Способ производства анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами


 


Владельцы патента RU 2407809:

Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии. Для улучшения магнитных свойств анизотропной электротехнической стали и обеспечения низких потерь на перемагничивание (P1,7/50≤1,0 Вт/кг) и высокой магнитной индукции (B800≥1,90 Тл) выплавляют сталь, содержащую, мас.%: от 0,045 до 0,065 углерода, от 2,5 до 3,5 кремния, от 0,05 до 0,40 марганца, от 0,004 до 0,013 азота, менее 0,012 серы, от 0,010 до 0,040 кислотно-растворимого алюминия, менее 0,005 титана, железо и неизбежные примеси-остальное, ведут непрерывную разливку в сляб на толщину 200-270 мм, помещают слябы в нагревательную печь при температуре поверхности слябов не менее 450°С, нагревают перед горячей прокаткой до температуры 1100-1200°С, затем осуществляют горячую прокатку, отжиг горячекатаных полос с нагревом и выдержкой при температуре от 1070 до 1200°С, охлаждением со скоростью от 6 до 12°С/с до температуры от 900 до 980°С, выдержкой и резким охлаждением от температуры 800-950°С со скоростью от 20 до 50°С/с водой, имеющей температуру от 35 до 65°С. По истечении 120 часов после отжига проводят холодную прокатку в один или несколько этапов, осуществляют непрерывный отжиг холоднокатаной полосы со скоростью нагрева от 16 до 60°С/с до температуры 750-800°С, выдерживают при температуре обезуглероживания, производят азотирование при температуре от 750 до 850°С в азото-водородной атмосфере, содержащей аммиак МН3. 8 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной анизотропной электротехнической стали.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является «Способ получения листа из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой и высокими магнитными свойствами» по патенту Российской федерации №2193603, включающий непрерывную разливку стали, получение сляба из стали, высокотемпературный отжиг, горячую прокатку, холодную прокатку за один или большее число этапов, непрерывный первичный рекристаллизационный обезуглероживающий отжиг и азотирующий отжиг, нанесение разделяющего покрытия против слипания и вторичный рекристаллизационный отжиг в садочной печи.

В данном способе технический результат получения стали с высокой магнитной индукцией достигается тем, что непрерывной разливке подвергают сталь, содержащую, в мас.% от 2,5 до 4,5 кремния, от 0,015 до 0,075, предпочтительно от 0,025 до 0,050 углерода, от 0,03 до 0,40, предпочтительно от 0,05 до 0,20 марганца, менее 0,012, предпочтительно от 0,005 до 0,007 серы, от 0,010 до 0,040, предпочтительно 0,02 до 0,035 растворимого алюминия, от 0,003 до 0,012, предпочтительно от 0,006 до 0,010 азота, менее 0,005, предпочтительно менее 0,003 титана, железо и минимальное количество неизбежных примесей остальное, высокотемпературный отжиг слябов проводят при температуре от 1200 до 1320°С, предпочтительно от 1270 до 1310°С, после горячей прокатки лист охлаждают до температуры менее 700°С, предпочтительно ниже 600°С, быстрый нагрев горячекатаного листа сначала до температуры от 1000 до 1150°С, предпочтительно от 1060 до 1130°С, с последующим охлаждением, выдержкой при температуре от 800 до 950°С, предпочтительно от 900 до 950°С, с последующей закалкой, предпочтительно в воде и водяном паре, начиная с температуры в диапазоне от 700 до 800°С, первичный рекристаллизационный обезуглероживающий отжиг холоднокатаного листа проводят при температуре от 800 до 950°С в течение времени от 50 до 350 с во влажной азото-водородной атмосфере, при РН2Н2О в диапазоне от 0,3 до 0,7, непрерывный азотирующий отжиг выполняют при температуре от 850 до 1050°С в течение времени от 15 до 120 с при подаче в печь газа на основе азото-водородной смеси, содержащей NH3 в количестве от 1 до 35 стандартных литров на кг листа, при содержании водяного пара от 0,5 до 100 г/м3.

Вторичный рекристаллизационный отжиг на завершающем этапе обработки выполняют при температуре от 700 до 1200°С за период времени от 2 до 10 часов, предпочтительно менее 4 часов.

