SK286281B6 - Spôsob výroby orientovaných pásových ocelí na elektrotechnické účely - Google Patents

Abstract

Pri výrobe pásových ocelí na elektrotechnické účely sa pred valcovaním za tepla uskutočňuje špeciálne predhrievanie plochých predvalkov tak, aby plochý predvalok dosiahol svoju maximálnu teplotu v peci v dostatočnom predstihu pred vyberaním z pece. V priebehu zahrievania a pri najvyšších teplotách termálneho cyklu sa rozpúšťajú častice druhej fázya segregované prvky sú distribuované do kovovej matrice, zatiaľ čo v priebehu ochladzovania a pri vyrovnávaniach teploty v plochom predvalku v peci sa kontrolované množstvo malých sekundárnych fázových častíc homogénnejšie reprecipituje z kovovej matrice. Na rozdiel od všetkých bežných spôsobov výroby ocelí na elektrotechnické účely sa pec, v ktorej dochádza k predhrievaniu plochého predvalku, stáva miestom, v ktorom sa uskutočňuje precipitácia kontrolovaného množstva sekundárnych fázových častíc na nevyhnutné riadenie rastu kryštálov v priebehu postupných procesných krokov.

Description

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka spôsobu regulácie distribúcie inhibítorov rastu kryštálov pri výrobe orientovaných pásových ocelí na elektrotechnické účely, a presnejšie sa týka spôsobu, pri ktorom sa získava optimalizovaná distribúcia uvedených inhibítorov vychádzajúc zo zahrievania plochých predvalkov pri vysokej teplote na valcovanie za horúca, čím sa zabráni akejkoľvek nerovnosti spôsobenej teplotnými rozdielmi v plochom predvalku pri východe z pece a veľmi sa tým podporí následný transformačný proces na pásovú oceľ s požadovanou hrúbkou, pri ktorom nastáva sekundárna rekryštalizácia.

Doterajší stav techniky

Orientované ocele na elektrotechnické účely sa v priemyselnom meradle typicky vyrábajú ako pásové ocele s hrúbkou medzi 0,18 až 0,50 mm, pričom sa vyznačujú magnetickými vlastnosťami závislými od triedy produktu, pričom najlepší produkt má hodnoty magnetickej permeability vyššie ako 1,9 T a jadrové straty nižšie ako 1 W/kg. Vysoká kvalita orientovaných kremičitých pásových ocelí (v podstate Fe-Si zliatiny) závisí od schopnosti získať veľmi ostrú kryštalografickú textúru, ktorá by teoreticky mala korešpondovať s takzvanou Gossovou textúrou, v ktorej majú kryštály svoju vlastnú {110} kryštalografickú rovinu rovnobežnú s povrchom pásovej ocele a svoju vlastnú <001> kryštalografickú os paralelnú so smerom valcovania pásovej ocele. Táto závislosť je najmä dôsledkom skutočnosti, že <001> os je v smere najľahšieho prenosu magnetického prúdu v priestorovo centrovaných kubických kryštáloch Fe-Si zliatiny. Ale v skutočnom produkte vždy existuje určitá dezorientácia medzi 001 osami priľahlých kryštálov, pričom čím je väčšia odchýlka v orientácii, tým je nižšia magnetická permeabilita produktu, a tým je vyššia strata sily elektrických prístrojov využívajúcich uvedený produkt.

Na získanie takej orientácie oceľových kryštálov, ktorá by sa čo najviac približovala Gossovej textúre, je potrebný dosť zložitý proces, v podstate založený na riadení metalurgického fenoménu označovaného ako „sekundárna rekryštalizácia“. Počas výskytu tohto fenoménu, ktorý sa uskutočňuje v priebehu finálnej časti produkčného procesu, po žíhaní na primárnu rekryštalizáciu a pred finálnym žíhaním v puzdrách, rastie niekoľko málo kryštálov s orientáciou blízkou Gossovej orientácii na úkor iných kryštálov primárneho rekryštalizačného produktu. Na zabezpečenie toho, aby nastal tento fenomén, sa využívajú kovové nečistoty (sekundárne fázy), precipitované ako jemné a rovnomerne distribuovane častice na hraniciach primárnych rekryštalizovaných kryštálov. Takéto častice, nazývané inhibítory rastu kryštálov, krátko inhibítory, sa používajú na spomalenie pohybu hraníc kryštálov, aby kryštály mohli zaujať orientáciu podobnú s Gossovou orientáciou, aby získali takú dimenzionálnu výhodu, že keď sa dosiahne solubilizačná teplota sekundárnych fáz, budú rýchlo rásť na úkor iných kryštálov.

Najvyužívanejšími inhibítormi sú sulfídy alebo selenidy (napríklad mangánu a/alebo medi) a dusitany, najmä dusitany hliníka alebo hliníka a iných kovov, vo všeobecnosti nazývané hlinité dusitany. Takéto dusitany umožňujú získanie najlepšej kvality.

