WO2012168253A1 - Verfahren zum herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische anwendungen bestimmten elektrostahlflachprodukts - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische anwendungen bestimmten elektrostahlflachprodukts Download PDF

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WO2012168253A1
WO2012168253A1 PCT/EP2012/060619 EP2012060619W WO2012168253A1 WO 2012168253 A1 WO2012168253 A1 WO 2012168253A1 EP 2012060619 W EP2012060619 W EP 2012060619W WO 2012168253 A1 WO2012168253 A1 WO 2012168253A1
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WO
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annealing
strip
cold
oxide layer
nitriding
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Application number
PCT/EP2012/060619
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Inventor
Eyup DUMAN
Thorsten KRENKE
Ludger Lahn
Original Assignee
Thyssenkrupp Electrical Steel Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1255—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating

Definitions

  • the invention relates to a method for producing grain-oriented electrical steel flat products intended for electrotechnical applications.
  • Such grain-oriented electrical steel flat products have special magnetic properties and are produced by a complex manufacturing process.
  • Basic material for electrical steel flat products is a
  • Silicon steel sheet The metallurgical properties of the material, the degree of deformation of the rolling processes and the parameters of the heat treatment steps are coordinated so that targeted
  • Grain-oriented electrical steel or sheet of the type in question here has a strong anisotropic
  • Grain-oriented electrical steel is particularly suitable for applications in which particularly high demands are placed on the magnetic properties, as is the case, for example, in the construction of transformers.
  • grain-oriented electrical steel are known in greater numbers.
  • the purpose of the particle inhibition is to control the grain growth in the primary structure of the cold strip after and during the
  • the driving force for grain growth during annealing is the grain boundary energy stored in the microstructure. This is essentially determined by the grain size.
  • a restraining force opposing the grain growth is excreted by the cold strip non-magnetic precipitates (inhibitors) determined. Therefore, it is important to have many finely divided particles.
  • the relevant particles are not produced in the hot strip but before, after or during the decarburization annealing or during the heating phase of the final annealing in the course of various nitriding processes. This effect is in the jargon too
  • this will initially be a steel
  • the thus composed melt is then treated secondary metallurgically in a vacuum plant or a ladle furnace and then cast continuously into a strand. From the strand thus obtained thin slabs are divided, which are subsequently heated in a standing oven to a temperature between 1050 ° C and 1300 ° C. The residence time in the oven is at most 60 min. Following the
  • the thin slabs are hot rolled into a hot strip having a thickness of 0.5-4.0 mm in a multi-stand stand-alone hot rolling mill.
  • the first forming pass is carried out at a temperature of 900 - 1200 ° C with a degree of deformation of more than 40%.
  • Hot strip after reeling or before cold rolling can be performed. Subsequently, the hot strip is cold rolled to a cold strip having a final thickness of 0.15 mm to 0.50 mm. The resulting cold strip is then
  • recrystallizing and decarburizing annealed In addition to decarburization annealing, nitriding of the strip in an NH 3 -containing atmosphere at temperatures may also occur be carried out above 850 ° C. After this
  • the finally annealed cold strip can then be provided with an electrical insulation and finally annealed stress-free.
  • nitration is carried out after the primary recrystallization but before the onset of abnormal grain growth.
  • the nitration can in this case by an atmosphere with
  • Nitriding or by a nitrogen-donating adhesive protection additive Nitriding or by a nitrogen-donating adhesive protection additive.
  • EP 0 339 474 B1 describes a process for producing grain-oriented electrical steel sheet in which an electrical steel sheet, in addition to iron and
  • unavoidable impurities 0.025-0.075% C, 2.5-4.5% Si, up to 0.012% S, 0.010-0.060% acid-soluble A1, up to 0.010% N, 0.08-0, 45% Mn and 0.015-0.045% P, heated to a temperature of less than 1200 ° C and then hot rolled to a hot strip.
  • This hot strip is then cold rolled into a cold strip, which is then decarburization annealed in a continuous pass and then nitrided in one pass
  • Atmosphere containing 1000 ppm to 10% NH 3 is subjected. After the nitriding treatment, a
  • Partial pressure ratio P H2O P H2 of less than 0.04 to choose. In this way, it is intended to prevent the formation of a thick oxide film covering the entire surface of the corresponding treated electrical steel strip, which constitutes a barrier to nitrogen penetration.
  • Atmosphere or additives during the final annealing can be influenced.
  • WO 99/02742 A2 discloses processes in which a simultaneous decarburization and nitration in NH 3 -containing atmosphere is carried out. In this way, the nitration takes place before the oxide layer formation is completed.
  • Nitriding treatment contributes to the quality of the work results following process steps. That's how it affects you
  • Oxide layer must have on this for the production of an optimal product significant influence
  • the object of the invention was to provide a method which on the one hand enables highly efficient nitration and on the other hand optimally
  • a method according to the invention for producing a grain-oriented electrical steel flat product intended for electrotechnical applications comprises the following steps: a) producing a hot strip, in addition to iron and
  • unavoidable impurities Si: 2.5 - 4.0%, C: 0.02-0.1%, Al: 0.01-0.065%, N: 0.003-0.015%, optionally up to 0.30% Mn, up to 0.05% Ti, bis to 0.3% P, one or more elements of the group S, Se in contents of which the sum is not more than 0.04%, one or more elements of the group As, Sn, Sb, Te, Bi ranging from to to 0.2%, one or more of Cu, Ni, Cr, Co, Mo, each containing up to 0.5%, one or more of B, V, Nb
  • an additional operating step c1) is now introduced before the nitriding annealing, within which the oxide layer forming during the decarburization annealing is removed from the decarburization annealed cold strip. Additionally, for the NH 3 -containing atmosphere under which takes place nitriding annealing,
  • Partial pressure ratio PH2 O / PH2 of at least 0.1
  • the decarburizing and nitriding annealing are carried out in two separate process steps. It is permitted that forms an oxide layer in the course of decarburization annealing.
  • the atmosphere during the nitriding Glühens adjusted so that in a
  • Near-surface layer of the nitriding treated in accordance with the invention cold strip sets an increased density of N-containing particles.
  • the layer in question then takes over the function as nitrogen depot at Conventional procedure which has on the cold strip after nitriding existing oxide layer.
