PL197050B1 - Sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (100) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm - Google Patents
Sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (100) [001] przy zastosowaniu walcowania taśmInfo
- Publication number
- PL197050B1 PL197050B1 PL372816A PL37281602A PL197050B1 PL 197050 B1 PL197050 B1 PL 197050B1 PL 372816 A PL372816 A PL 372816A PL 37281602 A PL37281602 A PL 37281602A PL 197050 B1 PL197050 B1 PL 197050B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- strip
- hot
- grain
- rolling
- oriented electrical
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1205—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving particular fabrication steps or treatments of ingots or slabs
- C21D8/1211—Rapid solidification; Thin strip casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the working steps
- C21D8/1222—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the working steps
- C21D8/1233—Cold rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1244—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the heat treatment
- C21D8/1261—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the heat treatment following hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1244—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the heat treatment
- C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)
- Package Frames And Binding Bands (AREA)
- Belt Conveyors (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania ta smy stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (110) [001] przy za- stosowaniu walcowania ta sm, znamienny tym, ze wytwarza si e ta sm e o pocz atkowej grubo sci t c mniejszej lub równej 10 mm przed procesem walcowania na gor aco, walcuje si e na gor aco t e ta sm e w temperaturze walcowania na gor aco ta smy T HR (°Kelvina) do ko ncowej grubo sci t f ta smy po proce- sie walcowania na gor aco i z szybko scia odkszta lcania e procesu walcowania na gor aco, wy zarza si e t e ta sm e w temperaturze wy zarzania ta smy T HBA (°Kelvina), oraz wybiera si e t c , T HR , t f , e, i T HBA tak, ze warto sc parametru napr ezenia/rekrystalizacji (K*) -1 = 6500, w którym ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = - f c HR 0,15 HBA 1 t t ln T 7616 exp e )ln (T (K*) . PL PL PL
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197050 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 372816 (13) (22) Data zgłoszenia: 13.09.2002 (51) Int.Cl.
C21D 8/12 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
13.09.2002, PCT/US02/29115 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
20.03.2003, WO03/023075 PCT Gazette nr 12/03
| (54) Sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (100) [001] (54) przy zastosowaniu walcowania taśm | |
| (30) Pierwszeństwo: 13.09.2001,US,60/318,970 | (73) Uprawniony z patentu: |
| AK PROPERTIES, INC.,Middletown,US | |
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: 08.08.2005 BUP 16/05 | (72) Twórca(y) wynalazku: Jerry W. Schoen,Middletown,US Glenn S. Huppi,Monroe,US |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | (74) Pełnomocnik: Rachubik Irena, PATPOL Sp. z o.o. |
| 29.02.2008 WUP 02/08 |
(57) 1. Sposób wytwarzania taśmy stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (110) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm, znamienny tym, że wytwarza się taśmę o początkowej grubości tc mniejszej lub równej 10 mm przed procesem walcowania na gorąco, walcuje się na gorąco tę taśmę w temperaturze walcowania na gorąco taśmy THR (°Kelvina) do końcowej grubości tf taśmy po procesie walcowania na gorąco i z szybkością odkształcania ε procesu walcowania na gorąco, wyżarza się tę taśmę w temperaturze wyżarzania taśmy THBA (°Kelvina), oraz wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru naprężenia/rekrystalizacji (K*)-1 > 6500, w którym (K*)-1 = (THBA )ln ε0,15exp|
7616 THR imf
PL 197 050 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (100) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm.
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania taśmy przydatnej do dalszej obróbki w celu uzyskania stali elektrotechnicznej o zorientowanym ziarnie, o małych stratach magnetycznych i dużej przenikalności magnetycznej, według którego stal ta wytwarzana jest z roztopionej stali, która jest najpierw odlewana w postaci cienkiego arkusza lub taśmy. Jest ona następnie poddawana dalszej obróbce mającej na celu wytworzenie ukończonej taśmy o pożądanej grubości. Gotowa taśma poddawana jest korzystnie przynajmniej jednemu etapowi wyżarzania, w którym uzyskiwane są właściwości magnetyczne, co czyni blachę stalową według niniejszego wynalazku przydatną do zastosowania w maszynach elektrycznych, takich jak na przykład silniki lub transformatory.
