RU2701606C1 - Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability - Google Patents

Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability Download PDF

Info

Publication number
RU2701606C1
RU2701606C1 RU2019113557A RU2019113557A RU2701606C1 RU 2701606 C1 RU2701606 C1 RU 2701606C1 RU 2019113557 A RU2019113557 A RU 2019113557A RU 2019113557 A RU2019113557 A RU 2019113557A RU 2701606 C1 RU2701606 C1 RU 2701606C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strip
temperature
annealing
production
temperatures
Prior art date
Application number
RU2019113557A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Акулов
Андрей Анатольевич Редикульцев
Лариса Соломоновна Каренина
Александр Юрьевич Бородин
Николай Васильевич Михайлов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВИЗ-Сталь"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ВИЗ-Сталь" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВИЗ-Сталь"
Priority to RU2019113557A priority Critical patent/RU2701606C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2701606C1 publication Critical patent/RU2701606C1/en

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

Landscapes

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

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, particularly, to production of electro-technical anisotropic steel used in making magnetic conductors of power and distribution transformers. Performing steel melting, casting, hot rolling, etching, double cold rolling with intermediate decarburizing annealing, in which the strip in a non-oxidising atmosphere is quickly heated to temperatures of 700–980 °C with speed of not less than 100 °C/s and decarburized, application on strip of magnesian coating, high-temperature and straightening annealing. After hot rolling hot-rolled strip annealing is performed with heating to temperatures of 900–1,000 °C with arbitrary speed, holding at this temperature of not more than 60 seconds, cooling to temperature below 500 °C with a speed of not less than 28 °C/s and further cooling to ambient temperature at arbitrary speed. Further, the strip is subjected to subsequent processing operations. Method is particularly applicable in the production of electrical anisotropic steel containing copper from 0.4 to 0.6 wt%.
EFFECT: high permeability and uniformity of magnetic properties.
1 cl, 1 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться при производстве листовой электротехнической анизотропной стали (ЭАС, GO, CGO, RGO, HGO, Hi-B) толщиной 0,18-0,50 мм с текстурой (110) [001] (текстура Госса, ребровая текстура). Холоднокатаная электротехническая анизотропная сталь является основным магнитомягким материалом, использующимся в современном электромашиностроении для изготовления сердечников различного рода преобразующих электроэнергию устройств [1].The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the manufacture of sheet electrical anisotropic steel (EAS, GO, CGO, RGO, HGO, Hi-B) with a thickness of 0.18-0.50 mm with a texture of (110) [001] (Goss texture, rib texture). Cold-rolled electrical anisotropic steel is the main soft magnetic material used in modern electrical engineering for the manufacture of cores of various kinds of electrical energy-converting devices [1].

Уникальная крупнозернистая ориентированная структура ЭАС формируется в результате сложного технологического цикла, включающего прокатки и отжиги, одной из завершающих стадий которого является высокотемпературный отжиг, в процессе которого в стали реализуется вторичная рекристаллизация (аномальный рост зерен) с формированием текстуры Госса - (110) [001]. Основные условия реализации аномального роста в металле - предотвращение собирательной рекристаллизации за счет наличия дисперсных частиц второй (ингибиторной) фазы.The unique coarse-grained oriented structure of the EAS is formed as a result of a complex technological cycle, including rolling and annealing, one of the final stages of which is high-temperature annealing, during which secondary recrystallization (abnormal grain growth) is realized in steel with the formation of Goss texture - (110) [001] . The main conditions for the realization of abnormal growth in a metal are the prevention of collective recrystallization due to the presence of dispersed particles of the second (inhibitory) phase.

В настоящее время ЭАС толщиной 0,18-0,50 мм производится по пяти вариантам технологий [2, 3], основанных на патенте Госса [4]. Основное количество ЭАС в России производится по так называемому нитридно-медному (российскому) варианту, содержащему в химическом составе 0,4-0,6 мас. % меди [2, 5-7].Currently, EAS with a thickness of 0.18-0.50 mm is produced according to five technology options [2, 3], based on the Goss patent [4]. The main amount of EAS in Russia is produced according to the so-called nitride-copper (Russian) version, containing 0.4-0.6 wt. % copper [2, 5-7].

Традиционно ЭАС по величине магнитной индукции В800 разделяют на два класса: сталь обычного качества с B800<1.88 Тл (коммерческого класса, CGO, RGO) и высокопроницаемую сталь с В800≥1.88 Тл (HGO, HI-B) [2, 3].Traditionally, EAS largest magnetic induction 800 are divided into two classes, normal quality steel with B 800 <1.88 T (commercial grade, CGO, RGO) and high-permeability steel 800 ≥1.88 T (HGO, HI-B) [2, 3 ].

