Способ получения электротехнической анизотропной стали с термостойким электроизоляционным покрытием

Изобретение относится к области черной металлургии и может использоваться при производстве полосы из электротехнической анизотропной стали. Для улучшения магнитных характеристик полосы за счет снижения удельных магнитных потерь в стали способ включает нанесение на полосу водной суспензии гидроокиси магния с последующей сушкой, высокотемпературный отжиг, нанесение электроизоляционного покрытия с последующей сушкой, выпрямляющий отжиг, состоящий из нагрева, выдержки и охлаждения в интервале температур (800-850)°С - (50-200)°С со скоростью 5-15°С/с. 1 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии и может использоваться при производстве электротехнической анизотропной стали.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип к предложенному изобретению является способ получения термостойкого электроизоляционного покрытия по авторскому свидетельству №802399 от 24.02.1978 г., опубл. 07.02.81 г., кл. С23F 7/08.

В указанном способе описывается процесс получения термостойкого электроизоляционного покрытия, включающий нанесение водной суспензии гидроокиси магния с последующей сушкой, высокотемпературный отжиг, нанесение водного раствора, содержащего ортофосфорную кислоту и окись магния (электроизоляционное покрытие), с последующей сушкой и выпрямляющий отжиг при температуре 750-800°С.

При промышленном использовании описанного способа в значительной степени проявляется влияние внутренних напряжений на удельные магнитные потери, что, в свою очередь, приводит к ухудшению магнитных характеристик готовой стали. Устранить влияние внутренних напряжений на удельные магнитные потери готовой стали можно применением регулируемого охлаждения полосы в процессе выпрямляющего отжига.

Основным недостатком данного способа является отсутствие регулирования скорости охлаждения полосы в процессе выпрямляющего отжига.

Кроме того, производство полос из электротехнической анизотропной стали по известному способу связано с повышенным расходом электроэнергии, что обусловлено высокой температурой (750-800°С) по всей длине печи выпрямляющего отжига. При применении регулируемого охлаждения часть камеры выдержки используется в качестве части камеры регулируемого охлаждения и работает на пониженной температуре, что приводит к снижению расхода электроэнергии и обеспечивает плавное охлаждение полосы.

Данной работой установлено влияние температуры выпрямляющего отжига и скорости охлаждения анизотропной стали, после цикла выдержки, на удельные магнитные потери P_1,7/50. Изменение скорости охлаждения полосы электротехнической стали в интервале температур 800-850°С - 50-200°С оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на удельные магнитные потери готовой электротехнической анизотропной стали.

Техническая задача изобретения состоит в получении электротехнической анизотропной стали с низкими удельными потерями за счет применении регулируемого охлаждения полосы электротехнической стали при выпрямляющем отжиге в интервале температур 800-850°С - 50-200°С.

При этом достигается не только улучшение магнитных свойств электротехнической анизотропной стали толщиной 0,23-0,55 мм, но и снижается себестоимость готовой продукции. Снижается расход электроэнергии, нагревательных элементов печи и других расходных материалов и комплектующих.

Технический результат достигается тем, что способ получения электротехнической анизотропной стали с термостойким электроизоляционным покрытием включает нанесение на полосу водной суспензии гидроокиси магния с последующей сушкой, высокотемпературный отжиг, нанесение электроизоляционного покрытия с последующей сушкой и выпрямляющий отжиг. В процессе выпрямляющего отжига (имеющего обычно три стадии, нагрев, выдержка и охлаждение), после цикла выдержки проводится регулируемое охлаждение в интервале температур 800-850°С - 50-200°С со скоростью 5-15°С/с.

Охлаждение полосы после выпрямляющего отжига с указанной скоростью до температуры менее 50°С уже не оказывает существенного влияния на магнитные характеристики готовой электротехнической стали.

Охлаждение полосы после выпрямляющего отжига с указанной скоростью до температуры более 200°С приводит к образованию внутренних напряжений в металле, отрицательно влияющих на удельные магнитные потери готовой электротехнической анизотропной стали.

Температура выпрямляющего отжига 800-850°С определена из условий отпуска полосы, при которых внутренние напряжения в готовой стали снимаются полностью. Увеличение максимальной температуры выпрямляющего отжига более 850°С не оказывает положительного влияния на магнитные свойства готовой электротехнической стали, но, в свою очередь, связано с увеличением затрат на производство, в частности с увеличением расхода электроэнергии.