  • the annealing separator applied to the nitrided cold-rolled strip forms a glass film whose properties are similar to the properties of a glass film which, during the final annealing, conventionally combines decarburization and nitriding-treated electrical strips or sheets.
  • the hot-rolled strip processed according to the invention can in principle be produced in any manner based on the principle of the low-heating method.
  • a suitably composed melt may be conventionally cast into slabs, which are then heated to a temperature less than 1250 ° C and rolled from this temperature to the hot strip.
  • Hot-rolled strip production can also be achieved in a particularly economical manner by combining the procedure known from the low-heating process with modern thin-film production, which is based on the
  • step a in the course of the process according to the invention in the production of the hot strip (step a)), the following work steps are then carried out in a continuous pass:
  • a.6 Coiling the hot strip to form a coil Typically, in a continuous annealing the target annealing temperature of the decarburization annealing in the range of 800 - 900 ° C and the annealing times in the range of 30 - 200 s.
  • the removal of the oxide layer can be in one
  • step c) when the cold strip after decarburization annealing (step c)) is cooled and after removing the oxide layer on the for the
  • nitriding annealing required temperature is reheated.
  • decarburization also takes place in this time.
  • the target temperature of the cooling of the decarburization annealed cold strip is in
  • Decarburization annealed sheet can be mechanically, for example, by brushing, particle blasting or other from the
  • an acid bath in the manner of the known pickling.
  • acid can hydrochloric acid or a comparable strong other acid can be used. It may be useful to intensify the effectiveness of the acid bath when the temperature of the
  • Acid bath is above room temperature. Likewise, the effectiveness of removing the oxide layer can be increased by performing it electrochemically.
  • set target annealing temperatures are typically in the range of 850-950 ° C.
  • Nitriding treatment is typically completed in continuous operation within 15 - 300 s.
  • the NH 3 -containing atmosphere, under which the nitriding annealing (step d)) takes place may in practice contain 5 to 30% by volume of NH 3 , 30 to 70% by volume of H 2 and 30 to 70% by volume of N. ,
  • the invention is based on
  • Fig. 2 is a TEM examination of a comparison
  • the resulting hot strip is a two-stage
  • Hot strip annealing has been subjected.
  • the annealing temperature in the first stage of the hot strip annealing was 1090 ° C, while the annealing temperature in the second stage was 850 ° C.
  • a single-stage hot strip annealing with a uniform uniform annealing temperature could have been carried out.
  • the annealed hot strip was cold rolled in one stage to a cold strip with a final thickness of 0.30 mm.
  • the cold strip obtained is then in a continuous furnace for a period of 150 seconds at a target annealing temperature of 880 ° C under a humidified hydrogen / nitrogen atmosphere with a partial pressure of P H2O / P H2 of 0.50 in a decarburizing continuous pass has been annealed.
  • Oxide layer with concentrated hydrochloric acid has been chemically removed from the cold strip.
  • samples were separated from the decarburization annealed cold-rolled strip and subjected to nitration in a separate kiln unit which also passed through in a continuous pass. In this case, the entire annealing was carried out until the cooling in each case in the same Nitrieratmospreheat here.
  • Run through second furnace unit has been used, in each of which a nitriding atmosphere has been fed, which consisted of (in Vol .-%) 22% NH 3 , 36.5% H 2 and 36.5% N.
  • the cold strip samples are each provided with a
  • Heating rate of 20 K / s has been heated to a target annealing temperature T NIT of 860 ° C.
  • a first group of cold strip samples was kept at the nominal annealing temperature for a nitriding time t NIT of 30 seconds each under the nitriding atmosphere.
  • a second group of cold strip samples for a nitriding time tjiiT of 240 seconds each under the nitriding atmosphere has been kept at the target annealing temperature.
  • Partial pressure ratio PH 2O P H2 has been set to 0.1 (corresponding to a dew point of 35 ° C).
  • cold strip samples are conventionally uninterrupted in a combined decarburization and nitriding step without intervening removal of the decarburization-forming oxide layer
  • the cold strips obtained in tests N, E, VI and V2 after nitriding are each coated with magnesium oxide as an annealing separator and, in a bell annealing, in a manner known per se under an atmosphere containing 75% by volume of H 2 and 25% by volume of N 2 , subjected to a high temperature annealing.
  • the polarization J is shown in Table 1 for the test series A (nitriding time t NIT 30 s) and in Table 2 for the test series B (nitriding time t NIT 240 s) 80 o at 800 a / m, expressed in Tesla, in W / kg given hysteresis loss ⁇ / 7 at a polarization of 1.7 T and a frequency of 50 Hz and the properties measured on the samples in each N contents in ppm% N called.
  • Tables 1, 2 for each of the experiments N, E, VI, V2 an evaluation of the glass film present on each of the samples is recorded.
  • Glass film properties are comparable, which are comparable to the properties of the produced by conventional manufacturing process electrical steel sheet or - sheet formed glass film.
  • Nitriding is carried out after the removal of the oxide layer, in one to the surface of the respective one
  • N-Depot nitrogen-storing function
  • This oxide layer is removed according to the invention before the cold strip is annealed under a NH 3 -containing atmosphere with a partial pressure ratio P H2O / P H2 ⁇ 0.1 nitriding. After application of a Glühseparators the cold strip is finally to

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Abstract

Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische Anwendungen bestimmten Elektrostahlflachprodukts wird zunächst aus einem Warmband, das neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) Si: 2,5 - 4,0 %, C: 0,02 - 0,1 %, AI: 0,01 - 0,065 %, N: 0,003 - 0,015 %, wahlweise bis zu 0,30 % Mn, bis zu 0,05 % Ti, bis zu 0,3 % P, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe S, Se in Gehalten, deren Summe höchstens 0,04 % beträgt, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe As, Sn, Sb, Te, Bi mit Gehalten von jeweils bis zu 0,2 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe Cu, Ni, Cr, Co, Mo mit Gehalten von jeweils bis zu 0,5 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe B, V, Nb mit Gehalten von jeweils bis zu 0,012 %, enthält, ein Kaltband mit einer Enddicke von 0,15 - 0,50 mm gewalzt. Dieses wird dann entkohlend geglüht. Dabei bildet sich auf dem Kaltband eine Oxidschicht. Diese wird erfindungsgemäß entfernt, bevor das Kaltband unter einer NH3-haltigen Atmosphäre mit einem Partialdruckverhältnis PH2O/PH2 ≥ 0,1 nitrierend geglüht wird. Nach Auftrag eines Glühseparators wird das Kaltband schließlich zur Ausprägung einer Gosstextur schlussgeglüht.

