Способ контроля процесса производства трансформаторной стали

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Стхциалистических

Республик лв945202 (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07 ° 79 (21) 2791943/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82, Бюллетень ¹ 27 ($)) + g з

С 21 О 8/12

Государственны» комитет

СССР по делам изобретений и открытий (Щ УДК 621 .787. ..4 (088.8) Дата опубликования описания 230782

) с

)

Н ,4 и а (72) Авторы изобретения

В.Я. Гольдштейн, С.В. Пащенко, С.Г. Чицкая, С.Н. Гражданкин и Н.H. Данилович (7! ) Заявитель

Научно-исследовательский институт металлургии (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА

ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СТАЛИ.1 2

Изобретение относится к металлур- гии, в частности к производству электротехнической, преимущественно трансформаторной стали, а именно к определению режимов холодной про-катки трансформаторной стали, Известен ряд способов определения режимов холодной прокатки электротехнической стали на промежуточных стадиях ее производства. При этом предусматриваются либо лабораторные испытания, заключающиеся в проведении всех технологических операций произ- водства, на образцах, отобранных от сляба или горячекатанной полосы, либо оценка свойств металла по химическому составу, механическим, структурным или магнитным характеристикам горячекатаного. подката.

Недостатками этих способов являются низкая точность оценки ожидаемых магнитных свойств, длительность в пооведении испытаний, большие материальные затраты.

Известен способ определения качества металла перед холодной про-. каткой трансформаторной стали (сталь электротехническая, горячекатаная рулонная (подкат) марки 0402), в котором качество горячекатаного под-, ката оценивают по химическому составу и механическим харатеристикам образцов, вырезанных из полосы f1).

Недостатком данного способа испытания подката является низкая точность оценки ожидаемых магнитных свойств готового металла, что связано с отсутствием контроля структурных характеристик подката, определяющих уровень магнитных свойств холоднокатаной:. трансформаторной стали.

В данном способе не оговаривается возможность использования подката, не удовлетворяющего предъявляемым

15 требованиям.

Известен также способ испытания подката, в котором сравнивают значения коэрцитивной силы, полученные при измерении горячекатаного подката электротехнической стали, отожженного при температуре окончательной термообработки и готового металла, на основании чего. сортируют подкат (2 .

Недостатком данного способа испытания подката является неоднородная зависимость коэрцитивной силы отожженного подката от структурных характеристик горячекатаной полосы трансформаторной стали, которые on945202 ределяют уровень магнитных характеристик готового металла, и в резуль-. тате, низкая точность оценки. Поэтому этот способ может дать хорошие результаты при оценке динамной стали, в которой не требуется формирования аниэотропных свойств в готавом металле.

Наиболее близким по технической сутаности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является 10 способ контроля процесса производства трансформаторной стали, заключающийся в измерении размера зерна, характера распределения дисперсной фазы и текстуры (3).

Недостатком известного способа является невысокая точность оценки определения режимов холодной прокатки трансформаторной стали и низкое качество готового металла.

Это обусловлено. контролем несущественных структурных характеристик, к числу которых относятся толщина слоя рекристаллизованных зерен и размер кристаллитов в этой зоне, и недостаточной полнотой предъявляемых требований к структуре. Не учитываются параметры йолигониэованных кристаллитов, составляющих основную часть структуры подката, не предъявляются требования к характеру распределения фазы-ингибитора, отсутствует количественная оценка текстуры и т.д.

Кроме того, не указывается на возможность применения подката, неудов-35 летворяющего изложенным требованиям.

Цель изобретения — повышение качества холоднокатаной трансформаторной стали, которое заключается в повышении магнитных свойств и точнос- 40 ти определения режима холодной прокатки.

Поставленная цель достигается согласно способу контроля производства трансформаторной стали путем из- 45 мерения структурных свойств подката перед первой холодной прокаткой, осуществляющему замер полигониэованных зерен в направлении, нормальном плосКости прокатки, распределения интенсивности интерференции (110) по сечению подката, а также плотности распределения и коэффициентов вариации по плотности и размерам дисперсной фазы, в зависимости от которых устанавливают режим последующей холодной 55 прокатки.