Непрерывнолитые слябы имеют предпочтительно следующий регулируемый состав: от 2,5 до 3,5 мас.% кремния, от 0,025 до 0,055 мас.% углерода, от 0,08 до 0,15 мас.% марганца, от 0,025 до 0,035 мас.% растворимого алюминия, от 0,006 до 0,010 мас.% азота, от 0,006 до 0,008 мас.% серы и менее 0,004 мас.% титана, остальное составляет железо и минимальное количество неизбежных примесей, быстрый нагрев горячекатаного листа выполняют при температуре от 1060 до 1130°С, горячекатаный лист охлаждают до температуры 900-950°С, выдерживают при этой температуре, а затем закаливают в воде и водяном паре, начиная от 700 до 800°С, холодную прокатку выполняют предпочтительно за один этап, при поддержании температуры прокатки по меньшей мере 180°С по меньшей мере для одной части проходов; в частности в двух промежуточных проходах прокатки температура составляет от 200 до 220°С, температура обезуглероживания составляет предпочтительно от 830 до 880°С, тогда как азотирующий отжиг выполняют предпочтительно при 950°С или выше; вторичный рекристаллизационный отжиг на завершающем этапе выполняют при температуре нагрева от 700 до 1200°С за период времени от 2 до 10 ч, предпочтительно менее 4 ч.

Известное техническое решение имеет следующие недостатки:

- высокая температура нагрева слябов, при которой происходит повышенное окалинообразование, что требует дополнительного времени на остановку печи для удаления окалины и соответственно приводит к снижению производительности стана горячей прокатки,

- повышенный расход топлива при нагреве слябов трансформаторной стали,

- нерегламентированные скорость охлаждения при отжиге горячекатаной полосы в интервале температур от 1000-1150°С до 800-950°С и скорость охлаждения при закалке, что приводит к разбросу параметров структурного и текстурного состояния полосы и может отрицательно сказаться на механических свойствах горячекатаного металла, обрывности при холодной прокатке и уровне магнитных свойств готовой стали,

- нерегламентированная скорость нагрева холоднокатаной полосы перед рекристаллизационным обезуглероживающим отжигом, что приводит к нестабильности начального периода первичной рекристаллизации и может сказаться на уровне магнитных свойств готовой стали,

- высокий расход аммиака при азотирующем отжиге.

К анизотропной электротехнической стали высокого качества, используемой при изготовлении магнитопроводов различных типов для ответственных электрических устройств, предъявляются следующие основные требования по магнитным свойствам: сталь должна иметь высокую магнитную проницаемость и соответственно высокую магнитную индукцию и одновременно минимальные потери на перемагничивание.

Для выполнения этих требований готовая сталь должна иметь определенные параметры зеренной структуры - совершенную текстуру {110}<001> и оптимальную величину зерна, которые формируются в ходе вторичной рекристаллизации в процессе высокотемпературного отжига.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - это улучшение магнитных свойств анизотропной электротехнической стали, получение анизотропной стали с низкими потерями на перемагничивание (Р1,7/50≤1,0 Вт/кг) и высокой магнитной индукцией (B800>1,90 Тл), а также стабилизация и оптимизация технологических операций.

При этом достигается получение такого технического результата, как:

получение анизотропной стали с низкими потерями на перемагничивание (P1,7/50≤1,0 Вт/кг) и высокой магнитной индукцией (В800≥1,90 Тл),

увеличение производительности стана горячей прокатки,

увеличение доли высших марок,

снижение себестоимости производства анизотропной электротехнической стали и получение дополнительной прибыли.

Технический результат достигается тем, что способ производства анизотропной электротехнической стали включает выплавку стали, содержащую, мас.% от 2,5 до 3,5 кремния, от 0,045 до 0,065 углерода, от 0,05 до 0,40 марганца, от 0,004 до 0,013 азота, менее 0,012 серы, от 0,01 до 0,040 кислотно-растворимого алюминия, менее 0,005 титана, железо и неизбежные примеси остальное, непрерывную разливку в сляб, нагрев слябов в нагревательной печи, горячую прокатку, отжиг горячекатаных полос, холодную прокатку, непрерывный рекристаллизационный обезуглероживающий отжиг холоднокатаных полос во влажной азото-водородной атмосфере и азотирование, нанесение разделяющего термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг для проведения вторичной рекристаллизации.