Description

Verfahren zum Herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische Anwendungen bestimmten
Elektrostahlflachprodukts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kornorientierten, für elektrotechnische Anwendungen bestimmten Elektrostahlflachprodukten .
Elektrostahlflachprodukte dieser Art werden in der Praxis auch als "kornorientierte Elektrobleche" oder
"kornorientierte Elektrobänder" bezeichnet.
Solche kornorientierte Elektrostahlflachprodukte weisen spezielle magnetische Eigenschaften auf und werden über einen aufwendigen Herstellungsprozess erzeugt.
Grundmaterial für Elektrostahlflachprodukte ist ein
Siliziumstahlblech. Die metallurgischen Eigenschaften des Werkstoffs, die Umformgrade der Walzprozesse und die Parameter der Wärmebehandlungsschritte sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass gezielte
Rekristallisationsprozesse ablaufen. Diese
Rekristallisationsprozesse führen zu einer für den
Werkstoff typischen "Goss-Textur" , bei der die Richtung der leichtesten Magnetisierbarkeit in Walzrichtung der Fertigbänder liegt.
Von kornorientiertem Elektroblech oder -band zu
unterscheiden sind Elektrostahlflachprodukte, bei denen die Körner keine ausgeprägte Ausrichtung besitzen. In solchem nicht-kornorientiertem Elektroband oder -blech ist der magnetische Fluss auf keine bestimmte Richtung
festgelegt, so dass sich in allen Richtungen gleiche magnetische Eigenschaften ausbilden (isotrope
Magnetisierung) .
Kornorientiertes Elektroband oder -blech der hier in Rede stehenden Art weist dagegen ein stark anisotropes
magnetisches Verhalten auf. Dieses ist auf eine
einheitliche Orientierung der Körner (Kristallite) des Gefüges zurückzuführen. Diese kristallographische Textur wird durch eine durch entsprechende Maßnahmen im
Herstellungsprozess erfolgende wirksame
Kornwachstumsauslese erzielt. Ziel ist es dabei, nach einer am Ende des Herstellungsprozesses erfolgenden
Schlussglühung ein Elektrostahlflachprodukt zu erhalten, bei dem die Körner eine geringe Fehlorientierung und daraus folgend eine nahezu ideale Textur aufweisen.
Kornorientiertes Elektroband eignet sich insbesondere für Verwendungen, bei denen besonders hohe Anforderungen an die magnetischen Eigenschaften gestellt werden, wie es beispielsweise beim Bau von Transformatoren der Fall ist.
Verfahren der zur Herstellung von hochwertigem
kornorientiertem Elektroblech sind in größerer Zahl bekannt .
Mit dem in der EP 0 910 676 B1 beschriebenen, so
genannten "Low-Heating-Verfahren" lassen sich
hochpermeable , kornorientierte Elektrobleche mit einer optimierten Eigenschaftsverteilung erzeugen.
Kennzeichnend für dieses Verfahren ist eine
Brammenerwärmungstemperatur unterhalb von 1250 °C. Durch diese vergleichbar niedrige Temperatur werden
Aluminiumnitride, die beim zum Abschluss des
Herstellungsprozesses erfolgenden Hochtemperatur- Glühschritt vollständig in Lösung gebracht werden, nur partiell gelöst. Infolgedessen weist nach dem Low- Heating-Prozess hergestelltes Elektroband eine schwächere inhärente Inhibition auf als über den herkömmlichen
Prozessweg via Hochtemperaturbrammenerwärmung erzeugtes Material .
Zweck der Teilchen-Inhibition ist es, das Kornwachstum im Primärgefüge des Kaltbandes nach und während der
Entkohlungsglühung zu unterdrücken. Erst während der abschließenden Hochglühung, bei der die Kaltbänder bei Temperaturen von bis zu 1200 °C geglüht werden, soll im Temperaturbereich von 950 - 1100 °C ein kontrolliertes abnormales Kornwachstum erfolgen, um eine hohe
Texturschärfe mit Gossorientierung <001>(110) zu
ermöglichen .
Damit ein optimales abnormales Kornwachstum mit hoher Texturschärfe einsetzt, muss nach der Entkohlungsglühung ein idealer Gleichgewichtszustand zwischen treibenden und rücktreibenden Kräften eingestellt werden. Die treibende Kraft für das Kornwachstum während der Hochglühung ist die im Gefüge gespeicherte Korngrenzenenergie. Diese ist im Wesentlichen durch die Korngröße bestimmt. Auf der anderen Seite wird eine dem Kornwachstum entgegenstehende rücktreibende Kraft durch die im Kaltband ausgeschiedenen nichtmagnetischen Ausscheidungen (Inhibitoren) bestimmt. Daher kommt es darauf an, viele fein verteilte Teilchen vorliegen zu haben.
