SE445650B - Sett att framstella icke-kornorienterad kiselstalplat - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 78¶¶4šöt@ 2 elektrisk stâlplât, och hysteres-förlusten utgör allmänt 60-80 % av den totala järnförlusten. Hysteres- förlusten är omvänt proportionell mot kristallstorleken.

Ett effektivt medel att minska järnförlusten är att gyn- na den normala korntillväxten hos rekristalliserade korn vid slutglödgning. Det är känt att sulfid och ni- trid, som är dispergerat i kiselstål i form av fina ut- fällningar med mindre än 0,1 pm storlek, förhindrar korn- tillväxten i stålet och ökar järnförlusten hos den resul- terande, icke-orienterade kiselstålplåten.

Vidare är en annan faktor, som påverkar stålplåtens magnetiska induktion, aggregationstexturen. Metoder för att förbättra den magnetiska induktionen hos icke-orien- terad kiselstålplât genom att förbättra dess aggregations- textur är emellertid i huvudsak okända. Icke-orienterad kiselstålplåt med ett (100)-plan parallellt med plâtytan, dvs med en textur av {l0O}[uvw]-typ, är ideal och flera produktionsmetoder har föreslagits. Produktionen av stål- plåten är emellertid mycket dyrbar och stålplåten fram- ställs icke alls i kommersiell skala.

Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett sätt att framställa icke-orienterad kiselstål- plåt med utmärkta elektromagnetiska egenskaper, som är överlägsna de hos hitintills kända, icke-orienterade kiselstålplâtar.

Sättet enligt föreliggande uppfinning för att åstad- komma icke-orienterad kiselstålplât med utmärkta elektro- magnetiska egenskaper innefattar sâlunda glödgning av en varmvalsad stålplåt, som består av högst 0,02 % C, 0,5-3,5 % Si, 0,1-1,0 % Al, 0,1-1,0 % Mn, högst 0,007 % S, 0,005-0,30 % Sb och återstoden väsentligen Fe, vid en temperatur av 700-95000 under 2 min till 20 h, kallvals- ning av den glödgade plåten till slutdimension, samt glödgning av den kallvalsade plåten vid en temperatur av 750-1ooo°c.

Ritningsbeskrivning.

Fig la, lb och lc är (200)-polfigurer av s1utproduk~ 10 15 20 25 30 35 7811436-'0 3 terna. Fig 2 och 3 är diagram, som visar sambandet mel- lan Sb-halten i den varmvalsade plåten och B50 (Tesla) eller W15/50 (W7kg) hos slutprodukten. Fig 4 är ett diagram, som visar inverkan av glödgningstemperaturen och glödgningstiden på slutproduktens magnetiska egen- skaper vid en varmvalsad plåt innehållande 0,036 % Sb.

Detaljerad beskrivning Vid utarbetande av föreliggande uppfinning har man noggrant undersökt inverkan av tillsatsmedel på de mag- netiska egenskaperna hos icke-orienterat elektriskt stål och funnit att när en mycket liten mängd Sb sätts till ett kiselstål med låg S-halt gynnas tillväxten av kristallkorn i kiselstâlet och vidare minskas intensi- teten hos slutproduktens (lll)-plan, dvs dess aggrega- tionstextur förbättras.

Det är tidigare känt att Sb utskiljs i korngränsen och förhindrar korngränsmigrering och att följaktligen den normala korntillväxten av rekristalliserade korn förhindras. Flera metoder har föreslagits, vid vilka Sb sätts till kiselstål för att gynna utveckling av sekundärt rekristalliserade korn i (110) [OOl]-rikt- ningen hos kornorienterat kiselstål genom utnyttjande av den ovan beskrivna effekten. Så t ex inbegrips OfOO5-0,5 % Sb i kiselstàl vid de japanska patentskrif- terna 412 621 och 839 079 samt den japanska publicerade patentansökan 29 496/76 och den ej granskade, publice- rade japanska patentansökan 76 719/74.

