процентах: С от 0,001 до 0,08, Al от 4,8 до 20, Si от 0,05 до 10, В до 0,1, Zr до 0,1, Cr от 0,1 до 4, железо и неизбежные примеси – остальное, получают расплав из стали указанного состава, отливают полосу толщиной от 6 до 30 мм в горизонтальной установке, прокатывают полосу со степенью деформации по меньшей мере 50% в горячекатаную полосу. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к горячекатаной полосе для изготовления электротехнической листовой стали и к способу ее изготовления.
Уровень техники
Материалы для электротехнической листовой стали известны, к примеру, из DE 10153234 А1 или DE 60108980 Т2. В большинстве случаев они состоят из сплава железа-кремния или железа-кремния-алюминия, причем различают электротехническую листовую сталь с ориентированной зернистой структурой (КО) и с неориентированной зернистой структурой (NO), которые используются для различных назначений. Алюминий и кремний добавляются, в частности, чтобы удерживать потери на намагничивание на максимально низком уровне.
В целом, материалы, физические свойства которых зависят от направления нагрузки, обозначаются как анизотропные. Если свойства во всех направлениях нагрузки равны, то речь идет об изотропных материалах. Анизотропия магнитных свойств электротехнической листовой стали базируется на анизотропии кристаллов железа. Железо и его сплавы кристаллизуются в кубическую структуру. Направление ребра куба является при этом направлением, наиболее легко поддающимся намагничиванию [100]. Направление пространственной диагонали [111] в кубе является неблагоприятным направлением намагничивания.
Для использования в электромашиностроении, когда магнитный поток не упорядочен ни в каком определенном направлении и поэтому во всех направления требуются одинаково хорошие магнитные свойства, обычно производят электротехническую листовую сталь с максимально изотропными свойствами, которая обозначается как электротехническая листовая сталь с неориентированной зернистой структурой (ΝΟ-). Она используется, по большей части, в генераторах, электромоторах, защитных устройствах, реле и микротрансформаторах.
Идеальной структурой (строением) для электротехнической листовой стали с неориентированной зернистой структурой является поликристаллическая структура с размером зерна от 20 мкм до 200 мкм, причем кристаллические зерна беспорядочно ориентированы в плоскости листа с поверхностью (100). На практике, однако, магнитные свойства фактической электротехнической листовой стали с неориентированной зернистой структурой в плоскости листа зависят от направления намагничивания в незначительной степени. Так, различия в потерях между продольным и поперечным направлениями составляют лишь максимум 10%. На проявление достаточной изотропности магнитных свойств в электротехнической листовой стали с неориентированной зернистой структурой существенное воздействие оказывает структура производственного процесса горячего формования, холодного формования и заключительного отжига.
Для вариантов применения, когда определяются особенно небольшие потери на перемагничивания, а в отношении магнитной проницаемости или поляризации предъявляются особенно высокие требования, к примеру, в силовых трансформаторах, распределительных трансформаторах и в вышестоящих микротрансформаторах, производят электрическую листовую сталь с единой ориентацией кристаллических зерен (кристаллографической текстурой), которая обозначается как электротехническая листовая сталь с ориентированной зернистой структурой (КО-). При единой ориентации кристаллических зерен имеют место сильные анизотропные характеристики электротехнической листовой стали. У электротехнической листовой стали с ориентированной зернистой структурой к тому же за счет дорогостоящей технологии изготовления производится эффективная сортировка роста зерна. Ее зерна (кристаллические зерна) за счет небольшой разориентации демонстрируют в подвергнутом окончательному отжигу материале практически идеальную текстуру, названную по ее открывателю Goss-текстурой. Ребро куба указывает в направлении прокатки, поверхностная диагональ перпендикулярна направлению прокатки. Отклонение ребра куба от направления прокатки составляет у стандартного материала обычно до 7° и у материала с высокой магнитной проницаемостью до 3°. Размер зерен составляет от нескольких миллиметров до сантиметра.