При этом сталь непрерывно разливают на толщину готового сляба 200-270 мм, слябы в нагревательную печь помещают при температуре поверхности слябов не менее 450°С, нагревают перед горячей прокаткой до температуры 1100-1200°С, подвергают прокатке, отжиг горячекатаной полосы проводят с нагревом и выдержкой при температуре от 1070 до 1200°С, затем охлаждают со скоростью от 6 до 12°С/с до температуры от 900 до 980°С, выдерживают при этой температуре, затем резко охлаждают от температуры 800-950°С со скоростью от 20 до 50°С/с водой, имеющей температуру от 35 до 65°С,

по истечению не более 120 часов после отжига проводят холодную прокатку в один или несколько этапов,

непрерывный отжиг холоднокатаной полосы осуществляют со скоростью нагрева от 16 до 60°С/с до температуры 750-800°С, выдерживают при температуре обезуглероживания, производят азотирование при температуре от 750 до 850°С в азото-водородной атмосфере, содержащей аммиак NH3.

Холодную прокатку осуществляют в два этапа, на первом этапе проводят холодную прокатку с суммарными обжатиями от 60 до 80% и дополнительную термообработку при температуре от 150 до 300°С с временем выдержки от 3 минут до 20 часов.

Азотирование проводят на завершающей стадии обезуглероживания или после завершения обезуглероживания при температуре от 770 до 820°С в азото-водородной атмосфере с содержанием водорода более 20%, воды более 0,5 об.% с концентрацией аммиака NH3 от 0,5 до 30%.

Атмосферу для азотирования получают пропусканием азото-водородного газа через водный раствор аммиака NH3 с концентрацией его в растворе 6-25% или путем смешивания газообразного аммиака NH3 с азото-водородной атмосферой печи.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного.

Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнительный анализ предложенного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями выявил, что соотношение толщины слябов, массовой доли углерода, регламентирование условий нагрева слябов - температура поверхности перед посадом в нагревательную печь не менее 450°С, температура нагрева слябов перед горячей прокаткой до 1100-1200°С, позволяет улучшить электромагнитные свойства анизотропной стали, снизить окалинообразование при нагреве слябов в нагревательных печах перед горячей прокаткой, увеличить производительность стана горячей прокатки, снизить расход топлива при нагреве слябов, снизить расход металла при производстве стали.

Режимы отжига горячекатаной полосы при температуре от 1070 до 1200°С с регламентированной скоростью охлаждения с температуры 1070-1200°С до температуры от 900 до 980°С, выдержкой при этой температуре и резким охлаждением с 800-950°С с регламентированной скоростью водой, имеющей определенную температуру, непрерывный рекристаллизационный обезуглероживающий отжиг холоднокатаных полос во влажной азото-водородной атмосфере и азотирование, не только увеличивают долю высших марок в общем объеме производства, но и снижают себестоимость производства анизотропной электротехнической стали и позволяют получать дополнительную прибыль.

Отсюда следует, что заявляемая совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения «Изобретательский уровень».

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания.

Известно, что при производстве анизотропной электротехнической стали для обеспечения избирательного роста зерен с ориентировкой {110}<001> необходимо присутствие перед началом первичной рекристаллизации, в процессе первичной рекристаллизации и в процессе вторичной рекристаллизации дисперсных включений второй фазы определенного количества и размера. В предлагаемом способе основной второй фазой - ингибитором является нитрид алюминия. Формирование условий, необходимых для получения требуемых параметров дисперсной фазы, происходит на всех технологических переделах, начиная от выплавки и заканчивая высокотемпературным отжигом для вторичной рекристаллизации. В предлагаемом способе возможно выделить три основных этапа формирования дисперсной фазы необходимого количества и качества.

Первый этап - выплавка, непрерывная разливка в слябы, горячая прокатка. Второй этап - отжиг горячекатаной полосы. Третий этап - непрерывный отжиг холоднокатаной полосы, в процессе которого производят первичную рекристаллизацию, обезуглероживание и азотирование.

Во время непрерывной разливки стали, в процессе охлаждения происходит выделение и коагуляция частиц нитридов алюминия. Параметры выделяющейся фазы зависят от химического состава стали, в частности от массовой доли углерода, скорости охлаждения и температуры слябов.

Скорость охлаждения определяется конструктивными особенностями системы охлаждения установки непрерывной разливки слябов (УНРС), скоростью разливки и толщиной сляба. Изменяя эти параметры, возможно воздействовать на характеристики дисперсной фазы. Однако, как правило, на уже действующих установках изменение режимов разливки, кроме толщины слябов, возможно в достаточно узких пределах.