W szczególnoś ci niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania taś my przydatnej do dalszej obróbki mającej na celu uzyskanie taśmy i arkusza ze stali elektrotechnicznej o orientacji sześciennej. Orientacja sześcienna oznaczana jest jako (100) [001] z zastosowaniem wskaźników Millera. W szczególnoś ci niniejszy wynalazek stanowi sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej o orientacji ziarna (110) [001] z cienkiej taśmy, takiej jak na przykład cienka taśma odlewana w trybie ciągłym. Ta cienka odlewana taśma poddawana jest obróbce mającej na celu ułatwienie rekrystalizacji przebiegającej od powierzchni taśmy (S=0) do jednej czwartej grubości taśmy (S=0,2 do 0,3). Stosowane tutaj oznaczenie S określa planarne położenie wskroś grubości taśmy lub arkusza. W postaci zastosowanej w niniejszym opisie, poł o ż enie S=0 odnosi się do planarnego poł oż enia gruboś ci na samej powierzchni lub też 0% grubości taśmy, wartość S=0,2-0,3 odnosi się do planarnego położenia znajdującego się pomiędzy 20% a 30% grubości taśmy, zaś S=0,5 odnosi się do planarnego położenia usytuowanego w połowie grubości taśmy.
Stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem są szeroko wykorzystywane w charakterze materiału rdzenia magnetycznego w wielu rozmaitych urządzeniach elektrycznych, zwłaszcza w transformatorach, gdzie wykorzystane mogą zostać wysoce ukierunkowane właściwości magnetyczne w kierunku równoległ ym do walcowania arkusza. Do typowych zastosowań stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem należą rdzenie magnetyczne transformatorów mocy, transformatory rozdzielcze, duże generatory oraz wiele różnego rodzaju małych transformatorów. Rdzenie mogą mieć budowę o postaci ciętych płaskich warstewek, rdzeni uzwojonych, segmentowych uwarstwień dla dużych generatorów, a także mogą być typu „E” lub „I”.
Działanie stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem jest zwykle opisywane przez właściwość magnetyczną zwaną stratami magnetycznymi, które stanowią miarę strat mocy występujących podczas magnetyzacji w polu wytwarzanym przez prąd zmienny (AC). Straty magnetyczne stanowią energię elektryczną, która tracona jest w stalowym rdzeniu nie przyczyniając się do pracy wykonywanej przez urządzenie. Straty magnetyczne wyrażane są w watach na kilogram w układzie jednostek SI oraz w watach na funt w anglosaskim systemie miar. Straty magnetyczne stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem mogą być zależne od rezystywności objętościowej blachy oraz parametrów technicznych gotowej blachy, takich jak na przykład jej grubość, jakość krystalograficznej tekstury (110) [001] oraz wewnętrznych jak i zewnętrznych czynników, które wpływają na rozmieszczenie domen, takich jak na przykład wielkość ziaren (110) [001] w ukończonym arkuszu, obecność przenoszącej naprężenia powłoki znajdującej się na ukończonym arkuszu lub też zastosowanie wtórnej obróbki, takiej jak na przykład laserowe trasowanie powierzchni ukończonej blachy.
Produkcja stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem wymaga spełnienia dynamicznych i przewidywalnych warunków w celu uzyskania wtórnego wzrostu ziarna. Dwa warunki wstępne wymagane do uzyskania wysokiej jakości zorientowania ziaren w kierunku (110) [001] są następujące: 1) blacha stalowa musi mieć strukturę o zrekrystalizowanych ziarnach o pożądanej orientacji przed wysokotemperaturową częścią etapu końcowego wyżarzania, w którym następuje proces znany jako wtórny wzrost ziarna, a także 2) wymagana jest obecność inhibitora wzrostu ziarna, służącego do ograniczenia pierwotnego wzrostu ziarna w trakcie końcowego etapu wyżarzania, aż do zasadniczego zakończenia zjawiska wtórnego wzrostu ziarna. Spełnienie pierwszego warunku wstępnego wymaga, ażeby stalowa blacha, a zwłaszcza powierzchnia oraz obszary przypowierzchniowe blachy, miały rekrystalizowaną strukturę oraz teksturę krystalograficzną prawidłową dla wtórnego wzrostu ziarna. Ziarna (110) [001], które podlegają dynamicznemu wtórnemu wzrostowi, są zwykle położone w obszarze powierzchniowym i przypowierzchniowym blachy. Drugi warunek wstępny wymaga nastąpienia
PL 197 050 B1 fazy wstrzymania pierwotnego wzrostu ziarna, pozwalającej na skonsumowanie pierwotnych ziaren przez wzrastające ziarna o orientacji (110) [001]. Skutecznym i dobrze znanym sposobem zahamowania pierwotnego wzrostu ziarna jest rozproszenie drobnych cząstek, takich jak na przykład siarczki i/lub selenki manganu, azotki glinu lub też obydwa te związki.
Stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem są ponadto opisywane przez rodzaj zastosowanych inhibitorów wzrostu ziarna, zastosowane etapy obróbki oraz poziom uzyskanych właściwości magnetycznych. Zazwyczaj stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem dzielone są na dwie kategorie, konwencjonalne (lub zwykłe) stale ze zorientowanym ziarnem oraz stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem o wysokiej przenikalności magnetycznej, w oparciu o wartość przenikalności magnetycznej uzyskanej dla ukończonej blachy stalowej.
Przenikalność magnetyczna stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem zależna jest od jakości orientacji krystalograficznej gotowej blachy stalowej. Obróbka zorientowanej stali elektrotechnicznej powoduje, iż większość ziaren jest tak rozmieszczona, że krawędzie jednostkowych sześcianów zawierających każde ziarno są ułożone równolegle do kierunku walcowania, z przekątnymi powierzchni czołowych ułożonymi w kierunku poprzecznym. Ze względu na to, iż każdy sześcian jest najłatwiej magnetyzowany wzdłuż swojej krawędzi, to znaczy w kierunku [001], właściwości magnetyczne zorientowanych stali elektrotechnicznych są zwykle najlepsze w kierunku walcowania. Przekątna powierzchni czołowej każdego z sześcianów, kierunek [110], jest zwykle trudniejsza do namagnetyzowania niż krawędź sześcianu, zaś przekątna sześcianu, kierunek [111], jest zwykle najtrudniejsza do namagnetyzowania. W związku z tym, w przypadku typowej stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem, właściwości magnetyczne są zwykle najlepsze w kierunku walcowania, słabsze pod kątem 90° do kierunku walcowania, zaś najsłabsze w kierunku pod kątem 55°. Przenikalność magnetyczna stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem, mierzona zwykle przy natężeniu pola wynoszącym 796 A/m, stanowi parametr jakości orientacji ziarna (110) [001] w kierunku walcowania dla ukończonej blachy stalowej.
Konwencjonalne stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem wykazują zwykle wartość przenikalności magnetycznej mierzonej w polu o natężeniu 796 A/m większą niż 1700 a mniejszą niż 1880. Zwykłe stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem zawierają zwykle mangan i siarkę (i/lub selen), które stanowią wspólnie główny inhibitor (inhibitory) wzrostu ziarna, które podlegają obróbce z wykorzystaniem jednego lub dwóch etapów redukcji na zimno oraz etapu wyżarzania, stosowanego zwykle pomiędzy etapami redukcji na zimno. Zawartość glinu jest zwykle mniejsza niż 0,005%, zaś do uzupełnienia systemu inhibitora służącego do zahamowania wzrostu ziarna zastosowane mogą zostać inne pierwiastki, takie jak antymon, miedź, bor oraz azot. Konwencjonalne stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem są dobrze znane w technice. W opisach patentowych US 5 288 735 oraz 5 702 539 przedstawiono przykładowe procesy służące do wytwarzania konwencjonalnej stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem.
Stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem, o wysokiej przenikalności, odznaczają się zwykle przenikalnością magnetyczną mierzoną przy natężeniu pola wynoszącym 796 A/m o wartościach większych niż 1880 a mniejszych niż 1980. Zorientowane stale elektrotechniczne o wysokiej przenikalności zawierają zwykle glin oraz azot, które stanowią wspólnie główny inhibitor wzrostu ziarna, oraz podlegają jednemu lub dwóm etapom redukcji na zimno z etapem wyżarzania, prowadzonym zwykle przed końcowym etapem redukcji na zimno. W celu uzupełnienia działania hamującego dla wzrostu ziarna w fazie azotku glinu zastosowane mogą być inne dodatki. Dodatkami tymi mogą być mangan, siarka i/lub selen, cyna, antymon, miedź i bor. Zorientowane stale elektrotechniczne o wysokiej przenikalności są dobrze znane w technice. W opisach patentowych US 3 853 641 oraz 3 287 183 przedstawiono przykładowe sposoby wytwarzania zorientowanej stali elektrotechnicznej o wysokiej przenikalności.
Stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem są zwykle wytwarzane z wykorzystaniem, w charakterze surowca, wlewków lub odlewanych w sposób ci ą g ł y wlewków pł askich. Przy zastosowaniu tych konwencjonalnych sposobów wytwarzania, stale elektrotechniczne ze zorientowanym ziarnem poddawane są obróbce, w której początkowe wlewki płaskie lub wlewki rozgrzewane są zwykle do temperatury leżącej w zakresie od 1200°C (2192°F) do 1400°C (2552°F) oraz walcowane na gorąco do postaci taśmy mającej zwykle grubość od 1,5 mm (0,06'') do 4,0 mm (0,16''), która jest przydatna dla dalszej obróbki.
Ponowne rozgrzewanie wlewka powoduje rozpuszczenie inhibitorów wzrostu ziarna, które są następnie wytrącane, tworząc drobno rozproszoną fazę inhibitora wzrostu ziarna. Wytrącanie inhibitora
PL 197 050 B1 może następować w trakcie lub po etapie walcowania na gorąco, wyżarzania walcowanej na gorąco taśmy i/lub wyżarzania taśmy walcowanej na zimno. Przy wytwarzaniu zorientowanych stali elektrotechnicznych zastosowane może zostać walcowanie wstępne wlewka płaskiego lub wlewka przed etapem ponownego rozgrzewania. W opisach patentowych US 3 764 406 oraz 4 718 951 przedstawiono przykładowe sposoby walcowania wstępnego, ponownego rozgrzewania wlewka płaskiego oraz walcowania taśmy na gorąco, stosowane przy produkcji stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem.
Ponadto, taśma przechodzi zwykle jeden lub większą liczbę etapów redukcji na zimno. Pomiędzy licznymi etapami redukcji na zimno taśma jest wyżarzana. Końcowy rezultat tej obróbki stanowi cienka blacha, zwykle o grubości wynoszącej od 1,5 mm (0,06'') do 4,0 mm (0,16''), która jest przydatna do dalszej obróbki.
Do typowych konwencjonalnych sposobów stosowanych do obróbki stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem mogą należeć wyżarzanie na gorąco, wytrawianie walcowanej na gorąco lub walcowanej na gorąco i wyżarzanej taśmy, jeden lub większa liczba etapów walcowania na zimno, etap wyżarzania obecny pomiędzy etapami walcowania na zimno, oraz etap wyżarzania odwęglającego prowadzony pomiędzy etapami walcowania na zimno lub po etapie walcowania na zimno do końcowej grubości. Odwęglona taśma jest następnie pokrywana powłoką separatora wyżarzania i poddawana końcowemu wyżarzaniu, w którym uzyskiwana jest orientacja (110) [001] ziaren.
Proces odlewania taśmy jest korzystny przy zastosowaniu do produkcji stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem, gdyż wyeliminowane mogą zostać liczne konwencjonalne etapy obróbki stosowane do wytworzenia taśmy przydatnej do dalszej obróbki. Urządzenie do odlewania taśmy oraz sposoby wytwarzania stali węglowych, oraz stali nierdzewnych, są dobrze znane w technice, czego przykładem są następujące opisy patentowe: US 6 257 315, 6 237 673, 6 164 366, 6 152 210, 6 129 136, 6 032 722, 5 983 981, 5 924 476, 5 871 039, 5 816 311, 5 810 070, 5 720 335, 5 477 911, 5 049 204, z których wszystkie włączone są do niniejszego opisu przez odniesienie.
Przy stosowaniu procesu odlewania taśmy, wykorzystywany jest przynajmniej jeden a korzystnie para przeciwbieżnych odlewających bębnów służących do wytworzenia taśmy, która ma mniej niż 10 mm (0,39'') grubości, korzystnie mniej niż 5 mm (0,20'') grubości, a jeszcze korzystniej 3 mm (0,12'') grubości. Do etapów, które mogą zostać wyeliminowane należą, ale nie tylko, odlewanie wlewków płaskich lub wlewków, ponowne rozgrzewanie wlewków płaskich lub wlewków, walcowanie wstępne wlewków płaskich lub wlewków, wstępne kucie na gorąco i/lub walcowanie taśmy na gorąco. Ponadto, dzięki połączonemu zastosowaniu walcowania na gorąco cienkiej odlewanej taśmy do wytwarzania stali węglowej oraz stali nierdzewnych, zminimalizowana jest wielkość niezbędnej redukcji na gorąco.