В настоящее время высокопроницаемая сталь производится по двум технологическим вариантам, разработанным компанией «Nippon Steel». Общим условием этих технологий является однократная холодная прокатка с высокой степенью деформации. Различие между вариантами состоит в методах управления ингибиторной фазой. Первая классическая сульфо-нитридная технология [7-9] предусматривает формирование требуемой ингибиторной фазы

Figure 00000001
при горячей прокатке, а вторая, внедренная в 90-х годах [10-12], основана на введении основного элемента -азота (для формирования ингибиторной фазы
Figure 00000002
) при химико-термической обработке в конечной толщине (азотировании).At present, high-permeability steel is produced according to two technological options developed by Nippon Steel. A common condition of these technologies is a single cold rolling with a high degree of deformation. The difference between the options lies in the methods of controlling the inhibitory phase. The first classical sulfonitride technology [7–9] provides for the formation of the required inhibitory phase
Figure 00000001
during hot rolling, and the second, introduced in the 90s [10-12], is based on the introduction of the main nitrogen element (to form the inhibitory phase
Figure 00000002
) during chemical-thermal treatment in the final thickness (nitriding).

Основным недостатком первого направления является необходимость высокотемпературного нагрева слябов (до 1400°С), который может быть реализован только на специальном дорогостоящем оборудовании (печи с жидким шлакоудалением, индукционные нагреватели слябов), отсутствующем на стандартных станах горячей прокатки.The main disadvantage of the first direction is the need for high-temperature heating of slabs (up to 1400 ° C), which can be realized only on special expensive equipment (furnaces with liquid slag removal, induction slab heaters), which is absent on standard hot rolling mills.

Второе направление, во-первых, существенно ограничивает производительность печей обезуглероживающего отжига и, во-вторых, предусматривает использование экологически неблагоприятной аммиачной атмосферы.The second direction, firstly, significantly limits the performance of decarburization annealing furnaces and, secondly, involves the use of an environmentally unfavorable ammonia atmosphere.

К недостаткам обеих технологий относятся:The disadvantages of both technologies include:

- необходимость введения в технологический цикл операции термообработки горячекатаного подката при высоких (до 1150°С) температурах.- the need to introduce into the technological cycle the operation of heat treatment of hot-rolled steel at high (up to 1150 ° C) temperatures.

Другим способом производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали, использующим схему с двукратной холодной прокаткой металла, содержащего 0,4-0,6 мас. % меди (нитридно-медный вариант технологии), и наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту (прототипом) является способ производства [13] (Патент РФ 2637848. Способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали / Акулов С.В., Редикульцев А.А., Каренина Л.С., Паршаков Б.В., Михайлов Н.В. Заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "ВИ3-Сталь" (RU). Опубл. 07.12.2017, Бюл. №34. Приоритет от 31.01.2017).Another method for the production of highly permeable anisotropic electrical steel, using a scheme with double cold rolling of metal containing 0.4-0.6 wt. % copper (nitride-copper version of the technology), and the closest set of essential features to the claimed object (prototype) is the production method [13] (RF Patent 2637848. Method for the production of highly permeable anisotropic electrical steel / Akulov SV, Redikultsev A. A., Karenina L.S., Parshakov B.V., Mikhailov N.V. Applicant and patent holder Limited Liability Company “VI3-Steel” (RU). Publish. 07.12.2017, Bull. No. 34. Priority dated 31.01 .2017).

Способ предполагает выплавку стали, разливку, горячую прокатку, травление, двукратную холодную прокатку с промежуточным обезуглероживающим отжигом, нанесение на полосу магнезиального покрытия, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги. Перед стадией обезуглероживания стали в промежуточной толщине производят нагрев, в котором полоса в безокислительной атмосфере быстро нагревается до температур 700-980°С со скоростью не менее 100°С/сек, а также охлаждение нагретой полосы в безокислительной атмосфере до температур 600-840°С при скорости не менее 60°С/сек сразу после достижения максимальной температуры на этапе нагрева. Далее полоса в промежуточной толщине подвергается обезуглероживающему отжигу и последующим операциям обработки. Способ в особенности применим при производстве электротехнической анизотропной стали, содержащей медь от 0,4 до 0,6 мас. %.The method involves steelmaking, casting, hot rolling, pickling, double cold rolling with intermediate decarburization annealing, applying a magnesia coating to the strip, high temperature and straightening annealing. Before the stage of decarburization of steel in the intermediate thickness, a heating is performed in which the strip in an oxidizing atmosphere quickly heats up to temperatures of 700-980 ° C at a speed of at least 100 ° C / s, as well as the cooling of the heated strip in an oxidizing atmosphere to temperatures of 600-840 ° C at a speed of at least 60 ° C / s immediately after reaching the maximum temperature in the heating phase. Further, the strip in the intermediate thickness is subjected to decarburization annealing and subsequent processing operations. The method is particularly applicable in the production of electrical anisotropic steel containing copper from 0.4 to 0.6 wt. %

Прототип предполагает скоростной нагрев полосы металла в промежуточной толщине перед обезуглероживающим отжигом до температур 700-980°С. Однако, как показали, проведенные авторами заявки на изобретение исследования свойства металла по данной технологии могут быть улучшены.The prototype involves rapid heating of a metal strip in an intermediate thickness before decarburization annealing to temperatures of 700-980 ° C. However, as shown, the authors of the application for the invention of a study of the properties of the metal by this technology can be improved.

Задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного способа производства листовой ЭАС с высокой проницаемостью и низкими магнитными потерями по нитридно-медному варианту технологии. Отличительная черта изобретения - добавление операции низкотемпературного отжига горячекатаной полосы, в совокупности с последующим быстрым нагревом холоднокатаной полосы со скоростью не менее 100°С/сек в промежуточной толщине перед обезуглероживающим отжигом.The present invention is the development of an improved method for the production of sheet EAS with high permeability and low magnetic loss according to the nitride-copper version of the technology. A distinctive feature of the invention is the addition of the operation of low-temperature annealing of the hot-rolled strip, together with the subsequent rapid heating of the cold-rolled strip at a speed of at least 100 ° C / s in the intermediate thickness before decarburization annealing.

Предлагаемый способ получения ЭАС, содержащей медь, включает:The proposed method for producing EAS containing copper includes:

1. Выплавку металла следующего состава, мас. %: Cu 0,4-0,6, С 0,018-0,045, предпочтительно 0,002-0,03, Mn 0,10-0,40, предпочтительно 0,20-0,35, Si 3,0-3,50, предпочтительно 3,15-3,40, Al 0,010-0,035, предпочтительно 0,010-0,025, N2 0,008-0,015, предпочтительно 0,009-0,013, остальное железо и неизбежные примеси;1. The smelting of the metal of the following composition, wt. %: Cu 0.4-0.6, C 0.018-0.045, preferably 0.002-0.03, Mn 0.10-0.40, preferably 0.20-0.35, Si 3.0-3.50, preferably 3.15-3.40, Al 0.010-0.035, preferably 0.010-0.025, N 2 0.008-0.015, preferably 0.009-0.013, the rest is iron and unavoidable impurities;

2. Непрерывную разливку в слябы, в том числе и тонкие слябы на литейно-прокатных модулях;2. Continuous casting into slabs, including thin slabs on casting and rolling modules;

3. Горячую прокатку на толщину 1,5-3,5 мм, с завершением деформации при температурах не ниже 900°С и смоткой в рулоны при температуре не выше 580°С;3. Hot rolling to a thickness of 1.5-3.5 mm, with the completion of deformation at temperatures not lower than 900 ° C and winding into rolls at a temperature not higher than 580 ° C;

4. Отжиг горячекатаной полосы при температуре 900-1000°С с выдержкой не более 60 секунд и охлаждением до температуры ниже 500°С со скоростью не менее 28°С/сек;4. Annealing of the hot-rolled strip at a temperature of 900-1000 ° C with a holding time of not more than 60 seconds and cooling to a temperature below 500 ° C at a speed of at least 28 ° C / s;

5. Холодную прокатку на промежуточную толщину 0,50-0,80 мм;5. Cold rolling to an intermediate thickness of 0.50-0.80 mm;

6. Обезуглероживающий отжиг полосы в увлажненной азото-водородной смеси, включающий этап нагрева, в котором полоса в промежуточной толщине быстро нагревается до температур 700-980°С со скоростью нагрева не менее 100°С/сек. При этом быстрый нагрев входят в фазу нагрева обезуглероживающего отжига и выполняются в безокислительной атмосфере [13];6. Decarburizing annealing of the strip in a humidified nitrogen-hydrogen mixture, comprising a heating step in which the strip in the intermediate thickness is quickly heated to temperatures of 700-980 ° C with a heating rate of at least 100 ° C / sec. In this case, rapid heating enters the heating phase of decarburization annealing and is performed in an oxidizing atmosphere [13];

7. Холодную прокатку на толщину 0,15-0,50 мм;7. Cold rolling to a thickness of 0.15-0.50 mm;

8. Нанесение термостойкого покрытия;8. Application of heat-resistant coating;

9. Высокотемпературный отжиг с ограничением скорости нагрева рулонов в интервале температур 400-700°С до 20-25°С/час;9. High-temperature annealing with a limitation of the heating rate of the coils in the temperature range 400-700 ° C to 20-25 ° C / h;

10. Выпрямляющий отжиг с нанесением электроизоляционного покрытия.10. Rectifier annealing with electrical insulating coating.

Горячая прокатка, холодная прокатка и другие способы в изобретении представляют собой традиционные технические способы в этой области техники.Hot rolling, cold rolling and other methods in the invention are traditional technical methods in this technical field.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем. Ранее считалось, что высокая степень совершенства и однородность текстуры (110) [001] в ЭАС может быть достигнута либо за счет формирования большого количества высокодисперсной ингибиторной фазы в процессе горячей прокатки и термообработки подката, а также мощного силового воздействия на текстуру стали, каковой является однократная холодная прокатка (степень деформации более 80%, оптимальная - 88%). Либо, при использовании двукратной прокатки, за счет использования скоростного нагрева перед обезуглероживающим отжигом в промежуточной толщине [13], или сохранения структуры и текстуры горячекатаного подката, характерных для деформированного состояния [14]. Проведенные авторами заявки на изобретение исследования показали, что высокая проницаемость и особонизкий уровень магнитных потерь в ЭАС может быть получен воздействием на структуру металла, содержащего медь (0,4-0,6%), параметрами нагрева и охлаждения полосы после горячей прокатки в совокупности с параметрами нагрева и охлаждения полосы на стадии обезуглероживающего отжига в промежуточной толщине.The essence of the proposed technical solution is as follows. It was previously believed that a high degree of perfection and uniformity of the (110) [001] texture in an EAE can be achieved either by the formation of a large amount of a highly dispersed inhibitory phase during hot rolling and heat treatment of the tack, as well as a powerful force effect on the steel texture, which is a single cold rolling (degree of deformation of more than 80%, optimal - 88%). Either, when using double rolling, due to the use of high-speed heating before decarburizing annealing in the intermediate thickness [13], or to preserve the structure and texture of the hot-rolled steel, characteristic of the deformed state [14]. A study of the invention by the authors showed that high permeability and a particularly low level of magnetic losses in the EAS can be obtained by affecting the structure of the metal containing copper (0.4-0.6%), the parameters of heating and cooling the strip after hot rolling in combination with the parameters of heating and cooling the strip at the stage of decarburization annealing in the intermediate thickness.