Klasický mechanizmus inhibície rastu kryštálov využíva precipitáty vytvorené v priebehu solidifikácie ocele, najmä pri kontinuálnom odlievaní. Ale takéto precipitáty sú, v dôsledku relatívne pomalého ochladzovania teploty ocele, generované ako hrubé častice nerovnomerne distribuované do kovovej matrice, a preto nie sú schopné účinne inhibovať rast kryštálu. Takže sa musia rozpustiť v priebehu termálneho spracúvania plochých predvalkov pred valcovaním za tepla a potom znova prccipitovať do správnej formy v jednom alebo viacerých následných procesných krokoch. Uniformita takéhoto tepelného spracovania je nevyhnutným faktorom na získanie dobrých výsledkov v následnom transformačnom procese produktu.

Uvedená skutočnosť platí tak pre procesy, ktorými sa produkujú pásové ocele na elektrotechnické účely, pri ktorých sú precipitáty skutočne schopné regulovať sekundárnu rekryštalizáciu, pričom rekryštalizácia kryštálov sa uskutočňuje po celý čas valcovania pásovej ocele za tepla (opísané napríklad v patentoch US 1 956 559, US 4 225 366, EP 8 385, EP 17 830, EP 202 339, EP 219 181, EP 314 876), ako aj pre procesy, pri ktorých sa takéto precipitáty, aspoň čiastočne, tvoria po valcovaní za studená alebo tesne pred sekundárnou rekryštalizáciou (opísané napríklad v patentoch US 4 225 366, US 4 473 416, US 5 186 762, US 5 266 129, EP 339 474, EP 477 384, EP 391 335).

V PCT prihláškach EP/97/04088, EP97/04005, EP97/04007, EP97/04009, EP97/040089 sú opísané spôsoby, pri ktorých sa získava určitá hladina inhibítorov v produkte valcovanom za tepla, ktorá, hoci nie je dostatočná na riadenie sekundárnej rekryštalizácie, je dôležitá na riadenie mobility hraníc kryštálov v priebehu celej prvej časti procesu (žíhanie pásových ocelí valcovaných za tepla, oduhličovacie žíhanie). To rozhodne znižuje dôležitosť presnej kontroly času žihania/teplotných parametrov v priemyselných procesoch (pozri PCT/EP/ 97/04009).

Ale doterajšie procesy a prevádzky využívané na zahrievanie plochých predvalkov, v priebehu ktorého sa znova rozpúšťajú hrubé precipitáty (kompletne alebo čiastočne), nemôžu zaistiť vysokú teplotnú homogenitu v plochých predvalkoch. Tento nedostatok homogenity je veľmi zvýraznený v najnovších produkčných procesoch, pri ktorých je teplota zahrievania plochých predvalkov relatívne nízka.

V skutočnosti, keďže rozpúšťanie precipitátov sa riadi termodynamickými a kinetickými pravidlami exponenciálne závislými od teploty, je zrejmé, že aj teplotné rozdiely v rozsahu 50 až 100 °C môžu viesť k veľmi sa líšiacim vlastnostiam. Okrem toho je distribúcia elementov potrebných na vytvorenie inhibítorov dosť nehomogénna aj v dôsledku iných faktorov (ako napríklad fázového prechodu niektorých matricových zón z feritovej do austenitovej štruktúry pri pracovných teplotách), čo spôsobuje amplifikáciu neželaných účinkov nízkej distribučnej uniformity a neoptimálnych dimenzií precipitovaných inhibítorov. Okrem toho sa na zvyšovaní zložitosti problému uniformity teploty v plochom predvalku vychádzajúcom zo zahrievacích pecí podieľajú aj iné striktne technické faktory. V skutočnosti, v procese zahrievania na požadovanú teplotu sa v plochých predvalkoch vytvoria termálne gradienty v dôsledku čisto praktických faktorov: podkladové zóny plochých predvalkov v peciach, tak tlačného typu, ako aj krokového typu, sú silno ochladzované, a tým spôsobujú ďalšie teplotné gradienty v plochých predvalkoch.

Takéto teplotné gradienty, najmä gradienty spôsobené prechádzajúcimi lúčmi, spôsobujú aj rozdiely v mechanickej odolnosti medzi rôznymi zónami plochých predvalkov a s tým súvisiace odchýlky v hrúbke valcovaných pásových ocelí až do približne desatiny milimetra, ktoré zase spôsobujú mikroštrukturálne odchýlky vo finálnych pásových oceliach v rozsahu do 15 % dĺžky pásovej ocele.

Takéto problémy sú spoločné pre všetky známe technológie na výrobu kremíkových pásových ocelí na elektrotechnické účely a spôsobujú, najmä pri produktoch s vysokou kvalitou, vysoké straty pri výťažkoch.

Stále ostáva nerozriešený problém vytvárania požadovaného množstva precipitátov užitočných na inhibíciu rastu kryštálov (tzn. inhibítorov) v priebehu tepelného spracovania plochých predvalkov pred valcovaním za tepla, a problém rovnomernej distribúcie takýchto precipitátov v celej oceľovej mase, pričom chýbanie takýchto podmienok robí získanie finálneho produktu s vysokou a konštantnou kvalitou ťažším.

