Способ производства электротехнической стали

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшении шероховатости поверхности полосы, что приводит к уменьшению удельных магнитных потерь на 10%, способ производства полосы из электротехнической стали включает выплавку и разливку стали, горячую прокатку, две холодные прокатки полосы в рабочих валках клети прокатного стана, обезуглероживающий отжиг, нанесение термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг и выпрямляющий отжиг полосы с нанесением электроизоляционного покрытия, при этом после окончательной холодной прокатки осуществляют обжатие полосы со степенью не более 10% для уменьшения шероховатости ее поверхности путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе. Предложенный способ очень технологичен, так как обжатие можно провести путем протяжки полосы на стане для холодной прокатки при отключенном приводе рабочих валков с помощью моталок, без привлечения дополнительного оборудования. Операция обжатия обеспечивает весьма гладкую поверхность и необходимую планшетность полосы электротехнической стали. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для улучшения эксплуатационных характеристик холоднокатаных электротехнических полос сталей.

Ускоренное развитие электроэнергетики и прогресс в производстве электротехнического оборудования диктуют необходимость постоянного повышения качества используемых электротехнических материалов и, в частности, улучшения магнитных свойств электротехнической анизотропной стали (ЭАС). Магнитные свойства ЭАС (особенно удельные магнитные потери P1,7/50) определяет магнитная доменная структура (размер, конфигурация и расположение областей самопроизвольной намагниченности в кристаллитах - магнитных доменов) и ее динамическое поведение (перестройка путем перемещения границ доменов) при намагничивании и перемагничивании, которые в значительной степени зависят от геометрии холоднокатаной полосы. Под геометрией полосы следует понимать ее планшетность (плоскостность) и состояние поверхности (шероховатость). Задача получения полосы с гладкой поверхностью является наиболее перспективным направлением исследований по улучшению магнитных свойств ЭАС [Редикульцев А.А., Цырлин М.Б. Производство электротехнических сталей: вчера, сегодня, завтра. Черная металлургия. 2013. №1. С. 44-63].

При изучении поверхности прокатанных на конечную толщину полос ЭАС, произведенных на ОАО «Ашинский металлургический завод» и ООО «ВИЗ-Сталь», обнаружен волнообразный микрорельеф - гофры, расположенные вдоль и поперек направления прокатки. Такой рельеф не имеет ничего общего с нарушениями планшетности полосы (елочкой, коробоватостью и т.п.), причины появления которых давно известны [Лифанов В.Ф. Прокатка трансформаторной стали. - М.: Металлургия, 1975. 200 с.]. Наблюдаемый микрорельеф, как показано в [Губернаторов В.В., Соколов Б.К., Гервасьева И.В., Владимиров Л.Р. О формировании полосовых структур в структурно однородных материалах при деформации. Физическая мезомеханика. 1999. Т. 2. №1-2. С. 156-162], неизбежно сопутствует прокатке (особенно листовой). Образование такой шероховатости является следствием градиента напряженно-деформированного состояния по сечению полосы и стесненности течения различных слоев металла в очаге деформации [Губернаторов В.В., Владимиров Л.Р., Сычева Т.С., Долгих Д.В. Явление гофрирования и формирование структуры и текстуры в металлических материалах при деформации и рекристаллизации: 1. Геометрическая модель пластического течения структурно-однородных сред при прокатке. Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4. №5. С. 97-101]. Наличие выступов и впадин (более ±2 мкм) на поверхности препятствует перемещению границ магнитных доменов при перемагничивании и существенно ухудшает магнитные свойства ЭАС.

Известны способы производства ЭАС, в которых наряду с базовым набором операций, который включает выплавку и разливку стали, горячую прокатку, двух- или однократную холодную прокатку полосы, обезуглероживающий отжиг в промежуточной или конечной толщине, нанесение термостойкого антипригарного покрытия, высокотемпературный отжиг, выпрямляющий отжиг и нанесение электроизоляционного покрытия, для повышения уровня магнитных свойств предложены дополнительные операции по улучшению геометрии полосы.

В способе производства тонколистовой электротехнической анизотропной стали [Патент РФ №2233892] в базовом наборе операций после второй холодной прокатки добавляют правку предварительно подогретой до 50-200°С полосы путем растяжения с изгибом. Этот способ может повлиять только на планшетность полосы, а шероховатость может даже усугубиться; кроме того, дополнительный подогрев требует увеличения затрат.

В способе производства анизотропной электротехнической стали [Заявка РФ №92010347] в базовом наборе операций выпрямляющий отжиг ведут совместно с пластической деформацией полосы в диапазоне 0,3-0,6% путем растяжения в направлении прокатки. Но таким способом можно устранить только рулонную кривизну.