Den japanska patentskriften 800 633 anger att när Sb sätts till en kallvalsad otätad stålplåt är intensi- teten hög hos slutproduktens (lll)-plan, och dess djup- (lll)-Planet hos d-järn innehåller emellertid inte någon (OOl)~axel för lätt dragningsegenskaper förbättras. magnetisering och det faktum att intensiteten hos slut- produktens (lll)-plan är hög innebär därför att produk- tens magnetiska egenskaper är dåliga. Sb förhindrar så- ledes kristallkorntillväxten och påverkar aggregations- texturen negativt. Därför har icke-orienterad elektrisk stâlplât hittills framställts utan tillsats av Sb så 7811436-0 10 8 15 20 25 30 35 4 långt möjligt, utom i det fall då en liten mängd Sb sätts till kiselstâl för att förhindra nitrering, och det har aldrig varit tal om att tillsätta Sb till kisel- stål för att förbättra slutproduktens magnetiska egen- skaper.

Man har nu, i samband med föreliggande uppfinning funnit att i en kiselstålplåt, som innehåller en mycket _liten mängd S, uppträder inte de ovan beskrivna effek- terna av Sb i form av undertryckning av korntillväxten och ökning av intensiteten hos (lll)-planet, utan Sb har en sänkande inverkan på intensiteten hos (l1l)-pla- net, och denna effekt förbättras effektivt genom riktig glödgning. Föreliggande uppfinning är ett resultat av dessa upptäckter.

Effekten hos Sb för att förbättra aggregations- texturen kommer att förklaras i det följande med hänvis- ning till försöksdata.

Ett stâlgöt, som innehöll 1,86 % Si, 0,24 % Mn, 0,32 % A1, 0,006 % s, 0,015 % Sb (O %, 0,008 % och 0,088 %), varmvalsades. Den varm- valsade stålplâten glödgades vid 800°C under 5 h i kväve- atmosfär, betades och kallvalsades sedan till en slut- dimension av 0,5 mm, och den kallvalsade plåten glödga- des vid 840°C under l h i kväveatmosfär. Fig la, lb och lc visar (200)-polfigurerna hos slutprodukterna. Det framgår av polfigurerna att i jämförelsestålplåten, som C och en varierad mängd inte innehöll Sb (se fig la), utgöres huvudkomponenten av {111}<112>, som inte är så viktigt för stålplåtens f egenskaper. I motsats härtill är intensiteten hos {lll}- planet låg i stâlplâten som innehåller 0,008 % Sb (se fig lb), och vidare uppvisar stålplåten som innehåller 0,088 % Sb (se fig lc) mycket hög intensitet för (100) I [uvw], vilket är gynnsamt för stålplâtens egenskaper.

Inverkan av Sb-halten i den varmvalsade stålplâten på slutproduktens elektromagnetiska egenskaper kommer att *förklaras i det följande.

En varmvalsad stålplåt, som innehöll 0,005-0,008 % C, 1,81-1,88 % Si, 0,30-0,33 % Mn, 0,28-0,35 % Al, lO 15 20 25 30 7811436-0 5 0,4 - 0,6 % S och en varierad mängd Sb, glödgades vid 85000 under 5 h i kväveatmosfär och kallvalsades till en slut- dimension av 0,50 mm. Den kallvalsade plåten glödgades vid 900°C under 5 min i en AX-gasatmosfär med en dagg- punkt av 5000 och en Epstein-provstav utskars ur plåten.

Provstavens magnetiska egenskaper bestämdes. Pig 2 visar resultatet. Samma varmvalsade plåt som beskrivits ovan utsattes vidare direkt för kallvalsning utan glödgning, och en Epstein-provstav utskars från den kallvalsade plåten innan plåten glödgades. Provstaven glödgades vid 84000 under l h i en DX-gasatmosfär med en daggpunkt av 3000 och provstavens magnetiska egenskaper bestämdes.

