CS254908B1 - Křemíková oce! pre elektrotechnické izotropně plechy s obsahom kremíka od 1,0 do 3,3 % hmotnosti - Google Patents

Abstract

Riešení sa týká kremíkovej ocele pre elektrotechnické izotropně plechy s obsahom kremíka od 1,0 do 3,3 % hmot., ktoré sú válcované za studená, a rieši optimálny a rovnoměrný rast feritického zrna, čím sa dosiahnu a) optimálně a rovnoměrné magnetické a mechanické vlastnosti plechu, čím sa zároveň zabezpečí maximálně využitie kovu a legujúcich přísad. Podstata riešení spočívá v tom, že množstvo hliníka sa stanoví pomerom kremíka ku hliníku, pričom tento poměr je v rozmedzí 5 až 9.

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 °/o kremíka, 0,02 až 0,06 % uhlíka, 0,20 až 0,40 °/o mangánu, stopy až 1 % fosforu, stopy až 0,03 % síry, stopy až 0,6 % hliníka. Izotropně plechy a pásy válcované za studená nachádzajú široké použitie v elektrotechnickom 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, tlmiviek 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 elekťfomoíorov 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 najvačší vplyv na magnetické vlastnosti velkost feritického zrna. Optimálna středná velkost zrna je v rozmedzí 0,177 až 0,041 mm. Prí menšom zrně vzrastajú měrné wattové straty, pri váčšom zrně znovu rastů měrné wattové straty, ale zmenšuje sa aj magnetická indukcia dynamoplechov. Z uvedených dovodov je nevyhnutné stabilizovat strukturu dynamoplechov tak, aby výsledné feritické zrno bolo v uvedenom velkostnom rozmedzí. Velkost zrna ocelí je pri zachovaní konštantných podmienok tepelného spracovania určovaná stupňom čistoty matrice. V oceliach stabilizovaných hliníkom je to dané počtom a vetkosťou 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 nitridu 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. Při 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' podfa vynálezu pre elektrotechnické izotropně plechy o hmotnostnom zložení: 1,0 až 3,3 % kremíka, 0,02 až

0,006 % uhlíka, 0,20 až 0,40 % mangánu, stopy až 0,03 % 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 9.

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 mm. Nedochádza k náhlému zníženiu hodnot magnetickej indukcie ani k rastu měrných strát. Plechy s rovnoměrným ferltickým zrnom majú aj rovnoměrné magnetické a mechanické vlastnosti. Magnetické vlastnosti sú přitom optimálně čím sa zabezpečuje maximálně využitie kovu a legujúcich přísad. Technológia výroby ocele s pomerom kremíka ku hliníku podlá vynálezu sa neodlišuje od obvyklých technologií. Oce! 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 textům dynamoplechov. Tepelné spracovanie však može 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 vefkosťou 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 10 nm a nedovolujú anomálny rast zrn pri sekundárnej rekryštalizácii. V prípadoch prekročenia uvedeného poberu 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 sposobujúcej zníženie hodnot magnetickej indukcie. Podkročenie uvedeného poměru je spojené s vyššími nákladmi na výrobu ocele.

I

234308

Příklady uskutočnenia ocele podl'a vynálezu: v příklade sú porovnané 2 tavby dynamových ocelí vyrobených v kyslíkových konvertoroch a spracované tradičnou těch nológiou výroby. Tavby malí následovně che mické zloženie v % hmotnosti:

Tavba	uhlík	mangán křemík	hliník	fosfor	síra	dusík	křemík hliník
1	0,05	0,34 1,18	0,132	0,011	0,015	0,008	8,9
2	0,04	0,32 1,36	0,170	0,008	0,016	0,005	8,0
Ocel'	bola za tepla	vyvalcovaná na hrúb- v	kontinuálnej dynamolinke.	Magnetické
ku 1,8	mm. Po moření bola válcovaná	za vlastnosti a	vefkosť	zrna boli	následovně:
studená	na hrůbku	0,5 mm a spracované
Tavba		Měrné straty	Mangetická indukcia	Středná velkost
							zrna
		Pi,5(W.kg~1)	B2500(T)		B5000(T)		(mm)
<4 X		4,64	1,63		1,72		0,12
2		4,60	1,63		1,72		0,10

Použitie ocele je možné u všetkých výrobcov izotropných elektrotechnických plechov válcovaných za studená, vyrábajúcich dynamoplechy s obsahom kremíka v rozmedzí 1,0 až 3,3 % hmotnosti.

Claims (2)

1. Křemíková ocel' pre elektrotechnické izotropně plechy s obsahom kremíka od 1,0 do
2. 3,3 % hmotnosti ďalej pozostávajúca z 0,02 až 0,06 % hmotnosti uhlíka, 0,20 až 0,40 percenta hmotnosti mangánu, maximálně 0,03 % hmotnosti fosforu, maximálně 0,03 percenta hmotnosti síry, 0,003 až 0,15 % hmotnosti dusíka, vyznačujúca sa tým, že množstvo hliníka je stanovené pomerom kremíka ku hliníku, pričom tento poměr je 5 až 9.