Dobrze znane jest w technice, zarówno w przypadku stali węglowych jak i stali nierdzewnych, iż zastosowanie redukcji na gorąco cienkiej odlewanej taśmy może być przydatne do poprawienia właściwości powierzchniowych ukończonej taśmy. Cienka odlewana taśma odznacza się zwykle rzadzizną, która musi zostać zamknięta w celu nadania taśmie pożądanych właściwości fizycznych i mechanicznych. Ponadto, do bezpośredniego odlewania taśmy wykorzystywane są powszechnie teksturowane walce odlewnicze. Nierówności powierzchni odlewanej w ten sposób taśmy odzwierciedlają nierówności powierzchni walców odlewniczych, co czyni powierzchnię odlewanej taśmy mniej przydatną dla wielu zastosowań, w których wymagana jest powierzchnia gładka i o wysokiej jakości.
Sposób wytwarzania taśmy stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (110) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarza się taśmę o począ tkowej gruboś ci tc mniejszej lub równej 10 mm przed procesem walcowania na gorąco, walcuje się na gorąco tę taśmę w temperaturze walcowania na gorąco taśmy THR (°Kelvina) do końcowej grubości tf taśmy po procesie walcowania na gorąco i z szybkością odkształcania ε procesu walcowania na gorąco, wyżarza się tę taśmę w temperaturze wyżarzania taśmy THBA (°Kelvina), oraz wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru naprężenia/rekrystalizacji (K*)-1 > 6500, w którym (K*)-1 = (THBA )ln ε0,15exp|
7616 THR
Wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru (K*)-1 > 7000.
Korzystnie wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru (K*)-1 > 8000.
PL 197 050 B1
Zastosowanie procesu odlewania taśmy do wytwarzania stali elektrotechnicznych o zorientowanym ziarnie różni się od procesów służących do wytwarzania stali nierdzewnych oraz stali węglowych, ze względu na inne wymagania techniczne stawiane strukturze ziarna, teksturze oraz ze względu na obecność inhibitora wzrostu ziarna (takiego jak MnS, MnSe, AlN i tym podobne), które są warunkami wstępnymi dla uzyskania pożądanej tekstury (110) [001] w procesie wtórnego wzrostu ziaren. W związku z powyż szym, niniejszy wynalazek stanowi sposób wytwarzania taśmy przydatnej do dalszej obróbki, mającej na celu uzyskanie blachy ze stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem (110) [001] o wysokiej jakości.
Przedmiot wynalazku przedstawiono w korzystnych przykładach wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia graficzną reprezentację przenikalności H-10 w funkcji redukcji na zimno drugiego stopnia (odkształcenie względne rzeczywiste) próbek z przykładu 1, fig. 2 przedstawia graficzną reprezentację przenikalności magnetycznej w polu o natężeniu 796 A/m w funkcji redukcji na zimno do końcowej grubości wyrażonej w %, według przykładu 1, fig. 3 przedstawia graficzną reprezentację przenikalności magnetycznej w polu o natężeniu 796 A/m w funkcji obliczonego parametru naprężenia/rekrystalizacji (K*)-1 z przykładu 2.
Wytwarzanie wysokojakościowej stali elektrotechnicznej o zorientowanym ziarnie (110) [001] wymaga, ażeby przed rozpoczęciem wtórnego wzrostu ziarna blacha stalowa miała rekrystalizowaną strukturę zawierającą zarodki ziaren, które utworzą wtórne ziarna o orientacji (110) [001] w osnowie pierwotnych ziaren o innych orientacjach, które ulegną łatwemu skonsumowaniu przez wzrastające ziarna o orientacji (110) [001]. W przypadku konwencjonalnego odlewania wlewka wiadomo, iż rozwój mikrostruktury oraz tekstury zapoczątkowany jest w procesie ponownego rozgrzewania wlewka płaskiego i walcowania na gorąco taśmy. Wiadomo ponadto, iż obecność dużego udziału ziaren niezrekrystalizowanych (lub „opornych”) w mikrostrukturze walcowanej na gorąco taśmy może pogorszyć wzrost pożądanej orientacji (110) [001] w końcowej stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem.