Снижение магнитных потерь и повышение степени совершенства текстуры (110) [001] в готовой ЭАС, содержащей медь 0,40-0,60 мас. %, может быть получено путем добавления в технологию производства, использующую индукционный нагрев полосы [13], операции отжига горячекатаной полосы при температуре 900-1000°С с выдержкой не более 60 секунд и охлаждением до температуры ниже 500°С со скоростью не менее 28°С/сек.Reducing magnetic losses and increasing the degree of perfection of the texture (110) [001] in the finished EAS containing copper 0.40-0.60 wt. % can be obtained by adding to the production technology using induction heating of the strip [13], the operation of annealing the hot rolled strip at a temperature of 900-1000 ° C with a holding time of not more than 60 seconds and cooling to a temperature below 500 ° C at a speed of at least 28 ° C / s

Применение заявленного технического решения позволяет:The application of the claimed technical solution allows you to:

1. За счет нагрева и выдержки горячекатаной полосы при температуре 900-1000°С:1. Due to heating and holding the hot-rolled strip at a temperature of 900-1000 ° C:

1.1 Рекристаллизовать горячекатаную структуру с повышением в подповерхностном слое полосы доли острой ребровой ориентировки (110) [001].1.1 Recrystallize the hot-rolled structure with an increase in the subsurface layer of the band of the share of sharp rib orientation (110) [001].

1.2 Повысить содержание и однородность распределения углерода в твердом растворе (за счет повышения растворимости и частичной аустенитизации (формирования γ-железа)).1.2 To increase the content and uniformity of the distribution of carbon in solid solution (by increasing solubility and partial austenitization (formation of γ-iron)).

2. За счет скоростного охлаждения горячекатаной полосы до температуры ниже 500°С со скоростью не менее 28°С/сек (закалки от температуры нагрева) зафиксировать углерод в твердом растворе и избежать выделения крупных карбидов.2. Due to the rapid cooling of the hot-rolled strip to a temperature below 500 ° C with a speed of at least 28 ° C / sec (quenching from the heating temperature), fix carbon in a solid solution and avoid the precipitation of large carbides.

3. При первой холодной прокатке, запасенный в твердом растворе феррита углерод, способствует (в условиях нарастания плотности дислокаций и заметного повышения температуры в очаге деформации), за счет выделения атмосфер на дислокациях, затруднению деформации за счет скольжения и интенсификации процесса формирования полос сдвига [15]. Это в свою очередь приводит к усилению октаэдрической компоненты деформации {111}<112> в структуре деформации и повышению запасенной энергии деформации в областях с ребровой ориентировкой (110) [001].3. During the first cold rolling, carbon stored in a solid solution of ferrite contributes (under conditions of increasing dislocation density and a noticeable increase in the temperature at the deformation zone), due to the release of atmospheres at the dislocations, to the difficulty of deformation due to slip and intensification of the process of formation of shear bands [15 ]. This, in turn, leads to an increase in the {111} <112> octahedral strain component in the strain structure and an increase in the stored strain energy in regions with (110) rib orientation [001].

4. За счет скоростного нагрева полосы в промежуточной толщине до температур 700-980°С повысить температуру начала первичной рекристаллизации, что приводит к увеличению при дальнейшем отжиге количества зародышей первичной рекристаллизации с острой ребровой ориентировкой (110) [001], усиленной за счет влияния запасенного углерода (повышению остроты текстуры (110) [001] по сравнению с применением только индукционного нагрева). Полученные текстурные отличия приводят к усилению остроты ребровой компоненты (110) [001] в подповерхностном слое полосы металла на финальных стадиях отжига перед вторичной рекристаллизацией в конечной толщине, приводя к формированию уникального уровня магнитных свойств (высокой проницаемости и особонизким магнитным потерям).4. Due to the rapid heating of the strip in the intermediate thickness to temperatures of 700-980 ° C, increase the temperature of the onset of primary recrystallization, which leads to an increase in the number of primary recrystallization nuclei with sharp rib orientation (110) [001] upon further annealing, enhanced by the effect of the stored carbon (increasing the sharpness of the texture (110) [001] compared with the use of induction heating only). The resulting texture differences increase the sharpness of the (110) [001] rib component in the subsurface layer of the metal strip at the final stages of annealing before secondary recrystallization in the final thickness, leading to the formation of a unique level of magnetic properties (high permeability and especially low magnetic losses).