В соответствии с известным уровнем техники магнитные свойства электротехнической листовой стали значительным образом определяются высокой степенью чистоты, содержанием кремния и алюминия (примерно до 4 массовых долей в %), небольшим количеством других легирующих элементов, таких, к примеру, как марганец, сера и азот, а также процессами горячей прокатки, холодной прокатки и отжига. Серийно выпускаемые толщины листовой стали составляют существенно менее 1 мм, к примеру 018 мм или 0,35 мм.
Если материал с неориентированной зернистой структурой в плоскости листа имеет максимально изотропные магнитные свойства и вследствие этого применяется в предпочтительном варианте для вращающихся машин, у материала с ориентированной зернистой структурой посредством нескольких следующих друг за другом этапов обработки вальцеванием и отжигом формируется ориентированная зернистая структура (текстура). Посредством такой целенаправленно формируемой анизотропии в материале при соответствующем направлении намагничивания уменьшаются потери на перемагничивание и повышается относительная магнитная проницаемость. Поэтому в сравнении с материалами с неориентированной зернистой структурой с помощью такого текстурированного материала можно изготавливать трансформаторы, которые при повышенном кпд имеют уменьшенные габариты.
Известный из DE 10153234 А1 материал для электротехнической листовой стали с неориентированной зернистой структурой имеет состав легирующих добавок с С<0,02%, Mn≤1,2%, Si 0,1-4,4% и Al 0,1-4,4%. Описываются различные способы изготовления, к примеру тонкая прокатка или тонкая отливка полосы, посредством которых может быть получена горячекатаная полоса.
Недостатком известного материала является сравнительно небольшое содержание, соответственно максимум 4,4%, кремния и алюминия, при котором во многих случаях применения магнитная проницаемость еще недостаточно высока, а потери на намагничивание достаточно низки, что негативным образом воздействует на кпд электромашин и тем самым на их рентабельность. С повышением содержания Si и Al возрастает электрическое сопротивление стали. Благодаря этому уменьшаются индуцированные вихревые токи и тем самым также потери зерна.
Проблема состоит в том, что при увеличении содержания Si выше известных пределов отливка с помощью известных способов посредством макроликвации или гибки прутка или полосы во время отверждения затруднена или вообще невозможна. Сталь с содержанием Al>2% образует в процессе отверждения на воздухе оксид (Al2O3), который является предельно твердым и ломким и таким образом делает невозможным процесс отливки и дальнейшей обработки. Поэтому сталь можно подвергнуть дальнейшей обработке лишь посредством дорогостоящих технологий, таких, к примеру, как индукционное плавление в вакууме базового сплава в блоки с последующей электрошлаковой переплавкой для гомогенизации и очистки расплава и заключительным перековыванием, в частности с использованием обработки резанием с формированием листов. Начиная с 3,5% Si, способность к холодной обработке давлением ввиду ломкости (заданная степень упорядоченности структуры) более неприемлема, в то время как горячая обработка давлением до 4% относительно непроблематична. Так как толщина готовой полосы и потери вихревого тока связаны между собой квадратичной зависимостью, следует стремиться к небольшой конечной толщине. Этот путь при использовании традиционных средств (плоская заготовка, литье тонких плоских заготовок (CSP)) ввиду ломкости может быть реализован лишь с большими затратами. При литье, близком к конечным контурам, к примеру при отливке тонкой ленты с соответствующей высокой скоростью охлаждения, могут быть предотвращены критические состояния упорядоченности структуры.
Недостатком известных способов является далее то, что исходный продукт имеет очень грубое зерно и отливка посредством формовочного порошка ввиду высокого содержания Al в ферритной стали проблематична. Формовочный порошок не может быть использован при содержании Al в расплаве примерно более 2%, так как алюминий взаимодействует со связанным в формовочном порошке кислородом и тем самым образуются оксиды алюминия (см. выше).
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание горячекатаной полосы для изготовления электротехнической листовой стали, посредством которой можно получить улучшенные в сравнении с известной электротехнической листовой сталью магнитные свойства, в частности более высокую магнитную проницаемость, а также создание более экономичного способа изготовления такой горячекатаной полосы.
