Способ получения электротехнической стали

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАНИЕ„, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31. !2.80 (21) 3230332/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5I) М. Кл.

С 21 D 8/12

Гесудлрствелкмй камитет (53) УДК 621.785.

088.8) Опубликовано 23.!0.82. Бюллетень №39

Дата опубликования описания 28.10.82 ло делам кзебретеннй и етхрмтий

В. Я. Гольдштейн, Ф. И. Зенченко, В. А. Мирко, В. МеДведев„.. ".,т ы, В. И. Сидоркин, Д. Э. Вербовецкая, С. М. Владими в, B(A6.(3ин дьников, /

А. В. С (72) Авторы изобретения ерыи, В. А. Титов,,Л. В. Миронов и E. Х Тимефаев !

Научно-исследовательский институт металлургии, Карагандинский металлургический комбинат и Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (71) Заявители (54) СПОСОБ ПО,ЛУЧЕНИЯ Э,ЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТА,ЛИ

Изобретение относится к черной металлургии и касается получения изотроп ной электротехнической стали.

Известен способ производства электротехнической стали, включающий горячую прокатку стали, отжиг горячекатаной стали для получения зерна 5 б ASTM, холодную прокатку отожженного горячекатаного металла, рекристаллизацию холоднокатаной стали для получения зерна преимущественно 6 б по ASTM, последующую прокатку с обжатиями до 16% и рекристаллизационный отжиг для получения зерна 2 б А$ТМ (11.

Недостатком этого способа является нестабильность получаемых магнитных характеристик готового металла различных плавок, что связано е торможением миграции границ зерен примесями и .частицами второй фазы при заключительной термической обработке и неблагоприятным структурным и текстурным состоянием металла.

Известен также способ производства электротехнической стали, по которому технологическая схема производства предусматривает выплавку стали в мартеновской или электрической печах, горячую прокатку металла до толщины на 5 — 15% больше гото2

aom размера, промежуточный безокислительный или обезуглероживающий отжиг, холодную прокатку на готовый размер и окончательный отжиг (21.

Однако при проведении второй холодной прокатки не учитывается содержание неметаллических включений, оказывающих влияние на процессы структурно- и текстурообразования, развивающиеся при окончательной термообработке и определяющие электромагнитные свойства готового металла.

Известен способ производства малоуглеродистой стали, содержащей до 0,1% углерода, который предусматривает горячую прокатку до толщины 1,77 — 2,54 мм, холодную прокатку на 40 — 80% до промежуточной толщины, рекристаллизационный отжиг холоднокатаного металла при 600 — 700 С, деформации рекристаллизованного металла на

6 — 10%, идеально íà 8%.

Такая технология обеспечивает получение в готовом металле Piano до 5,5 Вт/кг (Р у е — 6,7 Вт/кг) (3l .

Однако при промышленной выплавке изотропных сталей их химический состав изменяется в относительно широких пределах (особенно по содержанию кислорода, азота, 968085 серы, а также марганца, кремния, алюминия), поэтому применение фиксированных обжатий при второй холодной прокатке не всегда обеспечивает развитие требуемых процессов и, как следствие, получение стабильного и высокого уровня магнитных свойств стали.

Отдельные плавки и даже рулоны одной плавки могут характеризоваться низкими свойствами. При этом в готовом металле наблюдается разнозернистая или мелкозернистая структура, которая приводит к получению низкого уровня электромагнитных свойств.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства электротехнической стали, включающий горячую прокатку, травление, пер- >> вую холодную прокатку с обжатием 40 — 80%, отжиг при 650 — 850 С, вторую холодную прокатку с обжатием 1,6 — 2,0% и рекристаллизационный отжиг (4).

Однако этот способ, предусматривающий проведение второй холодной прокатки с фиксированными обжатиями 1,6 — 2% обезуглероженной до содержания 0,005 — 0,0005% углерода кипящей стали, не обеспечивает получения высококачественного металла, так как химический состав плавок, режимы и 25 атмосфера термообработйи (горячей прокатки, промежуточного рекристаллизационного отжига) существенно отличаются не только на различных предприятиях, но и варьируются от монтажа к монтажу, от плавки к плавке на одном заводе. Недостатком из30 вестного способа является также низкий уровень магнитных свойств стали.

Целью изобретения является повышение магнитных свойств.

Поставленная цель достигается согласно способу, включающему выплавку, горячую прокатку, первую холодную прокатку, промежуточный отжиг, вторую холодную прокатку и заключительный отжиг, вторую холодную прокатку осуществляют со степенью, зависящей от суммарного содержания 4о кислорода, азота и серы.

Причем при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,010 — 0,015% вторую прокатку осуществляют со степенью 4

1,0 — 1,5% при суммарном содержании данных компонентов 0,0151 — 0,030% вторую прокатку осуществляют со степенью 3,0 — 5,0%, а при содержании 0,04 — 0,07% вторую прокатку осуществляют со степенью 5,1 — 10%.

Исследования, проведенные на изотроп- sO ных электротехнических сталях различного химического состава, показали, что присутствующие в металле сера, азот и кислород являются базовыми элементами, образующими включения типа NnS; FeS, A1N, SiO, SiaN4, FeN, А1 0з и более сложные, тормозящие миграцию границ, зерен. При этом объемная доля включений тем больше, чем выше содержание указанных элементов.