Beim Low-Heating Verfahren werden die relevanten Partikel jedoch nicht im Warmband sondern vor, nach oder während der Entkohlungsglühung oder während der Aufheizphase der Schlussglühung im Zuge verschiedenster Nitrierverfahren erzeugt. Dieser Effekt wird in der Fachsprache auch
"akquirierte Inhibition" genannt.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von hochwertigem kornorientierten Elektroband ist in der EP 1 752 549 A1 beschrieben. Mit diesem Verfahren lassen sich
Elektrostahlflachprodukte auf Basis von
Dünnbrammen-Strangguss erzeugen. Die Arbeitsschritte sind dazu so aufeinander abgestimmt, dass unter Verwendung von konventionellen Aggregaten ein Elektroblech mit
optimierten elektro-magnetischen Eigenschaften erhalten wird. Dabei wird die Bildung von nitridischen
Ausscheidungen vor dem Warmwalzen und während des
Warmwalzens möglichst vermieden, um die Option einer kontrollierten Erzeugung solcher Ausscheidungen bei der Abkühlung des Warmbandes in großem Umfang nutzen zu können. Im Einzelnen wird dazu zunächst ein Stahl
erschmolzen, der neben Eisen und unvermeidbaren
Verunreinigungen (in Masse-%) Si: 2,5 - 4,0 %, C: 0,02 - 0,10 %, Al: 0,01 - 0,065 % N: 0,003 - 0,015 % wahlweise bis zu 0,30 % Mn, bis zu 0,05 % Ti, bis zu 0,3 % P, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe S, Se in Gehalten, deren Summe höchstens 0,04 % beträgt, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe As, Sn, Sb, Te, Bi mit Gehalten von jeweils bis zu 0,2 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe Cu, Ni, Cr, Co, Mo mit Gehalten von jeweils bis zu 0, 5 % sowie eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe B, V, Nb mit Gehalten von jeweils bis zu 0,012 % enthält. Die so zusammengesetzte Schmelze wird dann sekundärmetallurgisch in einer Vakuumanlage oder einem Pfannenofen behandelt und anschließend kontinuierlich zu einem Strang vergossen. Von dem so erhaltenen Strang werden Dünnbrammen abgeteilt, die nachfolgend in einem in Linie stehenden Ofen auf eine Temperatur zwischen 1050 °C und 1300 °C aufgeheizt werden. Die Verweilzeit im Ofen beträgt dabei höchstens 60 min. Im Anschluss an die
Erwärmung der Dünnbrammen werden die Dünnbrammen in einer in Linie stehenden mehrgerüstigen Warmwalzstraße zu einem Warmband mit einer Dicke von 0,5 - 4,0 mm warmgewalzt. Während des Warmwalzens wird der erste Umformstich bei einer Temperatur von 900 - 1200 °C mit einem Umformgrad von mehr als 40 % durchgeführt. Des Weiteren werden während des Warmwalzend zumindest die sich an das Walzen bei 900 - 1200 °C anschließenden zwei Umformstiche im
Zweiphasenmischgebiet (α-γ) gewalzt. Schließlich beträgt beim letzten Umformstich des Warmwalzens die Stichabnahme höchstens 30 %. Im Anschluss an das Warmwalzen wird das so erhaltene Warmband abgekühlt und zu einem Coil
gehaspelt. Optional kann daraufhin ein Glühen des
Warmbands nach dem Haspeln oder vor dem Kaltwalzen durchgeführt werden. Anschließend wird das Warmband zu einem Kaltband mit einer Enddicke von 0,15 mm bis 0,50 mm kaltgewalzt. Das erhaltene Kaltband wird dann
rekristallisierend und entkohlend geglüht. Zusätzlich zu der Entkohlungsglühung kann auch noch eine Nitrierung des Bandes in einer NH3-haltigen Atmosphäre bei Temperaturen oberhalb von 850 °C durchgeführt werden. Nachdem
anschließend auf die Oberfläche des glühbehandelten
Kaltbands ein Glühseparator aufgetragen worden ist, wird das so beschichtete Kaltband zur Ausprägung einer
Gosstextur rekristallisierend und entkohlend
schlussgeglüht. Ebenso optional kann das schlussgeglühte Kaltband daraufhin noch mit einer elektrischen Isolierung versehen und abschließend spannungsfrei geglüht werden.
Beim aus der EP 0 219 611 B1 bekannten Verfahren wird die Nitrierung nach der Primärrekristallisation, aber vor Einsetzen des abnormalen Kornwachstums durchgeführt. Die Nitrierung kann hierbei durch eine Atmosphäre mit
Nitriervermögen oder durch einen Stickstoffspendenden Klebschutzzusatz erfolgen.
In der EP 0 339 474 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech beschrieben, bei dem ein Elektrostahlblech, das neben Eisen und
unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) 0,025 - 0,075 % C, 2,5 - 4,5 % Si, bis zu 0,012 % S, 0,010 - 0,060 % säurelösliches A1, bis zu 0,010 % N, 0,08 - 0,45 % Mn und 0,015 - 0,045 % P enthält, auf eine Temperatur von weniger als 1200 °C erwärmt und dann zu einem Warmband warmgewalzt wird. Dieses Warmband wird dann zu einem Kaltband kaltgewalzt, welches anschließend in einem kontinuierlichen Durchlauf einem Entkohlungsglühen und darauf folgend einer Nitrierungsbehandlung in einer
Atmosphäre unterzogen wird, die 1000 ppm bis 10 % NH3 enthält. Nach der Nitrierbehandlung wird ein
Glühseparator auf das Band aufgebracht und das so
beschichtete Band einer Hochtemperaturschlussglühung unterzogen. Im Hinblick auf die Verkürzung der benötigten Nitrierdauer wird es dabei als günstig angesehen, eine trockene Nitrieratmosphäre mit einem
Partialdruckverhältnis PH2O PH2 von weniger als 0,04 zu wählen. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass sich ein die gesamte Oberfläche des entsprechend behandelten Elektrostahlbands bedeckender dicker Oxidfilm bildet, der eine Barriere für die Stickstoffpenetration darstellt.
Neben den voranstehend erläuterten Maßnahmen ist es aus der EP 0 390 140 B1 bekannt, dass das Primärgefüge durch eine zusätzliche Stickstoffabsorption durch die
Atmosphäre oder Zusätze während der Schlussglühung beeinflusst werden kann.
Des Weiteren sind aus der EP 0 400 549 Bl und
WO 99/02742 A2 jeweils Verfahren bekannt, bei denen eine gleichzeitige Entkohlung und Nitrierung in NH3- enthaltender Atmosphäre vollzogen wird. Auf diese Weise findet die Nitrierung statt, bevor die Oxidschichtbildung abgeschlossen ist.
Den voranstehend erläuterten Strategien zur Vermeidung der Entstehung der etwa 2 μm dicken Oxidschicht während der Entkohlungsglühung steht in der Praxis der Nachteil entgegen, dass die Oxidschicht im auf die jeweilige
Nitrierbehandlung folgenden Prozessschritten zur Qualität des Arbeitsergebnisses beiträgt. So wirkt sich die
Oxidschicht durch die Festkörperreaktion zwischen ihr und der für die Hochtemperaturglühung nach dem Nitrieren aufgetragenen, in der Regel aus MgO bestehenden
Trennschicht positiv auf die Bildung des Glasfilms während der Hochtemperaturglühung aus. Darüber hinaus wird während der Nitrierung ein großer Teil des
Stickstoffs in der Oxidschicht ausgeschieden und dort deponiert, so dass es während der Hochglühung zur Bildung weiterer Inhibitoren genutzt werden kann. Fehlt die
Oxidschicht, muss auf diese für die Erzeugung eines optimalen Produkts wesentliche Einflussmöglichkeit
verzichtet werden.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zu nennen, das einerseits eine hochwirksame Nitrierung ermöglicht und andererseits ein optimal
beschaffenes kornorientiertes Elektrostahlflachprodukt liefert .
