WO2003042416A1 - Verfahren zur herstellung von nichtkornorientiertem elektroblech - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing non-grain-oriented electrical sheet or strip.
- non-grain-oriented electrical sheet means a steel sheet or a steel strip which, regardless of its texture, falls under the sheets mentioned in DIN 46 400 Part 1 or 4 and whose loss anisotropy does not exceed the maximum values specified in DIN 46 400 Part 1 ,
- sheet metal and “strip” are used synonymously here.
- non-grain-oriented electrical sheet comprises the following steps:
- the invention had for its object to provide a method for the cost-effective production of non-grain-oriented electrical sheet or strip.
- this object is achieved by a method for producing cold-rolled non-grain-oriented electrical sheet or strip with a final thickness of ⁇ 0.75 mm, which comprises the following working steps:
- the hot strip can be subjected to a pickling treatment before cold rolling and / or annealed before cold rolling.
- the invention combines the effects that can be achieved by using a casting and rolling system (in-line casting and rolling) with effects of reducing the effort involved in cold rolling by using casting and hot strip made of FeSi steels in a thickness of ⁇ 1.8 mm, advantageously ⁇ 1, 2 mm.
- hot strip according to the invention can be processed into cold-rolled NO electrical sheet, the final thickness of which is typically 0.35 mm to 0.75 mm, in particular 0.2 mm, 0.35 mm, 0.50, with significantly less effort than the prior art mm or 0.65 mm.
- NO electrical steel sheet produced according to the invention has properties which are at least equal to the properties of conventionally produced NO electrical sheets despite the saving of process steps which are always necessary in the conventional procedure.
- electrical sheets produced according to the invention based on a FeSi alloy with a 1.3% Si content have magnetic losses P ⁇ , 5 of less than 5.3 W / kg.
- the continuous succession of casting of the steel into thin slabs and hot rolling of the thin slabs into hot strip which is known from the known casting and rolling, also makes it possible to save work steps, such as reheating the slabs and pre-rolling, in the production of hot strips according to the invention.
- the saving of the relevant work steps has an impact on the material condition in the various manufacturing phases. In some cases, this differs considerably from the state that is achieved in the conventional production of hot strip, in which heating of the cooled slabs is started again. In particular, it is the macro segregations and the state of dissolution and excretion that distinguish hot strips produced according to the invention from conventionally produced ones.
- the forming process takes place during hot rolling under favorable thermal conditions. In this way, the rolling passes can be applied with higher degrees of forming and the forming conditions can be used specifically to control the development of the structure.
- the transition temperature from the mixing area to the ferrite area A rl is > 900 ° C. + 20 ° C., and especially when the thickness of the finished, due to the steel composition processed in each case hot rolled hot strip is not more than 1.2 mm, while hot rolling achieves at least 30% of the decrease in thickness in the ferrite area.
- the transition temperature from the mixing area to the ferrite area A r ⁇ ⁇ 900 ° C ⁇ 20 ° C and the thickness of the hot-rolled hot strip in particular is not more than 1.2 mm, it is favorable if at least 35% of the Thickness reduction during hot rolling can be achieved in the two-phase area ⁇ / ⁇ .
- hot strips can be produced, in particular when processing converting alloys, which have optimized properties with regard to the requirements placed on NO electrical steel sheets. It has been shown, for example, that a suitable combination of the phase sequence during hot rolling in conjunction with certain final rolling and coiling temperatures can achieve a decisive increase in the magnetic polarization.
- the mixing area it may also be expedient to carry out at least one pass in the pure ferrite area.
- the advantages achieved by rolling in the mixing area are combined with the positive effects that rolling in the ferrite area has.
- the reduction in thickness during rolling in the ferrite area is preferably at least 10% and at most 33%, so that the focus of the deformation is despite the final one Rolling in the ferrite area remains unchanged in the austenite / ferrite mixing area.
- At least the last passes of the hot rolling are carried out in the ferrite, during the hot rolling at least one of the last forming passes is rolled with lubrication.