На рис. 1 приведены схемы производства ЭАС в соответствии с прототипом (а), производства высокопроницаемой ЭАС по классической сульфо-нитридной технологии (б) и производства ЭАС, содержащей медь, в соответствии с заявляемым техническим решением (в). Жирным шрифтом выделены ключевые особенности каждой из схем производства.In fig. 1 shows the production scheme of EAS in accordance with the prototype (a), the production of highly permeable EAS according to the classical sulfonitride technology (b) and the production of EAS containing copper, in accordance with the claimed technical solution (c). The key features of each production scheme are highlighted in bold.

Способ может быть осуществлен следующим образом.The method can be carried out as follows.

После проведения горячей прокатки на толщину 1,5-3,5 мм, полоса подвергается отжигу в проходном промышленном агрегате отжига (например, стандартный агрегат нормализации). Отжиг включает, нагрев до температур 900-1000°С с произвольной скоростью, выдержкой при данной температуре не более 60 секунд, охлаждением до температуры ниже 500°С со скоростью не менее 28°С/сек и дальнейшим охлаждением до температуры окружающей среды с произвольной скоростью. Далее полоса подвергается последующим операциям обработки.After hot rolling to a thickness of 1.5-3.5 mm, the strip is annealed in a continuous industrial annealing unit (for example, a standard normalization unit). Annealing includes heating to temperatures of 900-1000 ° C at an arbitrary speed, holding at a given temperature for no more than 60 seconds, cooling to a temperature below 500 ° C at a speed of at least 28 ° C / s and further cooling to ambient temperature at an arbitrary speed . Next, the strip is subjected to subsequent processing operations.

Таким образом, техническим результатом заявляемого изобретения является возможность производства ЭАС, содержащей 0,4-0,6 мас. % Cu, с высокой проницаемостью и особонизким уровнем магнитных потерь.Thus, the technical result of the claimed invention is the possibility of producing EAS containing 0.4-0.6 wt. % Cu, with high permeability and a particularly low level of magnetic loss.

Ниже приведено описание экспериментов, проведенных авторами настоящего изобретения. Условия проведения экспериментов и их результаты представляют собой примеры, используемые для подтверждения осуществимости результатов настоящего изобретения, при этом настоящее изобретение не ограничивается приведенными примерами.The following is a description of the experiments conducted by the authors of the present invention. The conditions of the experiments and their results are examples used to confirm the feasibility of the results of the present invention, while the present invention is not limited to the examples.

Пример 1. Выплавляли сталь с химическим составом, мас. %: С 0,018-0,035, Mn 0,1-0,4, Si 3,00-3,50, Al 0.01-0,035, N2 0,08-0,015, Cu 0,4-0,6, остальное железо и неизбежные примеси. Полученные слябы нагревали с последующей горячей прокаткой до получения горячекатаной полосы в толщине 2.5 мм.Example 1. Smelted steel with a chemical composition, wt. %: C 0.018-0.035, Mn 0.1-0.4, Si 3.00-3.50, Al 0.01-0.035, N 2 0.08-0.015, Cu 0.4-0.6, the rest is iron and inevitable impurities. The resulting slabs were heated, followed by hot rolling, to obtain a hot-rolled strip 2.5 mm thick.

После горячей прокатки полосы подвергали отжигу. Параметры отжига варьировались, чтобы обеспечить разную температуру выдержки и скорость охлаждения. Полосы прошли травление и затем на стане холодной прокатки прокатывались на толщину 0.70 мм. После прокатки полосы подверглись нагреву в индукционной печи перед обезуглероживанием со скоростью 100°С/сек. Затем каждая полоса прошла обезуглероживающий отжиг во влажной азото-водородной атмосфере при постоянной температуре 840°С.After hot rolling, the strips were annealed. Annealing parameters were varied to provide different holding temperatures and cooling rates. The strips were etched and then rolled to a thickness of 0.70 mm in a cold rolling mill. After rolling, the strips were heated in an induction furnace before decarburization at a rate of 100 ° C / sec. Then, each strip underwent decarburization annealing in a humid nitrogen-hydrogen atmosphere at a constant temperature of 840 ° С.

Дальнейший передел включал вторую холодную прокатку на толщину 0,27 мм, нанесение магнезиального покрытия, высокотемпературный отжиг при температуре 1150°С с ограничением скорости нагрева рулонов в интервале температур 400-700°С до 20-25°С/час. Затем с полос смыли остатки окиси магния и нанесли электроизоляционное покрытие на ранее сформированный форстеритный слой. Соответствующие режимы обработки и результаты приведены в таблице 1.Further redistribution included a second cold rolling to a thickness of 0.27 mm, applying a magnesia coating, high-temperature annealing at a temperature of 1150 ° C with a limitation of the heating rate of the coils in the temperature range 400-700 ° C to 20-25 ° C / hour. Then, the magnesium oxide residues were washed off the strips and an insulating coating was applied to the previously formed forsterite layer. The corresponding processing modes and results are shown in table 1.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Из данных таблицы 1 следует, что применение заявленного технического решения позволяет достичь уровня магнитных свойств, характерных для высокопроницаемой стали, что объясняется процессами текстурообразования, связанными с перераспределением углерода и наличием меди.From the data of table 1 it follows that the application of the claimed technical solution allows to achieve the level of magnetic properties characteristic of high-permeability steel, which is explained by the processes of texture formation associated with the redistribution of carbon and the presence of copper.