Podstata vynálezu

Cieľom predloženého vynálezu je eliminovať takéto nevýhody, navrhnúť spracovanie umožňujúce získanie finálneho produktu s vynikajúcimi vlastnosťami týkajúcimi sa homogenity, najmä v prípade produkčných technológii pre orientované pásové ocele na elektrotechnické účely, využívajúc nasledujúcu stratégiu:

(i) zníženie teplôt, pri ktorých sa zahrievajú ploché predvalky, vo vzťahu k bežným technológiám, aby sa úplne alebo čiastočne vylúčilo rozpustenie hrubých precipitátov (druhé fázy) získaných v priebehu odlievania, a (ii) vytvorenie nevyhnutného množstva inhibítorov schopných riadiť orientovanú sekundárnu rekryštalizáciu po kroku valcovania za tepla.

Podstatou predloženého vynálezu je spôsob výroby orientovaných pásových ocelí na elektrotechnické účely, v ktorom sa kremičitá oceľ kontinuálne odlieva, valcuje za tepla, valcuje za studená, aby sa získala za studená valcovaná pásová oceľ, ktorá sa potom podrobí kontinuálnemu žíhaniu, aby prebehla primárna rekryštalizácia, a ak je to nevyhnutné, oduhličovanie, a následne sekundárnemu rekryštalizačnému žíhaniu pri teplote vyššej, ako je teplota primárnej rekryštalizácie, uskutočňujú postupne nasledujúce operačné kroky:

- zahrievanie plochého predvalku vo viacerých krokoch, pričom spracovávacia teplota v priebehu posledného kroku, pri vyberaní z pece, je nižšia ako aspoň jedna z predchádzajúcich spracovávacích teplôt;

- valcovanie za studená v jednom alebo viacerých redukčných krokoch, oddelených prechodnými žíhaniami, pričom aspoň v jednom z krokov sa uskutočňuje redukcia vyššia ako 75 %;

- kontinuálne primárne rekryštalizačné žíhanie pásovej ocele valcovanej za studená pri teplote medzi 800 a 950 °C.

Pri zahrievaní plochého predvalku je teplota naposledy spracovávaných zón, ako aj rezidenčný čas plochého predvalku v každej z týchto zón, regulovaný tak, aby sa dosiahol tepelný transfer medzi jadrom plochého predvalku a povrchom plochého predvalku tak, aby sa príslušné teploty (povrchová a jadrová) vyrovnali pred výstupom z poslednej spracovávacej zóny pri teplote, ktorá je nižšia ako maximálna teplota dosiahnutá povrchom plochého predvalku v peci. To umožňuje uskutočňovať rozpúšťači a difúzny proces elementov nevyhnutných na vytvorenie inhibítorov v priebehu spracovávania pri vyššej teplote, pričom v priebehu posledného spracovania, po zjednotení teplôt na povrchu a v jadre plochého predvalku, sa predtým rozpustené elementy znova precipitujú vo forme a distribúcii, ktoré sú adekvátne na riadenie rastu kryštálov.

Je výhodné, aby ploché predvalky prechádzali cez predposlednú zahrievaciu spracovávaciu zónu v časovom intervale 20 až 40 minút a cez poslednú zónu v časovom intervale 15 až 40 minút. Maximálna dosiahnutá zahrievacia teplota je výhodne medzi 1200 a 1400 °C a teplota v poslednej spracovávacej zóne je výhodne medzi 1100a 1300 °C.

Výhodne by mala byť maximálna teplota zahrievania plochého predvalku nižšia ako teplota na formovanie tekutej trosky na povrchu plochého predvalku.

Okrem toho, medzi zónou zahrievania plochého predvalku pri maximálnej teplote a poslednou zónou pri najnižšej teplote je možné uskutočňovať redukciu hrúbky plochého predvalku, výhodne medzi 15 a 40 %. Táto redukcia hrúbky umožňuje homogenizáciu kovovej matrice plochého predvalku, ako aj zlepšenie riadenia rýchlosti ochladzovania, a tým termálnej homogenity plochého predvalku.

Treba poznamenať, že uvedená redukcia hrúbky nekorešponduje s takzvaným „predvalcovaním“, ktoré sa vo veľkej miere využíva pri valcovaní plochých predvalkov, zahriatych na veľmi vysokú teplotu, za tepla. V skutočnosti sa predvalcovanie uskutočňuje pred tým, ako plochý predvalok dosiahne maximálnu spracovávaciu teplotu, pričom podľa predloženého vynálezu sa redukcia hrúbky uskutočňuje v priebehu ochladzovania medzi maximálnou spracovávacou teplotou a nižšou teplotou pri extrakcii plochého predvalku z pece. Ak sa prispôsobí technika redukcie hrúbky, je možné pracovať buď diskontinuálne, využívajúc dve rozličné pece s rozličnými teplotami, alebo kontinuálne, využívajú napríklad tunelovú pec, ktorá má pred poslednou spracovávacou zónou pri nižšej teplote zariadenie na prechodné valcovanie. Toto posledné riešenie je výnimočne vhodné na spracovávanie plochých predvalkov produkovaných využitím techník odlievania tenkých plochých predvalkov.

