Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stali krzemowej o teksturze Gossa.Wytwarzanie stali krzemowej, o zorientowanych ziarnach, których rozrost zostal ograniczony przez domieszki boru, jest znane miedzy innymi z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3905842, 3905843, 3957546, 4000015, 4054470, 4079952, 4102713, 4113529, 4115161 oraz 4123299.Znane sa sposoby wytwarzania stali krzemowej o teksturze Gossa polegajace na tym, ze wytapia sie stal krzemowa, zawierajaca wagowo od 0,02% do 0,06% wegla, od 0,015% do 0,15% manganu, od 0,0006% do 0,0080% boru, od 2,5% do 4,0% krzemu, oraz reszte zelaza, odlewa sie stal w znany sposób, walcuje sie stal na goraco, Walcuje sie stal na zimno w jednym albo kilku przejsciach, na tasme o grubosci do 0,5 mm, poddaje sie stal obróbce cieplnej odwegla- jacej, naklada sie na stal powloke na bazie tlenku trudno topliwego, oraz poddaje sie stal ostateczne¬ mu wyzarzaniu, nadajacemu stali teksture Gossa.Korzystnie tasme walcowana na goraco poddaje sie obróbce cieplnej.Chociaz mozliwe jest wyzarzanie posrednie stali pomiedzy przejsciami walcowania na zimno, ko¬ rzystnie walcuje sie stal na zimno na grubosc osta¬ teczna w jednym przejsciu, poddajac walcowaniu tasma walcowana na goraco, o grubosci okolo 1,2 mm do okolo 2,7 mm.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania stali krzemowej o teksturze Gossa, o po- 10 15 20 25 30 lepszonych wlasciwosciach magnetycznych oraz o polepszonej spawalnosci.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie spo¬ sobu wytwarzania stali krzemowej o teksturze Gos¬ sa, polegajacego na wytapianiu stali zawierajacej wagowo do 0,0045% azotu, do 0,0065% fosforu i od 0,005% do 0,019% siarki. Korzystnie wytop stali za¬ wiera do 0,0040% azotu i do 0,0060% fosforu.Stal wytwarzana sposobem wedlug wynalazku wykazuje przenikalnosc magnetyczna równa co naj¬ mniej 2348 X 10-6 H/m przy 800 A/m, stratnosc rdze¬ nia nieprzekraczajaca 1,54 W/kg przy 1,7 T, przy cze¬ stotliwosci 60 Hz. W zakresie niniejszego wynalaz¬ ku mieszcza sie stale wykazujace przenikalnosc magnetyczna rzedu 2374 X 10-6 H/m przy 800 A/m, oraz stratnosc rdzenia nie wieksza niz 1,50 W/kg przy 1,7 T, przy czestotliwosci 60 Hz.Korzystnie zawartosc azotu nie przekracza 0,0045%, zas zawartosc fosforu nie przekracza 0,0065%, poniewaz oba te pierwiastki wplywaja ujemnie na spawalnosc stali. Stwierdzono, ze spa- walnosc stali zawierajacej ponizej 0,0065% fosforu jest lepsza niz spawalnosc stali zawierajacej ponad 0,0065% fosforu podobnie jak spawalnosc stali za¬ wierajacej mniej niz 0,0045% azotu jest lepsza niz spawalnosc stali zawierajacej wiecej niz 0,0045% azotu. Korzystnie reguluje sie zawartosc fosforu na poziomie ponizej 0,0060%. Zawartosc azotu reguluje sie korzystnie na poziomie ponizej 0,0040%.Zawartoscia azotu i siarki steruje sie równiez 123 0823 123 082 4 w celu poprawienia wlasciwosci magnetycznych sta¬ li. Stal wytwarzana z wytopów zawierajacych po¬ nizej 0,0045% azotu ma lepsze wlasciwosci magne¬ tyczne niz stal wytwarzana z wytopów zawieraja¬ cych wiecej niz 0,0045% azotu. W celu utrzymania podwyzszonych wlasciwosci magnetycznych zawar¬ tosc siarki w wytopie utrzymuje sie w zakresie od 0,005% do 0,019%.Wynalazek