Fig 3 visar resultatet. Det framgår av fig 2 och 3 att när tillsatsmängden Sb ökar ökas den magnetiska induk- tionen och järnförlusten minskar och denna tendens är anmärkningsvärt påtaglig när en varmvalsad plåt glödgas före kallvalsning. Sb är effektivt för att förbättra slutproduktens egenskaper i en tillsatsmängd av minst 0,005 % och är särskilt effektivt i en tillsatsmängd av minst 0,03 %. När mängden Sb överstiger 0,4 % har stålplåten benägenhet att spricka vid kallvalsningen.

Bland de varmvalsade plåtar som används i de i fig 2 och 3 visade försöken, glödgades den varmvalsade plåt som innehöll o,o3e s sb vid eso- s5o°c under s n eller vid 800-950°C under 5 min och kallvalsades sedan till en slutdimension av 0,50 mm. En Epstein-provstav utskars från den kallvalsade plåten och provstaven glöd- gades vid 840°C underl11i.en DX-gasatmosfär med en daggpunkt av 2700, vilken atmosfär bestod av 12 % H2, 9 % co, 5,5 s perna hos den ovan behandlade stålplåten visas i fig 4.

C02 och resten H2. De magnetiska egenska- Det framgår av fig 4 att en glödgningstemperatur av minst 700°C för den varmvalsade plåten är effektiv för att för- bättra slutproduktens egenskaper, och när glödgningstem- peraturen är minst 85000 kan en slutprodukt med utmärkta egenskaper erhållas på den mycket korta tidsperioden 5 min. När emellertid glödgningstemperaturen är högre än 95000 har stâlplåten benägenhet att spricka vid kallvals- 7811436-n 10 15 20 25 30 35 6 ningen. Därför får glödgningstemperaturen inte vara högre än 950°C.

Vid föreliggande uppfinning måste utgångssamman- sättningen hos den varmvalsade kiselstålplåten begrän- sas till det ovan definierade området på grund av föl- jande skäl.

Si sätts till stâlplâten för att öka dess specifika resistivitet och minska dess virvelströmsförlust. Det är emellertid svårt att kallvalsa en varmvalsad plåt, som innehåller mer än 3,5 % Si. Vid lågvärdig kiselstålplåt, som innehåller mindre än 0,5 % Si, kan en slutprodukt med för kvaliteten tillfredsställande egenskaper lätt erhållas utan användning av tekniken enligt föreliggande uppfinning. Därför måste Si-halten i den varmvalsade plåten ligga i området 0,5-3,5 %. Ett bra resultat er- hålles isynnerhet när den varmvalsade plåten innehåller 1,0-3,0 % Si.

När den varmvalsade plâtens Al-halt är lägre än ,0,l % erhålles en fin utfällning av AlN i den kallval-' sade plåten som ofta undertrycker-korntillväxten genom den samtidiga förekomsten av Sb. När den varmvalsade plåtens Al-halt däremot överstiger 1,0 % är plåten svår att kallvalsa. Därför måste den varmvalsade plåtens Al- halt ligga i området 0,1-1,0 %.

C är skadligt för slutproduktens egenskaper. När det finns mer än(J,02 % C i den varmvalsade plåten är det svårt att avkola stålet till en given C-halt även om den varmvalsade plåten glödgas. Därför får den varmvalsade plåtens C-halt inte vara högre än 0,02 %.

S är ett element, som inte är önskvärt med hänsyn till slutproduktens egenskaper. När S-halten i den varm- valsade plåten överstiger 0,008 % förhindrar S den nor- mala korntillväxten av rekristalliserade korn i plåten genom samtidig förekomst av Sb. Därför får S-halten i den varmvalsade plåten inte överstiga 0,007 % och är företrädesvis högst 0,005 %.