Ploché predvalky, v ktorých už nastala precipitácia aspoň časti inhibítorov rastu kryštálov, sa valcujú za tepla a takto získané pásové ocele valcované za tepla sa potom žíhajú a valcujú za studená na konečnú hrúbku. Ako už bolo povedané, valcovanie za studená sa môže uskutočňovať v jednom alebo vo viacerých krokoch s prechodným žíhaním, pričom aspoň jeden z valcovacích krokov sa výhodne uskutočňuje s redukciou hrúbky aspoň o 75 %.

Podľa predloženého vynálezu sa ešte uskutočňuje oduhličovanie v priebehu primárneho rekryštalizačného žíhania, pričom čas zahrievania na primárnu rckryštalizačnú teplotu je medzi 1 a 10 sekundami.

V prípade zavedenia teploty zahrievania plochých predvalkov, ktorá nie je dostatočná na kompletné rozpustenie dostupných precipitátov, ktoré potom budú tvoriť inhibítory rastu kryštálov, budú sa takéto inhibítory výhodne produkovať v priebehu jedného z tepelných spracovávaní po valcovaní za studená a pred začiatkom sekundárnej rekryštalizácie, prostredníctvom reakcie medzi pásovou oceľou a vhodnými kvapalnými, tuhými alebo plynnými prvkami, ktoré špecificky zvyšujú obsah dusíka v pásovej oceli. Výhodne sa obsah dusíka v pásovej oceli zvyšuje v priebehu kontinuálneho žíhania pásovej ocele s konečnou hrúbkou prostredníctvom reakcie s nedisociovaným amoniakom.

V tomto poslednom prípade sa odporúča striktne kontrolovať zloženie ocele vo vzťahu k počiatočnému obsahu elementov užitočných na formovanie dusitanov, ako napríklad hliníka, titánu, vanádia, niobia a tak ďalej. Konkrétne je obsah rozpustného hliníka v oceli v rozsahu 80 až 800 ppm, výhodne v rozsahu 250 až 350 ppm.

Čo sa týka dusíka, musí sa nachádzať v plochých predvalkoch v relatívne nízkych koncentráciách, napríklad v rozsahu od 50 do 100 ppm.

Po nitritovaní pásovej ocele valcovanej za studená, aby sa priamo vytvorili nitritové precipitáty takého typu, v takom množstve a s takou distribúciou, aby boli vhodné na inhibovanie rastu kryštálov, samotná pásová oceľ sa kontinuálne žíha pri vysokej teplote, pri ktorej sa uskutočňuje žíhanie a sekundárna rekryštalizácia alebo sa aspoň začne.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vyrovnávací efekt teploty plochých predvalkov podľa predloženého vynálezu je znázornený na priložených výkresoch, kde:

- obrázok 1 znázorňuje schematický diagram bežného zahrievania plochých predvalkov, pri ktorom je teplota pri extrakcii z pece maximálnou teplotou, ktorá sa dosahuje;

- obrázok 2 je schematický diagram zahrievania plochých predvalkov podľa predloženého vynálezu;

- obrázok 3 je diagram odchýlok v hrúbke pásovej ocele (ordináta) v priebehu dĺžky pásovej ocele (úsečka) po valcovaní za tepla, využitím bežného zahrievania plochých predvalkov (každá divízia ordinát zodpovedá 0,01 mm);

- obrázok 4 je diagram odchýlok v hrúbke pásovej ocele (ordináta) v priebehu dĺžky pásovej ocele (úsečka) po valcovaní za tepla, využitím zahrievania plochých predvalkov podľa vynálezu (každá divízia ordinát zodpovedá 0,01 mm)

Príklady uskutočnenia vynálezu

V známej technológii, ako je možné vidieť na obrázku 1, je krivka variácie kontinuálnej teploty plášťa plochého predvalku v priebehu zahrievania vždy vyššia ako teplota jadra, ktorá je znázornená ako čiarkovaná krivka, pričom takýto teplotný rozdiel ešte pretrváva v poslednej sekcii pece.

Naopak, teplota plášťa plochého predvalku podľa predloženého vynálezu (obrázok 2), znázornená neprerušovanou čiarou, po dosiahnutí maxima klesá a tak sa približuje teplote jadra, znázornenej čiarkovanou čiarou, a prakticky sa s ňou prekrýva v poslednej sekcii pece.

Takže je možné získať veľmi uniformnú distribúciu elementov tvoriacich inhibítory a z toho vyplývajúcu vynikajúcu distribúciu rovnakých inhibítorov v priebehu následného ochladzovania. Uvedené zjednotenie teploty sa aspoň čiastočne týka teplotných rozdielov v plášti plochého predvalku, spôsobených chladenými podpornými zónami pece. Na obrázkoch 3 a 4 je možné vidieť, že podľa predloženého vynálezu je možné redukovať odchýlky v hrúbke pásovej ocele valcovanej za tepla, spôsobené studenými bodmi spôsobenými uvedenými chladenými podpornými zónami pre ploché predvalky.