Принято считать, что для растворения и последующего выделения нитрида алюминия при горячей прокатке температура нагрева сляба должна быть 1200-1300°С.

Проведенные нами исследования показали, что необходимое количество фазообразующих элементов возможно получить при температуре нагрева слябов перед горячей прокаткой до 1100-1200°С при выполнении следующих технологических параметров: массовая доля углерода в металле при выплавке от 0,045 до 0,065 мас.%, толщина слябов от 200 до 270 мм, температура поверхности слябов перед помещением в печь не менее 450°С.

Массовая доля углерода в пределах от 0,045 до 0,065 мас.%, позволяет получить повышенное количество γ-фазы во время цикла охлаждение - нагрев и способствует сохранению азота в растворе, т.к растворимость его в γ-фазе значительно выше, чем в α-фазе. Толщина сляба от 200 до 270 мм обеспечивает оптимальную скорость охлаждения при разливке, что препятствует образованию грубых включений нитридов алюминия, а также из-за низкой теплопроводности кремнистой стали, при температуре поверхности не менее 450°С позволяет сохранить в центральных слоях сляба температуру от 700°С и соответственно сохранить в растворе достаточное количество фазообразующих элементов. При таких исходных условиях нагрев слябов перед горячей прокаткой до температуры 1100-1200°С, т.е. в интервале, соответствующем максимальному количеству γ-фазы в объеме металла, позволяет перевести и сохранить в растворе достаточное количество фазообразующих элементов. Кроме того, нагрев слябов перед горячей прокаткой до температуры 1100-1200°С позволяет снизить окалинообразование при нагреве слябов в нагревательной печи, сократить время остановки нагревательной печи на чистку окалины, повысить производительность стана горячей прокатки.

Таким образом, только соблюдение в комплексе предлагаемых взаимосвязанных условий позволяет реализовать заявляемый способ производства анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами.

В процессе отжига горячекатаной полосы происходит модификация частиц дисперсной фазы, перераспределение между структурными составляющими содержания углерода, изменение микроструктуры металла. При заявляемых параметрах отжига - температуре нагрева и выдержки от 1100 до 1200°С, скорости охлаждения от 6 до 12°С/с до температур от 900 до 980°С, выдержки при этой температуре и резком охлаждении от температур от 800 до 950°С со скоростью от 20 до 50°С/с водой, имеющей температуру от 35 до 65°С, последовательно происходит ряд процессов, обеспечивающих необходимое структурное состояние горячекатаной полосы перед холодной прокаткой. Нагрев и выдержка при температуре от 1100 до 1200°С, в интервале масксимального количества γ-фазы в структуре металла, скорость охлаждения от 6 до 12°С/с до температур от 900 до 980°С и выдержка при этой температуре обеспечивает процесс частичного довыделения нитридной дисперсной фазы и формирование ее оптимальных размеров, а также перераспределение содержания углерода между структурными составляющими, что необходимо для успешного проведения завершающего этапа отжига - резкого охлаждения.

Произведенные нами исследования показали, что завершающий этап отжига горячекатаной полосы - резкое охлаждение от температуры от 800 до 950°С со скоростью от 20 до 60°С/с водой, имеющей температуру от 35 до 65°С, является чрезвычайно важным при получении анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами. При заявляемых режимах происходит стабилизация размеров уже выделившихся частиц дисперсной нитридной фазы (предотвращается процесс их коагуляции), частично фиксируются в растворе фазообразующие элементы, а также фиксируется в растворе определенное количество углерода. Заявляемые режимы, кроме создания условий для получения анизотропной стали с высокими магнитными свойствами, обеспечивают получение полосы с высокой пластичностью, что позволяет стабилизировать процесс холодной прокатки, свести к минимуму обрывы полосы, которые являются характерными при холодной прокатке высококремнистой стали, и в конечном итоге увеличить производительность стана холодной прокатки, снизить расход металла и улучшить качество готовой стали.

Таким образом, только соблюдение в комплексе режимов отжига горячекатаной полосы позволяет реализовать заявляемый способ производства анизотропной электротехнической стали.

Структура горячекатаной полосы после отжига с резким охлаждением находится в метастабильном состоянии, и выдержка между операциями отжига горячекатаной полосы и холодной прокатки более 120 часов приводит к частичному распаду пересыщенного твердого раствора и выделению мелкодисперсных карбидов. Это приводит, не только к ухудшению магнитных свойств готовой анизотропной электротехнической стали, но и к ухудшению пластичности и повышению обрывности при холодной прокатке.

