Способ производства изотропной электротехнической стали

 

Изобретение относится к производству изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электродвигателей, включающему охлаждение горячекатаной полосы изотропной стали, содержащей 2,8÷3,2% Si, 0,008÷0,10% P, на воздухе при ее движении по отводящему рольгангу с последующей нормализацией в интервале температур 800÷950^oС, что позволяет снизить уровень удельных потерь на 0,1÷0,2 Вт/кг. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно к производству изотропной электротехнической стали для изготовления магнитопроводов, электродвигателей, генераторов и т.д. Качество этой стали оценивается по ее магнитным свойствам. Удельные потери на перемагничивание должны быть минимальными, а индукция максимальная. Анизотропия удельных потерь и магнитной индукции должно быть минимальной.

Существующая технология производства изотропной электротехнической стали включает последовательно выплавку, горячую прокатку, нормализацию, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг. Уровень магнитных свойств формируется по всем стадиям обработки и в значительной степени зависит от горячей прокатки и нормализации. С точки зрения магнитных свойств эти операции являются наиболее важными для данной технологии. Применяемые режимы нормализации позволяют сформировать более однородную структуру по сравнению со структурой после горячей прокатки, что способствует получению стабильных магнитных характеристик. Однако при содержании кремния более 2,8% рекристаллизация по сечению полосы полностью не проходит, наблюдается разнозернистость. Повышение температуры нормализации снижает пластичность стали и ухудшает ее технологичность при последующей обработке.

Известен способ (RU 2133285 C1, МПК 7 С 21 D 8/12, 20.07.1999). производства изотропной электротехнической стали, в котором режимы горячей прокатки подобраны так, что позволяют исключить из технологии операцию нормализации. Этот способ включает выплавку, горячую прокатку, охлаждение, травление, холодную прокатку и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, при этом охлаждение после горячей прокати (душирования) является регулируемым. При указанной схеме охлаждения в конце горячей прокатки увеличивается зона рекристализационной структуры, что позволяло устранить операцию нормализации. Недостатком данного способа является относительно невысокий уровень магнитных свойств. Удельные магнитные потери находятся в пределах 3,0-3,10 Вт/кг, а индукция снижается на 0,04-0,05 Тл.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения изотропной электротехнической стали, легированной фосфором (RU 2147616 C1, МПК 7 С 21 D 8/12, 20.04.200), включающий выплавку стали с содержанием кремния 2,7-3,2% и фосфора 0,03-0,08%, горячую прокатку, охлаждение, нормализацию, температуру которой рассчитывают по следующей формуле: T=675+50[Si,%]-0,50[P,%]², в зависимости от содержания кремния и фосфора.

Недостатком данного способа является то, что нормализационная обработка не обеспечивает получения однородной рекристаллизационной структуры по сечению полосы, что не позволяет получить удельные потери на уровне ниже P_1,5/50= 2,8 Вт/кг. Повышение температуры нормализации и времени выдержки снижает пластичность, что затрудняет ее дальнейшую технологическую обработку.

Задачей предлагаемого изобретения является использование после горячей прокатки охлаждения полосы на воздухе и нормализация, что обеспечивает полное протекание рекристаллизационных процессов по сечению горячекатаной полосы в стали 4-й группы легирования. Технический результат достигается тем, что изотропную сталь производят до технологии, включающей выплавку, горячую прокатку, охлаждение на отводящем рольганге полосы без душирования ( на воздухе), травление, холодную прокатку и обезуглероживающе-рекристаллизацонный отжиг. При данной технологии достигается получение однородной структуры по сечению полосы после нормализации, что позволят снизить удельные ваттные потери и повысить магнитную индукцию. Пределы предлагаемого состава объясняются следующим.

Кремний - при содержании менее 2,8% возрастают потери на вихревые токи; при содержании более 3,2% в сочетании с повышенным количеством фосфора сталь становится хрупкой и трудно прокатывается.

Фосфор - содержание его в стали до 0,01% связано с присутствием фосфора в шихтовых материалах и его влияние на магнитные свойства не проявляется. При содержании более 0,09% сталь становится хрупкой и трудно обрабатывается.

Температурный режим нормализации в пределах 800-950^oC зависит от суммарного содержания кремния и фосфора. При температурах ниже 800^oС рекристаллизация полностью не проходит и зерно неоднородно. Повышение температуры более 950^oС приводит к росту ферритного зерна и охрупчиванию стали, что затрудняет ее дальнейшую обработку на последующих пределах.

Исследование патентной и научно-технической литературы показало, что технические решения с совокупностью существенных признаков предлагаемого способа отсутствуют. Предлагаемый способ отвечает критерию новизны. Примеры апробирования предлагаемого способа приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ производства полосы из изотропной электротехнической стали, включающий выплавку стали, содержащей кремний и фосфор, разливку, горячую прокатку полосы, охлаждение, нормализацию, травление, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, отличающийся тем, что осуществляют выплавку стали с содержанием, мас.%: 2,8-3,2 кремния и 0,008-0,1 фосфора, охлаждение горячекатаной полосы ведут на отводящем рольганге на воздухе, а нормализацию проводят при 800-950°С.

РИСУНКИ

Рисунок 1