Способ обработки слябов

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства холоднокатаной анизотропной электротехнической стали (АЭС), применяемой в качестве магнитно-мягкого материала в конструкциях силовых трансформаторов и других магнитопроводов. Цель изобретения - улучшение магнитных свойств АЭС. Создаются условия для формирования оптимальной матрицы первичной рекристаллизации и получения совершенной ребровой текстуры за счет выделения ингибиторных фаз требуемой плотности и дисперсности в процессе горячей прокатки АЭС с различным содержанием алюминия и меди. Способ включает нагрев слябов из АЭС, содержащей алюминия 0,008 - 0,025% и меди 0,06 - 0,8%, при 1220 - 1320°С. Продолжительность нагрева слябов &Tgr; расчитывают в зависимости от концентрации в стали алюминия, меди и температуры по формуле &Tgr; = (23 <SP POS="POST">.</SP> AL°<SP POS="POST">,6</SP> - CU°<SP POS="POST">,3</SP>) E (2100/T)± 0,3, где AL и CU - концентрации элементов, мас.%

T - температура томления, °С

E - основание натурального логарифма, 4 табл.

союз советских сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (!9) (11) (s1)s С 21 D 8/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР и Ы ) И,t &131.|

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1464

0.5.44 — 4.1 1. — 1.4Мп 1+4680 +1 20Мп — 530 (21) 4723553/02 (22) 26.07.89 (46) 23.07.91. Бюл. | в 27 (71) Новополоцкий металлургический комбинат и Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии (72) В. В. Шитов, Г. Д. Беляева, И. И. Гончаров, А. Г. Духнов, В. Н. Калинин, Г. Г. Трушечкин, Н, Х. Хуснутдинов и А. M. Черных (53) 621.785.79(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 373324, кл. С 22 С 41/00, 1973. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЛЯБОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства холоднокатаной анизотропной злектротех)!ической стали (АЭС), применяемой в качестве магнитно-мягкого материала

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства холоднакатаной анизотропной электротехнической стали.

Известен способ обработки холоднокатаной трансформаторной стали в котором, томление слябов в методических печах проводят при температуре выше 1300 С, время нагрева и томления рассчитывают в зависимости от содержания марганца, углерода и температуры по формуле где х — время нагрева и томления, ч; в конструкциях силовых трансформаторов и других магнитопроводов. Цель изобретения — улучшение магнитных свойств АЭС. Создаются условия для формирования оптимальной матрицы первичной рекристаллизации и получения совершенной ребровой текстуры за счет выделения ингибиторных фаэ требуемой плотности и дисперсности в процессе горячей прокатки АЭ С с различным содержанием алюминия и меди. Способ включает нагрев слябов из АЭС, содержащей алюминия 0,008-0,025% и меди 0,06-0,8%, при 1220-1320 C. Продолжительность нагрева слябов т рассчитывают в зависимости от концентрации в стали алюминия, меди и темпеоатУоы по формуле r = (23

А! — Cu ) е! ) о, где Al и Си êîíöåíтрации элементов, мас.%; t — температура в томильной зоне методической печи, С; е— основание натурального логарифма, 4 табл.

Си и Mn — концентрация элементов, Мас.

% °

t — температура в томильной зоне печи, оС

Недостатком способа является то, что в расчете продолжительности томления слябов не учитывается содержание основных фазообраэующих элементов в стали нитридного варианта выплавки -алюминия и меди, дисперсные частицы которых в виде AlN, CusSl, CuMnz04 оказывают существенное влияние на текстурообраэование и, следовательно, формирование магнитных

СВОЙСТВ.

1664854

/

30 стали неудовлетворительные.

Концентрации фазообразующих элементов в анизотропной электротехнической стали для Al 0,008-0,025%, а для Си 0,0635 0,80% являются необходимыми условиями для протекания вторичной рекристаллиэации, но не достаточными для получения совершенной ребровой текстуры и высокого . уровня магнитных свойств. При изменении

40 соотношения концентрации алюминия и меди в металле соответственно изменяется и количество и размер неметаллических включений, для полного растворения которых требуется определенное время в заданном .

45 температурном интервале 1220-1320 С.