- Hot rolling with lubrication results in less shear deformation on the one hand, so that the rolled strip as a result obtains a more homogeneous structure across the cross section.
- the rolling forces are reduced by the lubrication, so that a greater reduction in thickness is possible over the respective rolling pass. Therefore, depending on the desired properties of the electrical sheet to be produced, it can be advantageous if all the forming passages that take place in the ferrite area are carried out with roll lubrication.
- the reel temperature should be selected so that it is at least 300 ° C lower than the hot rolling end temperature or higher than the hot rolling temperature reduced by 150 ° C. If the high reel temperature is maintained, additional hot strip annealing can generally be dispensed with entirely or at least in part. Thus, reeling at high temperatures supports the further softening of the hot strip in the coil, whereby the characteristics determining its properties, such as grain size, texture and excretions, are also positively influenced.
- the low reel temperatures result in good work results, especially in the case of higher siliconized electrical sheet types, since in this case the Haspeins sets a structural state, which in subsequent cold rolling leads to the development of a grain structure that is favorable with regard to the properties of NO electrical steel.
- the hot strip In order to ensure that the surface of the NO electrical steel sheet obtained is as perfect as possible and to avoid operational disruptions during cold strip processing, it may also be useful to subject the hot strip to a surface treatment.
- This surface treatment usually involves pickling the hot strip, in which scaling adhering to the hot strip is removed. Additionally or alternatively, the surface treatment can be carried out electrolytically, chemically and / or physically mechanically. The result is a scale-free surface that is as flat as possible, which ensures trouble-free cold rolling and supports the production of a high-quality cold rolling product.
- hot strip produced according to the invention can be processed in a particularly simple manner into a cold-rolled electrical sheet, the final thickness of which is typically 0.35 mm to 0.75 mm, in particular 0.2 mm, 0.35 mm, 0.50 mm or 0 , 65 mm.
- hot strip of this thickness produced according to the invention on a casting and rolling plant has an at least partially softened structure even in the hot-rolled state, so that high overall forming degrees and correspondingly high forming forces can be avoided in its cold forming.
- the fact that the hot strip is produced according to the invention as thinly as possible, in particular hot-rolled to thicknesses below 1.2 mm, in the procedure according to the invention is regularly sufficient to carry out the cold rolling with a total degree of deformation of 20% to 65% in order to ensure that the user can to achieve the required final thicknesses.
- Cold rolling can be carried out in several stages in a known manner. If necessary, intermediate annealing of the cold-rolled strip can be carried out in an equally known manner between at least one of the stages of cold rolling. This intermediate annealing can be carried out in a decarburizing atmosphere in order to set the lowest possible carbon content of the NO sheet obtained.
- the cold strip obtained can be subjected to a final heat treatment in a conventional manner in order to obtain an optimal magnetic texture and grain size and distribution in the cold strip achieve.
- the final heat treatment can also be carried out in a decarburizing atmosphere in order to set the lowest possible carbon content of the finished NO electrical sheet, which accordingly prevents magnetic aging.
- an electrolytic, chemical and / or physical surface treatment of the cold strip can be carried out after the final heat treatment.
- the total degree of deformation being ⁇ 20%.
- Table 1 shows the properties and processing parameters for non-grain-oriented electrical sheets produced under laboratory conditions from hot strips Wl to W16
- Table 2 shows the properties and processing parameters for non-grain-oriented electrical sheets produced under operating conditions from hot strips W17 to W22.
- an FeSil.3 alloy with (in% by weight) 0.0017% C, 0.195% Mn, 1.286% Si, 0.039% P and 0.128% Al, the rest iron and unavoidable Impurities have been melted.
- the steel melt obtained was first cast into a strand in a casting and rolling plant, from which thin slabs were then separated in a continuous process, which were then hot-rolled "in-line” in several passes to form hot strips W1-W22 and then coiled have been.
- the respective final thickness WBd of the hot strips W1-W22 is given in Tables 1 and 2.
- the hot strip end thickness WBd of the hot strips W1-W9 and W17 to W20 produced according to the invention was in each case below 1.8 mm. For hot strips W3, W6, W9 and W17 it was even less than 1.2 mm.