Może to być szczególnie wyraźne, gdy stosowany jest jednoetapowy proces redukcji na zimno, który pozwala na wytworzenie gorszej tekstury, szczególnie pod względem zarodków (110) [001], niż w przypadku zastosowania dwóch lub większej liczby etapów redukcji na zimno i wyżarzania. Mikrostruktura i rekrystalizacyjna tekstura powierzchni (S=0) oraz warstw przypowierzchniowych (S=0,2-0,3) są szczególnie ważne, gdyż jest to obszar, w którym rozpoczęcie wtórnego wzrostu ziarna jest najbardziej prawdopodobne.
Badania mikrostrukturalne konwencjonalnych stali elektrotechnicznych ze zorientowanym ziarnem wykonane z wykorzystaniem próbek cienkiej odlewanej taśmy wykazały, iż w trakcie wyżarzania odlewanej taśmy uzyskać można wystarczającą rekrystalizację, chyba że wykonany zostanie etap redukcji na zimno lub na gorąco. Cienka odlewana taśma, poddana procesowi walcowania na gorąco w temperaturze wynoszącej 925°C (1697°F), może przejawiać niecałkowitą rekrystalizację na powierzchni (S=0) oraz w warstwach przypowierzchniowych (S=0,2-0,2) po etapie wyżarzania w temperaturze wynoszącej 1000°C (1832°F). Próbki te po obróbce z zastosowaniem jednego lub dwóch etapów redukcji na zimno nie wykazują dynamicznego wtórnego wzrostu ziarna, i zwykle odznaczają się przenikalnością mierzoną w polu o natężeniu 796 W/m o wartości mniejszej niż 1800.
Zastosowanie prawidłowego połączenia temperatury walcowania na gorąco oraz wielkości redukcji może spowodować znaczną rekrystalizację warstwy powierzchniowej oraz warstw przypowierzchniowych odlanej, walcowanej na gorąco oraz wyżarzanej taśmy. Próbki te przy obróbce z zastosowaniem jedno lub dwuetapowej redukcji na zimno wykazują dynamiczny wtórny wzrost ziarna, i mogą zwykle uzyskać przenikalność magnetyczną mierzoną w polu magnetycznym o natężeniu 796 A/m, o wartości od 1820 do 1850.
Opracowano matematyczny model, który opisuje wpływ warunków procesowych stosowanych dla odlewania, walcowania na gorąco oraz wyżarzania na parametr odkształceniowego naprężenia/rekrystalizacji cienkiej, walcowanej na gorąco i wyżarzanej taśmy. Model ten opisuje wzajemne związki pomiędzy parametrami procesów, które pozwalają na wytworzenie cienkiego podłoża, w szczególnoś ci cienkiej odlewanej taśmy, o wysoce zrekrystalizowanej strukturze przydatnej do dalszej obróbki do postaci blachy stali elektrotechnicznej o zorientowanym ziarnie.
Sposób według niniejszego wynalazku umożliwia wyznaczenie parametrów i wymagań procesowych, włączając w to grubość odlewanej taśmy, temperaturę w jakiej odlewana taśma jest walcowana na gorąco, wielkość redukcji oraz szybkość redukcji przy walcowaniu na gorąco, a także temperaturę stosowaną do wyżarzania odlanej i walcowanej na gorąco taśmy, która daje mikrostrukturę o wystarczającym zrekrystalizowaniu przed walcowaniem na gorąco. Sposób według niniejszego wynalazku ułatwia określenie specyficznych wymagań procesowych dla odlewania taśmy, walcowania na gorąco,
PL 197 050 B1 walcowania na zimno, a także wyżarzania, koniecznych do uzyskania pożądanej grubości taśmy. Wykorzystując niniejszy wynalazek wyznaczyć można parametry wymagane do uzyskania wysokich szybkości produkcji, szczególnie dla procesu odlewania taśmy. Opracowanie konstrukcji modelu odkształceniowego naprężenia/rekrystalizacji jest oparte częściowo na modelu matematycznym opisanym w opisie patentowym US 4 718 951, załączonym w niniejszym opisie przez odniesienie. Model tamten miał za zadanie optymalizację rekrystalizacji w gęstym wlewku płaskim.