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst worden, das die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen und Merkmale umfasst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
In Übereinstimmung mit dem voranstehend erläuterten Stand der Technik umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische Anwendungen bestimmten Elektrostahlflachprodukts folgende Arbeitsschritte : a) Herstellen eines Warmbands, das neben Eisen und
unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) Si: 2,5 - 4,0 %, C: 0,02 - 0,1 %, AI: 0,01 - 0,065 %, N: 0,003 - 0,015 %, wahlweise bis zu 0,30 % Mn, bis zu 0,05 % Ti, bis zu 0,3 % P, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe S, Se in Gehalten, deren Summe höchstens 0,04 % beträgt, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe As, Sn, Sb, Te, Bi mit Gehalten von jeweils bis zu 0,2 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe Cu, Ni, Cr, Co, Mo mit Gehalten von jeweils bis zu 0, 5 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe B, V, Nb mit
Gehalten von jeweils bis zu 0,012 %, enthält, b) Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von 0,15 - 0,50 mm, c) entkohlendes Glühen des erhaltenen Kaltbands, wobei
sich während des entkohlenden Glühens eine Oxidschicht auf dem Kaltband bildet, d) nitrierendes Glühen des entkohlungsgeglühten Kaltbands unter einer NH3-haltigen Atmosphäre, e) Auftrag eines Glühseparators auf die Oberfläche des
geglühten Kaltbands und f) Schlussglühen des mit dem Glühseparator versehenen
Kaltbands zur Ausprägung einer Gosstextur.
Erfindungsgemäß wird nun vor dem nitrierenden Glühen ein zusätzlicher Arbeitsschritt c.l) eingeführt, innerhalb dessen die sich während des entkohlenden Glühens bildende, Oxidschicht von dem entkohlungsgeglühten Kaltband entfernt wird . Zusätzlich wird für die NH3-haltige Atmosphäre, unter der das nitrierende Glühen stattfindet, ein
Partialdruckverhältnis PH2O/PH2 von mindestens 0,1,
insbesondere größer als 0,1, beispielsweise größer als 0,15, gewählt .
Erfindungsgemäß werden also das entkohlende und das nitrierende Glühen in zwei getrennten Prozessschritten ausgeführt. Dabei wird zugelassen, dass sich im Zuge des entkohlenden Glühens eine Oxidschicht bildet. Diese
Oxidschicht wird jedoch vor der Nitrierbehandlung
weitestgehend entfernt. Auf diese Weise kann im
anschließenden Nitrierprozess der Stickstoff wesentlich leichter in das zu nitrierende Kaltband eindringen. Im Ergebnis wird so eine gleichmäßigere Verteilung der
Inhibitorpartikel in einer oberflächennahen Schicht des entkohlten und nitriergeglühten Kaltbands erzielt. Auf diese Weise sind optimale Voraussetzungen für das
sekundäre Kornwachstum während der Schlussglühung geboten.
Um den mit der erfindungsgemäßen Entfernung der
Oxidschicht einhergehenden Verlust an in der Oxidschicht gespeichertem, die Entstehung von als Inhibitoren
wirkenden Ausscheidungen bei der Schlussglühung
begünstigenden Stickstoff auszugleichen, wird
erfindungsgemäß die Atmosphäre während der nitrierenden Glühens so eingestellt, dass sich in einer
oberflächennahen Schicht des in erfindungsgemäßer Weise nitrierbehandelten Kaltbands eine erhöhte Dichte an N- haltigen Partikeln einstellt. Die betreffende Schicht übernimmt dann als Stickstoff-Depot die Funktion, die bei konventioneller Vorgehensweise die auf dem Kaltband nach dem Nitrieren vorhandene Oxidschicht hat.
Durch den erfindungsgemäß eingeführten Zwischenschritt c.l) "Entfernen der sich während des entkohlenden Glühens bildenden Oxidschicht" sind somit optimale Voraussetzungen für eine hochwirksame Nitrierung des ent kohlungsgeglühten Kaltbands geschaffen. Gleichzeitig wird das Nitrieren durch Einstellung der Nitrieratmosphäre erfindungsgemäß so durchgeführt, dass trotz der Entfernung der Oxidschicht im nitrierbehandelten Kaltband Stickstoff so vorliegt, dass er bei der nachfolgenden Schlussglühung optimal wirksam ist .
Gleichzeitig ist die Oberfläche des nitrierten Kaltbands in Folge der erfindungsgemäßen Einstellung des
Partialdruckverhältnisses PH2O/PH2 in der Nitrieratmopshäre so beschaffen, dass sich bei einem erfindungsgemäß
behandelten Elektrostahlflachprodukt aus dem vor dem
Schlussglühen auf das nitrierte Kaltband aufgetragenen Glühseparator ein Glasfilm bildet, dessen Eigenschaften den Eigenschaften eines Glasfilms gleich kommen, der bei der Schlussglühung von in konventioneller Weise kombiniert entkohlungs- und nitrierbehandelten Elektrobändern oder -blechen einstellt.
Im Ergebnis lässt sich mit der erfindungsgemäßen
Vorgehensweise ein Elektrostahlflachprodukt mit
verbesserten magnetischen Kenngrößen erzeugen. So zeichnen sich erfindungsgemäß erzeugte Elektrobleche und -bänder durch eine hohe Polarisationen und niedrige
Ummagnetisierungsverluste aus. Das erfindungsgemäß verarbeitete Warmband kann grundsätzlich auf jede auf dem Prinzip des Low-Heating- Verfahrens beruhende Weise erzeugt werden. So kann eine geeignet zusammengesetzte Schmelze in konventioneller Weise zu Brammen vergossen werden, die dann auf eine weniger als 1250 °C betragende Temperatur erwärmt und ausgehend von dieser Temperatur zu dem Warmband gewalzt werden .
