Способ получения изотропной электротехнической стали

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электродвигателей. Техническим результатом является обеспечение высокого уровня магнитных свойств. Для достижения технического результата в данном способе температура обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига после холодной прокатки определяется с учетом содержания кремния и алюминия из соотношения Т=845+65[Si,%]-20[Al,%]±10^oС при содержании кремния 0,9-3,3% и алюминия 0,1-0,8%. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству холоднокатаной изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления вращающихся магнитопроводов, генераторов, электродвигателей и т.д. Такая сталь должна обладать повышенной магнитной индукцией в средних и сильных полях при минимальной анизотропии и низкими удельными потерями.

Известен способ получения холоднокатаной изотропной стали (авт. св. СССР 785367, С 21 Д 1/78, 1980 г.), включающий горячую прокатку, однократную холодную прокатку на конечную толщину и дополнительный отжиг при температуре, учитывающей содержание кремния, алюминия и углерода Т=[800+100(Si,%+Al,%-10% С)±20^oС с выдержкой 20-60 с и охлаждение со скоростью 600-1300^o/мин. Однако включение дополнительного отжига усложняет технологию производства и повышает себестоимость готовой продукции. Кроме того, предлагаемый способ обработки стали не обеспечивает получение стабильных изотропных свойств по индукции.

В способе производства изотропной стали (патент 2126843(13)C1, класс 6 С 21 Д 8/12, 1/74) учитывается влияние кремния и алюминия на температуру рекристаллизационного отжига на начальной стадии перед обезуглероживающим отжигом по соотношению: Т=К₁+K₂(Si+Al)±5^oС, где К₁ и К₂ - экспериментальные коэффициенты К₁=915; К₂=30; Si - содержание кремния в стали; Al - содержание алюминия в стали.

Недостатком данного способа является ограниченная применимость данного уравнения только для кремния 0,2÷1,5%. Кроме того, содержание кремния и алюминия не учитывается при назначении температуры на заключительной стадии выдержки, при которой формируются зерно и текстура, обеспечивающие высокий уровень магнитных свойств.

Известен также способ получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали, где за счет повышения температуры обезуглероживания совмещаются обезуглероживающий и высокотемпературный отжига. Вначале полоса нагревается до 760÷897^oС (низкотемпературная область), затем до 940÷1177^oС (высокотемпературная область) при общей продолжительности 3,5÷8 мин (патент США 3021237, кл. 148-111, опубл. в 1962 г.). Однако эксперименты показали, что на изготавливаемых изотропных кремнистых сталях с добавкой 0,1÷0,5% Al указанный способ не обеспечивает глубокого обезуглероживания, что снижает уровень магнитных свойств.

Наиболее близким аналогом является известный способ производства изотропной электротехнической стали, включающий выплавку стали, горячую прокатку, нормализационный отжиг, травление, холодную прокатку, обезуглерживающе-рекристаллизационный отжиг, в котором анализируется влияние химического состава на режимы обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига. Для стали с 1,2÷3,5% кремния обезуглероживание проводят при температурах, определяемых в зависимости от содержания кремния и алюминия из соотношения t=780+22[Si]+[Al], ^oC (1).

Температура рекристаллизационного отжига для стали с содержанием кремния 2,8÷3,1% устанавливается в зависимости от концентрации марганца, алюминия и от температуры нормализации (t_н) по соотношению: t_p=1385-0,31t_н-130[Mn]-72[Al] (2), (см. статья авторов И.В. Франценюка, А.Е. Чеглова, Б.И. Миндлина, В.И. Парахина. Производство изотропной электротехнической стали. (Металлург, 10, 1999, с.46-49).

Однако уравнение 1 пригодно только для выбора температуры обезуглероживания и не может быть использовано для назначения температуры рекристаллизационного отжига, а уравнение 2 не учитывает содержание кремния при назначении температуры рекристаллизационного отжига.

Техническим результатом изобретения является то, что при обезуглероживающе-рекристаллизационном отжиге температура выбирается с учетом содержания кремния и алюминия. Как показывает практика производства изотропных электротехнических сталей и эксперименты, повышение содержания кремния замедляет процесс рекристаллизации и требует более повышенных температур при отжиге для получения крупного зерна, обеспечивающего высокий уровень магнитных свойств. Но в процессе роста зерна при собирательной рекристаллизации снижается доля кубической компоненты в текстуре отжига. Добавка алюминия в изотропную сталь ускоряет процессы рекристаллизации и способствует росту зерна.

Для достижения технического результата в известном способе производства изотропной, электротехнической стали, включающем выплавку стали, горячую прокатку, нормализационный отжиг, травление, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, температуру которого определяют с учетом содержания кремния в мас.%, температуру обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига определяют с учетом содержания алюминия (мас.%) из соотношения:
Т=845+65[Si,%]-20[Al,%]±10^oС.

Данное уравнение справедливо для изотропных электротехнических сталей, содержащих кремний 0,9÷3,30% и алюминия 0,1÷0,8 (мас.%).

Пример осуществления способа.

Предлагаемый способ производства изотропной стали осуществляли в промышленных условиях. Выплавку стали, содержащей 0,9÷3,3% Si, 0,1÷0,8% Al, 0,03÷0,05% С, остальное Fe и примеси - по действующей заводской инструкции, проводили в 160-тонных конвертерах. Сталь разливали в слябы на УНРС, горячую прокатку проводили на широкополосном стане "2000" на толщину 2,0÷2,2 мм. Горячекатаные полосы подвергали нормализационному отжигу при температурах 800÷950^oС в зависимости от содержания кремния. После этого проводили травление и холодную прокатку на стане "1400" на толщину 0,5 мм. Холоднокатаный металл в толщине 0,5 мм подвергали обезуглероживающе-рекристаллизационному отжигу при температурах согласно формуле изобретения.

В таблице приведены примеры влияния химического состава и температуры обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига на уровень магнитных свойств. Температурный интервал рекристаллизационного отжига получен из соотношения:
Т=845+65 [Si, %]-20 [Al, %]±10^oС.

Формула изобретения

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий выплавку стали, горячую прокатку, нормализационный отжиг, травление, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, температуру которого определяют с учетом содержания кремния и алюминия в мас.%, отличающийся тем, что температуру обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига определяют с учетом содержания кремния и алюминия (мас.%) из соотношения Т=845+65[Si,%] -20[Al,%]±10^oС при содержании кремния 0,9-3,3% и алюминия 0,1-0,8%.

РИСУНКИ

Рисунок 1