- the hot strips W10-W16 as well as W21 and W22, on the other hand, were produced in a conventional manner, not according to the invention, by casting the steel into slabs, which were then first cooled to slabs, then reheated and then pre-rolled before being heated to a final thickness in the hot rolling mill were hot-rolled by 2 mm.
- the hot strips Wl, W2, W3 and the hot strip W10 are coiled to cold strips with a thickness of 0.35 mm, the hot strips W4, W5, W6 and the hot strips W11, W12, W13 and the hot strips W17 to W22 to cold strips a thickness of 0.5 mm and the hot strips W7, W8, W9 and the hot strips W14, W15 and W16 were cold-rolled to cold strips with a thickness of 0.65 mm.
- the achieved Forming degrees are entered in the UG column in the attached tables.
- the electromagnetic properties P ⁇ , or P ⁇ , 5 P ⁇ , J ⁇ OO ⁇ Jiooo, J2500 J5000 and Jioooo are given in Tables 1,2.
- P ⁇ , o" r "P ⁇ , 5" or “P ⁇ ” is understood to mean the loss of magnetization at a polarization of 1.0 T, 1.5 T or 1.7 T and a respective frequency of 50 Hz.
- Jioooo denote the magnetic polarization at a magnetic field strength of 800 A / m, 1000 A / m, 2500 A / m, 5000 A / m or 10000 A / m.
- non-grain-oriented electrical sheets can be produced, the properties of which are at least equal to those of conventionally produced sheets or are even superior to them, as the diagram shows.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem nichtkornorientierten Elektroblech oder -band mit einer Enddicke von </= 0,75 mm umfassend folgende Arbeitsschritte: Erschmelzen eines Stahls mit (in Gew.-%) C: </= 0,01 %, Mn: </= 1,5 %, Si: 0,1 - 4,5 %, Al: 0,001 - 2,0 %, P: </= 0,1 %, Sn: </= 0,15 %, Sb: </= 0,15 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, Vergiessen des Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band, kontinuierlich auf das Vergiessen folgendes Wärmebehandeln der gegossenen Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes, kontinuierlich auf das Wärmebehandeln folgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband mit einer Enddicke von </= 1,8 mm, Haspeln des Warmbands, Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von </= 0,75 mm und Schlusswärmebehandeln des Kaltbands. Die Erfindung koppelt die durch den Einsatz einer Giesswalzanlage (In-line Giessen und Walzen) erzielbaren Effekte mit Effekten der Reduzierung des Aufwands beim Kaltwalzen durch Einsatz von Giesswalz-Warmband aus FeSi-Stählen in einer Dicke </= 1,8 mm, vorteilhaft </= 1,2 mm.
Description
Verfahren zur Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientiertem Elektroblech oder -band.
Unter dem Begriff "nichtkornorientiertes Elektroblech" wird in diesem Zusammenhang ein Stahlblech oder ein Stahlband verstanden, welches unabhängig von seiner Textur unter die in DIN 46 400 Teil 1 oder 4 genannten Bleche fällt und dessen Verlustanisotropie die in DIN 46 400 Teil 1 festgelegten Höchstwerte nicht überschreitet. Die Begriffe "Blech" und "Band" werden hier synonym verwendet .
Konventionell umfaßt die Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech (NO-Elektroblech) die Schritte :
- Erschmelzen des Stahls,
- Vergießen des Stahls zu Brammen oder Dünnbrammen,
- soweit erforderlich, Wiedererwärmen der Brammen oder Dünnbrammen,
- Einsetzen der Brammen oder Dünnbrammen in einer Warmwalzstraße,
- Vorwalzen der Brammen oder Dünnbrammen,
- Fertigwarmwalzen der Brammen oder Dünnbrammen zu einem Warmband, dessen Enddicke typischerweise zwischen 2 mm und 3 mm liegt,
- soweit erforderlich Glühen und Beizen des Warmbands, wobei diese Warmbandbehandlungen als kombiniertes Glühbeizen ausgeführt werden können,
- ein- oder mehrstufig mit zwischengeschalteter Glühung erfolgendes Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband, und
- Schlußglühen solcher Kaltbänder, die mit einem betragenden Gesamtumformgrad > 65 % kaltgewalzt worden sind, oder
- Glühen und Nachwalzen solcher Kaltbänder, die mit einem höchstens 20 % betragenden Gesamtumformgrad kalt nachgewalzt worden sind.