Besonders wirtschaftlich lässt sich die Warmbandfertigung ebenfalls dadurch bewerkstelligen, dass die vom Low- Heating-Prozess bekannte Vorgehensweise mit einer modernen Dünnbrammenfertigung kombiniert wird, die nach dem
bekannten, durch einen kontinuierlichen Fertigungsablauf gekennzeichneten Gieß-Walz-Prozess erfolgt. Zu diesem Zweck werden im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung des Warmbands (Arbeitsschritt a) ) dann folgende Arbeitsschritte im kontinuierlichen Durchlauf absolviert :
a.1 Vergießen der Schmelze zu einem Strang in einer
Stranggussmaschine ,
a.2 Abteilen mindestens einer Dünnbramme von dem
gegossenen Strang,
a.3 Erwärmen der Dünnbramme auf eine Temperatur zwischen 1050 °C und 1300 °C,
a.4 Warmwalzen der Dünnbramme in einer Warmwalzstraße zu einem Warmband mit einer Dicke von 0,5 - 4,0 mm, a.5 Abkühlen des Warmbands,
a.6 Haspeln des Warmbands zu einem Coil. Typischerweise liegen bei einer im Durchlauf absolvierten Glühung die Soll-Glühtemperatur der entkohlenden Glühung im Bereich von 800 - 900 °C und die Glühzeiten im Bereich von 30 - 200 s.
Sofern hierzu die technischen Möglichkeiten zur Verfügung stehen, ist es denkbar, die Entfernung der Oxidschicht zwischen dem entkohlenden Glühen und der
Nitrierungsbehandlung ohne größere Abkühlung des
entkohlungsgeglühten Kaltbands vorzunehmen. Mit den heute üblicherweise zur Verfügung stehenden Mitteln lässt sich die Entfernung der Oxidschicht jedoch in einer
praxisgerechten Weise durchführen, wenn das Kaltband nach dem entkohlenden Glühen {Arbeitsschritt c) ) abgekühlt und nach dem Entfernen der Oxidschicht auf die für das
nitrierende Glühen erforderliche Temperatur wiedererwärmt wird. Indem auch die Abkühlung unter einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird, findet auch in dieser Zeit eine Entkohlung statt. Die Zieltemperatur der Abkühlung des entkohlungsgeglühten Kaltbands wird dabei in
Abhängigkeit von dem für das Entfernen der Oxidschicht vorgesehenen Verfahren so gewählt, das optimale
Voraussetzungen für die Entschichtung gegeben sind.
Die Entfernung der Oxidschicht von dem
entkohlungsgeglühten Blech kann mechanisch, beispielsweise durch Bürsten, Partikelstrahlen oder andere aus dem
Bereich der Kaltbandbearbeitung übliche Methoden erfolgen.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die Oxidschicht in einem Säurebad nach Art des bekannten Beizens zu entfernen. Als Säure kann dazu Salzsäure oder eine vergleichbar starke andere Säure verwendet werden. Dabei kann es zur Intensivierung der Wirksamkeit des Säurebads zweckmäßig sein, wenn die Temperatur des
entkohlungsgeglühten Kaltbands beim Eintritt in das
Säurebad oberhalb der Raumtemperatur liegt. Ebenso kann die Effektivität der Entfernung der Oxidschicht dadurch erhöht werden, dass sie elektro-chemisch durchgeführt wird .
Die beim nitrierenden Glühen (Arbeitsschritt d) )
eingestellten Soll-Glühtemperaturen liegen typischerweise im Bereich von 850 - 950 °C. Die erfindungsgemäße
Nitrierbehandlung wird dabei im kontinuierlichen Durchlauf typischerweise innerhalb von 15 - 300 s absolviert.
Die NH3-haltige Atmosphäre, unter der das nitrierende Glühen (Arbeitsschritt d) ) stattfindet, kann in der Praxis 5 - 30 Vol.-% NH3, 30 - 70 Vol.-% H2 und 30 - 70 Vol.-% N enthalten .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Abb. 1 eine TEM-Untersuchung (TEM = Transmissions- Elektronen-Mikroskop) einer erfindungsgemäßen Probe eines Elektrostahlblechs;
Fig. 2 eine TEM-Untersuchung einer zum Vergleich auf
konventionellem Wege erzeugten Probe eines
Elektrostahlblechs . In einer konventionellen Stranggießmaschine ist eine
Stahlschmelze, die neben Eisen und unvermeidbaren
Verunreinigungen (in Gew.-%) 3,10 Gew.% Si, 0,047 % C, 0,026 % AI, 0,0093 % N, 0,147 % Mn, 0,0078 % S, 0,195 % Cu, 0,058 % Sn und 0,1140 % Cr enthielt, nach einer in einem Pfannenofen und einer Vakuumanlage durchgeführten sekundärmetallurgischen Behandlung kontinuierlich zu einem 63 mm dicken Strang abgegossen worden.
Von dem Strang sind in ebenfalls konventioneller Weise Dünnbrammen abgeteilt worden. Nach einer Ausgleichsglühung in einem Ausgleichsofen bei 1165 °C sind diese Dünnbrammen entzundert und in der Fertigstraße auf eine Enddicke von 2,3 mm warmgewalzt und zu einem Coil gehaspelt worden.
Das erhaltene Warmband ist einer zweistufigen
Warmbandglühung unterzogen worden. Die Glühtemperatur in der ersten Stufe der Warmbandglühung betrug 1090 °C, während die Glühtemperatur in der zweiten Stufe bei 850 °C lag. Anstelle einer zweistufigen Warmbandglühung hätte auch eine einstufige Warmbandglühung mit einer einheitlich gleichmäßigen Glühtemperatur durchgeführt werden können.
Anschließend ist das geglühte Warmband einstufig zu einem Kaltband mit einer Enddicke von 0,30 mm kaltgewalzt worden .
Das erhaltene Kaltband ist dann in einem Durchlaufofen für eine Dauer von 150 Sekunden bei einer Soll-Glühtemperatur von 880 °C unter einer feuchten Wasserstoff/Stickstoff- Atmosphäre mit einem Partialdruck von PH2O/PH2 von 0,50 in einem kontinuierlichen Durchlauf entkohlend geglüht worden .
Nach der Abkühlung in der Entkohlungsatmosphäre auf eine unterhalb von 100 °C liegende Temperatur ist die
Oxidschicht mit konzentrierter Salzsäure chemisch von dem Kaltband entfernt worden.