Отклонение в продолжительности нагрева слябов от расчетной приводит к ухудшению уровня магнитных свойств или, при неизмененкости последних, к нерациональ50 кому увеличению энергетических затрат работы методических печей, Уменьшение температуры нагрева слябов ниже 1220 С повышает вероятность неполного растворения, особенно крупных

55 нитридных частиц размером более 100 нм и, следовательно, плотность мелкодисперсной составляющей нитридной фазы уменьшается и становится ниже оптимальных значений. Кроме того, при температурах нагрева менее 1220 Я усложняются условия

Цель изобретения — улучшение магнит,. ных свойств анизотропной электротехничес(-. .кбй стали.

Нагрев слябов из стали, содержащей алюминия 0,008-0,025% и меди 0,06 — 0,80%, осуществляют при 1220-1320 С, а продолжительность выдержки определяют по формуле

< (, „0,6 0,3 ) (2100/с) ЙО,З. где — продолжительность нагрева и томления, ч;

Al u Cu — концентрации элементов, мас.

%, t — температура в томильной зоне методической печи, С, е- основание натурального логарифма.

Технологический процесс производства холоднокатаной анизотропной электроте нической стали с ребровой текстурой п,едусматривает использование различного типа ингибиторных фаз (Мй$- FeS, AlNTlk, ZrN Я!зК4,BN и другие) для развития процесса вторичной рекристаллизации с целью получения высокого уровня магнит- 2 нь х свойств, В сталях нитридного варианта выплавки в электродуговых печах основной ингибиторной фазой являются дисперсные частицы нитридов алюминия и кремния, а при концентрации меди более 0,30% — частицы медесодержащей фазы типа CvgSi u

С4М п204.

Морфология ингибиторных фаз (плотность на единицу объема, размер частиц, распределение) определяется прежде всего хи лическим составом стали и зависит от температуры и и родолжительности нагрева слябов под горячую прокатку. При содержащии алюминия менее

0,008% количество формирующейся ингибиторной фазы, независимо от продолжительности нагрева слябов и концентрации меди, недостаточно — вторичная рекристаллизация протекает неуст<фчиво, магнитные свОйства готовой стали, как правило, соотве гствуют низким маркам и даже браку.

При повышенных содержаниях алюминия более 0,025% при нагреве слябов, независимо от режимов, активно развиваются процессы коалесценции частиц нитридов алюминия и при последующей горячей прокатке количество выделившейся дисперсной (менее 50 нм) нитридной фазы оказывается недостаточнъ м для формирования оптимальной матрицы первичной рекристаллизации, а следовательно, для нормального протекания процесса вторичной рекристаллизации с образованием совершенной ребровой текстуры.

Для выделения в кремнистых сталях нитридной фазы в необходимых количествах и требуемой и дисперсности, содержание алюминия, как основного фазообразующего элемента, по предлагаемому способу поддерживают в пределах

0,008-0,025%.

Легирование стали медью до 0,80% способствует выделению дополнительной ингибиторной фазы, содержащей в своем составе медь, температурная стойкость которой не превышает 700 — 750 C. Довыделение медьсодержащей фазы в виде дисперсных частиц размером менее 10-30 нм s комплексе с нитридной фазой усиливают стабилизацию, особенно на этапе протекания первичной рекристаллизации, создают благоприятные условия для селективного роста зерен с совершенной ребровой текстурой при вторичной рекристаллизации, Количество медьсодержащей фазы возрастает с увеличением концентрации меди, концентрация которой не должна превышать 0,80% (при любых концентрациях алюминия, а также продолжительности нагрева слябов под горячую прокатку), наступает перестабилизация матрицы первичной рекристаллизации, вторичная рекристаллизация практически не развивается, магнитные свойства готовой

1664854

Таблица 1

Химический состав, %

Г" Т Т чЯ

Mn S Cu Al N

0,08

0,11

0,23

0,20

0,20

0,19

0,21

О, 004

О, 007

О, 005

0,008

0,006

0,006

0,008

0,58

0,25

0 55

О, 80

0,42

0,55

0,60

0,012

0,012

0,012

0,013

О, 008

О, 012

0,025

3,05

3,03

3,13

2,89

2,97

2,92

3,04

0,012

0,010

0,013

0,012

0,011

0,012

О, 013

0,026

0,031

0,025

0,033

О, 030

О, 027

О, 031 гончей деформации, вследствие резкого возрастания давления металла на валки.