Sb måste förefinnas i den varmvalsade plåten i en mängd av minst 0,005 % för att förbättra slutproduktens 10 15 20 25 30 35 7811436-0 7 aggregationstextur. När Sb-halten i den varmvalsade plå- ten överstiger 0,3 % förbättras emellertid slutproduk- tens aggregationstextur inte nämnvärt, och dessutom är det svårt att kallvalsa den varmvalsade plåten. Därför skall Sb-halten i den varmvalsade plåten ligga i området 0,005-0,3 %. Ett bra resultat erhålles isynnerhet när Sb-halten är 0,015-0,15 %.

Sällsynta jordartsmetaller eller kalcium är effektiva för att gynna den normala korntillväxten vid slutglödg-_ ningen och för att minska slutproduktens järnförlust.

När den varmvalsade plåten innehåller 0,005-0,04 % sällsynta jordartsmetaller eller 0,001-0,01 % Ca gyn- nas den normala korntillväxten vid slutglödgningen och en slutprodukt med lägre järnförlust kan erhållas.

Det utgângsmaterial som används vid föreliggande uppfinning är en varmvalsad kiselstålplåt med ovan be- skriven sammansättning och en sådan plåt kan framställas medelst känd teknik. T ex smälts ett kiselstâl i en martinugn, konverter, elektrisk ugn eller vakuumugn, och det smälta stålet kan gjutas till ett göt och där- efter valsas till plattämne, eller formas direkt till ett plattämne genom stränggjutning. Det erhållna platt- ämnet varmvalsas medelst konventionell varmvalsnings- teknik. Den varmvalsade plåtens tjocklek är i allmänhet 1,5- 3 mm. Det är viktigt vid föreliggande uppfinning att den varmvalsade plåten glödgas vid en temperatur av 700-950°C under en tillämplig tidsperiod före kall- valsningen. Såsom framgår av fig 2 är inverkan av Sb på förbättringen av slutproduktens egenskaper låg när denna glödgning utelämnas. Glödgningstiden kan på lämpligt sätt bestämmas beroende på glödgningstemperaturen. När t ex glödgningen utföres vid en relativt låg temperatur av 700°C krävs en lång tidsperiod av minst 10 h vid glödg- ningen, medan när glödgningen utföres vid en hög tempe- ratur av 950°C glödgningen kan genomföras på en så kort tidsperiod som cirka 3 min. När glödgningstemperaturen är lägre än 700°C är glödgningen inte effektiv även om den utföres under en så lång tidsperiod som lO~ 20 h. lO 15 20 25 30 7811456-0 8 När glödgningstemperaturen överstiger 950oC förbättras inte slutproduktens egenskaper nämnvärt och dessutom är det svårt att kallvalsa den glödgade plåten. Därför måste den varmvalsade plåtens glödgningstemperatur lig- ga i området 700-950°C.

Glödgningsatmosfären kan utgöras av kväve, DX-gas, AX-gas, väte och luft, och är inte speciellt begränsad.

Vidare kan glödgningsmetoden utgöras av tätglödgning, öppen glödgning eller kontinuerlig glödgning. Den glöd- gade plåten betas och kallvalsas sedan enligt konven- tionell teknik. Kallvalsningen kan utföras med hjälp av vilket som helst tandemverk, reverservalsverk eller Sendzimir-valsverk. Vidare kan kallvalsningen utföras såsom kallvalsning i ett steg eller i form av kallvals- ning i två steg med mellanglödning. Föreliggande upp- finning är särskilt effektiv i det fall då kallvalsning i ett steg utföres. Den kallvalsade plåten utsätts för en slutglödgning vid en temperatur av 750-lO0O°C för erhållande av den slutliga, icke-orienterade kiselstål- plåtprodukten med utmärkta elektromagnetiska egenskaper.

Föreliggande uppfinning kan appliceras på framställ- ning av helt färdiga produkter och på framställning av halvfabrikat" Idetförra fallet utföres slutglödgningen av stålplâtstillverkaren för bildning av slutprodukten.