Горячекатаная полоса в соответствии с изобретением имеет следующий состав легирующих добавок, в весовых процентах:
С: от 0,001 до 0,08
Al: от 4,8 до 20
Si: от 0,05 до 10
В: до 0,1
Zr: до 0,1
Cr: от 0,1 до 4
железо и обусловленные процессом плавки примеси остальное
Добавление В и/или Zr до заданного предельного значения в предпочтительном варианте может привести к улучшению свойств горячей прокатки, так как образующиеся нитриды (BN, ZrN) или карбиды (ZrC) откладываются на границах зерен и улучшают скольжение при высоких температурах (температурах горячей прокатки). Для достижения эффекта минимальный процент содержания должен составлять для В 0,001% и для Zr до 0,05%. В предпочтительном варианте, кроме того, за счет таких добавок существенно снижается склонность к образованию трещин в горячем состоянии.
За счет добавления Cr в размере более 0,1% и максимально до 4% пластичность при комнатной температуре может быть в предпочтительном варианте улучшена без оказания существенного воздействия на магнитные свойства.
Горячекатаная полоса с составом легирующих добавок в соответствии с изобретением отличается существенно улучшенными магнитными свойствами, в частности существенно более высокой степенью магнитной проницаемости, за счет чего область применения этого материала, с точки зрения энергетических и производственных аспектов, может быть значительно расширена. В частности, в сравнении с известной электротехнической листовой сталью повышение процента содержания Al максимум на 20% способствует существенному повышению электрического сопротивления и тем самым соответствующему уменьшению потерь на перемагничивание.
Так как горячекатаная полоса при температурах выше 400°C подвергается дальнейшей обработке, к примеру, прокатывается, к материалу предъявляются высокие требования в отношении защиты от образования окалины. За счет исключительно высокого содержания Al или Si на поверхности разогретого листа образуется толстый слой Al2O3 или SiO2, который эффективно уменьшает образование окалины железа в стали или даже полностью предотвращает его. На толщину слоя может оказываться воздействие посредством температуры и времени отжига.
С увеличением температуры и времени отжига увеличивается толщина слоя. Правда, толщина этого слоя окалины не должна превышать 100 мкм, лучше 50 мкм, чтобы слой вследствие увеличивающейся с увеличением толщины слоя ломкости не оказывал негативного воздействия на способность подвергаться прокатке вследствие отслаивающейся окалины.
Хотя добавление Si в размере выше 0,05% не является обязательным, дальнейшее увеличение магнитной проницаемости в предпочтительном варианте может быть получено за счет увеличенной подачи Si. Особо предпочтительно, если подача Si производится в зависимости от процента содержания Al. При содержании Al от 4,8 до 8% содержание Si должно составлять от 2 до 5%, при содержании Al от более 8 до 15% содержание Si должно составлять от 0,05 до 4% и при содержании Al свыше 15% содержание Si должно быть ниже 2%, чтобы материал оставался пригодным для горячей прокатки.
Для рентабельного изготовления такой горячекатаной полосы гарантированного качества в соответствии с изобретением применяется способ, при котором расплав в горизонтальной установке для отливки полосы в спокойном потоке и без изгибов отливается в заготовку полосы толщиной от 6 до 30 мм и затем прокатывается в горячекатаную полосу со степенью деформации по меньшей мере 50% и толщиной от 0,9 до 6,0 мм. Перед горячей прокаткой может быть необходим процесс отжига при температурах от 800 до 1200°C.
Для поддержания минимальной степени деформации выявлено, что она должна увеличиваться с увеличением содержания Al. Так, в зависимости от желаемой конечной толщины полосы и от процента содержания Al степень деформации следует удерживать на уровне более 50, 70 или даже 90%, чтобы получить смешанную структуру из упорядоченной и неупорядоченной фаз. Высокая степень деформации необходима также для того, чтобы разрушить структуру особенно в сплавах с большим содержанием Al и тем самым уменьшить зерна (измельчение зерна). Повышенное содержание Al требует поэтому соответствующей более высокой степени деформации.
