SU968085A1

SU968085A1 - Method for producing electrical steel

Info

Publication number: SU968085A1
Application number: SU803230332A
Authority: SU
Inventors: Владимир Яковлевич Гольдштейн; Федор Иванович Зенченко; Владимир Александрович Мирко; Владимир Владимирович Медведев; Валерий Иванович Сидоркин; Дина Эфроимовна Вербовецкая; Сергей Михайлович Владимиров; Вячеслав Алексеевич Синельников; Александр Владимирович Серый; Вячеслав Александрович Титов; Леонард Владимирович Миронов; Евгений Андреевич Тимофеев
Original assignee: Научно-исследовательский институт металлургии; Карагандинский металлургический комбинат; Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1982-10-23

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ(54) METHOD OF OBTAINING ELECTROTECHNICAL STEEL

1one

Изобретение относитс к черной металлургии и касаетс получени изотропной электротехнической стали.This invention relates to ferrous metallurgy and relates to the production of isotropic electrical steel.

Известен способ производства электротехнической стали, включающий гор чую прокатку стали, отжиг гор чекатаной стали дл получени зерна 5 б ASTM, холодную прокатку отожженного гор чекатаного металла , рекристаллизацию холодиокатаной стали дл получени зерна преимущественно 6 б по ASTM, последующую прокатку с обжати ми до 16% и рекристаллизационный отжиг дл получени зерна 2 б ASTM 1.A known method for the production of electrical steel includes hot rolling of steel, annealing of hot rolled steel to obtain 5 b ASTM grain, cold rolling of annealed hot rolled metal, recrystallization of cold rolled steel to obtain grain predominantly 6 b according to ASTM, subsequent rolling with reductions to 16% and recrystallization annealing to obtain 2 b grain of ASTM 1.

Недостатком этого способа вл етс нестабильность получаемых магнитных характеристик готового металла различных плавок , что св зано с торможением миграции границ зерен примес ми и частицами второй фазы при заключительной термической обработке и неблагопри тным структурным и текстурным состо нием металла.The disadvantage of this method is the instability of the obtained magnetic characteristics of the finished metal of various heats, which is associated with the inhibition of the migration of grain boundaries by impurities and particles of the second phase during the final heat treatment and the unfavorable structural and texture state of the metal.

Известен также способ производства электротехнической стали, по которому технологическа схема производства предусматривает выплавку стали в мартеновской или электрической печах, гор чую прокатку металла до толщины на 5-15% больще готового размера, промежуточный безокислительный или обезуглероживающий отжиг, холодную прокатку на готовый размер и окончательный отжиг 2.There is also a known method for the production of electrical steel, according to which the technological scheme of production involves steel smelting in open-hearth or electric furnaces, hot rolling of metal to a thickness of 5–15% more than finished size, intermediate non-oxidizing or decarburizing annealing, cold rolling to finished size and final annealing 2

Однако при проведении второй холодной прокатки не учитываетс содержание неметаллических включений, оказывающих вли ние на процессы структурно- и текстурообразовани , развивающиес при окончательной термообработке и определ ющие электромагнитные свойства готового металла.However, the second cold rolling does not take into account the content of nonmetallic inclusions, which influence the processes of structural and texturization, which develop during the final heat treatment and determine the electromagnetic properties of the finished metal.

10ten

Известен способ производства малоуглеродистой стали, содержащей до 0,1% углерода , который предусматривает гор чую прокатку до толщины 1,77-2,54 мм, холодную прокатку на 40-80% до промежуточной тол15 щнны, рекристаллизациониый отжнг холоднокатаного металла при 600-700°С, деформации рекристаллизованного металла на 6-10%, идеально на &%.A known method for the production of mild steel containing up to 0.1% carbon, which involves hot rolling to a thickness of 1.77-2.54 mm, cold rolling by 40-80% to an intermediate thickness of 1515, recrystallization otzhng cold-rolled metal at 600-700 ° C, deformation of recrystallized metal by 6-10%, ideally by &%.

Така технологи обеспечивает получение в готовом металле Pij/eo ДО 5,5 Вт/кг ° (Pi,5/50-6.7 Вт/кг) 3. Such a technology provides Pij / eo up to 5.5 W / kg ° (Pi, 5 / 50-6.7 W / kg) 3 in the finished metal.

Однако при промышленной выплавке изотропных сталей их химический состав измен етс в относительно широких пределах (особенно по содержанию кислорода, азота.However, during the industrial smelting of isotropic steels, their chemical composition varies within relatively wide limits (especially in terms of the content of oxygen and nitrogen.