Влияние каждого признака объясняется следуюшим.

Полигонизованные зерна составляют 60 основную часть зеренной структуры горячекатаного: подката (70-80%), в то время, как доля рекристаллизованных кристаллов в структуре подката значительно меньше (20-30"5). Кро- 65 ме того, формирование зародыша вторичной рекристаллизации (которое происходит в результате термообработки после холодной деформации подката) осуществляется н участках полосы, имевших после горячей прокатки полигониэованную, а не рекристаллизбванную структуру. В то же время такой параметр полигониэованной структуры,как размер кристаллов н направлении, нормальном плоскости прокатки, определяет ориентировку зародыша и кинетику его роста, а следовательно, и уровень магнитных (свойств трансформаторной стали.

Однородность дисперсной фазы, характеризуюшаяся коэффициентом вариации по плотности и размерам частиц, а не ее известная плотность и размер определяет кинетику формирования текстуры в трансформаторной стали при высокотемпературном заключительном обжиге (ВТО). В случае сушественной неоднородности распределения фазы в горячекатаном; подкате (характер распределения частиц сохра— няется при последующих операциях производства стали вплоть до ВТО) при заключительном отжиге приобретают воэможность мигрировать границы, на.— именее закрепленные частицами, т.е. получают возможность роста зерна неребровой ориентировки. В результате снижается уровень магнитных свойств трансформаторной стали.

Распределение интерференции (110) по сечению подката характеризует количестно и ориентациюпотенциальных зародышей вторичной рекристаллизации (110)(001 ), а следовательно, и уровень магнитных свойств трансформаторной стали.

Предлагаемый способ испытан при производстве холоднокатаной трансформаторной стали.

В качестве исходного металла используют. заготовки толщиной 80 мм, нырезанные из промышленного сляба трансформаторной стали. Химический состав сляба, Ъ| С 0,03; Мп 0,07;.

S 0,026; S1 2,99; Р 0,009; Cr 0,02;

Ni 0,04; Са 0,06у N 0,006; Fe †остальное.

Заготовки поднергают горячей прокатке за 8 проходов по различным температурным режимам на полосу 2,5 мм (14 вариантов).

Далее горячекатаные полосы подвергают обработке, включающей холодную прокатку за 7 проходов до толшины

0 35 мм (суммарное обжатие 86%), промежуточный рекристаллизационный отжиг при 850ОС в течение 7 мин (азотонодородная атмосфера, точка росы -60 C), обеэуглероживаюший отжиг при 850ОС в течение 5 мин (,азотоводородная атмосфера, точка ро945202 сы +26 C и высокотемпературный отжиг при 1150 С в течение 10 ч (водородная атмосфера, точка росы -60 С

В таблице показано влияние структурных параметров горячекатаного металла на уровень магнитных свойств 5 готовой стали (14 различных температурно-деформационных условий горячей прокатки (столбцы 3-16)).

Имеет место значительный разброс магнитных свойств Материала (В pygmy изменяется от 1,95 до 1,73 Тл) при значениях структурных параметров для всех вариантов в пределах, указанных в известном способе, а именно." выделение углерода в виде перлита, глобулярных и игольчатых карбидов; дисперсная сульфидная фаза размером 3001000 A плотность не менее О, 5-2 х х10" см з, содержание сульфидов размером более 0,2-0,5 мкм - не. более

0,002 вес.%; размер рекристаллизованных зерен — 0,02-0,08 мм; толщина зоны рекристаллизованных зерен

0,2-0,5 мм; отсутствие очень крупных полигонизованных объемов с ориентировками (001/110) и(110/001); толщина подкаткн 1,8-3,5 мм.

Из таблицы видно,что неисправимый брак (В 50 <1,92 Тл) составляет

87%. Это означает, что горячекатаный подкат имел неблагоприятное структурное состояние (при обработке, включающей холодную деформацию с обжатием 86%), в то время как известный способ контроля качества металла характеризовал весь металл как удовлетворительный, следовательно данный способ является неэффективным

Предлагаемый способ является реальным способом контроля качества ме- . талла, так как оценивать уровень свойств уже после горячей прокатки.