При толщине, к примеру, 0,9 мм горячекатаная полоса может в предпочтительном варианте использоваться также в качестве конечного продукта в электромагнитных сферах применения. Для получения полосы с ориентированной структурой необходим дополнительный процесс отжига для того, чтобы зерна могли выровняться. Этот процесс, который предусматривает обработку отжигом при температурах от 800 до 1200°C, может осуществляться непрерывно или дискретно и длиться до 30 минут. Таким образом, посредством состава легирующих добавок в зависимости от планового задания возможно получить электротехническую листовую сталь как с ориентированной зернистой структурой (КО), так и с неориентированной зернистой структурой (NO).
Кроме того, имеется возможность подвергнуть горячекатаную полосу после обеспечивающего повторный нагрев процесса отжига (в частности, в обезуглероживающей атмосфере) холодной прокатке и тем самым отрегулировать конечную толщину до 0,1 мм. Отжиг после холодной прокатки должен производиться при температурах от 700 до 900°C максимум 10 минут или для электротехнической листовой стали с ориентированной зернистой структурой (КО) несколько часов в сравнимом температурном диапазоне.
Обезуглероживающая атмосфера является предпочтительной, так как содержание углерода в полосе уменьшается (главным образом, в кромочной зоне). Это приводит к улучшению магнитных свойств, так как в материале возникает меньше дефектов, которые вызываются, к примеру, атомами углерода.
Преимущество предложенного способа можно увидеть в том, что при использовании горизонтальной установки для отливки полосы могут надежно предотвращаться макроликвации и усадочные раковины ввиду очень однородных условий охлаждения в горизонтальной установке для отливки полосы. Так как в этих установках не используется формовочный порошок, то проблема формовочного порошка также отпадает.
Технологически для процесса отливки полосы предлагается добиваться стабилизации потока посредством того, что применяется перемещающийся синхронно или с оптимальной скоростью относительно полосы генерирующий синхронно перемещающееся поле тормозной механизм, который заботиться о том, чтобы в идеальном варианте скорость подачи расплава была равна скорости вращающегося ленточного транспортера. Рассматриваемое в качестве недостатка изгибание во время отверждения предотвращается посредством того, что нижняя сторона принимающей расплав ленты разливочной машины опирается на большое количество расположенных рядом друг с другом роликов. Опирание усиливается за счет того, что в зоне ленты разливочной машины создается разряжение, так что лента прочно прижимается к роликам. В дополнение богатый на Al и Si расплав отверждается в практически свободной от кислорода атмосфере печи. В обычных условиях выше 1250°C богатая на Si окалина (фаялит) расплавляется и, кроме того, крайне сложно удаляется. Это может быть предотвращено посредством соответствующей регулировки температуры и времени в защитной камере, а также посредством последующих этапов процесса.
Чтобы поддерживать эти условия во время критической фазы отверждения, длина ленточного транспортера выбирается таким образом, что на конце ленточного транспортера перед его поворотом заготовка полосы оказывается уже в максимальной степени отвержденной.
К концу ленточного транспортера примыкает зона гомогенизации, которая используется для выравнивания температуры и возможного снижения напряжения.
Прокатка заготовки полосы в горячекатаную полосу может производиться либо во встроенном режиме, либо отдельно в автономном режиме. Перед прокаткой в автономном режиме заготовка полосы после изготовления перед охлаждением либо непосредственно в горячем состоянии сматывается, либо разрезается на листы. Материал полосы или листа затем после возможного охлаждения снова нагревается и для прокатки в автономном режиме сматывается или же в виде листов снова нагревается и подвергается прокатке.
Краткое описание чертежей
На чертеже схематично изображена последовательность операций способа в соответствии с изобретением для условия: скорость литья = скорости прокатки.
Осуществление изобретения
Процессу горячей прокатки предшествует процесс литья посредством горизонтальной установки 1 для отливки полосы, состоящей из вращающегося ленточного транспортера 2 и двух поворотных роликов 3, 3'. Также можно видеть боковое уплотнение 4, которое предотвращает стекание поданного расплава 5 вправо и влево с ленточного транспортера 2. Расплав 5 с помощью разливочного ковша 6 подается к установке 1 для отливки полосы и протекает через установленное в днище отверстие 7 в приемный резервуар 8. Этот приемный резервуар 8 осуществлен в виде переливного бака.