Die Vielzahl der bei solch konventioneller Vorgehensweise durchzuführenden Arbeitsschritte führt zu hohem apparativen und kostenmäßigen Aufwand. Daher wird seit jüngerer Zeit verstärkt daran gearbeitet, das Vergießen des Stahls und die anschließenden Walzprozesse bei der Warmbandherstellung so aufeinander abzustimmen, daß eine kontinuierliche Abfolge des Gieß- und des Walzvorgangs unter Einsparung des Wiedererwärmens und des Vorwalzens ermöglicht ist.
Zu diesem Zweck sind sogenannte "Gieß-Walz-Anlagen" errichtet worden. In diesen auch "CSP-Anlagen" genannten Vorrichtungen wird der Stahl zu einem kontinuierlich abgezogenen Strang vergossen, von dem "in-line" Dünnbrammen abgeteilt werden, die dann ebenso "in-line" zu Warmband warmgewalzt werden. Die beim Betrieb von
Gieß-Walz-Anlagen gewonnenen Erfahrungen und die Vorteile des "in-line" erfolgenden Gieß-Walzens sind beispielsweise in W. Bald u.a. "Innovative Technologie zur Banderzeugung", Stahl und Eisen 119 (1999) Nr. 3, Seiten 77 - 85, oder C. Hendricks u.a. "Inbetriebnahme und erste Ergebnisse der Gießwalzanlage der Thyssen Krupp Stahl AG", Stahl und Eisen 120 (2000) Nr. 2, Seiten 61 - 68, dokumentiert worden. Die üblichen Warmbanddicken liegen hierbei im Bereich > 1,8 mm.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kostengünstigen Herstellen von nichtkornorientiertem Elektroblech oder -band zu schaffen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik durch ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem nichtkornorientierten Elektroblech oder -band mit einer Enddicke von < 0,75 mm gelöst, welches folgende Arbeitsschritte umfaßt:
- Erschmelzen eines Stahls mit (in Gew.-%) C: < 0,01 %, Mn: < 1,5 %, Si: 0,1 - 4,5 %, AI: 0,001 - 2,0 %,
P: <0,1 %, Sn: < 0,15 %, Sb: < 0,15 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
- Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band,
- kontinuierlich auf das Vergießen folgendes Wärmebehandeln der gegossenen Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes,
- kontinuierlich auf das Wärmebehandeln folgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband mit einer Enddicke von ≤ 1,8 mm,
- Haspeln des Warmbands,
- Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von < 0,75 mm und
- Schlußwarmebehandeln des Kaltbands.
Abhängig von den jeweiligen Produktionsbedingungen und / oder der geforderten Beschaffenheit des erhaltenen Kaltbandes kann das Warmband vor dem Kaltwalzen einer Beiz-Behandlung unterzogen und / oder vor dem Kaltwalzen geglüht werden.
Die Erfindung koppelt die durch den Einsatz einer Gießwalzanlage (In-line Gießen und Walzen) erzielbaren Effekte mit Effekten der Reduzierung des Aufwands beim Kaltwalzen durch Einsatz von Gießwalz-Warmband aus FeSi- Stählen in einer Dicke < 1,8 mm, vorteilhaft < 1,2 mm.