В процессе холодной прокатки происходит уменьшение толщины полосы до требуемых размеров и формирование кристаллографической текстуры холоднокатаной полосы. Определенное текстурное состояние холоднокатаной полосы является важным условием для ряда текстурных превращений во время последующего за холодной прокаткой непрерывного отжига и в конечном итоге для формирования совершенной ребровой текстуры в готовой стали. Как показали проведенные исследования, благоприятное влияние на текстуру холодной прокатки и в конечном итоге уровень магнитных свойств готовой стали оказывает старение - выделение карбидов на дефектах кристаллической решетки - выполняемое между проходами при холодной прокатке. Инициирование старения достигается как термообработкой полосы в промежуточной толщине, прокатанной с обжатиями от 60 до 80% при температуре от 150 до 300°С с временем выдержки от 3 минут до 20 часов, так и поддержанием температуры полосы от 190 до 230°С за счет теплоты деформации не менее чем в двух проходах.

В процессе непрерывного отжига холоднокатаной полосы происходит последовательно ряд процессов, выполнение технологических параметров которых в заявляемых пределах обеспечивает получение готовой анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами.

Нагрев полосы при непрерывном отжиге со скоростью от 16 до 60°С/с до температуры от 750 до 800°С препятствует коагуляции и растворению комплекса мелкодисперсных частиц второй фазы, присутствие которых необходимо в деформированной матрице на начальном этапе первичной рекристаллизации.

Частицы дисперсной фазы сдерживают рост зерен с ориентировкой, отличающейся от текстуры Госса {110}<001>, и способствуют формированию микрообластей с ориентировкой, близкой к {110}<001>, которые, трансформируясь, обеспечивают в конечном итоге рост зерен с указанной ориентировкой во время вторичной рекристаллизации. Помимо сдерживающего действия в процессе быстрого нагрева ингибиторная фаза способствует уменьшению разнозернистости в микроструктуре и тем самым способствует контролируемому росту зерен первичной рекристаллизации.

Во время непрерывного отжига при первичной рекристаллизации и обезуглероживании формируется микроструктура с оптимальными размером зерна, разнозернистостью и текстурным состоянием. Однако количество дисперсных нитридов алюминия недостаточно для того, чтобы при последующем высокотемпературном отжиге в результате вторичной рекристаллизации образовались зерна с острой текстурой Госса {110}<001>.

Для увеличения плотности дисперсных нитридов алюминия проводят азотирование при температуре от 750 до 850°С, предпочтительно при температуре от 770 до 820°С в азото-водородной атмосфере с содержанием водорода более 20%, воды более 0,5%, концентрацией аммиака от 0,5 до 30%. При заявляемых параметрах азотирования достигают увеличение массовой доли азота в металле на 0,008-0,015% и обеспечивают стабильный процесс вторичной рекристаллизации при высокотемпературном отжиге с получением анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами.

Осуществлять азотирование в рамках заявляемого способа возможно на завершающем этапе обезуглероживания или после завершения обезуглероживания.

В первом случае атмосфера, содержащая аммиак, подается в зону обезуглероживания на завершающем участке, когда интенсивность процесса обезуглероживания затухает и при этом одновременно происходят два процесса - удаление углерода со снижающейся скоростью вплоть до его минимального содержания в стали и насыщение металла азотом.

Во втором случае атмосферу, содержащую аммиак, подают после завершения обезуглероживания - достижения минимального содержания углерода в стали.

Каждый из этих способов позволяет достичь одинаковый с точки зрения магнитных свойств готовой стали результат, но агрегат, в котором проводят отжиг, может иметь различное конструктивное исполнение. Так, например, в первом случае может отсутствовать специальная зона с участком печи для проведения азотирования.

Получение азото-водородной атмосферы для азотирования, содержащей аммиак, в рамках заявляемого способа возможно смешиванием азото-водородной атмосферы с чистым аммиаком или пропусканием азото-водородной атмосферы через водный раствор аммиака с концентрацией его в растворе 6-25%.

При одинаковом эффекте по азотированию техника осуществления этих способов будет различна. Второй способ - использование водного раствора аммиака более прост в осуществлении и не требует соблюдения ряда жестких условий и специальных требований по технике безопасности, необходимых при использовании чистого газообразного аммиака.

Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого изобретения, не исключающие другие примеры в пределах формулы изобретения.