серы, а также марганца, кремни , алюмнни ), поэтому применение фиксированных обжатий при второй холодной прокатке не всегда обеспечивает развитие требуемых процессов и, как следствие, получение стабильного и высокого уровн магнитиых свойств стали. Отдельные плавки и даже рулоны одной плавки могут характеризоватьс низкими свойствами. При этом в готовом металле наблюдаетс разнозерниста или мелкозерниста структура, котора приводит к получению низкого уровн электромагнитных свойств.sulfur, as well as manganese, silicon, aluminum), therefore the use of fixed reductions during the second cold rolling does not always ensure the development of the required processes and, as a consequence, obtaining a stable and high level of magnetic properties of steel. Separate melting and even coils of the same melting can be characterized by low properties. In this case, a different-grain or fine-grained structure is observed in the finished metal, which results in a low level of electromagnetic properties.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ производства электротехнической стали:, включающий гор чую прокатку, травление, первую холодную прокатку с обжатием 40-80% отжиг при 650-850°С, вторую холодную прокатку с обжатием 1,6-2, и рекристаллйзационный отжиг 4.The closest in technical essence to the present invention is a method for the production of electrical steel: including hot rolling, pickling, first cold rolling with a reduction of 40-80% annealing at 650-850 ° C, second cold rolling with a reduction of 1.6-2, and recrystallization annealing 4.

Однако этот способ, предусматривающий проведение второй холодной прокатки с фиксированными обжати ми 1, обезуглероженной до содержани 0,,0005% углерода кип щей стали, не обеспечивает получени высококачественного металла, так как химический состав плавок, режимы и атмосфера термообработки (гор чей прокатки , промежуточного рекристаллизационного отжига) существенно отличаютс не только на различных предпри ти х, но и варьируютс от монтажа к монтажу, от плавки к плавке на одном заводе. Недостатком известного способа вл етс также низкий уровень магнитных свойств сталн.However, this method, which involves carrying out a second cold rolling with fixed reductions 1, decarbonized to a content of 0, 0005% carbon of boiling steel, does not ensure the production of high-quality metal, since the chemical composition of the heats, modes and heat treatment atmosphere (hot rolling, recrystallization annealing) differ significantly not only in different plants, but also vary from installation to installation, from smelting to smelting in the same plant. The disadvantage of this method is also the low level of magnetic properties of steel.

Целью изобретени вл етс повышение магнитных свойств.The aim of the invention is to increase the magnetic properties.

Поставленна цель достигаетс согласно способу, включающему выплавку, гор чую прокатку, первую холодную прокатку, промежуточный отжиг, вторую холодную прокатку и заключительный отжиг, вторую холодную прокатку осуществл ют со степенью , завис щей от суммарного содержани кислорода, азота и серы.The goal is achieved according to a method including smelting, hot rolling, first cold rolling, intermediate annealing, second cold rolling and final annealing, the second cold rolling is carried out with a degree depending on the total content of oxygen, nitrogen and sulfur.

Причем при суммарном содержании кислорода , азота и серы 0,010-0,015% вторую прокатку осуществл ют со степенью 1,0-1,5% при суммарном содержании данных компонентов 0,0151-0,030% вторую прокатку осуществл ют со степенью 3,0-5,0%, а при содержании 0,04-0,07% вторую прокатку осуществл ют со степенью 5,.Moreover, with the total content of oxygen, nitrogen and sulfur of 0.010-0.0155%, the second rolling was carried out with the degree of 1.0-1.5%, with the total content of these components being 0.0151-0.030%, the second rolling was carried out with the degree of 3.0-5. 0%, and when the content is 0.04-0.07%, the second rolling is carried out with the degree 5 ,.

Исследовани , проведенные на изотропных электротехнических стал х различного химического состава, показали, что присутствующие в металле сера, азот и кислород вл ютс базовыми элементами, образующими включени типа MnS; FeS, AIN, SiOz, SisN4, FeN, АЬОз и более сложные, тормоз щие миграцию границ, зерен. При этом объемна дол включений тем больще, чем выще содержание указанных элементов.Studies conducted on isotropic electrical steels of various chemical compositions have shown that sulfur, nitrogen and oxygen present in the metal are basic elements that form MnS inclusions; FeS, AIN, SiOz, SisN4, FeN, АООз, and more complex boundaries and grains that impede the migration. In this case, the volume fraction of inclusions is the larger, than the content of the indicated elements is higher.