Aufgrund seiner Beschaffenheit läßt sich erfindungsgemäßes Warmband mit gegenüber dem Stand der Technik deutlich vermindertem Aufwand zu kaltgewalztem NO-Elektroblech verarbeiten, dessen Enddicke typischerweise 0,35 mm bis 0,75 mm, insbesondere 0,2 mm, 0,35 mm, 0,50 mm oder 0,65 mm, beträgt. Es hat sich überraschend gezeigt, daß erfindungsgemäß erzeugtes NO- Elektroblech trotz der Einsparung von bei konventioneller Vorgehensweise stets notwendigen Prozeßschritten Eigenschaften aufweist, die mindestens gleich den Eigenschaften von konventionell erzeugten NO- Elektroblechen sind. So weisen erfindungsgemäß erzeugte Elektrobleche auf Basis einer FeSi-Legierung mit 1,3 % Si-Anteil Ummagnetisierungsverluste Pι,5 von weniger als 5,3 W/kg auf. (Unter "Pι,5" wird dabei der
Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz verstanden.) Die konventionell auf Basis konventionellen Warmbands erzeugten Sorten der gleichen Legierung ergeben jeweils Werte für Pχ,5 von > 5,3 W/kg.
Die dem bekannten Gieß-Walzen eigene kontinuierliche Aufeinanderfolge von Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen und Warmwalzen der Dünnbrammen zu Warmband gestattet auch bei der Herstellung erfindungsgemäßer Warmbänder die Einsparung von Arbeitsschritten, wie die Wiedererwärmung der Brammen und das Vorwalzen. Darüber hinaus zeigt sich, daß die Einsparung der betreffenden Arbeitsschritte Auswirkungen hat auf den Werkstoffzustand in den verschiedenen Herstellungsphasen. Dieser unterscheidet sich zum Teil erheblich von dem Zustand, der bei der konventionellen Erzeugung von Warmband erreicht wird, bei der mit einer Wiedererwärmung der abgekühlten Brammen begonnen wird. Insbesondere sind es die Makro-Seigerungen sowie der Lösungs- und Ausscheidungszustand, die erfindungsgemäß erzeugte Warmbänder von konventionell erzeugten unterscheidet. Zudem erfolgt beim In-Line-Gieß- Walzen der Umformvorgang während des Warmwalzens bei günstigen thermischen Bedingungen. So können die Walzstiche mit höheren Umformgraden aufgebracht und die Umformbedingungen gezielt für die Steuerung der Gefügeentwicklung genutzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn aufgrund der jeweils verarbeiteten Stahlzusammensetzung die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Arl > 900 °C + 20 °C beträgt und insbesondere dann, wenn die Dicke des fertig
warmgewalzten Warmbands nicht mehr als 1,2 mm beträgt, während des Warmwalzens mindestens 30 % der Dickenabnahme im Ferritgebiet erzielt. In solchen Fällen, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Arι < 900 °C ± 20 °C beträgt und die Dicke des fertig warmgewalzten Warmbands insbesondere nicht mehr als 1,2 mm beträgt, ist es dagegen günstig, wenn mindestens 35 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Zweiphasengebiet γ/α erzielt werden.
Durch das derart gezielt in den einzelnen Phasenzustandsbereichen vorgenommene Walzen lassen sich insbesondere bei der Verarbeitung von umwandelnden Legierungen Warmbänder erzeugen, die in Bezug auf die an NO-Elektrobleche gestellten Anforderungen optimierte Eigenschaften besitzen. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich durch eine geeignete Kombination der Phasenabfolge beim Warmwalzen in Verbindung mit bestimmten Endwalz- und Haspeltemperaturen eine entscheidende Anhebung der magnetischen Polarisation erreichen läßt.
Sofern ein Walzen im Mischgebiet durchgeführt ist, kann es ebenfalls zweckmäßig sein, mindestens einen Stich im reinen Ferritgebiet durchzuführen. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die durch das Walzen im Mischgebiet erzielten Vorteile mit den positiven Auswirkungen kombiniert, die ein Walzen im Ferritgebiet mit sich bringt. Dabei beträgt die Dickenabnahme beim Walzen im Ferritgebiet vorzugsweise mindestens 10 % und höchstens 33 %, so daß der Schwerpunkt der Umformung trotz des abschließenden
Walzens im Ferritgebiet unverändert im Mischgebiet Austenit / Ferrit liegt.