Не изображены устройства для интенсивного охлаждения нижней стороны верхней ветви ленточного транспортера 2, а также замкнутая защитная камера установки 1 для отливки полосы с соответствующей атмосферой защитного газа.
После подачи расплава 5 на вращающийся ленточный транспортер 2 вследствие интенсивного охлаждения происходит отверждение и образование заготовки 9 полосы, которая к концу ленточного транспортера 2 в максимальной степени отверждается.
Для выравнивания температуры и снижения напряжения к установке 1 для отливки полосы примыкает зона 10 гомогенизации. Она состоит из теплоизолированной защитной камеры 11 и не изображенного здесь рольганга.
Следующая затем первая клеть 12 прокатного стана осуществлена либо лишь как чисто задающий агрегат, в частности, с небольшим первым пропуском полосы при прокатке, либо как агрегат прокатного стана с заданным пропуском полосы.
Затем следует промежуточное нагревание, в данном случае предпочтительно в виде индуктивного нагревания, к примеру, в форме катушки 13. Собственно горячее формование происходит на следующей линии 14 клетей прокатного стана, причем первые три клети 15, 15', 15'' обеспечивают собственно съем металла при прокатке, в то время как последняя клеть 16 осуществлена в виде прогладочного прокатного стана.
После последнего пропуска металла следует зона 17 охлаждения, в которой готовая горячекатаная полоса охлаждается до температуры навивки.
Между концом участка 17 охлаждения и устройством 19, 19' для навивки располагаются ножницы. Задача этих ножниц 20 состоит в том, чтобы разделять горячекатаную полосу 18 в поперечном направлении до тех пор, пока одно из двух устройств 19, 19' для навивки не будет полностью навито. Начало следующей горячекатаной полосы 18 проводится в этом случае на второе оставшееся свободным устройство 19, 19' для навивки. Благодаря этому гарантируется, что натяжение ленты по всей длине ленты останется неизменным. Это имеет значение, в частности, при формировании тонких горячекатаных полос.
На чертеже не представлены части установки для повторного нагревания заготовки 9 полосы перед горячей прокаткой и для холодной прокатки горячекатаной полосы.
Перечень ссылочных позиций
1 установка для отливки полосы
2 ленточный транспортер
3, 3' поворотный ролик
4 боковое уплотнение
5 расплав
6 разливочный ковш
7 отверстие
8 приемный резервуар
9 заготовка полосы
10 зона гомогенизации
11 защитная камера
12 первая клеть прокатного стана
13 индукционная катушка
14 линия клетей прокатного стана
15, 15', 15'' клети прокатного стана
16 прогладочная клеть прокатного стана
17 участок охлаждения
18 готовая горячекатаная полоса
19, 19' устройство для навивки
20 ножницы

Claims (32)

1. Горячекатаная полоса из электротехнической стали, имеющая следующий состав, вес.%:
С от 0,001 до 0,08 Al от 4,8 до 20 Si от 0,05 до 10 В до 0,1 Zr до 0,1 Cr от 0,1 до 4 железо и неизбежные примеси остальное
2. Горячекатаная полоса по п. 1, состав которой содержит легирующие добавки, вес.%:
Al от 4,8 до 8,
Si от 2 до 5
3. Горячекатаная полоса по п. 1, состав которой содержит легирующие добавки, вес.%:
Al от более 8 до 15,
Si до 4
4. Горячекатаная полоса по п. 1, состав которой содержит легирующие добавки, вес.%:
Al от более 15 до 20,
Si до 2
5. Горячекатаная полоса по п. 1, состав которой содержит легирующие добавки, вес.%:
В от 0,001 до 0,1 и/или
Zr от 0,05 до 0,1
6. Горячекатаная полоса по любому из пп. 1-5, имеющая ориентированную зернистую структуру (КО) или неориентированную зернистую структуру (NO).