Снижение максимальной температуры выпрямляющего отжига менее 800°С приводит к частичному снижению внутренних напряжений в электротехнической стали и, как следствие, к ухудшению удельных магнитных потерь.

Снижение скорости охлаждения полосы электротехнической анизотропной стали менее 5°С/с экономически невыгодно по причине снижения производительности агрегата выпрямляющего отжига.

При увеличении скорости охлаждения электротехнической анизотропной стали в процессе выпрямляющего отжига более 15°С/с внутренние напряжения в полосе снимаются частично, что также отрицательно влияет на удельные магнитные потери P_1,7/50 готовой стали.

При охлаждении полосы в интервале температур 800-850°С - 50-200°С со скоростью 20-40°С/с внутренние напряжения в электротехнической анизотропной стали снимаются не полностью, а при охлаждении полосы в интервале температур 800-850°С - 50-200°С со скоростью более 40°С/с происходит их образование, что в обоих случаях приводит к увеличению удельных магнитных потерь P_1,7/50.

Результаты реализации способа получения полос электротехнической анизотропной стали с улучшенными магнитными свойствами представлены в таблице.

Пример реализации данного изобретения.

Для эксперимента взяты плавки электротехнической анизотропной стали, прошедшие высокотемпературный отжиг. При выпрямляющем отжиге изменялась скорость охлаждения полос и проводилось изменение температуры окончания выпрямляющего отжига.

В результате проведенных работ установлено, что реализация предлагаемого изобретения, в частности применение регулируемого охлаждения полосы электротехнической анизотропной стали при выпрямляющем отжиге в интервале температур 800-850°С - 50-200°С со скоростью 5-15°С/с, позволяет существенно снизить удельные магнитные потери P_1,7/50 и соответственно улучшить качество готовой продукции (варианты 1-18).

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в снижении расхода электроэнергии, нагревательных элементов печи выпрямляющего отжига и других расходных материалов за счет снижения температуры в печном пространстве.

В конечном итоге это приводит к общему снижению затрат на производство и, как следствие, к снижению себестоимости готовой продукции.

Таблица
Вариант	Температура выпрямляющего отжига, °С	Температура окончания отжига, °С	Скорость охлаждения, °С/с	Удельные магнитные потери Р1,7/50, Вт/кг
0,27 мм	0,30 мм
Известный способ	800	не регламентируется	1,203	1,225
750	не регламентируется	1,217	1,228
1	800	200	15	1,146	1,197
2	800	200	9	1,140	1,191
3	800	200	5	1,139	1,189
4	800	50	15	1,114	1,141
5	800	50	9	1,092	1,135
6	800	50	5	1,087	1,133
7	830	200	15	1,129	1,187
8	830	200	9	1,126	1,185
9	830	200	5	1,125	1,182
10	830	50	15	1,112	1,144
11	830	50	9	1,110	1,143
12	830	50	5	1,106	1,140
13	850	200	15	1,113	1,144
14	850	200	9	1,110	1,144
15	850	200	5	1,084	1,143
16	850	50	15	1,098	1,132
17	850	50	9	1,095	1,129
18	850	50	5	1,088	1,123
19	800	200	20	1,193	1,221
20	800	200	25	1,197	1,223
21	800	50	20	1,161	1,215
22	800	50	25	1,164	1,222
23	800	200	2	1,085	1,131
24	800	50	2	1,084	1,132
25	850	200	20	1,207	1,220
26	850	200	25	1,202	1,211
27	850	50	20	1,170	1,223
28	850	50	25	1,177	1,227
29	850	200	2	1,081	1,149
30	850	50	2	1,071	1,141
31	800	30	5	1,085	1,131
32	850	30	5	1,088	1,123
33	800	225	5	1,211	1,226
34	850	225	5	1,207	1,226

Способ получения полосы из анизотропной электротехнической стали с термостойким электроизоляционным покрытием, включающий нанесение на полосу водной суспензии гидроокиси магния с последующей сушкой, высокотемпературный отжиг, нанесение электроизоляционного покрытия с последующей сушкой и выпрямляющий отжиг полосы, отличающийся тем, что в процессе выпрямляющего отжига, включающем нагрев, выдержку и охлаждение, после цикла выдержки проводят регулируемое охлаждение в интервале температур (800-850)°С - (50-200)°С со скоростью 5-15°С/с.