В способе получения листовой электротехнической стали с ориентированными зернами и повышенными магнитными характеристиками. [Заявка Японии №63-295338] в базовом наборе операций шероховатость поверхности листа регулируют в пределах 6-15 мкм путем проведения холодной прокатки до получения полосы конечной толщины за ≥2 прохода. Наличие такого грубого рельефа, несомненно, отрицательно влияет на уровень магнитных свойств, а увеличение числа проходов >2 ведет к удорожанию производства.

В способе изготовления анизотропной кремнистой стали с низкими потерями в железе [Заявка Японии №60-146709] в базовом наборе операций после высокотемпературного отжига поверхность полосы полируют до средней высоты микронеровностей ≤0,4 мкм. Способ дает желаемый результат, но очень нетехнологичен, так как нереально полировать тысячи тонн продукции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ производства анизотропной электротехнической стали [Патент РФ №2098493], включающий выплавку стали, горячую прокатку, травление, двукратную холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг в промежуточной или конечной толщине, предварительный отжиг в колпаковой или проходной печи, дрессировку отожженных при 550-800°С полос, нанесение защитного покрытия, высокотемпературный отжиг, выпрямляющий отжиг с нанесением электроизоляционного покрытия.

Дрессировка - это холодная прокатка с малыми обжатиями, которая проводится, прежде всего, для улучшения плоскостности полосы [Зотова В.Ф., Елина В.Е. Холодная прокатка металла. - М: Металлургия. 1988. С. 193-196.].

Недостатки этого способа: он не может гарантировать исчезновения шероховатости на поверхности полосы в силу неизбежного образования собственного микрорельефа по причине неоднородности напряженно-деформированного состояния и стесненности течения металла в очаге деформации; малые степени деформации при дрессировке могут оказаться критическими, что повлечет образование аномально крупного зерна при последующем высокотемпературном отжиге, то есть ухудшение структуры и текстуры, а значит, и магнитных свойств; дрессировка требует проведения предварительного отжига, что ведет к увеличению себестоимости продукции.

В основу заявляемого изобретения положена задача уменьшения удельных магнитных потерь за счет уменьшения шероховатости поверхности полосы после холодной прокатки на конечную толщину.

Поставленная задача решается тем, что в способе производства полосы из электротехнической стали, включающем выплавку и разливку стали, горячую прокатку, две холодные прокатки полосы в рабочих валках клети прокатного стана, обезуглероживающий отжиг, нанесение термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг и выпрямляющий отжиг полосы с нанесением электроизоляционного покрытия, согласно изобретению после окончательной холодной прокатки осуществляют обжатие полосы со степенью не более 10% для уменьшения шероховатости ее поверхности путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе.

Суть изобретения заключается в следующем. Рельеф поверхности полосы ЭАС формируется при холодной прокатке. Поэтому предлагается после окончательной холодной прокатки в техпроцесс производства ЭАС включить операцию обжатия полосы для улучшения поверхности полосы. Эту операцию можно провести путем протяжки полосы с минимальным обжатием, например, на стане для холодной прокатки при отключенном приводе рабочих валков с помощью моталок, без привлечения дополнительного оборудования. Операция обжатия обеспечивает весьма гладкую поверхность и необходимую планшетность [Днестровский Н.З. Волочение цветных металлов и сплавов. - М.: Металлургиздат, 1954. 271 с.]. Приобретенный при этом дополнительный наклеп слишком незначителен по сравнению со степенью холодной прокатки (которая составляет ~70%) и не влияет на последующие стадии производства ЭАС. В результате включения в техпроцесс операции обжатия путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе достигается: улучшение магнитных свойств готовой стали, так как удалены помехи на ее поверхности, препятствующие перемещению границ магнитных доменов при перемагничивании; повышение качества термостойкого и электроизоляционного покрытий и экономия материалов для них, так как эти показатели существенно зависят от состояния покрываемой поверхности.

Таким образом, новый технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, заключается в уменьшении шероховатости поверхности полосы ЭАС путем включения операции обжатия путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе после окончательной холодной прокатки, что приводит к уменьшению удельных магнитных потерь на 10%.

Способ осуществлялся следующим образом.

На холоднокатаных полосках ЭАС (состав: кремний 3.00, углерод 0.030, медь 0.50, алюминий 0.010, азот 0.011, марганец 0.30 мас.%, остальное железо) размером 0,23×30×280 мм, имеющих гофры на поверхности с высотой выступов до 2,5 мкм, устраняли рельеф обжатием со степенью 3% на лабораторном стане кварто при комнатной температуре. При этом высота выступов уменьшилась до 0,5 мкм. Затем был произведен высокотемпературный отжиг гладких и шероховатых полосок при 1150°С в течение 24 часов, после которого были измерены магнитные свойства. В таблице приведены данные, полученные при реализации заявляемого способа, в сравнении со способом производства ЭАС, осуществляемым в отечественной промышленности [Производство анизотропной электротехнической стали: Сквозная технологическая инструкция ТИ 106 ПХЛ 2-16-95. - Липецк, АО НЛМК, 1995], взятым за базу сравнения. Их анализ (см. Таблицу) показывает, что включение операции обжатия привело к уменьшению показателя индукции B800 на 5,7%, то есть совершенство зерен и острота кристаллографической текстуры после высокотемпературного отжига не снижаются, а даже немного повышаются; а магнитные потери P1,7/50 снижаются на 10%. Снижение магнитных потерь обусловлено тем, что при обжатии путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе ликвидируется шероховатость полосы, препятствующая перемещению границ магнитных доменов при перемагничивании.

Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение, выполнена, при этом достигается получение технического результата, заключающегося в уменьшении шероховатости поверхности полосы ЭАС, путем включения операции обжатия после окончательной холодной прокатки.

Способ производства полосы из электротехнической стали, включающий выплавку и разливку стали, горячую прокатку, две холодные прокатки полосы в рабочих валках клети прокатного стана, обезуглероживающий отжиг, нанесение термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг и выпрямляющий отжиг полосы с нанесением электроизоляционного покрытия, отличающийся тем, что после окончательной холодной прокатки осуществляют обжатие полосы со степенью не более 10% для уменьшения шероховатости ее поверхности путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству и способу лазерной обработки листа электротехнической стали с ориентированной структурой для снижения размера магнитного домена.

Изобретение относится к области металлургии. Для снижения потерь в стальном сердечнике трансформатора используют лист текстурированной электротехнической стали, подвергнутый измельчению магнитной доменной структуры с помощью создания линейных деформаций в направлении, пересекающем направление прокатки стального листа, многократно, с интервалами в направлении прокатки, имеющий волнообразные участки, образованные в результате линейных деформаций, при этом линии деформации являются вершинами волнообразных участков, а отношение h/d среднего значения h высоты волнообразных участков к указанному интервалу d составляет от 0,0025 до 0,015.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитных характеристик полосы способ включает отливку кремнистой стали, содержащей в мас.%: Si 2,0-5,0, С до 0,1, S 0,004-0,040, Cu до 0,4, Mn до 0,5, сумма Cu+Mn до 0,5, в виде сляба или слитка толщиной, равной или более 20 мм, горячую прокатку при 1350-800°C с получением полосы толщиной между 3,5 и 12,0 мм, холодную прокатку полосы с общим коэффициентом обжатия не ниже 90 и не выше 98%, при этом первую холодную прокатку ведут с коэффициентом обжатия между 20 и 60% при температуре, лежащей в пределах между 30 и 300°C, затем проводят отжиг при температуре 800-1150°C в течение 30-900 с и проводят вторую холодную прокатку до конечной толщины с коэффициентом обжатия 70-93% в один или несколько проходов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению текстурированного листа из электротехнической стали, используемого при изготовлении сердечников трансформаторов, генераторов и т.п.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу из нетекстурированной электротехнической стали, используемому для изготовления сердечников асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению полуфабриката листа нетекстурированной электротехнической стали, используемого в электрических инструментах.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения улучшенных магнитных свойств полосы из электротехнической стали, имеющей следующий состав легирующих добавок, в весовых процентах: С от 0,001 до 0,08, Al от 4,8 до 20, Si от 0,05 до 10, В до 0,1, Zr до 0,1, Cr от 0,1 до 4, железо и неизбежные примеси – остальное, получают расплав из стали указанного состава, отливают полосу толщиной от 6 до 30 мм в горизонтальной установке, прокатывают полосу со степенью деформации по меньшей мере 50% в горячекатаную полосу.

Изобретение относится к области металлургии. Для снижения потерь в железе и обеспечения небольших колебаний значения потерь в железе способ включает горячую прокатку стального сляба, содержащего, мас.%: С 0,002-0,10, Si 2,0-8,0 и Mn 0,005-1,0, для получения горячекатаного листа, при необходимости отжиг в зоне горячих состояний горячекатаного стального листа, однократную, или двукратную, или многократную холодную прокатку с промежуточным отжигом между ними для получения холоднокатаного листа конечной толщины, отжиг первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом холоднокатаного листа, нанесение отжигового сепаратора на поверхность стального листа и окончательный отжиг, причем быстрый нагрев выполняют со скоростью не менее 50°С/с в интервале 100-700°С в процессе нагрева отжига первичной рекристаллизации, стальной лист выдерживают при любой температуре 250-600°С в течение 0,5-10 с 2-6 раз.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения шероховатости поверхности текстурированного листа из электротехнической стали и уменьшения магнитных потерь лист имеет область замыкающего домена, линейно распространяющуюся на поверхности стального листа в направлении под углом от 60° до 120° относительно направления прокатки, при этом область замыкающего домена сформирована периодически с интервалами s (мм) в направлении прокатки, так что h≥74,9t+39,1 (0,26≥t); h≥897t-174,7 (t>0,26); (w×h)/(s×1000)≤-12,6t+7,9 (t>0,22) и (w×h)/(s×1000)≤-40,6t+14,1 (t≤0,22), где h (мкм) – глубина, а w (мкм) - ширина области замыкающего домена.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению листа из текстурированной электротехнической стали, используемого для получения сердечников трансформаторов и электрогенераторов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления металлических профилей с повышенными прочностными свойствами. Продольную прокатку металла производят в клети с двумя трехвалковыми калибрами, образующими между собой максимально сближенные очаги деформации.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких полос и листов из алюминиевых сплавов. Способ включает прокатку тонкой полосы из алюминиевых сплавов в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%.