Лучшие магнитные свойства получены при нагреве горячекатаной полосы до температур 900-1000°С, выдержке не более 60 сек и охлаждении до температур ниже 500°С со скоростью не менее 28°С/сек, и дальнейшим охлаждением до температуры окружающей среды с произвольной скоростью.The best magnetic properties were obtained by heating a hot-rolled strip to temperatures of 900-1000 ° C, holding for no more than 60 seconds and cooling to temperatures below 500 ° C at a speed of at least 28 ° C / s, and further cooling to ambient temperature at an arbitrary speed.

Пример 2. Горячекатаные полосы толщиной 2.5 мм, изготовленные по нитридно-медной технологии, подвергали отжигу при 900-1000°С, выдержке 60 сек и охлаждали до 450°С с различной скоростью. Затем полосы прошли травление и на стане холодной прокатки были прокатаны на толщину 0.65 мм. После прокатки полосы подверглись нагреву в индукционной печи перед обезуглероживанием со скоростью 100°С/сек. Затем каждая полоса прошла обезуглероживающий отжиг во влажной азото-водородной атмосфере при постоянной температуре 840°С. Дальнейший передел включал вторую холодную прокатку на толщины 0,23, 0,27 и 0,30 мм, нанесение магнезиального покрытия, высокотемпературный отжиг при температуре 1150°С с ограничением скорости нагрева рулонов в интервале температур 400-700°С до 20-25°С/час. Затем с полос смыли остатки окиси магния и нанесли электроизоляционное покрытие на ранее сформированный форстеритный слой. Соответствующие режимы обработки и результаты приведены в таблице 2.Example 2. Hot rolled strips with a thickness of 2.5 mm, manufactured by nitride-copper technology, were annealed at 900-1000 ° C, holding for 60 seconds and cooled to 450 ° C at different speeds. Then the strips were etched and were cold rolled to a thickness of 0.65 mm in a cold rolling mill. After rolling, the strips were heated in an induction furnace before decarburization at a rate of 100 ° C / sec. Then, each strip underwent decarburization annealing in a humid nitrogen-hydrogen atmosphere at a constant temperature of 840 ° С. Further redistribution included a second cold rolling to a thickness of 0.23, 0.27 and 0.30 mm, application of a magnesia coating, high-temperature annealing at a temperature of 1150 ° C with a limitation of the heating rate of the coils in the temperature range 400-700 ° C to 20-25 ° C / hour. Then, the magnesium oxide residues were washed off the strips and an insulating coating was applied to the previously formed forsterite layer. The corresponding processing modes and results are shown in table 2.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Из данных таблицы 2 следует, что применение заявленного технического решения позволяет получать однозначное стабильное улучшение электромагнитной индукции B8 и удельных потерь Р1.7/50 в ЭАС, содержащей 0,4-0,6 мас. % меди, для толщин 0,23-0,30 мм.From the data of table 2 it follows that the application of the claimed technical solution allows to obtain an unambiguous stable improvement in electromagnetic induction B 8 and specific losses P 1.7 / 50 in the EAS containing 0.4-0.6 wt. % copper, for thicknesses of 0.23-0.30 mm.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Казаджан Л.Б. Магнитные свойства электротехнических сталей и сплавов / Л.Б. Казаджан. Под ред. В.Д. Дурнева. М.: ООО «Наука и технологии. 2000. 224 с.1. Kazadzhan LB Magnetic properties of electrical steel and alloys / L.B. Kazadzhan. Ed. V.D. Durneva. M .: LLC “Science and Technology. 2000.224 s.

2. Лобанов М.Л., Русаков Г.М., Редикулъцев А.А. Электротехническая анизотропная сталь. Часть I. История развития // МиТОМ. 2011. №7. С. 18-25.2. Lobanov M.L., Rusakov G.M., Redikul'tsev A.A. Electrical anisotropic steel. Part I. History of development // MiTOM. 2011. No7. S. 18-25.

3. Лобанов М.Л., Русаков Г.М., Редикулъцев А.А. Электротехническая анизотропная сталь. Часть II. Современное состояние // МиТОМ. 2011. №8. С. 3-7.3. Lobanov M.L., Rusakov G.M., Redikul'tsev A.A. Electrical anisotropic steel. Part II Current state // MiTOM. 2011. No8. S. 3-7.

4. N.P. Goss, US Patent №1965559. 03.07.1934.4. N.P. Goss, US Patent No. 1965559. 07/03/1934.

5. Барятинский В.П., Беляева Г.Д., Удовиченко Н.В. и др. Исследование структурных особенностей сплава Fe-3%Si, легированного медью // В сб. Прецизионные сплавы в электротехнике и приборостроении. М.: Металлургия. 1984. С. 33-37.5. Baryatinsky V.P., Belyaeva G.D., Udovichenko N.V. et al. Study of the structural features of the Fe-3% Si alloy doped with copper // In Sb. Precision alloys in electrical engineering and instrument making. M .: Metallurgy. 1984. S. 33-37.