Сила торможения роста зерен увеличивается пропорционально доле включений и обратно пропорционально их размеру. В условиях тормозящего воздействия примесей для обеспечения роста зерен при отжиге необходимо создать определенную разницу упругих энергий в смежных зернах, вызывающую движущую силу, превосходящую по величине силу торможения.

Повышение тормозящего воздействия примесей и включений на миграцию границ зерен (вследствие увеличения объемной доли включений или уменьшения их размера) требует соответствующего увеличения степени деформации. Рекрнсталлизация фронтальной миграцией границ развивается после докритических степеней деформации. Однако при большой загрязненности металла сила торможения может оказаться намного больше движущей силы, в результате рекристаллизация фронтальной миграцией границ не развивается. Однако с увеличением деформации при отжиге происходит рекристаллизация зародышеобразованием.

Чем больше ингибирующий эффект (больше дисперсных частиц), тем труднее осуществляется и фронтальная миграция границ после докритическихФеформаций и рост зародышей рекристаллизации после закритических деформаций. Увеличение размера частиц (включений) в материале способствует формированию ячеистой структуры при меньших степенях деформации и инициированию за роды шеобразования при рекристаллизационном отжиге, т. е. огрубление фазы приводит к снижению и докритических и закритических степеней деформации.

Таким образом, существует только ограниченный интервал деформаций, величина которых определяется объемной долей и размерами частиц второй фазы, обеспечивающий при последующей термообработке формирование благоприятного для получения высокого уровня электромагнитных свойств структурного состояния.

Опытные данные, полученные на металле различной чистоты, свидетельствуют о том, что необходимая величина деформации при второй холодной прокатке линейно связана с суммарным содержанием серы, азота и кислорода. При этом вследствие неоднородности распределения фазы по,размерам в электротехнических сталях значение деформации может быть увеличено на 0,02%.

После малых (недостаточных) деформаций, не обеспечивающих при отжиге роста зерен, текстура характеризуется компонентами типа 1111} (112) — (110); 1112 <110)

)+15 (113j<110) и другими, сохранившимися от предыдущей обработки и неблагоприятными для получения высокого уровня магнитных свойств стали. После докритических и критических деформаций и последующего отжига, сопровождающегося аномаль968085

Таблица 1

Элементы, ) Плавка

1 N

S i Ип P S 0

0,015 0,82 0,25 0,010 0,004 0,003 0,005

0,029 0,30 0,40 0,016 0,010 0,01? 0,007

0,030 О, 33 0,42 0,013 0,010 0,041 0,006

Таблица 2

Удельные потери

1,5/50, Суммарное содержание кислорода, азота и серы, 3

Магнитная индукция, Вт

ПлавДеформация, /О ка

6,4

1,63

0,012

6,8

1,62

1,60

7,2

6,2

1,60

6,0

1,62

1,65

5,5

0,029

5,6

1,64 ным ростом зерен, текстурное состояние материала определяется компонентами текстуры рекристаллизации типа (hkoI<-001), что обеспечивает удовлетворительный уровень магнитных характеристик стали. Рекристаллизация после закритических деформаций вновь приводит к появлению неблагоприятных компонентов.

Применение предлагаемого способа позволяет значительно повысить уровень электромагнитных свойств изотропной электротехнической стали.

Пример. Способ опробирован при изготовлении изотропной электротехнической стали.

Обработка по предлагаемому способу предусматривает следующие операции: а) выплавку плавок изотропной электротехнической стали (химический состав плавок приведен в табл. 1); б) горячая прокатка на полосы толщиной 2,3 — 2,5 мм; в) травление горячекатаных полос;

r) первая холодная прокатка до толщины 0,55 — 0,51 мм; д) промежуточный отжиг при 600 С; е) вторая холодная прокатка до толщины 050 мм; ж) отжиг при 830 С.

Результаты определения магнитных характеристик плавок различного химического состава представлены в табл. 2.

1О

Применение предлагаемого способа получения электротехнической стали позволяет, по сравнению с существующими способами, повысить уровень магнитных характеристик стали, т. е. снизить потери на перемагничивание Р, до на 10%, получать сталь высокого качества,, экономить электроэнергию в народном хозяйстве (750 кВт.ч в год на 1 т стали).

968085

Продолжение табл. 2

Суммарное содержание кислорода, азота и серы, 3

Удель ные потери

Р1,5/50

ДеформаЦИЯ 4

Магнитная индукция, Вт

Плавка

1,63

6,0

1,60

6,4

1,57

6,7

1,57

7,9

0,057

1,69

7,1

1,62

6,2

1,64

5,9

l,63

6,1

1,61

6,5

1,60

7,8

Составитель Г. Дудик

Редактор Е. Кравцова Техред И. Верес Корректор А. Гриценко

Заказ 7261/40 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ получения электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, первую холодную прокатку, промежуточный отжиг, вторую холодную прокатку и заключительный отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитных свойств стали, вторую холодную прокатку осуществляют со степенью, зависящей от суммарного содержания кислорода, .азота 40 и серы в стали.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,010 — 0,015% вторую прокатку осуществляют со степенью 1,0 — 1,5%.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, 45 что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,0151 — 0,030% вторую прокатку осуществляют со степенью 3,0 — 5,0%.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,04 — 0,07% вторую прокатку осуществляют со степенью 5,1 — 10%, Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 943448, кл. С 7 А, 1963.

2. Патент Франции № 1472238, кл. В 21 В 1/00, 1967.

3. Патент Великобритании № 1393175, кл. В 3 Ч, 1972.

4. Патент ФРГ № 1433782, кл. 18 с, 1968.