Anschließend sind Proben von dem entkohlungsgeglühten Kaltband abgeteilt und in einem separaten, ebenfalls im kontinuierlichen Durchlauf durchlaufenen Ofenaggregat einer Nitrierung unterzogen worden. Dabei wurde auch hier die gesamte Glühung bis zur Abkühlung jeweils in derselben Nitrieratmosphäre durchgeführt.
Zum Nitrieren ist ein ebenfalls im kontinuierlichen
Durchlauf durchlaufenes zweites Ofenaggregat eingesetzt worden, in den jeweils eine Nitrieratmosphäre eingespeist worden ist, die aus (in Vol.-%) 22 % NH3, 36,5 % H2 und 36,5 % N bestand.
Beim Einlauf in das zur Nitrierung verwendete Ofenaggregat sind die Kaltbandproben jeweils mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 20 K/s auf eine Soll- Glühtemperatur TNIT von 860 °C erwärmt worden.
Im Zuge einer ersten Versuchsreihe A ist eine erste Gruppe der Kaltbandproben für eine Nitrierdauer tNIT von jeweils 30 Sekunden unter der Nitrieratmosphäre auf der Soll- Glühtemperatur gehalten worden. In einer zweiten Versuchsreihe B ist eine zweite Gruppe der Kaltbandproben für eine Nitrierdauer tjiiT von jeweils 240 Sekunden unter der Nitrieratmosphäre auf der Soll- Glühtemperatur gehalten worden.
Dabei ist bei jeder der Versuchsreihen A, B in einem ersten Versuchsdurchlauf N das Partialdruckverhältnis PH2O/PH2 auf 0,02 (entsprechend einem Taupunkt von
Figure imgf000018_0001
9 °C) und in einem zweiten Versuchsdurchlauf E das
Partialdruckverhältnis PH2O PH2 auf 0,1 (entsprechend einem Taupunkt von 35 °C) eingestellt worden.
Figure imgf000018_0004
Zum Vergleich sind Kaltbandproben in konventioneller Weise in einem kombinierten Entkohlungs- und Nitrierungsschritt unterbrechungsfrei, ohne zwischengeschaltete Entfernung der sich bei der Entkohlung bildenden Oxidschicht
entkohlend und anschließend nitrierend geglüht worden. Die Zusammensetzung der Entkohlungsatmosphäre, unter der das entkohlende Glühen durchgeführt worden ist, und die
Nitrierungsatmosphäre, unter der das Nitrierungsglühen durchgeführt worden ist, entsprach dabei den
Zusammensetzungen der bei der Durchführung der Versuche N und E jeweils vorgesehenen Entkohlungs- und
Nitrierungsatmosphären .
Bei einem ersten Vergleichsversuch VI ist dabei wie beim Versuch N das Partialdruckverhältnis PH2O PH2 auf 0,02
(entsprechend einem Taupunkt
Figure imgf000018_0003
von 9 °C) eingestellt worden, wogegen bei einem zweiten Vergleichsversuch V2 das Partialdruckverhältnis PH2O PH2 wie beim Versuch E auf 0,1
(entsprechend einem Taupunkt
Figure imgf000018_0002
von 35 °C) eingestellt worden ist. Die in den Versuchen N, E, VI und V2 nach dem Nitrieren erhaltenen Kaltbänder sind jeweils mit Magnesiumoxid als Glühseparator beschichtet und in einer Haubenglühung in an sich bekannter Weise unter einer Atmosphäre, die 75 Vol.-% H2 und 25 Vol.-% N2 enthielt, einer Hochtemperatur- Schlussglühung unterzogen worden.
Für die nach den jeweiligen Versuchen N, E, VI und V2 erhaltenen, schlussgeglühten Proben sind in Tabelle 1 für die Versuchsreihe A (Nitrierdauer tNIT 30 s) und in Tabelle 2 für die Versuchsreihe B (Nitrierdauer tNIT 240 s) die Polarisation J80o bei 800 A/m, angegeben in Tesla, der in W/kg angegebene Ummagnetisierungsverlust Ρχ/7 bei einer Polarisation von 1,7 T und einer Frequenz von 50 Hz und die jeweils an den Proben gemessenen N-Gehalte %N in ppm genannt. Zusätzlich ist in den Tabellen 1,2 für jeden der Versuche N, E, VI, V2 eine Bewertung des auf den Proben jeweils vorhandenen Glasfilms eingetragen.
Die im Zuge der Versuchsreihen A,B durchgeführten Versuche N,E,V1,V2 zeigen, dass der erfindungsgemäße Prozess in Folge der erfindungsgemäß zwischen dem Entkohlungs- und dem Nitrierschritt vorgenommenen Entfernung der
Oxidschicht im Vergleich zum kombinierten Prozessing, bei dem keine Entschichtung stattgefunden hat, für die jeweils erzeugten Proben jeweils deutlich verbesserte
elektromagnetische Kennwerte ergibt, dass sich eine gute Glasfilmausbildung jedoch nur dann gewährleisten lässt, wenn die Nitrierung unter einer Nitrieratmosphäre mit einem Partialdruckverhältnis PH2O PH2 von mindestens 0,1 vorgenommen wird. Unter Beachtung dieser Bedingung lassen sich in
erfindungsgemäßer Weise Elektrostahlflachprodukte
erzeugen, die einerseits eine hohe Polarisation und niedrige Ummagnetisierungsverluste aufweisen, bei denen andererseits aber auch zufriedenstellende
Glasfilmeigenschaften gewährleistet sind, die mit den Eigenschaften des bei konventioneller Fertigungsweise erzeugten Elektroband- oder - blech gebildeten Glasfilms vergleichbar sind.
Durch die Einstellung eines hohen Taupunkt in der
Figure imgf000020_0003
Nitrieratmosphäre, unter der erfindungsgemäß die
Nitrierung nach der Entfernung der Oxidschicht vorgenommen wird, wird in einer an die Oberfläche des jeweiligen
Elektrostahlflachprodukts angrenzenden oberflächennahen Schicht eine erhöhte Dichte an N-haltigen Partikeln erzeugt. Auf diese Weise übernimmt die betreffende Schicht beim abschließenden Schlussglühen eine Stickstoffspeichernde Funktion (N-Depot) , die bei konventioneller Vorgehensweise von der dann auf dem jeweiligen
Elektrostahlflachprodukt noch vorhandenen Oxidschicht erfüllt wird.