6. Франценюк И.В., Казаджан В.Б., Барятинский В.П. Достижения в улучшении качества электротехнических сталей на НЛМК // Сталь. 1994. №10. С. 35-38.6. Frantsenyuk I.V., Kazadzhan VB, Baryatinsky V.P. Achievements in improving the quality of electrical steel at NLMK // Steel. 1994. No. 10. S. 35-38.

7. Xia Z., Kang Y, Wang Q. Developments in the production of grain-oriented electrical steel // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008. 254-255. P. 307-314.7. Xia Z., Kang Y, Wang Q. Developments in the production of grain-oriented electrical steel // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008.254-255. P. 307-314.

8. Taguchi S., Sakakura A. US Patent №3159511. Process of producing single-oriented silicon steel. 01.12.1964.8. Taguchi S., Sakakura A. US Patent No. 3159511. Process of producing single-oriented silicon steel. 12/01/1964.

9. Taguchi S., Sakakura A., Takashima H. US Patent №3287183. Process of producing single-oriented silicon steel sheets having a high magnetic induction. 22.10.1966.9. Taguchi S., Sakakura A., Takashima H. US Patent No. 3287183. Process of producing single-oriented silicon steel sheets having a high magnetic induction. 10/22/1966.

10. Kobayashi H., Kuroki K, Minakuchi M., Yakashiro K. US Patent №4979996. Process for Preparation of Grain-Oriented electrical steel sheet comprising a nitriding treatment. 25.12.1990.10. Kobayashi H., Kuroki K, Minakuchi M., Yakashiro K. US Patent No. 4979996. Process for Preparation of Grain-Oriented electrical steel sheet containing a nitriding treatment. 12/25/1990.

11. Takahashi N., Suga Y., Kuroki K., Ueno K. US Patent №5049205. Process for preparing unidirectional silicon steel sheet having high magnetic flux density. 17.09.1991.11. Takahashi N., Suga Y., Kuroki K., Ueno K. US Patent No. 5049205. Process for preparing unidirectional silicon steel sheet having high magnetic flux density. 09/17/1991.

12. Kobayashi H., Tanaka O., Fujii H. US Patent №5190597. Process for producing grain-oriented electrical steel sheet having improved magnetic and surface film properties. 02.03.1993.12. Kobayashi H., Tanaka O., Fujii H. US Patent No. 5190597. Process for producing grain-oriented electrical steel sheet having improved magnetic and surface film properties. 03/02/1993.

13. Акулов С.В. и др. Способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали. Патент РФ 2637848, МПК51 C21D 8/12, H01F 1/16. / Акулов С.В., Редикулъцев А.А., Каренина Л.С, Паршаков Б.В., Михайлов Н.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "ВИ3-Сталь" (RU); опубл. 07.12.2017, Бюл. №34 (Заявка 2017103282, приоритет 31.01.2017).13. Akulov S.V. et al. Method for the production of highly permeable anisotropic electrical steel. RF patent 2637848, IPC51 C21D 8/12, H01F 1/16. / Akulov S.V., Redikul'tsev A.A., Karenina L.S., Parshakov B.V., Mikhailov N.V .; Applicant and patent holder VI3-Steel Limited Liability Company (RU); publ. 12/07/2017, Bull. No. 34 (Application 2017103282, priority January 31, 2017).

14. Цырлин М.Б. Способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали / Патент РФ 2516323 С1. / Цырлин М.Б. Заявитель и патентообладатель Цырлин М.Б. (RU); опубл. 20.05.2014. Приоритет от 14.11.2012.14. Tsyrlin M.B. Method for the production of highly permeable anisotropic electrical steel / RF Patent 2516323 C1. / Tsyrlin M.B. Applicant and patent holder Tsyrlin MB (RU); publ. 05/20/2014. Priority from 11/14/2012.

15. Лобанов М.Л., Редикулъцев А.А., Русаков Г.М., Беляевских А.С. Влияние деформационного старения при холодной прокатке на формирование структуры и свойств технического сплава Fe-3%Si // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2015. Т. 58. №7. С. 520-525.15. Lobanov M.L., Redikul'tsev A.A., Rusakov G.M., Belyaevskikh A.S. The effect of strain aging during cold rolling on the formation of the structure and properties of the technical alloy Fe-3% Si // Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. 2015.V. 58. No. 7. S. 520-525.