Predložený vynález bude teraz opísaný v nasledujúcich príkladoch, ktoré nie sú mienené ako obmedzujúce rozsah a zmysel.

Príklad 1

Kremičitá oceľ roztavená z odpadu, vyprodukovaná v elektrickej peci a obsahujúca v štádiu odlievania (% hmotn.) Si 3,15 %, C 0,035 %, Mn 0,16 %, S 0,006 %, A1_IOZ. 0,030 %, N 0,0080 %, Cu 0,25 % a nečistoty bežné pri výrobe ocele, sa kontinuálne odlievala do 18t plochých predvalkov. Vybralo sa osem plochých predvalkov a tieto sa dodali, v pároch, na experimentálne priemyselné programy týkajúce sa valcovania za tepla, ktoré sa vyznačovali rozličnými cyklami zahrievania plochých predvalkov v krokovej peci. Uskutočňovali sa štyri experimentálne cykly, pričom sa volil teplotný set dvoch posledných zón pece, ako je uvedené v tabuľke 1. Rýchlosť tranzitu plochých predvalkov cez pec sa volila tak, aby bola garantovaná 35 minútová permanencia v predposlednej (pred vyrovnávacou zónou) zóne pece a 22 minútová v poslednej (vyrovnávacej) zóne.

Tabuľka 1

	Teplota predvyrovnávacej zóny (°C)	Teplota vyrovnávacej zóny (°C)
Akosť A	1200	1230	Porovnanie
Akosť B	1150	1180	Porovnanie
Akosť C	1330	1230	Vynález
Akosť D	1330	1180	Vynález

Takto zahrievané ploché predvalky sa potom zaslali valčekovým dopravníkom na predvalcovaciu stolicu, kde sa 5 prechodmi získala 79 % celková redukcia hrúbky a takto získané trámy sa potom valcovali za tepla 7 prechodmi na dohotovovacej stolici na konečnú hrúbku 2,10 mm.

Takto získané za tepla valcované pásové ocele sa potom v jednom stupni (6 prechodov) valcovali za studená na priemernú hrúbku 0,285 mm. Každá za studená valcovaná pásová oceľ sa potom rozdelila do dvoch kotúčov s hmotnosťou približne 8 ton. Štyri kotúče, jeden pre každú akosť (tabuľka 1) sa spracovali v experimentálnej kontinuálnej oduhličovacej a nitritovacej linke. Každá pásová oceľ sa potom spracovala pri troch rôznych oduhličovacích a primárnych rekryštalizačných teplotách. V každom prípade sa na konci tohto oduhličovacieho kroku pásové ocele kontinuálne nitritovali v zmesi vodíka a dusíka obsahujúcej amoniak pri teplote 930 °C, aby sa zvýšil obsah dusíka v pásovej oceli o 90 až 120 ppm. Vzorky každej pásovej ocele sa potiahli s MgO a potom sa podrobili simulácii finálneho žíhania v puzdrách, ktoré je bežné pre tieto produkty, s rýchlosťou ohrievania 20 °C/hodinu do 1200 °C, vyrovnávaním teploty pri 1200 °C 20 hodín v suchom vodíku a potom ochladzovaním v kontrolovaných podmienkach. V tabuľke 2 sú uvedené hodnoty magnetickej indukcie (Tešia) pri 800 A/m.

Tabuľka 2

	Teplota oduhličovania 830 °C	Teplota oduhličovania 850 °C	Teplota oduhličovania 870 °C
Akosť A	1,83 T	1,89 T	1,87 T
Akosť B	1,89 T	1,89 T	1,75 T
Akosť C	1,88 T	1,93 T	1,94 T
Akosť D	1,92 T	1,94 T	1,89 T

Príklad 2

Štyri kotúče zvyšných štyroch rozličných plochých predvalkov zahrievané v podmienkach podľa príkladu 1 sa spracovali v priemyselnej kontinuálnej oduhličovacej linke pri teplote 850 °C a kontinuálne sa nitritovali pri 930 °C v rovnakých podmienkach ako pri experimentálnej linke (príklad 1) a potom sa transformovali na koncový produkt prostredníctvom priemyselného žíhania v puzdrách podľa rovnakého termálneho cyklu, ako bol opísaný v príklade 1. Pásové ocele sa potom kontinuálne termálne vyhladili a potiahli sa naťahovacím izolačným poťahom a potom sa kvalifikovali. V tabuľke 3 sú uvedené priemerné hodnoty magnetických vlastností štyroch pásových ocelí.

Tabuľka 3

	B800 (TESLA)	P17 (W/kg)
Akosť A	1,90	1,04
Akosť B	1,88	1,05
Akosť C	1,94	0,95
Akosť D	1,93	0,93

B800 znamená hodnotu magnetickej indukcie meranú pri 800 A/m a P17 znamená hodnotu strát jadra meranú pri 1,7 T.