zostal zilustrowany zalaczonymi przy¬ kladami.Przyklad I. Tasmy ze stali krzemowej walco¬ wane na goraco poddano spawaniu lukiem krytym z tasmami o podobnym skladzie chemicznym. Ze- spawahe tasmy poddano procesowi walcowania na * -zimno, stosowanemu przy obróbce stali krzemo¬ wych. Tasmy przygotowano z wytopów o zawartosci wegla, manganu, siarki, boru, azotu i krzemu w za¬ kresach stosowanych w wynalazkach wymienio- ¦—nyclT"w stanie techniki. Przygotowano równiez tas¬ my z wytopów o skladzie wedlug niniejszego wy¬ nalazku.Okreslono wartosc wspólczynnika trwalosci spoiny w funkcji stopionego fosforu. Wyniki zestawiono w tabeli 1.Tabela 1 Zawartosc fosforu (%) 0,0060 albo mniej 0,0065 albo mniej j 0,0070 albo mniej 1 0,0100 albo mniej Wspólczynnik trwalosci spoiny (%) 65,2 60,3 41,4 26,0 Zgodnie z zasadami niniejszego wynalazku wspól¬ czynnik trwalosci spoiny wzrastal w miare zmniej¬ szania sie zawartosci fosforu. Przy zawartosci fosfo¬ ru równej 0,0100% albo mniejszej przetrwalo tylko 26% spoin, zas przy zawartosci fosforu równej 0,0070% albo mniejszej przetrwalo 41,4% spoin.Natomiast przy zawartosci fosforu równej 0,0060% albo mniejszej przetrwalo 65,2% spoin, zas przy za¬ wartosci fosforu równej 0,0065% albo mniejszej przetrwalo 60,3% spoin. Z tabeli 2 wynika, ze tylko 14,6% spoin przetrwalo sposród spoin wytwarzanych z tasm o zawartosci fosforu w zakresie od 0,0065% do 0,0070%, zas przy zawartosci fosforu w zakresie od 0,0060% do 0,0065% przetrwalo 59,5% spoin.Tabela 2 Wspólczynnik trwalosci spoiny (%) 0,0060—0,0065 | 0,0065—0,0070 Zawartosc fosforu (%) 59,5 14,6 Przyklad II. Wspólczynnik trwalosci spoin tasm walcowanych na zimno zgodnie z przykladem I zbadano w funkcji zarówno zawartosci stopionego fosforu jak i zawartosci stopionego azotu. Rezulta¬ ty zestawiono w tabeli 3.Tabela 3 Zawartosc fosforu (%) 0,0065 albo mniej 0,0065 albo mniej 0,0060 albo mniej 0,0060 albo mniej Zawartosc azotu (% 0,0045 albo mniej 0,0040 albo mniej 0,0045 albo mniej 0,0040 albo mniej Wspól¬ czynnik trwalosci spoiny 65,8 80,0 68,9 80,00 Zgodnie z zasadami niniejszego wynalazku wspól¬ czynnik trwalosci spoiny zwieksza sie przy zmniej¬ szeniu sie zawartosci azotu. Wspólczynnik trwalosci spoin byl wyzszy dla tasm majacych niska zawar¬ tosc zarówno fosforu jak i azotu, w stosunku do 20 tasm majacych tylko niska zawartosc fosforu.Dla tasm o zawartosci fosforu równej 0,0065% albo mniejszej oraz zawartosci azotu równej 0,0045% albo mniejszej wspólczynnik trwalosci spoin wynosil 65,8%, zas dla tasm o zawartosci fosforu równej 25 0,0060% albo mniejszej i zawartosci azotu równej 0,0045% albo mniejszej wspólczynnik trwalosci spoin wynosil 68,9%, natomiast zgodnie z tablica 1 dla wy¬ topów o zawartosci azotu równej okolo 0,0065% wspólczynniki trwalosci spoin wyncsza 60,3% do 65,2%. Przy zawartosci azotu ponizej 0,0040% i za¬ wartosci fosforu równej 0,0065% albo mniejszej albo 0,0060% albo mniejszej, wspólczynnik trwalosci spoin wynosil 80%. 35 Tabela 4 Zawartosc fosforu (%) 0,0065 albo mniej 0,0065 albo mniej Zawartosc azotu (%) 0,0035—0,0045 0,0045—0,0055 Wspól- 1 czynnik trwalosci spoiny 59,4 46,7 1 Tabela 4 wykazuje, ze wspólczynnik trwalosci spoiny wzrasta przy zmniejszeniu zawartosci azotu. 