CS254907B1 - Křemíková ocel pre elektrotechnické izotropně plechy s obsahom kremíka od 0,5 do 1,0 % hmotnosti - Google Patents

Description

Vynález sa týká ocele pre izotropně elektrotechnické plechy válcované za studená.

V súčasnosti sa vyrábajú ocele pre dynamoplechy o hmotnostnom zložení: 0,01 až

3,3 % kremíka, 0,02 až 0,06 % uhlíka, 0,20 až 0,40 % mangánu, stopy až 1 °/o fosforu, stopy až 0,03 % síry, stopy až 0,6 % hliníka. Izotropně plechy a pásy válcované za studená nachádzajú široké použitie v elektrotechníckom priemysle. Od ich kvality sú závislé charakteristiky elektrických strojov,

t. j. ich účinnost s priamym vplyvom na hospodárné využitie elektrickej energie. Preto sa zvyšovaniu kvality dynamoplechov věnuje stála pozornost'. Magnetické vlastnosti dynamoplechov sa prejavujú v chodě elektrických strojov a to hlavně točivých, ako sú asynchronně elektromotory, jednosměrné motory, asynchronně meniče kmitočtu, alternátory. Tam, kde nie sú zvlášť vysoké nároky na měrné straty, používajú sa aj na jadrá malých transformátorov·, tlmivlek a relé. Magnetické charakteristiky dynamoplechov priamo vplývajú na vlastnosti elektrických strojov, ktoré sú z nich vyrobené. Je samozřejmé, že na jeden typ elektrického stroja je nevyhnutné používat dynamové plechy s rovnakými vlastnosťami. Táto požiadavka zvlášť vystupuje do popredia u elektromotorov pracujúcich spoločne v rámci jedného agregátu. Rozdiely v magnetických vlastnostiach dynamoplechov vyplývajú z rozdielov v ich vnútornej stavbě. Zvlášť nepriazni sa to prejavuje, keď sa nedodržia normou stanovené hodnoty magnetickej indukcie a měrných wattových strát. Zároveň s chemickým zložením ocele a textúry plechu má najváčší vplyv na magnetické vlastnosti velkost feritického zrna. Optimálna středná velkost’ zrna je v rozmedzí 0,177 až 0,041 mm. Pri menšom zrně vzrastajú měrné wattové straty, pri váčšom zrně znovu rastů měrné wattové straty, ale zmenšuje sa aj magnetická indukcia dynamoplechov. Z uvedených dóvodov je nevyhnutné stabilizovat štruktúru dynamoplechov tak, aby výsledné feritické zrno bolo v uvedenom vefkostnom rozmedzí. Velkost zrna ocelí je pri zachovaní konštantných podmienok tepelného spracovania určovaná stupňom čistoty matrice. V oceliach stabilizovaných hliníkom je to dané počtom a velkosťou precipitátov nitridu hliníka. Ak je obsah hliníka nízký, k vylučovaniu nitridu hliníka dochádza pri nižších teplotách a precipitáty sa vylúčia v jemnozrnnej formě nedostačujúcej k brzdeniu rastu zrna. Brzdiaci účinok majú hrubé precipitáty nitrid hliníka, ktoré sa vylučujú už v delta železe a to v případe, keď je hliníka v oceli dostatečné množstvo. Pre stabilizáciu štruktúry dynamových plechov s vyšším obsahom kremíka sú potřebné aj vyššie obsahy hliníka, pretože křemík ovplyvňuje procesy precipitácie nitridu hliníka. Pri nedodržaní správného poměru medzi kremíkom a hliníkom precipitáty nitridu hliníka neplnia svoju inhibičnú funkciu a stav štruktúry aj magnetické vlastnosti dynamoplechov majú náhodný charakter pósobením dalších metalurgických faktorov.

Uvedené nedostatky odstraňuje křemíková ocel' podl'a vynálezu pre elektrotechnické izotropně plechy o hmotnostnom zložení: 0,5 až 1,0 % kremíka, 0,02 až 0,06 % uhlíka, 0,20 až 0,40 % mangánu, stopy až 0,2 % fosforu, stopy až 0,03 % síry, 0,003 až 0,015 % dusíka. Podstata vynálezu spočívá v tom, že poměr obsahov v hmotnostných percentách kremíka ku hliníku je v rozsahu 5 až 8.