Claims (1)

Способ производства высокопроницаемой электротехнической анизотропной стали, содержащей медь 0,4-0,6 мас. %, включающий выплавку стали, разливку, горячую прокатку, травление, двукратную холодную прокатку с промежуточными нагревом в безокислительной атмосфере до температур 700-980°С со скоростью не менее 100°С/с и последующим обезуглероживающим отжигом, нанесение на полосу магнезиального покрытия, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги, отличающийся тем, что после горячей прокатки проводят отжиг горячекатаной полосы путем нагрева полосы до температур 900-1000°С с произвольной скоростью, выдержки при температуре нагрева не более 60 секунд, охлаждения до температуры ниже 500°С со скоростью не менее 28°С/с и дальнейшего охлаждения до температуры окружающей среды с произвольной скоростью. A method of manufacturing a highly permeable electrical anisotropic steel containing copper 0.4-0.6 wt. %, including steel smelting, casting, hot rolling, pickling, double cold rolling with intermediate heating in a non-oxidizing atmosphere to temperatures of 700-980 ° C at a rate of at least 100 ° C / s and subsequent decarburization annealing, application of a high temperature coating to the strip of magnesia and rectifying annealing, characterized in that after hot rolling annealing of the hot-rolled strip is carried out by heating the strip to temperatures of 900-1000 ° C at an arbitrary speed, holding at a heating temperature of not more than 60 seconds, cooling temperature to below 500 ° C at a rate of at least 28 ° C / s and further cooling to ambient temperature at an arbitrary speed.
RU2019113557A 2019-04-29 2019-04-29 Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability RU2701606C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113557A RU2701606C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113557A RU2701606C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701606C1 true RU2701606C1 (en) 2019-09-30

Family

ID=68170579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113557A RU2701606C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2701606C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137849C1 (en) * 1996-08-07 1999-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭСТА" Process for production of anisotropic electric steel
JP2000256810A (en) * 1999-03-11 2000-09-19 Kawasaki Steel Corp Grain oriented silicon steel sheet excellent in magnetic property in low magnetic field and high-frequency and punching workability and its production
RU2194775C2 (en) * 1996-08-30 2002-12-20 Аччаи Спечьяли Терни С.п.А. Method of producing grain-oriented electrical strip steel with high magnetic characteristics beginning from thin slabs
RU2508411C2 (en) * 2009-07-17 2014-02-27 Ниппон Стил Корпорейшн Production method of grain-oriented magnetic plate steel
RU2594543C1 (en) * 2012-08-30 2016-08-20 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Textured siliceous steel with high magnetic induction and its production method
RU2637848C1 (en) * 2017-01-31 2017-12-07 Общество с ограниченной ответственностью "ВИЗ-Сталь" Method for producing high-permeability anisotropic electrical steel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137849C1 (en) * 1996-08-07 1999-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭСТА" Process for production of anisotropic electric steel
RU2194775C2 (en) * 1996-08-30 2002-12-20 Аччаи Спечьяли Терни С.п.А. Method of producing grain-oriented electrical strip steel with high magnetic characteristics beginning from thin slabs
JP2000256810A (en) * 1999-03-11 2000-09-19 Kawasaki Steel Corp Grain oriented silicon steel sheet excellent in magnetic property in low magnetic field and high-frequency and punching workability and its production
RU2508411C2 (en) * 2009-07-17 2014-02-27 Ниппон Стил Корпорейшн Production method of grain-oriented magnetic plate steel
RU2594543C1 (en) * 2012-08-30 2016-08-20 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Textured siliceous steel with high magnetic induction and its production method
RU2637848C1 (en) * 2017-01-31 2017-12-07 Общество с ограниченной ответственностью "ВИЗ-Сталь" Method for producing high-permeability anisotropic electrical steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100441234B1 (en) Grain-oriented electrical steel having high volume resistivity and method for manufacturing the same
JP6844125B2 (en) Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet
JP5273944B2 (en) Manufacturing method of mirror-oriented electrical steel sheet
JP2013189712A (en) Method for producing grain-oriented flat rolled magnetic steel sheet and strip with high magnetic flux density
Lobanov et al. Electrotechnical anisotropic steel. Part 1. History of development
JP4697841B2 (en) Method for producing grain-oriented electrical steel sheet
JPH0774388B2 (en) Method for manufacturing unidirectional silicon steel sheet with high magnetic flux density
JP5332134B2 (en) Manufacturing method of high magnetic flux density grain-oriented electrical steel sheet
JP2016505706A (en) Directional silicon steel and method for producing the same
JP2004526862A5 (en)
CN111417737B (en) Grain-oriented electromagnetic steel sheet with low iron loss and method for producing same
JP4714637B2 (en) Method for producing grain-oriented electrical steel sheet with high magnetic flux density
JP3359449B2 (en) Manufacturing method of ultra high magnetic flux density unidirectional electrical steel sheet
RU2637848C1 (en) Method for producing high-permeability anisotropic electrical steel
CN114867872A (en) Oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
JP5068579B2 (en) Manufacturing method of high magnetic flux density grain-oriented electrical steel sheet
CN100418697C (en) High magentic induction oriented electrical steel sheet and its manufacturing method
JPH0567683B2 (en)
RU2701606C1 (en) Method for production of anisotropic electrical steel with high permeability
JP5005873B2 (en) Method for producing directional electromagnetic steel strip
RU2701599C1 (en) Production method of high-permeable anisotropic electrical steel
JPH055126A (en) Production of nonoriented silicon steel sheet
KR950002895B1 (en) Ultrahigh-silicon directional electrical steel sheet and production thereof
KR100544584B1 (en) Method for Manufacturing Non-Oriented Electrical Steel Sheet with Low Iron Loss
JP2001049351A (en) Production of grain-oriented silicon steel sheet high in magnetic flux density