Príklad 3

Vyrobila sa kremičitanová oceľová tavenina obsahujúca (% hmotn.) Si 3,10 %, C 0,028 %, Mn 0,150 %, S 0,010 %, Al 0,0350 %, N 0,007 %, Cu 0,250 %. Táto tavenina sa solidifikovala na 18t ploché predvalky s hrúbkou 240 mm použitím kontinuálneho odlievacieho stroja.

Tieto ploché predvalky potom valcovali za tepla, po zahrievaní v krokovej peci v priebehu približne 200 minút a pri dosiahnutí maximálnej teploty 1340 °C a nasledoval prechod cez poslednú zónu pece, pred valcovaním za tepla pri teplote 1220 °C počas 40 minút.

Šesť z takýchto plochých predvalkov sa predvalcovalo na hrúbku 50 mm a postupne sa valcovali na valcovacej stolici na konečnú hrúbku medzi 3,0 a 1,8 mm. Takto vyrobené pásové ocele sa potom podrobili kontinuálnemu žíhaniu pri maximálnej teplote 1100 °C a valcovali sa za studená na konečnú hrúbku 0,23 mm. V tabuľke 4 sú uvedené rôzne získané hrúbky, ako aj relevantný redukčný pomer. Všetky pásové ocele sa transformovali na konečný produkt využitím rovnakého priemyselného výrobného cyklu (konkrétne sa použila oduhličovacia teplota 865 °C), kontinuálnym žíhacim nitritovaním na pridanie dusíka v rozsahu 100 až 130 ppm, a potom žíhaním v puzdrách, využijúc rýchlosť zahrievania 40 °C/hodinu do 1200 °C. V tabuľke 4 sú uvedené získané magnetické charakteristiky, ktoré demonštrujú súvislosť medzi pomerom redukcie za studená a magnetickými vlastnosťami konečného produktu. Pri použitých akostiach sa najlepšie výsledky získali s redukciami pri valcovaní za studená v rozsahu 89 až 91,5 %. Je však potrebné upozorniť, že v celej skúmanej oblasti redukcie za studená s jednokrokovým postupom valcovania za studená, sa získavajú produkty, ktoré majú magnetické vlastnosti adekvátne na rozličné komerčné triedy orientovaných pásových ocelí na elektrotechnické účely.

Tabuľka 4

Hrúbka pásovej ocele valcovanej za tepla (mm)	Hrúbka pásovej ocele valcovanej za studená (mm)	Deformácia %	B800 (T)	P17 (W/kg)
3	0,23	92,7	1,88	1,03
2,7	0,23	91,5	1,93	0,89
2,5	0,23	90,8	1,91	0,95
2,1	0,23	90,0	1,90	0,97
2,1	0,23	89,0	1,89	1,00
1,8	0,23	87,2	1,87	1,05

Príklad 4

Oceľová tavenina obsahujúca (% hmotn.) Si 3,180 %, C 0,025 %, Mn 0,150 %, S 0,012 %, Cu 0,150 %, Al 0,028 %, N 0,008 % sa odliala do 18t plochých predvalkov s hrúbkou 240 mm, v priemyselnej kontinuálnej odlievacej prevádzke.

Niektoré z uvedených plochých predvalkov sa potom zahrievali v krokovej peci približne 200 minút pri maximálnej teplote 1320 °C, pričom prechádzali poslednou zónou pece pri teplote 1150 °C približne 40 minút, a potom sa valcovali za tepla.

Ploché predvalky sa predvalcovali na hrúbku 40 mm a potom sa postupne valcovali za tepla na valcovacej stolici do pásových ocelí s konštantnou hrúbkou 2,8 mm. Uvedené pásové ocele sa potom kontinuálne žíhali pri maximálnej teplote 1000 °C, valcovali sa za studená na prechodnú hrúbku v rozsahu 2,3 až 0,76 mm. Všetky pásové ocele sa potom kontinuálne žíhali pri maximálnej teplote 1000 °C, a znova sa valcovali za studená na konečnú hrúbku 0,29 mm. V tabuľke 5 sú uvedené získané hrúbky a relevantné pomery redukcie za studená.

Všetky pásové ocele sa potom kontinuálne žíhali na oduhličenie a nitritovanie a potiahli sa MgO-žíhacím separátorom a žíhali sa v puzdrách do maximálnej teploty 1210 °C, aby sa na povrchu pásovej ocele vytvorila forsteritová vrstva, aby sa vyvinula sekundárna kryštalizácia, a aby sa eliminovali S a N z ocele. Konečné magnetické charakteristiky uvedené v tabuľke 5 potvrdzujú závislosť pomeru valcovania za studená uvedenú v príklade 3, a dokazujú možnosť upraviť konečný pomer valcovania za studená na viac ako 75 s cieľom získať komerčne požadované magnetické charakteristiky v priemyselnom meradle.