Vorzugsweise wird dann, wenn wenigstens die letzten Stiche des Warmwalzens im Ferrit durchgeführt werden, während des Warmwalzens mindestens bei einem der letzten Umformstiche mit Schmierung gewalzt. Durch das Warmwalzen mit Schmierung treten einerseits geringere Scherverformungen auf, so daß das gewalzte Band im Ergebnis eine homogenere Struktur über den Querschnitt erhält. Andererseits werden durch die Schmierung die Walzkräfte vermindert, so daß über dem jeweiligen Walzstich eine höhere Dickenabnahme möglich ist. Daher kann es, je nach den gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Elektroblechs, vorteilhaft sein, wenn sämtliche im Ferritgebiet erfolgenden Umformstiche mit einer Walzschmierung durchgeführt werden.
Die Haspeltemperatur sollte so gewählt werden, daß sie mindestens um 300 °C niedriger ist als die Warmwalzendtemperatur oder höher ist als die um 150 °C verminderte Warmwalztemperatur. Bei Einhaltung der hohen Haspeltemperatur kann in der Regel auf eine zusätzliche Warmbandglühung ganz oder zumindest zum wesentlichen Teil verzichtet werden. So unterstützt das Haspeln bei hohen Temperaturen die weitergehende Entfestigung des Warmbands schon im Coil, wobei die seine Eigenschaften bestimmenden Merkmale, wie Korngröße, Textur und Ausscheidungen, zusätzlich positiv beeinflußt werden.
Die niedrigen Haspeltemperaturen ergeben insbesondere bei höher silizierten Elektroblechsorten gute Arbeitsergebnisse, da in diesem Fall sich im Zuge des
Haspeins ein Gefügezustand einstellt, der beim nachfolgenden Kaltwalzen zur Ausprägung einer im Hinblick auf die Eigenschaften von NO-Elektroblechen günstigen Kornstruktur führt.
Insbesondere dann, wenn ein Haspeln bei niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, ist es zur Unterstützung der weiteren Entfestigung des erfindungsgemäß erzeugten Warmbands günstig, eine Warmbandglühung durchzuführen. So lassen sich geglühte Warmbänder mit besonders guten magnetischen und technologischen Eigenschaften herstellen.
Um eine möglichst einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit des erhaltenen NO-Elektroblechs zu gewährleisten und Betriebsstörungen während der Kaltbandbearbeitung zu vermeiden, kann es darüber hinaus sinnvoll sein, das Warmband einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen. Diese Oberflächenbehandlung umfaßt üblicherweise ein Beizen des Warmbands, bei dem auf dem Warmband haftender Zunder entfernt wird. Ergänzend oder alternativ kann die Oberflächenbehandlung elektrolytisch, chemisch und / oder physikalisch mechanisch erfolgen. Im Ergebnis wird dabei eine zunderfreie, möglichst ebene Oberfläche erhalten, die ein störungsfreies Kaltwalzen sicherstellt und die Erzeugung eines hochwertigen Kaltwalzproduktes unterstützt .
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Herstellung von für die Erzeugung von Elektroblechen bestimmten Warmbändern wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die Dicke des Warmbands beim Verlassen der Warmbandstraße höchstens 1,2 mm beträgt. Derart dünnes
erfindungsgemäß erzeugtes Warmband läßt sich schon aufgrund seiner geringen Dicke in besonders einfacher Weise zu einem kaltgewalzten Elektroblech verarbeiten, dessen Enddicke typischerweise 0,35 mm bis 0,75 mm, insbesondere 0,2 mm, 0,35 mm, 0,50 mm oder 0,65 mm, beträgt .
Hinzukommt, daß erfindungsgemäß auf einer Gieß-Walz- Anlage erzeugtes Warmband dieser Dicke schon im warmgewalzten Zustand eine mindestens teilentfestigte Gefügestruktur aufweist, so daß hohe Gesamtumformgrade und dementsprechend hohe Umformkräfte bei seiner Kaltumformung vermieden werden können. Statt dessen ist es dadurch, daß das Warmband erfindungsgemäß so dünn wie möglich erzeugt, insbesondere auf Dicken unter 1,2 mm warmgewalzt wird, bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise regelmäßig ausreichend, das Kaltwalzen mit einem 20 % bis 65 % betragenden Gesamtumformgrad durchzuführen, um die vom Anwender geforderten Enddicken zu erreichen.