7. Способ изготовления горячекатаной полосы из электротехнической стали по любому из пп. 1-6, включающий получение расплава, отливку расплава в заготовку полосы и прокатку в горячекатаную полосу, при этом расплав отливают в горизонтальной установке для отливки полосы в спокойном потоке и без изгибов в заготовку полосы толщиной от 6 до 30 мм, а прокатку в горячекатаную полосу осуществляют со степенью деформации по меньшей мере 50%.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что отливку расплава в заготовку полосы осуществляют путем подачи расплава на вращающийся ленточный транспортер горизонтальной установки со скоростью, равной скорости вращения ленточного транспортера.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что по всей поверхности расплава с начала отверждения образующейся оболочки, проходящей по ширине ленточного транспортера, создают одинаковые условия охлаждения расплава.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что расплав, поданный на ленточный транспортер в конце ленточного транспортера, отверждают в максимальной степени.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что после отверждения расплава полученная заготовка полосы проходит зону гомогенизации для отжига.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что после прохождения заготовки полосы зоны гомогенизации проводят разделение её на листы .
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что после разделения полосы на листы их нагревают до температуры прокатки и подвергают прокатке.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что после прохождения заготовки полосы зоны гомогенизации осуществляют её намотку.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что заготовку полосы после намотки разматывают, нагревают до температуры прокатки и затем подвергают прокатке.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что заготовку полосы перед разматыванием нагревают.
17. Способ по п. 7, отличающийся тем, что заготовку полосы подвергают горячей прокатке и проводят намотку горячекатаной полосы.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что степень деформации при горячей прокатке >70%.
19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что степень деформации при горячей прокатке >90%.
20. Способ по любому из пп. 7-19, отличающийся тем, что горячекатаную полосу или лист нагревают под отжиг, охлаждают и подвергают холодной прокатке.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что отжиг проводят в обезуглероживающей атмосфере.
22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что горячекатаную полосу прокатывают в холодном состоянии максимально на толщину 0,150 мм.
23. Способ по любому из пп. 7-16, 19, отличающийся тем, что холоднокатаную полосу или лист подвергают отжигу с обеспечением ориентированной зернистой структуры (КО).
RU2014136389A 2012-02-08 2013-01-30 Горячекатаная полоса для изготовления электротехнической листовой стали и способ изготовления горячекатаной полосы RU2615423C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012002642A DE102012002642B4 (de) 2012-02-08 2012-02-08 Warmband zur Herstellung eines Elektroblechs und Verfahren hierzu
DE102012002642.0 2012-02-08
PCT/DE2013/000084 WO2013117184A1 (de) 2012-02-08 2013-01-30 Warmband zur herstellung eines elektroblechs und verfahren hierzu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014136389A RU2014136389A (ru) 2016-03-27
RU2615423C2 true RU2615423C2 (ru) 2017-04-04

Family

ID=47884102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136389A RU2615423C2 (ru) 2012-02-08 2013-01-30 Горячекатаная полоса для изготовления электротехнической листовой стали и способ изготовления горячекатаной полосы

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20150013845A1 (ru)