Tabuľka 5

Hrúbka pásovej ocele (mm)	Redukcia po prvom valcovaní za studená (%)	Konečná hrúbka (mm)	Konečná redukcia pri valcovaní za studená (%)	B800 (T)	P17 (W/kg)
Valcovanie za tepla	Prvé valcovanie za studená
2,8	2,30	17,9	0,29	87,4	1,91	0,96
2,8	2,00	28,6	0,29	85,5	1,89	1,02
2,8	1,70	39,3	0,29	82,9	1,88	1,08
2,8	1,40	50,0	0,29	79,3	1,86	1,15
2,8	1,15	58,9	0,29	74,8	1,83	1,30
2,8	0,90	67,9	0,29	67,8	1,79	1,42
2,8	0,76	72,9	0,29	61,8	1,73	1,61

Príklad 5

Oceľová zmes, obsahujúca (% hmotn.) Si 3,30 %, C 0,050 %, Mn 0,160 %, S 0,010 %, Al 0,029 %, N 0,0075 %, Sn 0,070 %, Cu 0,300 %, Cr 0,080 %, Mo 0,020 %, P 0,010 %, Ni 0,080 %, B 0,0020 %, sa kontinuálne odliala do tenkých plochých predvalkov s hrúbkou 60 mm. Šesť z uvedených plochých predvalkov sa potom valcovalo za tepla v súlade s nasledujúcim cyklom: zahrievanie na 1210 °C, následná vyrovnanie na 1100 °C a priame valcovanie za tepla na pásové ocele s hrúbkou 2,3 mm (cyklus A). Šesť ďalších plochých predvalkov sa valcovalo za tepla na rovnakú hrúbku, ale priamo sa zahrialo na 1100 °C bez predhrievania pri vyššej teplote (cyklus B).

Všetky pásové ocele sa potom transformovali na konečný produkt použitím rovnakého cyklu: morenie, jednokrokové valcovanie za studená na 0,29 mm, kontinuálne žíhanie na oduhličenie a nitráciu, potiahnutie s MgO-žíhacím separátorom, finálne žíhanie v puzdrách, termálne vyrovnávanie a potiahnutie izolačným poťahom. V tabuľke 6 sú uvedené konečné výsledky vyjadrené ako priemerné hodnoty magnetických vlastností pozdĺž každej pásovej ocele.

Tabuľka 6

Pásová oceľ č.	Zahrievací cyklus	B800 (T)	P17(W/kg)
1	A	1,92	0,97	Vynález
2	A	1,93	0,95	Vynález
3	A	1,93	0,96	Vynález
4	A	1,92	0,97	Vynález
5	A	1,92	0,97	Vynález
6	A	1,93	0,96	Vynález
7	B	1,87	1,20	Porovnanie
8	B	1,92	0,98	Porovnanie
9	B	1,88	1,15	Porovnanie
10	B	1,87	1,15	Porovnanie
11	B	1,90	1,03	Porovnanie
12	B	1,89	1,05	Porovnanie

Je možné vidieť, že využívaním cyklu zahrievania pásovej ocele podľa predloženého vynálezu, je možné získať lepšie výsledky, hlavne čo sa týka uniformity. Na obrázkoch 3 (pásová oceľ 7) a 4 (pásová oceľ 1) sú znázornené odchýlky v hrúbke pásových ocelí valcovaných za tepla merané pri výstupe zo stolice na valcovanie za tepla.

Príklad 6

Oceľ, obsahujúca (% hmotn.) Si 3,30 %, C 0,015 %, Mn 0,100 %, S 0,010 %, Cu 0,200 %, Al 0,032 %, N 0,007 %, sa kontinuálne odliala do plochých predvalkov s hrúbkou 240 mm v priemyselnom odlievacom stroji.

Niektoré ploché predvalky sa potom valcovali po nasledujúcom termo-mechanickom cykle (cyklus A): zahrievanie v tlačnej peci pri maximálnej teplote 1360 °C. Redukcia hrúbky z 240 mm na 160 mm pri valcovaní za tepla na predvalcovacej stolici. Zahrievame v krokovej peci na maximálnu teplotu 1220 °C. Na porovnanie sa ostatné ploché predvalky valcovali po zahriatí v krokovej peci na maximálnu teplotu 1220 °C bez predhriatia a predvalcovania (cyklus B).

Hrúbka pásových oceli valcovaných za tepla bola v rozsahu 2,1 až 2,3 mm.

Všetky pásové ocele valcované za tepla sa kontinuálne žíhali na maximálnu teplotu 1000 °C, potom sa v jednom kroku valcovali za studená na priemernú hrúbku 0,29 mm, pričom sa zaistilo, aby pásové ocele po druhom valcovaní dosiahli teplotu 210 °C. Pásové ocele valcované za studená sa potom kontinuálne žíhali na oduhličovanie a nitritovanie, aby sa získal obsah uhlíka v rozsahu 10 až 300 ppm a obsah dusíka v rozsahu 100 až 130 ppm.