Нагрев слябов при температурах выше

1320 С экономически нецелесообразен, Кроме того, при этих температурах возрастает размер зерен феррита в слябе, что приводит к повышенной хрупкости металла при последующей прокатке.

Эксперименты проводили на металле промышленного производства НЛМК с выплавкой в электродуговых печах химического состава; приведенного в (табл. 1).

Пример 1. Слябы плавки 1 подвергают нагреву в методической печи при изменении температуры в томильной зоне от

1220 до 1320 С и выдержках от 3,8 до 4,1 ч.

В дальнейшем весь металл обрабатывают по следующей схеме передела: горячая прокатка на толщину 2,5 мм, двукратная холодная прокатка на толщину 0,30 мм с промежуточным обезуглероживающим отжигом в увлажненной азотоводородной атмосфере при 800-900 С, нанесение термозащитного покрытия из гидрата окиси магния, высокотемпературный отжиг при

1150 С в течение 30 ч в атмосфере сухого водорода и выпрямляющий отжиг с нанесением электроизоляционного покрытия.

Зависимость между длительностью нагрева слябов при температурах томления

1220-1320 С и магнитными свойствами готовой стали показана в табл. 2.

Как видно из табл. 2, магнитные свойства металла, полученного из слябов с нагревом при 1260 С в течение 4,1 ч, существенно лучше, чем из слябов с другим временем нагрева.

Пример 2. Слябы металла с различным содержанием меди от плавок 2-4 нагревают при 1260 С с длительностью выдержки от 3,2 до 6,0 ч, Горячую прокатку всех слябов проводят идентично. Дальнейшую обработку осуществляют по примеру 1.

Магнитные свойства приведены в табл.

3.

5 Как видно из табл. 3; магнитные свойства металла существенно зависят от длительности нагрева слябов и химического состава плавки. Для плавки 3 с содержанием меди

0,55$ при оптимальной длительности на10 грева слябов 4,0 ч получают удельные потери Р1,7/6о 1,10 Вт/кг..

Пример 3. Слябы металла с различным содержанием алюминия от плавок 5-7 нагреты при 1320 С сдлительностью выдер15 жки от 2,8 до 8,0 ч. Горячую прокатку всех слябов проводят идентично. Дальнейшую обработку осуществляют по примеру 1.

Магнитные свойства даны в табл. 4.

При оптимальной длительности нагрева

20 и содержании алюминия в металле 0,012 получают низкие удельные потери

Ðt.7/66=1,12 Вт/кг и высокую магнитную индукцию В1оо = 1,72Тл

Формула изобретения

25 Способ обработки слябов преимущественно из анизотропной электротехнической стали, содержащей алюминия 0,008-0,025 и меди 0,06-0,8g, включающий нагрев под горячую прокатку и томление с регламенти30 рованной выдержкой, отличающийся тем, что, с целью улучшения магнитных свойств. стали, томление производят при

1220-1320 С, а время нагрева и томления рассчитывают в зависимости от содержания

35 алюминия и меди по соотношению.

T = (23 AI 0,6 Сц 0 3 ) (2100/t ) 0,3 ч где AI u CU — концентрации элементов, мас,%;

40 1 — температура томления, С; е- основание натурального логарифма.

1664854

Таблица 2

Плавка нитные свойства

SfCjo, Тл

50, кг

1320

4,3

4,1

3,8

1,18

1,12

1,13

1,71

1,73

1,74

Таблица 3 а Продол- Ма жительность В1О

1 нагре- Тл ва, ч гнитные, свойства

%Луко, т/кг

3

5 0

4,0

4,0

1э21

1,10

1,25

1,69

1,72

1,69

Таблица 4

Магнитные свойства

Р!.ФЮО„

Вт/кг

В @, Тл

2,8

4,0

8,0

6

1,18

1,12

1,18

1,71

1972

1,70

Составитель Е. Чистяков

Редактор H. Рогулич Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид, Заказ 2367 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Температура томления,о С

Продолжительность нагрева, ч ррдолжительость агрева