EP (1) EP2812456B1 (ru)
JP (2) JP2015513607A (ru)
KR (1) KR102048791B1 (ru)
CN (1) CN104204237B (ru)
BR (1) BR112014019450A8 (ru)
DE (1) DE102012002642B4 (ru)
RU (1) RU2615423C2 (ru)
UA (1) UA112677C2 (ru)
WO (1) WO2013117184A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715586C1 (ru) * 2016-07-29 2020-03-02 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Стальная полоса для производства неориентированной электротехнической стали и способ изготовления такой стальной полосы
RU2742998C1 (ru) * 2017-10-06 2021-02-12 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Сверхпрочная многофазная сталь и способ изготовления стальной полосы из этой многофазной стали

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013004905A1 (de) * 2012-03-23 2013-09-26 Salzgitter Flachstahl Gmbh Zunderarmer Vergütungsstahl und Verfahren zur Herstellung eines zunderarmen Bauteils aus diesem Stahl
DE102013013407B4 (de) * 2013-08-07 2015-05-28 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung von Schneid- und Zerspanwerkzeugen aus Stahl mit verbesserter Standzeit
DE102013019787A1 (de) * 2013-11-27 2015-05-28 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Herstellen eines ferromagnetischen Bauteils für einen Drehmomentsensor einer Fahrzeuglenkwelle und Drehmomentsensor
DE102014005662A1 (de) 2014-04-17 2015-10-22 Salzgitter Flachstahl Gmbh Werkstoffkonzept für einen umformbaren Leichtbaustahl
US11000888B2 (en) * 2016-11-10 2021-05-11 Sms Group Gmbh Method for producing a metal strip in a cast-rolling installation
DE102019110271A1 (de) * 2019-04-18 2020-01-02 Primetals Technologies Austria GmbH Kaltwalzwerk mit alternativer Zuführung eines Stahlbandes über zwei verschiedene Wege
CN110238203A (zh) * 2019-06-13 2019-09-17 首钢集团有限公司 一种消除热轧工具钢边部翘皮的方法
DE102019133493A1 (de) * 2019-12-09 2021-06-10 Salzgitter Flachstahl Gmbh Elektroband oder -blech, Verfahren zur Erzeugung hierzu und daraus hergestelltes Bauteil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08319539A (ja) * 1995-03-22 1996-12-03 Nippon Steel Corp 高強度高靭性制振合金及びその製造方法
DE10153234A1 (de) * 2001-10-31 2003-05-22 Thyssenkrupp Stahl Ag Für die Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech bestimmtes, warmgewalztes Stahlband und Verfahren zu seiner Herstellung
RU2288959C2 (ru) * 2000-12-18 2006-12-10 Тиссенкрупп Аччаи Спечали Терни С.П.А. Способ производства полос электротехнической стали с ориентированными зернами
RU2311479C2 (ru) * 2003-05-06 2007-11-27 Ниппон Стил Корпорейшн Лист из неориентированной электротехнической стали, превосходный по потерям в сердечнике, и способ его изготовления
RU2318883C2 (ru) * 2002-05-08 2008-03-10 Эй-Кей СТИЛ ПРОПЕРТИЗ ИНК Способ непрерывного литья полосы неориентированной электротехнической стали

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS597334B2 (ja) * 1979-09-03 1984-02-17 株式会社神戸製鋼所 耐食性にすぐれたセンダスト系合金の製造法
JPS58167060A (ja) * 1982-02-26 1983-10-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 薄鋼板の製造方法及びその装置
JPS62196358A (ja) * 1986-02-21 1987-08-29 Kawasaki Steel Corp 磁気特性および機械的性質に優れた高抗張力軟磁性鋼板
FR2647813B1 (fr) * 1989-06-01 1991-09-20 Ugine Aciers Tole magnetique obtenue a partir d'une bande d'acier laminee a chaud contenant notamment du fer, du silicium et de l'aluminium
JPH06220583A (ja) * 1992-10-08 1994-08-09 Nippon Steel Corp 強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振合金
JPH09225598A (ja) * 1996-02-27 1997-09-02 Nippon Steel Corp 熱延薄鋼板の製造方法
JP4018790B2 (ja) * 1998-02-10 2007-12-05 新日本製鐵株式会社 高周波用無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP3758425B2 (ja) 1999-07-12 2006-03-22 Jfeスチール株式会社 Fe−Cr−Si系電磁鋼板の製造方法
IT1316029B1 (it) * 2000-12-18 2003-03-26 Acciai Speciali Terni Spa Processo per la produzione di acciaio magnetico a grano orientato.