Изобретение относится к области прокатки, в частности холодной прокатки металлической полосы (2). Прокатный стан содержит по меньшей мере одну клеть (1) холодной прокатки, расположенный перед клетью (1) холодной прокатки разматыватель (3), при этом между разматывателем (3) и клетью (1) холодной прокатки промежуточно расположен блок (10), который состоит по меньшей мере из трех приводимых во вращение вокруг соответствующей оси (6А, 7А, 8А) вращения роликов (6, 7, 8), при этом предусмотрена возможность перестановки каждого из этих роликов (6, 7, 8) по отдельности или совместно в направлении соответствующей оси (6А, 7А, 8А) вращения или в направлении поперек оси (6А, 7А, 8А) вращения с помощью приводного и регулировочного устройства (11).

Изобретение относится к технологии дрессировки отожженных стальных полос на одноклетевом дрессировочном стане с использованием моталки и разматывателя. Способ включает прокатку с относительными обжатиями 0,5-2% с приложением заднего и переднего натяжений.

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления упаковочной ленты. Повышение механических свойств, их стабильности и однородности по длине полосы обеспечивается за счет того, что способ включает горячую прокатку полосы из стали, имеющей регламентированный состав, ее смотку, травление, холодную прокатку, термообработку, согласно которому температуру раската перед чистовой группой клетей поддерживают в диапазоне 1050-1200°С, горячую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 90%, температуру конца прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 810-880°С и 480-570°С соответственно, холодную прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 62%.

Изобретение относится к области прокатного производства металлической полосы. Снижение продольной и поперечной разнотолщинности полосы обеспечивается за счет того, что в способе обработки металлической полосы пластической деформацией, включающем прокатку с охватом передним концом полосы ведущего валка и охватом задним концом полосы ведомого валка с углом охвата в пределах π≤φ1 и φ0 < 2π радиан, соответственно, с рассогласованием окружных скоростей валков и обеспечением снижения натяжения концов полосы, снижают силы переднего и заднего натяжений на свободных концах полосы путем подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой на входе полосы в валки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полосы с прочностными свойствами в 1,2-1,4 раза выше, чем у прототипа.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении холоднокатаных листов толщиной 0,4-1,8 мм из низкоуглеродистой стали марки 08ЮТР для получения изделий методом глубокой вытяжки.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении бескремнистой листовой изотропной электротехнической стали толщиной 0,2-1,8 мм.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывных станах для холодной прокатки полос и лент из высокопрочных сталей и сплавов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких листов и полос из алюминиевых сплавов. Способ включает холодную прокатку полосы в двух валках при рассогласовании их окружных скоростей до суммарной степени деформации 75-95% с минимальной единичной степенью деформации 50%. Повышение прочностных свойств изделий за счет создания фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций в условиях отсутствия термически активационных процессов разупрочнения при деформационном разогреве металла в очаге деформации обеспечивается путем проведения прокатки с регламентированными окружными скоростями валков, при этом максимальную единичную степень деформации при прокатке полосы задают не более 75%, а после каждого прохода полосу охлаждают до температуры 20-25°С. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшении шероховатости поверхности полосы, что приводит к уменьшению удельных магнитных потерь на 10, способ производства полосы из электротехнической стали включает выплавку и разливку стали, горячую прокатку, две холодные прокатки полосы в рабочих валках клети прокатного стана, обезуглероживающий отжиг, нанесение термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг и выпрямляющий отжиг полосы с нанесением электроизоляционного покрытия, при этом после окончательной холодной прокатки осуществляют обжатие полосы со степенью не более 10 для уменьшения шероховатости ее поверхности путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе. Предложенный способ очень технологичен, так как обжатие можно провести путем протяжки полосы на стане для холодной прокатки при отключенном приводе рабочих валков с помощью моталок, без привлечения дополнительного оборудования. Операция обжатия обеспечивает весьма гладкую поверхность и необходимую планшетность полосы электротехнической стали. 1 табл.

Наверх