Сила торможени роста зерен увеличиваетс пропорционально доле включений и обратно пропорционально их размеру. В услови х тормоз щего воздействи примесей дл обеспечени роста зерен при отжиге необходимо создать определенную разницу упругих энергий в смежных зернах, вызывающую движущую силу, превосход щую по величине силу торможени .The deceleration force of grain growth increases in proportion to the proportion of inclusions and inversely proportional to their size. Under the conditions of the inhibitory effect of impurities, in order to ensure grain growth during annealing, it is necessary to create a certain difference in the elastic energies in the adjacent grains, which causes a driving force that exceeds the braking force.

Повыщение тормоз щего воздействи примесей и включений на миграцию границ зерен (вследствие увеличени объемной доли включений или уменьщени их размера) требует соответствующего увел}1чени степени деформации. Рекристаллизаци фронтальной миграцией границ развиваетс после докритических степеней деформации. Однако при больщой загр зненности металла сила торможени может оказатьс намного больще движущей силы, в результате рекристаллизаци фронтальной миграцией границ не развиваетс . Однако с увеличением деформации при отжиге происходит рекристаллизаци зародыщеобразованием.Increasing the inhibitory effect of impurities and inclusions on the migration of grain boundaries (due to an increase in the volume fraction of inclusions or a decrease in their size) requires a corresponding increase in the degree of deformation. Recrystallization by the frontal migration of boundaries develops after subcritical degrees of deformation. However, with heavy metal contamination, the braking force can be much greater than the driving force, and as a result of recrystallization by frontal migration of the boundaries, it does not develop. However, with an increase in the deformation during annealing, recrystallization by nucleation occurs.

Чем больше ингибирующ ий эффект (больще дисперсных частиц), тем труднее осуществл етс и фронтальна миграци границ после докритических еформаций и рост зародышей рекристаллизации после закритических деформаций. Увеличение размера частиц (включений) в материале способствует формированию чеистой структуры при меньщих степен х деформации и инициированию зародыщеобразовани при рекристаллизационном отжиге, т. е. огрубление фазы приводит к снижению и докритических и закритических степеней деформации.The greater the inhibitory effect (the larger the dispersed particles), the more difficult is the frontal migration of the boundaries after subcritical transformations and the growth of recrystallization nuclei after supercritical deformations. An increase in the particle size (inclusions) in the material contributes to the formation of the cellular structure at lower degrees of deformation and the initiation of nucleation during recrystallization annealing, i.e. coarsening of the phase leads to a decrease in both subcritical and supercritical degrees of deformation.

Таким образом, существует только ограниченный интервал деформаций, величина которых определ етс объемной долей и размерами частиц второй фазы, обеспечивающий при последующей термообработке формирование благопри тного дл получени высокого уровн электромагнитных свойств структурного состо ни .Thus, there is only a limited range of deformations, the magnitude of which is determined by the volume fraction and particle size of the second phase, which during subsequent heat treatment provides for the formation of a structural state favorable for obtaining a high level of electromagnetic properties.

Опытные данные, полученные на металле различной чистоты, свидетельствуют о том, что необходима величина деформации при второй холодной прокатке линейно св зана с суммарным содержанием серы, азота и кислорода. При этом вследствие неоднородности распределени фазы по ,размерам в электротехнических стал х значение деформации может быть увеличено на 0,02%.Experimental data obtained on a metal of various purities indicate that the amount of deformation required during the second cold rolling is linearly related to the total content of sulfur, nitrogen and oxygen. In this case, due to the nonuniform distribution of the phase in size, in electrical steel, the deformation value can be increased by 0.02%.

После малых (недостаточных) деформаций , не обеспечивающих при отжиге роста зерен, текстура характеризуетс компонентами типа illl} 112 - 110 ; ± 15°( и другими, сохранившимис от предыдущей обработки и неблагопри тными дл получени высокого уровн магнитных свойств стали. После докритических и критических деформаций и последующего отжига, сопровождающегос аномальным ростом зерен, текстурное состо ние материала определ етс компонентами текстуры рекристаллизации типа (, что обеспечивает удовлетворительный уровень магнитных характеристик стали. Рекристаллизаци после закритических деформаций вновь приводит к по влению неблагопри тных компонентов.After small (insufficient) deformations that do not ensure grain growth during annealing, the texture is characterized by components of the type illl} 112 - 110; ± 15 ° (and other, preserved from previous processing and unfavorable for obtaining a high level of magnetic properties of steel. After subcritical and critical deformations and subsequent annealing, accompanied by abnormal grain growth, the texture state of the material is determined by the components of the recrystallization texture type (which ensures a satisfactory level of the magnetic characteristics of the steel. Recrystallization after supercritical deformations again leads to the appearance of unfavorable components.