Vid denna slutglödgning utföres företrädesvis en konti- nuerlig glödgning av den kallvalsade plåten vid en rela- tivt hög temperatur av 850-lOOOoC under en kort tids- period av ej mer än 15 min och allra helst vid en tempe- ratur av 850~950°C under 2-8 min. I det senare fallet utföres däremot slutglödgningenamfden elektriska apparat- tillverkaren. Tillverkaren av den elektriska stålplâten utför således en kontinuerlig glödgning av den kallval- sade plåten vid en temperatur av 750-85OOC under 10 s min för att korrigera formen och liknande hos halv- till 3 plåten till bildning av en mellanprodukt, dvs ett fabrikat. Den elektriska apparattillverkaren stansar mellanprodukten till önskad form för användning i en elektrisk apparat och utför sedan slutglödgning av mel- 10 15 7811436-0 9 lanprodukten vid en temperatur av 750-QOOOC under 0,5-3 h till bildning av en slutprodukt med önskade egenskaper.

Följande exempel ges i ändamål att belysa uppfin- ningen och är inte avsedda att begränsa densamma.

EXEMPEL l En varmvalsad plåt med en tjocklek av 2 mm och en sammansättning enligt tabell 1, varvid återstoden ut- gjordes av Fe, glödgades och utsattes sedan för kall- valsning i ett steg till bildning av en ring med en slutdimension av 0,5 mm, och den kallvalsade ringen glöd- gades vid 900°C under 5 min i en AX-gasatmosfär med en daggpunkt av 40°C. En Epstein-provstav utskars från ring- en och provstavens elektromagnetiska egenskaper be- stämdes. Resultaten anges i tabell 1.

TABELL l Exempel 0,006 3,02 0,41 0,16 0,003 0,018 B50 (T) Mn S (Z) (Z) sb

Claims (1)

10 15 20 25 30 7811436-(3 PATENTKRAV l. Sätt att framställa icke-orienterad kiselstål- plåt med utmärkta elektromagnetiska egenskaper, k ä n-n e t e c k n a t därav, att en varmvalsad plåt som består av högst 0,02 % C, 0,5-3,5 % Si, O,l-1,0 % Al, 0,1-1,0 % Mn, högar o,oo7 a s, o,oo5-0,30 % återstoden väsentligen utgöres av Fe, glödgas vid en temperatur av 700-950°C under 2 min till 20 h, varefter den glödgade plåten kallvalsas till slutdimension och Sb, varvid den kallvalsade plåten glödgas vid en temperatur av ïso-1ooo°c. I 2. Sätt enligt kravet 1, därav, att den varmvalsade plåten underkastas kistglödg- k ä n n e t e c k n a t ning vid en temperatur av 700-850°C i l-10 h.

3. Sätt enligt kravet l, därav, att den varmvalsade plåten underkastas kontinuer- k ä n n e t e c k n a t lig giaagning vid en temperatur av sso-95o°c 1 2-lo min.

4. Sätt enligt kravet l, därav, att den varmvalsade plåten består av 1,0-3,0 % Si, 0,03-0,3 % Sb, högst 0,005 % ligen utgöres av Fe.

5. Sätt enligt kravet l, därav, att den varmvalsade plåten dessutom innehåller 0,005-0,04 % sällsynta jordartsmetaller eller 0,001-0,01 % Ca. _ - 6. Sätt enligt kravet l, därav, att den kallvalsade plåten underkastas kontinu- erlig glödgning vid en temperatur av 850-950°C i 2-8 min k ä n n e t e c k n a t S, varvid återstoden väsent- k ä n n e t e c k n a t k ä n n e t e c k n a t för bildning av en färdigbehandlad produkt.

7. Sätt enligt kravet l, därav, att den kallvalsade plåten underkastas kontinu- k ä n n e t e c k n a t erlig glödgning vid en temperatur av 750-85OOC i 10 s till 3 min för bildning av en mellanprodukt, och att mellanprodukten därefter utsätts för glödgning vid en temperatur av 750-9009C i 0,5-3 h.