Электротехническую сталь выплавляли в конвертере, разливали в слябы на установке непрерывной разливки стали, горячую прокатку осуществляли на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки, отжиг горячекатаной полосы проводили в непрерывном агрегате нормализации, холодную прокатку за один этап осуществляли на четырехвалковом реверсивном стане холодной прокатки, при холодной прокатке за два этапа первый этап с обжатием от 60 до 80% выполняли на четырехклетьевом непрерывном четырехвалковом стане холодной прокатки, промежуточную обработку осуществляли в непрерывной проходной печи или в садочной печи, второй этап холодной прокатки осуществляли на реверсивном четырехвалковом стане холодной прокатки, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы, в процессе которого осуществляли рекристаллизацию, обезуглероживание и азотирование осуществляли в непрерывном агрегате термообработки, разделенном на зоны и имеющем систему подготовки и подачи в печь защитной азото-водородной атмосферы и аммиака, термостойкое разделительное покрытие наносили на отдельно стоящем агрегате, высокотемпературный отжиг проводили при температуре 1200°С в течение 20 часов в садочной печи.

Химсостав выплавленной электротехнической стали приведен в таблице 1, варианты реализации заявленного способа приведены в таблице 2.

Таблица 1
Химический состав электротехнической стали
Массовая доля элементов %
Si Mn N S Ti Alкр С
3.15 0.09 0.007 0.006 0.004 0.028 0.059
Таблица 2
Варианты реализации заявленного способа
Технологический параметр Заявленные значения № схемы обработки
1 2 3 4 5 6 7
1 Толщина сляба, мм 200-270 250 250 250 250 250 250 250
2 Температура поверхности сляба перед посадом в нагревательную печь, °С Не менее 450 650 650 650 650 370 370 420
3 Температура нагрева сляба перед горячей прокаткой, °С 1100-1200 1180 1180 1180 1180 1150 1150 1080
4 Температура нагрева г/к полосы, °С 1070-1200 1160 1160 1150 1140 1140 1140 1050
5 Скорость охлаждения, °С/с 6-12 11 11 9 10 4 14 14
6 Температура выдержки, °С 900-980 960 960 940 940 880 890 880
7 Температура начала охлаждения, °С 800-970 945 945 920 920 770 870 870
8 Скорость резкого охлаждения, °С/с 20-50 32 32 35 33 30 58 60
9 Температура охлаждающей воды, °С 35-65 45 45 48 45 45 30 30
10 Время выдержки от отжига г/к полосы до холодной прокатки, часов Не более 120 72 72 70 70 72 148 148
11 Количество этапов при холодной прокатке 1 или 2 2 2 2 1 2 1 1
12 Температура полосы при прокатке в один этап, °С 190-230 - - - 200 - 210 215
Продолжение Таблица 2
Технологический параметр Заявленные значения № схемы обработки
1 2 3 4 5 6 7
13 Температура промежуточной термообработки при холодной прокатке в два этапа, °С 150-300 270 270 270 - 260 -
14 Время выдержки при промежуточной термообработке, мин 3-1200 мин 4 4 4 - 960 - -
15 Скорость нагрева при непрерывном отжиге, °С/с 15-60 31 39 30 30 30 18 18
16 Температура нагрева, °С 750-800 790 790 790 770 790 800 800
17 Температура азотирования,, °С 750-850 (770-820) 790 780 800 800 790 800 800
18 Концентрация Н2 в атмосфере азотирования, об.% Более 20 27 24 26 26 24 22 18
19 Содержание H2O в атмосфере азотирования, об.% Более 0,5 4,55 4,6 0,6 0,6 4,0 0,8 0,4
20 Концентрадия, NH3 об.% 0,5-30 4,6 4,7 4,0 4,0 4,0 6,0 4,0
21 Место проведения азотирования 1. на завершающем этапе обезуглероживания 1 1 2 2 1 2 2
2. после завершения обезуглероживания
Продолжение Таблица 2
Технологический параметр Заявленные значения № схемы обработки
1 2 3 4 5 6 7
22 Способ получения атмосферы азотирования 1. пропусканием через водный раствор аммиака
2. смешивание азото-водородной атмосферы с газообразным аммиаком 1 1 2 2 1 2 2
23 Удельные потери на перемагничивание P1,7/50 Вт/кг 0,94 0,89 0,95 0,94 1,16 1,22 1,28
24 Магнитная индукция B800 Тл 1,94 1,93 1,93 1,92 1,88 1,84 1,83
25 Толщина готовой стали 0,30 0,27 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30