50 przy zawartosci fosforu ponizej 0,0065% i zawartosci azotu od 0,0045% do 0,0055% wspólczynnik trwalosci spoiny wynosil tylko 46,7%, natomiast przy zawarto¬ sci fosforu ponizej 0,0065% i zawartosci azotu od 0,0035% do 0,0045% wspólczynnik trwalosci wynosil 55 59,4%.Przyklad III. Przygotowano wytopy stali krzemowej, z których po odlaniu i obróbce uzyska¬ no stal krzemowa o teksturze Gossa. Obróbka stali obejmowala wygrzewanie w podwyzszonej tempe¬ raturze przez wiele godzin, walcowanie na goraco na grubosc rzedu 2 mm, wyzarzanie normalizujace tasmy walcowanej na goraco, walcowanie na zim¬ no tasmy na grubosc ostateczna rzedu 0,3 mm, obróbke cieplna w temperaturze 800°C, powlekanie stali powloka na bazie tlenku trudnotopliwego oraz123 082 5 6 ostateczne wyzarzanie teksturyzujace w maksymal¬ nej temperaturze 1175°C w atmosferze wodoru.Wytopy sklasyfikowano w grupach A albo B w zaleznosci od stratnosci rdzenia. Do grupy A za¬ liczono wytopy, w których co najmniej 50% tasm wykazywala stratnosc rdzenia równa albo mniejsza niz 1,554 W/kg przy 1,7 T, przy czestotliwosci 60 Hz.Wytopy w grupie B mialy co najmniej 50% tasm o stratnosci rdzenia wiekszej niz 1,554 W/kg.Przeprowadzono analize zawartosci siarki w wy¬ topach. W jedenastu wytopach sprawdzono zawar¬ tosc siarki w obu koncach zwojów tasmy, zas w trzech wytopach zbadano zawartosc siarki w jed¬ nym koncu zwoju tasmy. Wyniki w postaci zesta¬ wienia stratnosci rdzenia w funkcji zawartosci siar¬ ki w koncówkach zwoju tasmy zestawiono w ta¬ beli 5.Tabl. 5 uzasadnia korzysci plynace z, regulowania zawartosci siarki. Wszystkie koncówki próbek o za¬ wartosci siarki do 0,019% zostaly zaliczone do grupy A to znaczy wykazywaly stratnosc rdzenia równa albo mniejsza niz 1,554 W/kg przy 1,7 T przy czesto¬ tliwosci 60 Hz* Natomiast dziewiec sposród trzynas¬ tu próbek majacych zawartosc siarki w koncówkach powyzej 0,019% zaliczono do grupy B.Przyklad IV. Przygotowano wytopy stali krzemowej, z których po odlaniu i odpowiedniej obróbce uzyskano próbki o teksturze Gossa. Obrób¬ ka próbek obejmowala wygrzewanie w podwyzszo¬ nej temperaturze przez wiele godzin, walcowanie na goraco na grubosc rzedu 2 mm, wyzarzanie normali¬ zujace tasmy walcowanej na goraco, walcowanie na zimno na grubosc ostateczna okolo 0,3 mm, obróbke cieplna w temperaturze 800°C, powlekanie stali po¬ wloka na bazie tlenku trudnotopliwego oraz osta¬ teczne wyzarzanie teksturyzujace stali w maksy¬ malnej temperaturze 1175°C w atmosferze wodoru. 10 15 20 25 30 35 Próbki w postaci zwojów uzyskane z kolejnych wytopów sklasyfikowano pod wzgledem stratnosci rdzenia. Przeprowadzono analize 157 zwojów. Wy¬ niki analizy w postaci zestawienia ilosci zwojów za¬ liczonych do poszczególnych klas pod wzgledem stratnosci rdzenia, przy odpowiedniej zawartosci azotu, zestawiono w tabeli 6.Tabela 6 uzasadnia celowosc regulowania zawar¬ tosci azotu. Osiem procent zwojów majacych za¬ wartosc stopionego azotu równa albo mniejsza niz 0,0045% wykazywalo stratnosc rdzenia równa albo mniejsza; niz 1,465 W/kg, natomiast 47% zwojów wy¬ kazywalo stratnosc rdzenia równa albo mniejsza niz 1,554 W/kg. Jednoczesnie tylko 10% zwojów ma¬ jacych zawartosc stopionego azotu równa albo wieksza niz 