JP2002194513A (ja) * 2000-12-28 2002-07-10 Kawasaki Steel Corp 加工変形特性に優れるシリコンクロム鋼板及びその製造方法
JP4833523B2 (ja) * 2004-02-17 2011-12-07 新日本製鐵株式会社 電磁鋼板とその製造方法
DE102005052774A1 (de) * 2004-12-21 2006-06-29 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl
DE102006007148A1 (de) * 2006-02-16 2007-08-30 Volkswagen Ag Kolben für Verbrennungsmotoren und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren
WO2007138752A1 (ja) * 2006-06-01 2007-12-06 Honda Motor Co., Ltd. 高強度鋼板およびその製造方法
RU2492022C2 (ru) * 2009-03-11 2013-09-10 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Способ изготовления горячекатаной полосы

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08319539A (ja) * 1995-03-22 1996-12-03 Nippon Steel Corp 高強度高靭性制振合金及びその製造方法
RU2288959C2 (ru) * 2000-12-18 2006-12-10 Тиссенкрупп Аччаи Спечали Терни С.П.А. Способ производства полос электротехнической стали с ориентированными зернами
DE10153234A1 (de) * 2001-10-31 2003-05-22 Thyssenkrupp Stahl Ag Für die Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech bestimmtes, warmgewalztes Stahlband und Verfahren zu seiner Herstellung
RU2318883C2 (ru) * 2002-05-08 2008-03-10 Эй-Кей СТИЛ ПРОПЕРТИЗ ИНК Способ непрерывного литья полосы неориентированной электротехнической стали
RU2311479C2 (ru) * 2003-05-06 2007-11-27 Ниппон Стил Корпорейшн Лист из неориентированной электротехнической стали, превосходный по потерям в сердечнике, и способ его изготовления

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715586C1 (ru) * 2016-07-29 2020-03-02 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Стальная полоса для производства неориентированной электротехнической стали и способ изготовления такой стальной полосы
US11047018B2 (en) 2016-07-29 2021-06-29 Salzgitter Flachstahl Gmbh Steel strip for producing a non-grain-oriented electrical steel, and method for producing such a steel strip
RU2742998C1 (ru) * 2017-10-06 2021-02-12 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Сверхпрочная многофазная сталь и способ изготовления стальной полосы из этой многофазной стали

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140129059A (ko) 2014-11-06
EP2812456B1 (de) 2019-08-21
RU2014136389A (ru) 2016-03-27
BR112014019450A2 (ru) 2017-06-20
JP2015513607A (ja) 2015-05-14
JP6471190B2 (ja) 2019-02-13
WO2013117184A1 (de) 2013-08-15
EP2812456A1 (de) 2014-12-17
UA112677C2 (uk) 2016-10-10
CN104204237A (zh) 2014-12-10
DE102012002642B4 (de) 2013-08-14
BR112014019450A8 (pt) 2017-07-11
CN104204237B (zh) 2017-03-01
JP2017197843A (ja) 2017-11-02
DE102012002642A1 (de) 2013-08-08
KR102048791B1 (ko) 2020-01-22
US20150013845A1 (en) 2015-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2615423C2 (ru) Горячекатаная полоса для изготовления электротехнической листовой стали и способ изготовления горячекатаной полосы
TWI479029B (zh) Non - directional electrical steel sheet and manufacturing method thereof
RU2715586C1 (ru) Стальная полоса для производства неориентированной электротехнической стали и способ изготовления такой стальной полосы
JP6828814B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
JP2013512332A (ja) 方向性電磁鋼帯を製造する方法およびそれにより製造された方向性電磁鋼
JP6828815B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
KR20150001467A (ko) 방향성 전기강판 제조 방법
JP5001611B2 (ja) 高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法
JP6828816B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
KR101977510B1 (ko) 자기적 특성이 우수하고, 두께 편차가 작은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101701195B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP6969473B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
KR20140084894A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
TWI693289B (zh) 無方向性電磁鋼板
KR20160078134A (ko) 무방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR101630425B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP7288215B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
KR20190078401A (ko) 재질과 두께의 편차가 작은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP7047983B2 (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
KR20190047468A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2019157247A (ja) 無方向性電磁鋼板
JP2548942B2 (ja) Fe−Ni基合金の急冷凝固時の割れ防止方法
WO2021095859A1 (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
JP4214739B2 (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法