Po potiahnutí s MgO sa pásové ocele žíhali v puzdrách, aby prebehla sekundárna kryštalizácia a aby sa vytvorila forsteritová povrchová vrstva. V tabuľke 7 sú uvedené získané magnetické vlastnosti.

Tabuľka 7

Pásová oceľ č.	Zahrievací cykl.	B800 (T)	P17(W/kg)
1	A	1,94	0,93	Vynález
2	A	1,93	0,92	Vynález
3	A	1,94	0,92	Vynález
4	A	1,94	0,93	Vynález
5	B	1,88	1,03	Porovnanie
6	B	1,88	1,04	Porovnanie
7	B	1,87	1,10	Porovnanie
8	B	1,89	1,02	Porovnanie

Vo všetkých testoch v každom z uvedených príkladov sa pozorovalo, že spracovaním podľa predloženého vynálezu sa trvalo získavala lepšia magnetická permeabilita a lepšie hodnoty jadrovej straty ako pri spracovávaní podľa už známych spôsobov na zahrievanie plochých predvalkov, pri ktorých teplota plochých predvalkov pri výstupe z pece zodpovedá maximálnej teplote dosiahnutej plochými predvalkami. Okrem toho, pri spracovaní podľa predloženého vynálezu sú odchýlky v magnetických charakteristikách v priebehu pásovej ocele oveľa limitovanejšie (približne o 50 až 60 %) ako odchýlky, ktoré je možné získať tradičnými spôsobmi zahrievania plochých predvalkov. Z toho vyplýva, že maximálna odchýlka permeability a jadrových strát, merané po 1 metri, pozdĺž pásovej ocele podľa predloženého vynálezu, je 2 %, respektíve 6 %.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby orientovaných pásových ocelí na elektrotechnické účely, pri ktorom sa kremičitá oceľ kontinuálne odlieva, valcuje za tepla, valcuje za studená na získanie pásovej ocele valcovanej za studená, ktorá sa potom podrobí kontinuálnemu žíhaniu na primárnu rekryštalizáciu, a ak je to nevyhnutné na oduhličovanie, a následne sa žíha na sekundárnu rekryštalizáciu pri vyššej teplote, ako je teplota primárnej rekryštalizácie, vyznačujúci sa nasledujúcim poradím krokov:

   - zahrievanie valcových predvalkov vo viacerých krokoch pred valcovaním za tepla, pričom spracovávacia teplota v priebehu posledného kroku pred vyberaním z pece je nižšia ako aspoň jedna z predchádzajúcich spracovávacích teplôt;

   - valcovanie za studená v jednom alebo viacerých redukčných krokoch, oddelené prechodnými žíhaniami, pričom aspoň v jednom z uvedených krokov sa uskutočňuje redukcia vyššia ako 75 %;

   - kontinuálne primáme rekryštalizačné žíhanie pásovej ocele valcovanej za studená pri teplote v rozsahu 800 až 950 °C.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pri tepelnom spracovávaní plochých predvalkov sa uskutočňuje krok valcovania za studená medzi krokom zahrievania pri vysokej teplote a uvedeným konečným zahrievacim krokom pri nižšej teplote.
3. 3. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tepelné spracovávanie plochých predvalkov sa uskutočňuje v dvoch krokoch, pričom teplota prvého kroku je v rozsahu od 1200 °C do 1400 °C a teplota druhého kroku je v rozsahu od 1100 °C do 1300 °C.
4. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že teplota v prvom zahrievacom kroku nepresahuje teplotu, pri ktorej sa vytvára tekutá troska na povrchu plochých predvalkov.
5. 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že v priebehu primárnej rekryštalizácie sa uskutočňuje aj oduhličovanie.
6. 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa uskutočňujú termálne spracovania po valcovaní za studená a pred začiatkom sekundárnej rekryštalizácie, na zvýšenie obsahu inhibítorov v pásovej oceli prostredníctvom reagovania pásovej ocele s príslušnými prvkami v tuhom, kvapalnom alebo plynnom skupenstve.
7. 7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že obsah hliníka v oceli je v rozsahu od 80 do 500 ppm.
8. 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že obsah rozpustného hliníka v oceli je v rozsahu od 250 do 350 ppm.
9. 9. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že zvýšenie obsahu inhibitorov sa uskutočňuje v priebehu kontinuálneho žíhacieho spracovania pásovej ocele s konečnou hrúbkou prostredníctvom reakcie s nedisociovaným amoniakom.
10. 10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že po zvýšení obsahu inhibítorov sa pásová oceľ podrobí ďalšiemu kontinuálnemu žíhaniu na uskutočnenie alebo aspoň na začatie, orientovanej sekundárnej rekryštalizácie.
11. 11. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že žíhanie pásovej ocele valcovanej za tepla sa uskutočňuje pred valcovaním za studená.
12. 12. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že zahrievací čas pre pásovú oceľ valcovanú za studená na dosiahnutie primárnej rekryštalizačnej teploty je v rozsahu od 1 do 10 sekúnd.