Das Kaltwalzen kann in bekannter Weise mehrstufig erfolgen. Erforderlichenfalls kann dabei in ebenso bekannter Weise zwischen mindestens einer der Stufen des Kaltwalzens eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes durchgeführt werden. Diese Zwischenglühung kann in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden, um möglichst geringe Kohlenstoffgehalte des erhaltenen NO-Blechs einzustellen.
Nach Abschluß des Kaltwalzens kann das erhaltene Kaltband in konventioneller Weise einer Schlußwärmebehandlung unterzogen werden, um in dem Kaltband eine optimale magnetische Textur und Kornverteilung sowie -große zu
erzielen. Dabei kann auch die Schlußwärmebehandlung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden, um einen möglichst geringen und dementsprechend der magnetischen Alterung vorbeugenden Kohlenstoffgehalt des fertigen NO-Elektroblechs einzustellen.
Um eine optimale Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten, kann im Anschluß an die Schlußwärmebehandlung eine elektrolytische, chemisch und/oder physikalische Oberflächenbehandlung des Kaltbandes durchgeführt werden.
Alternativ oder ergänzend kann es zur Verbesserung der Maßhaltigkeit und der Verformbarkeit des fertigen NO- Elektroblechs vorteilhaft sein, das Kaltband nach der Schlußwärmebehandlung nachzuwalzen, wobei der Gesamtumformgrad < 20 % beträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Im Diagramm ist für verschiedene nichtkornorientierte Elektrobleche die magnetische Polarisation J2500 über dem
Ummagnetisierungsverlust Pj.,5 aufgetragen. In der ebenso beigefügten Tabelle 1 sind die Eigenschaften und Verarbeitungsparameter für unter Laborbedingungen aus Warmbändern Wl bis W16 erzeugte nichtkornorientierte Elektrobleche und in Tabelle 2 die Eigenschaften und Verarbeitungsparameter für unter Betriebsbedingungen aus Warmbändern W17 bis W22 erzeugte nichtkornorientierte Elektrobleche angegeben.
Zur Ermittlung der Eigenschaften von erfindungsgemäß erzeugten nichtkornorientierten Elektroblechen ist eine FeSil.3-Legierung mit (in Gew.-%) 0,0017 % C, 0,195 % Mn, 1,286 % Si, 0,039 % P und 0,128 % AI, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen erschmolzen worden.
Die erhaltene Stahlschmelze ist in einer Gieß-Walz-Anlage zunächst zu einem Strang vergossen worden, von dem dann in einem kontinuierlich abfolgenden Arbeitsgang Dünnbrammen abgeteilt wurden, welche anschließend ebenso "in-line" in mehreren Stichen zu Warmbändern W1-W22 warmgewalzt und dann gehaspelt worden sind. Die jeweilige Enddicke WBd der Warmbänder W1-W22 ist in Tabelle 1 und 2 angegeben. Die Warmbandenddicke WBd der erfindungsgemäß erzeugten Warmbänder W1-W9 und W17 bis W20 lag dabei jeweils unterhalb von 1,8 mm. Bei den Warmbändern W3, W6, W9 und W17 betrug sie sogar weniger als 1,2 mm.
Die Warmbändern W10-W16 sowie W21 und W22 sind demgegenüber auf konventionelle, nicht erfindungsgemäße Weise hergestellt worden, indem der Stahl zu Brammen vergossen wurde, die dann zunächst zu Brammen abgekühlt, dann wiedererwärmt und anschließend vorgewalzt wurden, bevor sie in der Warmwalzstaffel auf eine Enddicke von 2 mm warmgewalzt wurden.
Die Warmbänder Wl,W2,W3 und das Warmband W10 sind nach dem Haspeln zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,35 mm, die Warmbänder W4,W5,W6 und die Warmbänder W11,W12,W13 sowie die Warmbänder W17 bis W22 zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,5 mm und die Warmbänder W7,W8,W9 sowie die Warmbänder W14,W15 und W16 zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,65 mm kaltgewalzt worden. Die dabei erreichten
Umformgrade sind in der Spalte UG in den beigefügten Tabellen eingetragen.