Výhodou ocele s vyznačeným pomerom kremíka ku hliníku je, že sa nitridy hliníka tvoria už pri vysokých teplotách a ich velkost v hotovom dynamoplechu je dostatočná k brzdeniu procesov rastu zrna. Středná velkost zrna hotového dynamoplechu potom nepřesahuje 0,177 nim. Nedochádza k náhlému zníženiu hodnot magnetickej indukcie ani k rastu měrných strát. Plechy s rovnoměrným feritickým zrnom majú aj rovnoměrné magnetické a mechanické vlastností. Magnetické vlastnosti sú přitom optimálně čím sa zabezpečuje maximálně využitie kovu a legujúcich přísad. Technológia výroby ocele s pomerom kremíka ku hliníku podl'a vynálezu sa neodlišuje od obvyklých technologií. Ocel' sa vyrobí v konvertoroch alebo iných metalurgických peciach na výrobu ocelí. Ocel sa odlieva do kokil, připadne na zariadení plynulého odlievania. Bramy sa vyvalcujú za tepla na pás hrůbky 1,6 až 2,5 mm. Valcovanie za studená po moření sa realizuje až na hrůbky 0,3 až 1,0 mm. Finálně tepelné spracovanie pozostávajúce z oduhličovacieho rekryštalizačného žíhania zabezpečuje optimálnu štruktúru a texturu dynamoplechov. Tepelné spracovanie však móže byť zaradené aj po válcování za tepla, připadne ako medzižíhanie pri válcování na mešie hrůbky. Výrobok z dynamovej ocele s pomerom kremíka ku hliníku podlá vynálezu, dynamový plech, má štruktúru s velkosťou zrna 0,177 až 0,041 mm, nízké měrné straty a vysoké hodnoty magnetickej indukcie. Keďže nedochádza k nadměrnému rastu zrna, netvoří sa výrazná textúra a magnetické vlastnosti v rovině plechu sú izotropně.

Princip optimalizácie velkosti zrna je v tom, že precipitáty nitridu hliníka vylúčené pri uvedenom pomere kremíka ku hliníku sú vylúčené v dostatočnej hruběj formě a to nad 100 nm a nedovolujú anomálny rast zrn pri sekundárnej rekryštalizácii. V prípadoch prekročenia uvedeného poměru sa precipitáty nitridu hliníka vylučujú v jemnozrnnej formě a v priebehu rekryštalizačného žíhania dochádza k anomálnemu rastu zrn, k prekročeniu rozmerovej hranice 0,177 mm strednej velkosti zrna a k změnám v doménovej stavbě zrn spósobujúcej zníženie hodnót magnetickej indukcie. Pod254907 kročenie uvedeného poměru je spojené s vyššími nákladmi na výrobu ocele.

Příklady uskutočnenia ocele podlá vynálezu: v příklade sú porovnané 2 tavby dynamových ocelí vyrobených v kyslíkových konvertorech a spracované tradičnou technolgiou výroby. Tavby malí následovně chemické zloženie v % hmotnosti:

Tavba	uhlík	mangán	křemík	hliník	fosfor	síra	dusík	křemík hliníkT
1	0,05	0,37	0,75	0,123	0,012	0,009	0,009	6,10
2	0,05	0,28	0,80	0,160	0,011	0,017	0,008	5,00

Oce! bola za tepla vyvalcovaná na hrúb- v kontinuálnej dynamolinke. Magnetické ku 1,8 mm. Po moření bola válcovaná za vlastnosti a velkost zrna boli následovně, studená na hrůbku 0,5 mm a spracované

Tavba

Měrné straty

Pi,e(W.kgi)

Magnetická indukcia BíSOofT] BsooofT)

Středná velkost zrna (mm)

5,18

5,58

1,65 1,74 0,09

1,64 1,73 0,12

Použitie vynálezu je možné u všetkých výrobcov izotropných elektrotechnických ocelí s obsahom kremíka v rozmedzí 0,5 až 1,0 % hmotnosti.

PREDMET

Claims (1)

1. PREDMET

   Křemíková ocel pre elektrotechnické izotropně plechy s obsahom kremíka od 0,5 do 1,0 % hmotnosti, ďalej pozostávajúca z 0,02 až 0,06 % hmotnosti uhlíka, 0,20 až 0,40 % hmotnosti mangánu, maximálně

   VYNALEZU

   0,03 % hmotnosti síry, stopy až 0,2 % hmotnosti fosforu, 0,003 až 0,015 % hmotnosti dusíka, vyznačujúca sa tým, že množstvo hliníka je stanovené pomerom kremíka ku hliníku, pričom tento poměr je 5 až 8.