0,0046% wykazywalo stratnosc rdzenia równa albo mniejsza niz 1,554 W/kg, zas 0% zwojów miala stratnosc rdzenia równa albo mniejsza niz 1,465 W/kg.Przyklad V. Przygotowano wytopy A, B i C, z których po odlaniu i obróbce uzyskano stal krze¬ mowa o teksturze Gossa. Sklad chemiczny wytopów zostal zestawiony w tabeli 7.Obróbka wytopów obejmowala wygrzewanie w podwyzszonej temperaturze przez wiele godzin, walcowanie na goraco na grubosc rzedu 2 mm, wy¬ zarzanie normalizujace tasmy walcowanej na gora¬ co, spawanie ze soba tasm walcowanych na goraco, wyzarzanie normalizujace tasm walcowanych na go¬ raco, walcowanie na zimno tasmy na grubosc osta¬ teczna okolo 0,3 mm, obróbke cieplna w temperatu¬ rze 800°C, powlekanie stali powloka na bazie tlen¬ ku trudno topliwego, oraz poddawanie stali osta¬ tecznemu wyzarzaniu teksturyzujacemu w maksy¬ malnej temperaturze 1175°C w atmosferze wodoru.Spoiny wszystkich wytopów przetrwaly walcowa¬ nie na zimno. Wszystkie wytopy mialy zawartosc Tabela 5 Grupa A B Ilosc próbek 16 9 Zawartosc siarki w koncówkach zwojów (w %) ' 0,017 0,018 3 0 4 0 0,019 5 0 0,020 1 5 0,021 3 2 " 0,022 0 1 0,023 0 0 0,024 0 1 Tabela 6 ; N2(%) ' < 0,0045 < 0,0046 ! Ilosc zwojów 109 48 Stratnosc rdzenia (W/kg) przy 1,7 T) < 1,399 | < 1,465 2 0 6 0 < 1,554 39 10 < 1,642 28 17 < 1,686 8 17 < 1,841 < 1,843 8 35 9 23 Tabela 7 1 Wy- 1 , . top A B 1 C C 0,03 0,031 0,039 Mn 0,035 0,036 0,035 S 0,016 0,015 0,106 B 0,0010 0,0013 0,0011 Sklad (% wagowe) N III Si 3,15 3,09 3,17 Cu 0,34 0,35 0,35 Al 0,003 0,003 0,003 P 0,005 0,006 0,005 • Sn 0,039 0,039 0,041 Fe Reszta Reszta Reszta123 082 7 • 8 fosforu ponizej 0,0065% oraz zawartosc azotu poni- Zastrzezenia patentowe zej 0,0045%.Srednie wlasciwosci magnetyczne, takie jak strat- nosc rdzenia oraz rrzenikalnosc magnetyczna, dla wytopów, zostaly zestawione w tabeli8. 5 Tabela 8 Wytop A B C Stratnosc rdze¬ nia (W/kg przy 1,7 T) 1,452 1,452 1,456 Przenikalnosc magnetyczna (xl0^/H/m) przy 800 A/m 2401 2392 2383 15 20 Z tabeli 8 wynika, ze stal wykonana sposobem wedlug niniejszego wynalazku wykazuje doskonale wlasciwosci magnetyczne. 1. Sposób wytwarzania stali krzemowej o tekstu¬ rze Gossa, w którym wytapia sie stal krzemowa, zawierajaca wagowo od 0,02% do 0,06% wegla, od 0,015% do 0,15%. manganu, od 0,0006% do 0,0080% boru, od 2,5% do 4% krzemu, do 1,0% miedzi, do 0,1% cyny, do 0,009% aluminium oraz reszte zelaza, odlewa sie stal, walcuje sie stal na goraco, spawa sie stalowa tasme z druga tasma stalowa o podob¬ nym skladzie chemicznym, walcuje sie stal na zim¬ no na grubosc do 0,5 mm, poddaje sie stal obróbce cieplnej odweglajacej, naklada sie na stal powloke na bazie tlenku trudnotopliwego oraz poddaje sie stal ostatecznemu wyzarzaniu, nadajacemu stali teksture Gossa, znamienny tym, ze stosuje sie stal zawierajaca wagowo do 0,0045% azotu, do 0,0065% fosforu i od 0,005% do 0,019% siarki. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stal zawierajaca do 0,0040% azotu. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stal zawierajaca do 0,0060% fosforu. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje sie stal zawierajaca do 0,0040% azotu.ZGK, Druk. im. K. Miarki w Mikolowie, zam. 10 259/1110/83, 90 egz.Cena 100 zl PL PL PL