Иэ таблицы видне, что варианты (1 и

2 - столбцы 3 и 4) имеют высокие свойства, которые характеризуются следующими структурными параметрами: размер полигониэованных кристаллов в направлении, нормальном плоскости прокаткф не более 0,06 мму отношение макс пчального значения интенсивности и терференции (110) при постоянной съемке подката к интенсивности интерференции (110) бестекстурного эталона не менее 18 ед. ширина кривой распределения интерференции (110) по сечению подката не более 0,09 мму коэффициент вариа ции по плотности дисперсных (3001000 A ) частиц не более 40%у коэффициент вариации по размерам дисперсных (300-1000 A ) частиц не более 8%.

Все остальные варианты (3-14»столбцы 5-16)имеют комплекс струк ", турных параметров отличающийся от названных, и соответственно, низкий уровень свойств. Уменьшение обжатия при холодной прокатке до 80% в случае толщины готовой стали

0,5 мм существенно повышает уровень свойств готового металла (весь металл характеризуется В <1,92 Тл)— строка 15 таблицы.

%-1

00 с н, л н .о Я

ЮЪ .4м(1

I

1 !

1, !. а"!

Ю (сб с г! ю с (Ч

ОЪ с

4сб

00 с (Ч в с фс

И с

Д

% б

C)

C) ь ч "1 ь

%-б с!

0Ъ с

СЧ

Ill с 3

1! ь с б I0

Ю с

%-!

00 с

Р Ъ

Ul с сЧ

CO с

% !

1 ) EV с н

6Ч г с Ч

00 с -! л

4сб (с

Ю с к-

ОЪ с н ю

CO с и

lA

% с н

МЪ с (сб (Ч

%-!

° I х dp х ю

Х CO

Н II

И 0!1

l и

K CII

0! с бб Ю ну

-" о

1

L ф

01 о о и

1г

O н

С0 о и а

6, Цх! с й> о х на

О !0

l ф ф» Я оЦЮ

Я (V

ko ь ивсе

Э ф х с

Ф 3Ф

Ц G,Ю оэ

vz»

v хь

@ 1

М к х о х

v а

Э

И и.

«

OIact. ф04

0Ъ Ю

01 и р, х

Йх уй

om

Ф и

ОО 0Э

bO! ию х ч ак

Kj

31 р. х

I !

1

I 1 м fj

1 г1 1.

1 — — 1

1 !

Ч н 1

I 1

) 1 I

Г 1

I 1

3 I o б 1 с.

1Й вЂ”

I Н 1 I

1 10

tO,l °

I Н 1

lV1 1

1 Н I 0 1

I Э I

1 W 1 — 4

I а I

0I 1

I о

1 Ф 1

I Ф 1 1

I В

1 IO I

I Ф 1

I Ц

V1 и!

Г 1

1 1 ! 1 1

I С.А !

1 СЧ

1 1

1 а-4

I I

" а

Вхй н х аzlc пб 1

И ..Ф 1

Е4Х51

3-. о н х!

-L".х н! аа х Н4 1

Н 0I у Э

g,go оав

Г!

1 l оо

g o и и

Ц о

Ва

Ф х у о в

gl 10

0) Я ж ю с Р Ф"Ъ

945гОл ббб о а ! Ъ, Э х а о и о л с д о о х !

М х о

Ю о б4

5 ш М

Г Ъ а и бх

00 LO е! с с

° Ч % 1

00 Ю

00 т! с с "1 сЧ о х ю а

0Ъ Э

Я о

И

Ф х ф 4

>ь 10

l Х хвн

zgv хфо

0!аи5 !

0 Х О оее

0Ъ X х ю хдх! о о

4 10 Х

ХО 0 н

4)22 а@ой х Э

mxxo (б ах

Э 10

945202 (tl

)Ч dl

Ю )х( с с н н

1 «4! 1 н !