Применение предлагаемого способа позвол ет значительно повысить уровень электромагнитных свойств изотропной электротехнической стали.The application of the proposed method allows to significantly increase the level of electromagnetic properties of isotropic electrical steel.

Пример. Способ опробирован при изготовлении изотропной электротехнической стали. Обработка по предлагаемому способу предусматривает следующие операции:Example. The method was tested in the manufacture of isotropic electrical steel. Processing the proposed method involves the following operations:

а)выплавку плавок изотропной электротехнической стали (химический состав плавок приведен в табл. 1);a) smelting of isotropic electrical steel melts (the chemical composition of the melts is given in Table 1);

б)гор ча прокатка на полосы толщиной 2,3-2,5 мм; Плав1 ......1.1 10,015 0,82 20,029 0,30 30,030 0,33 Плав- Суммарное ка содержание кислорода, азота и серы, %b) hot rolling on strips 2.3-2.5 mm thick; Plav1 ...... 1.1 10.015 0.82 20.029 0.30 30.030 0.33 Plav- Total ka content of oxygen, nitrogen and sulfur,%

0,0120.012

0,0290.029

в)травление гор чекатаных полос;c) etching of hot rolled stripes;

г)перва холодна прокатка до толщины 0,55-0,51 мм;d) the first cold rolling to a thickness of 0.55-0.51 mm;

д)промежуточный отжиг при 600°С;e) intermediate annealing at 600 ° C;

е)втора холодна прокатка до толщины 0,50 -мм;e) the second is cold rolling to a thickness of 0.50-mm;

ж)отжиг при 830°С.g) annealing at 830 ° С.

Результаты определени магнитных характеристик плавок различного химического состава представлены в табл. 2.The results of determining the magnetic characteristics of heats of different chemical composition are presented in Table. 2

Применение предлагаемого способа получени электротехнической стали позвол ет, по сравнению с существующими способами, повысить уровень магнитных характеристик стали, т. е. снизить потери на перемагничивание Pi,5/5o , получать сталь высокого качества,, экономить электроэнергию в народном хоз йстве (750 кВт.ч в год на 1 т стали).The application of the proposed method for producing electrical steel allows, in comparison with existing methods, to increase the level of the magnetic characteristics of steel, i.e., reduce the Pi, 5 / 5o reversal losses, to obtain high quality steel, to save electricity in the national economy (750 kW per hour per 1 ton of steel).

Таблица 1Table 1

6,4 6.4

1,63 6,8 1,62 1,60 7,2 6,2 1,60 6,0 1 ,621.63 6.8 1.62 1.60 7.2 6.2 1.60 6.0 1, 62

1,651.65

5,5 5,65.5 5.6

1,64 0,25 0,010 0,004 0,0030,005 0,40 0,016 0,010 0,0120,007 0,42 0,013 0,010 0,0410,006 Деформа- индукци , потери ци ,%ВтР п/сп Вт/кг Элементы, % ..Г..Г.. Таблица2 Магнитна Удельные 1.64 0,25 0,010 0,004 0,0030,005 0,40 0,016 0,010 0,0120,007 0,42 0,013 0,010 0,0410,006 Deformation - induction, loss of qi,% WR p / c W / kg Elements, % .. G..G .. Table2 Magnetic Specific

Claims

1. A method for producing electrical steel, including smelting, hot rolling, first cold rolling, intermediate annealing, second cold rolling and final annealing, characterized in that, in order to increase the magnetic properties of the steel, the second cold rolling is carried out with a degree dependent from the total content of oxygen, nitrogen and sulfur in steel.

2. A method according to claim 1, characterized in that, with a total content of oxygen, nitrogen and sulfur of 0.010-0.015%, the second rolling is carried out with a degree of 1.0-1.5% 3. The method according to claim 1, characterized in that with a total oxygen content.

Continued table. 2

nitrogen and sulfur 0,. 030% second rolling is carried out with a degree of 3.0-5.0%. 4. A method according to claim 1, characterized in that, with a total content of oxygen, nitrogen and sulfur of 0.04-0.07%, the second rolling is carried out with a degree of 5.1-10%.

Sources of information taken into consideration in the examination

1. The UK patent number 943448, cl. C 7 A, 1963.

2. The patent of France No. 1472238, cl. B 21 B 1/00, 1967.

3. The UK patent number 1393175, cl. In 3 V, 1972.

4. The patent of Germany No. 1433782, cl. 18th, 1968.