1. Способ производства холоднокатаной анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами, включающий выплавку стали, содержащую, мас.% от 2,5 до 3,5 кремния, от 0,045 до 0,065 углерода, от 0,05 до 0,40 марганца, от 0,004 до 0,013 азота, менее 0,012 серы, от 0,010 до 0,040 кислотно-растворимого алюминия, менее 0,005 титана, железо и неизбежные примеси - остальное, непрерывную разливку в сляб, нагрев слябов в нагревательной печи, горячую прокатку, отжиг горячекатаных полос, холодную прокатку, непрерывный рекристаллизационный обезуглероживающий отжиг во влажной азото-водородной атмосфере и азотирование, нанесение разделяющего термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг для проведения вторичной рекристаллизации, отличающийся тем, что сталь непрерывно разливают на толщину готового сляба 200-270 мм, слябы помещают в нагревательную печь при температуре поверхности слябов не менее 450°С, нагревают перед горячей прокаткой до температуры 1100-1200°С, подвергают горячей прокатке, отжиг горячекатаной полосы проводят с нагревом и выдержкой при температуре от 1070 до 1200°С, затем охлаждают со скоростью от 6 до 12°С/с до температуры от 900 до 980°С, выдерживают при этой температуре, затем резко охлаждают от температуры 800-950°С со скоростью от 20 до 50°С/с водой, имеющей температуру от 35 до 65°С, по истечении не более 120 ч после отжига проводят холодную прокатку в один или несколько этапов, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы осуществляют со скоростью нагрева от 16 до 60°С/с до температуры 750-800°С, выдерживают при температуре обезуглероживания, производят азотирование при температуре от 750 до 850°С в азото-водородной атмосфере, содержащей аммиак NH3.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что холодную прокатку осуществляют в два этапа, на первом этапе проводят холодную прокатку с суммарными обжатиями от 60 до 80% и дополнительную термообработку.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в промежуточной толщине сталь отжигают при температуре от 150 до 300°С с временем выдержки от 3 мин до 20 час.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что холодную прокатку осуществляют в один этап, температура полосы не менее чем на двух проходах составляет от 190 до 230°С.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что азотирование проводят на завершающей стадии обезуглероживания.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что азотирование проводят после завершения обезуглероживания.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что азотирование проводят при температуре от 770 до 820°С в азото-водородной атмосфере с содержанием водорода более 20%, воды более 0,5 об.% с концентрацией аммиака NH3 от 0,5 до 30%.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что атмосферу для азотирования получают пропусканием азото-водородного газа через водный раствор аммиака NH3 с концентрацией его в растворе 6-25%.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что атмосферу для азотирования получают путем смешивания газообразного аммиака NH3 с азото-водородной атмосферой печи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изготовлению магнитной листовой стали с высокоориентированной структурой с использованием процесса непрерывного литья плоских заготовок.

Изобретение относится к области изготовления листа с повышенной адгезией покрытия, используемого в трансформаторе с ленточным сердечником. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству холоднокатаной анизотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления крупногабаритных магнитопроводов.

Изобретение относится к области черной металлургии и используется при производстве холоднокатаной анизотропной электротехнической стали. .

Изобретение относится к области производства листа из высокопрочной электротехнической стали. .

Изобретение относится к металлургии конструкционных сталей и сплавов, содержащих в качестве основы железо с заданным соотношением легирующих и примесных элементов и предназначено для использования в различных областях промышленности.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листа нетекстурированной электротехнической стали, применяемого в качестве материала железных сердечников для высокооборотных моторов

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству электротехнической изотропной стали (ЭИС), применяющейся для изготовления вращающихся частей электрических машин

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству электротехнической изотропной стали (ЭИС), применяющейся для изготовления вращающихся частей электрических машин

Изобретение относится к области термической обработки полосовой стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству электротехнической изотропной стали (ЭИС), применяемой для изготовления вращающихся частей электрических машин

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листовой холоднокатаной электротехнической (динамной) стали для магнитопроводов электрических машин

Изобретение относится к технологии производства листа электротехнической стали с ориентированными зернами
Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству холоднокатаной изотропной электротехнической стали четвертой группы легирования
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению ориентированной кремнистой стали с высокими электромагнитными свойствами
Наверх