Ebenso sind in die Tabellen 1,2 die elektromagnetischen Eigenschaften Pι,or Pι,5 Pι, , JΘOOΛ Jiooo, J2500 J5000 und Jioooo angegeben. Unter "Pι,o"r "Pι,5" bzw. "Pι, " wird dabei der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,0 T, 1,5 T bzw. 1,7 T und einer jeweiligen Frequenz von 50 Hz verstanden. "Jsoo''^ "Jιooo"r "J25θo"r "J5000" bzw. "Jioooo" bezeichnen die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke von 800 A/m, 1000 A/m, 2500 A/m, 5000 A/m bzw. 10000 A/m.
Es zeigt sich, daß sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise trotz oder gerade wegen der durch den Einsatz einer Gieß-Walz-Anlage ermöglichten Einsparung von Arbeitsschritten bei der Warmverarbeitung und den geringen Umformgraden bei der Kaltbanderzeugung nichtkornorientierte Elektrobleche herstellen lassen, deren Eigenschaften mindestens gleich denen konventionell erzeugter Bleche oder diesen sogar überlegen sind, wie das Diagramm zeigt.
Claims
P A T E N T AN S P R Ü C H E
Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem nichtkornorientierten Elektroblech oder -band mit einer Enddicke von < 0,75 mm umfassend folgende Arbeitsschritte :
- Erschmelzen eines Stahls mit (in Ge .-%) C: < 0,01 %,
Mn: < 1,5 %,
Si: 0,1 - 4,5 %,
AI: 0,001 - 2,0 %,
P: < 0,1 %,
Sn: < 0,15 %,
Sb: < 0,15 %,
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
- Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band,
- kontinuierlich auf das Vergießen folgendes Wärmebehandeln der gegossenen Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes,
- kontinuierlich auf das Wärmebehandeln folgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband mit einer Enddicke von < 1, 8 mm, - Haspeln des Warmbands,
- Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von < 0,75 mm und
- Schlußwarmebehandeln des Kaltbands.
2. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Dicke des Warmbands höchstens 1,2 mm beträgt und das Kaltwalzen mit einem Gesamtumformgrad von 20 % bis 65 % erfolgt.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Warmband einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Oberflächenbehandlung allein ein Beizen des Warmbands umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Oberflächenbehandlung aus einer Kombination einer physikalischen, insbesondere einer mechanischen Vorbehandlung mit einer chemischen Behandlung, wie Beizen, besteht.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß mindestens 30 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Ferritgebiet erzielt werden, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet An > 900 °C + 20 °C beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß mindestens 35 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Zweiphasengebiet γ/α erzielt werden, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Ari < 900 °C ± 20 °C beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß mindestens ein Stich im reinen Ferritgebiet durchgeführt wird und d a ß die Dickenabnahme beim Walzen im Ferritgebiet mindestens 10 % und höchstens 33 % beträgt.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß beim Warmwalzen im Ferritgebiet mindestens ein Stich mit Schmierung durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß für die Haspeltemperatur gilt:
Haspeltemperatur > Warmwalzendtemperatur - 150 °C.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß für die Haspeltemperatur gilt:
Haspeltemperatur < Warmwalzendtemperatur - 300 °C.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Warmband einer Warmbandglühung unterzogen wird.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Kaltwalzen mehrstufig erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß zwischen mindestens einer der Stufen des Kaltwalzens eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes durchgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Zwischenglühung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schlußwärmebehandlung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schlußwärmebehandlung in einer nichtentkohlenden Atmosphäre erfolgt.
18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß im Anschluß an die Schlußwärmebehandlung eine elektrolytische, chemische und/oder physikalische Oberflächenbehandlung des Kaltbandes durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Kaltband nach der Schlußwärmebehandlung mit einem Gesamtumformgrad von < 15 % nachgewalzt wird.
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