Abb. 1 zeigt eine oberflächennahe TEM-Untersuchung an der im Versuch E der Versuchsreihe B (tNiT = 240 s, TNIT = 860 °C, = 35 °C, PH2O PH2 = 0,1) erzeugten Probe, während
Figure imgf000020_0001
in Abb. 2 eine entsprechende oberflächennahe TEM- Untersuchung an der im Versuch V2 der Versuchsreihe B (tNIT = 240 s, TNIT = 860 °C, = 35 °C, pH2o/PH2 = 0,1)
Figure imgf000020_0002
erzeugten Probe wiedergegeben ist, bei der die sich bei der Entkohlung bildende Oxidschicht auf der Oberfläche verblieben ist. Man sieht, dass bei der erfindungsgemäß erzeugten, in Abb. 1 gezeigten Probe die Dichte der stäbchenförmigen, N-haltigen Partikel, bei denen es sich typischerweise um Verbindungen von N mit Si, Mn und AI handelt, nahe der Oberfläche deutlich größer und
regelmäßiger verteilt ist.
Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische Anwendungen bestimmten Elektrostahlflachprodukts wird somit zunächst aus einem Warmband, das neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) Si: 2,5 - 4,0 %, C: 0,02 - 0,1 %, AI: 0,01 - 0,065 %, N: 0,003 - 0,015 %, wahlweise bis zu 0,30 % Mn, bis zu 0,05 % Ti, bis zu 0,3 % P, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe S, Se in Gehalten, deren Summe höchstens 0,04 % beträgt, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe As, Sn, Sb, Te, Bi mit Gehalten von jeweils bis zu 0,2 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe Cu, Ni, Cr, Co, Mo mit Gehalten von jeweils bis zu 0,5 %, eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe B, V, Nb mit Gehalten von jeweils bis zu 0,012 %, enthält, ein Kaltband mit einer Enddicke von 0,15 - 0,50 mm gewalzt. Dieses wird dann entkohlend geglüht. Dabei bildet sich auf dem Kaltband eine Oxidschicht. Diese Oxidschicht wird erfindungsgemäß entfernt, bevor das Kaltband unter einer NH3-haltigen Atmosphäre mit einem Partialdruckverhältnis PH2O/PH2 ^ 0,1 nitrierend geglüht wird. Nach Auftrag eines Glühseparators wird das Kaltband schließlich zur
Ausprägung einer Gosstextur schlussgeglüht.
Figure imgf000022_0001

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Herstellen eines kornorientierten, für elektrotechnische Anwendungen bestimmten
Elektrostahlflachprodukts umfassend folgende
Arbeitsschritte :
a) Herstellen eines Warmbands, das neben Eisen und
unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%)
Si: 2, 5 - 4,0 %,
C: 0, 02 - 0,1 %,
AI: 0,01 - 0,065 %,
N: 0,003 - 0, 015 %,
wahlweise
- bis zu 0, 30 % Mn,
- bis zu 0,05 % Ti,
- bis zu 0,3 % P,
- eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe S, Se in Gehalten, deren Summe höchstens 0,04 % beträgt,
- eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe As, Sn, Sb, Te, Bi mit Gehalten von jeweils bis zu 0,2 %,
- eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe Cu, Ni, Cr, Co, Mo mit Gehalten von jeweils bis zu 0,5 %,
- eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe B, V, Nb mit Gehalten von jeweils bis zu 0,012 %, enthält , b) Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von 0,15 - 0,50 mm, c) entkohlendes Glühen des erhaltenen Kaltbands, wobei sich während des entkohlenden Glühens eine Oxidschicht auf dem Kaltband bildet, d) nitrierendes Glühen des entkohlungsgeglühten
Kaltbands unter einer NH3-haltigen Atmosphäre, e) Auftrag eines Glühseparators auf die Oberfläche des geglühten Kaltbands und f) Schlussglühen des mit dem Glühseparator
versehenen Kaltbands zur Ausprägung einer Gosstextur, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- d a s s als Arbeitsschritt c.l) vor dem
nitrierenden Glühen die sich während des
entkohlenden Glühens bildende Oxidschicht von dem entkohlungsgeglühten Kaltband entfernt wird, und
- d a s s das Partialdruckverhältnis PH2O/PH2 der NH3-haltigen Atmosphäre während des nitrierenden Glühens > 0, 1 ist .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s bei der Herstellung des Warmbands (Arbeitsschritt a) ) folgende Arbeitsschritte durchlaufen werden: a.1 Vergießen der Schmelze zu einem Strang in einer Stranggussmaschine ,
a.2 Abteilen mindestens einer Dünnbramme von dem
gegossenen Strang,
a.3 Erwärmen der Dünnbramme auf eine Temperatur
zwischen 1050 °C und 1300 °C,
a.4 Warmwalzen der Dünnbramme in einer Warmwalzstraße zu einem Warmband mit einer Dicke von
0,5 - 4,0 mm,
a.5 Abkühlen des Warmbands,
a.6 Haspeln des Warmbands zu einem Coil.
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 s das Partialdruckverhältnis PH2O/PH2 der NH3-haltigen Atmosphäre während des nitrierenden Glühens > 0,15 ist .
4. 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 s s das Kaltband nach dem entkohlenden Glühen
(Arbeitsschritt c) ) abgekühlt und nach dem Entfernen der Oxidschicht auf die für das nitrierende Glühen erforderliche Temperatur wiedererwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abkühlung unter einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt wird .
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 s s die Entfernung der Oxidschicht mechanisch erfolgt.
7. 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 s s die Entfernung der Oxidschicht chemisch erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die
Entfernung der Oxidschicht in einem Säurebad
erfolgt .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Entfernung der Oxidschicht elektro-chemisch erfolgt .
10. 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 s s die Soll-Glühtemperatur beim nitrierenden Glühen (Arbeitsschritt d) ) 850 - 950 °C beträgt.
11. 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 s s die NH3-haltige Atmosphäre, unter der das nitrierende Glühen (Arbeitsschritt d) ) stattfindet, 5 - 30 Vol . - % NH3, 30 - 70 Vol.-% H2 und 30 - 70 Vol.-% N
enthält .
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 s s das nitrierende Glühen innerhalb von 15 - 300 s im kontinuierlichen Durchlauf absolviert wird.
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