I . 1 н

)Ч

4«I Ch

Ю 4«Ф с с

Н4 Н

lA Ю

° 4! 4Ч О

Ol cP с с н о

4Ч,CV )Ч, Ol Ф . с с н о: о Ф н

C)!

4Ч

:4Ч В Ih 4 Ъ с с, н н

Я 00

Ol 4х) с

:Н ° о

4Ч с с н

ФО .

СЧ 4Ч

: 4)ъ «4! с н

CO н

;4«Ъ Э! Оз 4«4 н

° 6« tA

Ol 4«3 с с м 4

4Ч О\

Ol 4«Ъ с с

° .4 «-4

)Ч О

ch ч с с н

4Ч 4Ч

Оъ «3 с с

Н 4 l . )

I ° M

I 1

4«!

4)Ъ < Ф с с н!

1 I,,I 1 1 I O О

I 4 М I

1 Х.Й (! 3 Э 1

)ВЮН. 1 Ихх

Э жй 1 ICyi

)зон э х

1 «) Х Х I.

I ".сй4 1 Э

1 Х )4 3 I.,g g ù

К«й ! ! ое

)О8

1 о о

О 4 4

)«х дФ э

CI O Ct нэхэ, «s>4 о gо

%

Р о

o g

° а g а о г

Ч Э х Щн

Х QOI !

) o$ ох=

4(Х

CI!,> ff( х н

;33

geaa х х" э

gm о °

Х 44!I

g)

Яю

)4О

В Ю

I о

« Ю

C) Vxaz

С4 Э 0

ЭхО фн щ Ф

34 5й р(к

g Q0i=

gI, 4О Э

)fI g нмн а@о

39е в во

Оао

g фн! !

I

I

I !

I

I.

I

I !

I

I

1 !

I

1

1

I

I

1

f

) !

I

I

1

I.

1

l !.

I !

I

I

1

1

1

I

1 4«Ф ! ! 4Ч н

I I !! и н

1 ) ! ! о

0 1 К l

W I 1 н) х —

QI Ch I

CL1 1

st ю!

И I 1 х! .1

lfI 1 )

3-!

IC1 1 о! ч

Э I 1

I6 In!

)II 1 1 о

Ц

«! —

gI «4 I о!

Ж 1 I ! 4

1 1

I пЪ

I 1.

l l (О!

I 1

I 1

I I

)Ч 1

1 ) 945202

Формула изобретения

Составитель Г. Цудик

Редактор Н.Рогулич Техреду. Кастелевич Корректор >. Гриценко

Заказ 5262/35 . Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, !1осква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4

Следовательно, предлагаемый способ контроля позволяет не только оценить качество металла после горячей прокатки, но и обеспечивает повышение уровня свойств готового металла.

Использование предлагаемого спо- 5 соба определения режимов холодной прокатки трансформаторной стали обеспечивает по сравнению с существующими повышение точности определения режимов холодной прокатки ориентации 10 трансформаторной стали, повышение качества холоднокатаной трансформаторной стали и устойчивое получение высших марок стали в толщине 0,280,35 мм. 15

Способ контроля процесса производства трансформаторной стали, включающего горячую и холодную прокатку, путем контроля структуры горячекатаного подката замером величины зерна, неоднородности распределения дисперсной фазы по плотности и раз.мерам, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла, контроль структуры проводят путем замера величины полигонизованного зерна в направлении, нормальном плоскости прокатки, распределения диснерсной фазы по ее плотности и. размерам и текстуры по распределению интерференции (110) по сечению подката и в соответствии с полученными значениями укаэанных параметров назначают режим холодной прокатки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь электротехническая горячекатаная рулонная (подкат) марки

0402. Технические условия Ту-1-1-24/8-78.

2. Патент ГДР 9 99445, кл. 42 к 34/05, 1974.

3. колотилов Б.В., Яновская Т.К., Удовиченко Н.В. Структурные параметры горячекатаной заготовки при производстве холоднокатаной трансформаторной стали. Сб. Структура и свойства электротехнической стали. Труды ИФИ УНЦ. Свердловск, 1977.