W sposobie według niniejszego wynalazku, cienka odlewana taśma może być walcowana na gorąco oraz wyżarzana w celu uzyskania taśmy przydatnej do dalszej obróbki, mającej na celu wytworzenie stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem odznaczającej się doskonałymi właściwościami magnetycznymi. Walcowanie na gorąco oraz wyżarzanie mogą następować w postaci dwóch odrębnych operacji lub też mogą być prowadzone w postaci operacji podwójnej. Lepsze właściwości magnetyczne mogą zostać uzyskane wtedy, gdy warunki procesów walcowania na gorąco oraz wyżarzania dają znaczną rekrystalizację odlewanej mikrostruktury przed procesem walcowania na gorąco do końcowej grubości.
W jednym z przykł adów wykonania niniejszego wynalazku, modelowane są warunki odkształ cenia dla walcowania na gorąco w celu określenia wymagań dla odkształcenia na gorąco, dzięki czemu energia naprężenia przekazywana z procesu walcowania na gorąco jest wystarczająca do wywołania znacznej rekrystalizacji odlewanej taśmy. Model ten naszkicowany został w postaci równań od 1 do VII.
Energia naprężenia przekazywana z procesu walcowania może zostać obliczona jako:
(I)
W = θ cln gdzie W oznacza pracę wykonaną przy walcowaniu, eC stanowi ograniczoną granicę plastyczności stali zaś R wielkość redukcji przy walcowaniu w postaci ułamka dziesiętnego, to jest grubość początkową odlewanej taśmy (tc wyrażoną w milimetrach) podzieloną przez grubość końcową odlanej i walcowanej na gorąco taśmy (tf wyrażoną w milimetrach). Następnie obliczone może być odkształcenie względne rzeczywiste przy walcowaniu na gorąco jako:
(II) ε = KlW, gdzie ε jest odkształceniem względnym rzeczywistym, zaś Kl jest stałą. Łącząc równanie (I) z równaniem (II), odkształcenie względne rzeczywiste można obliczyć następująco:
(III) ε = K,ecin^).
Ograniczona granica plastyczności eC jest związana z granicą plastyczności odlewanej taśmy w trakcie walcowania na gorąco. Przy walcowaniu na gorąco odprężenie następuje dynamicznie, w związku z czym uważa się, iż przy realizacji sposobu według niniejszego wynalazku nie następuje umocnienie przez zgniot. Jednakże granica plastyczności zależy wyraźnie od temperatury oraz szybkości odkształcania i zgłaszający wprowadzili rozwiązanie oparte na relacji Zenera-Hollomana, dzięki czemu granica plastyczności obliczana jest w oparciu o temperaturę odkształcenia oraz szybkość odkształcania, według następującego wyrażenia:
(IV) eT = 4,0^°,15expf 76161 gdzie eT jest granicą plastyczności stali w trakcie walcowania skompensowaną pod względem temperatury i szybkości odkształcania, ε jest szybkością odkształcania procesu walcowania zaś T jest temperaturą stali w trakcie walcowania, wyrażoną w stopniach Kelvina. Dla potrzeb niniejszego wynalazku zmienna eT w równaniu IV zastępuje zmienną eC z równania III w celu otrzymania:
(V) ε = K^°,15exp
7616
T ln lo tf gdzie K2 oznacza stałą.
Przy gradientach odkształcenia typowych przy walcowaniu cienkiej taśmy, trudne jest często określenie właściwej szybkości naprężania w powierzchni (S=°) i w obszarze w pobliżu powierzchni
PL 197 050 B1 (S=0,2-0,3) taśmy. Zgodnie z tym co powiedziano, równanie IV wykorzystywane jest do uproszczenia sposobu liczenia średniej szybkości naprężania sm przy walcowaniu na gorąco jako:
(VI)
Sm = K 2 ;n ' /Dt^ tc
1+-1 41 tc gdzie D oznacza roboczą średnicę walca wyrażoną w milimetrach, n oznacza prędkość obrotów walca wyrażoną w obrotach na sekundę, zaś K3 jest stałą. Powyższe wyrażenia mogą zostać przekształcone i uproszczone poprzez podstawienie wielkości ε™ z równania VI za wielkość ε do równania V oraz nadanie stałym K1, K2, K3 wartości 1, dzięki czemu obliczone może zostać nominalne naprężenie walcowania na gorąco, Snomna^e zgodnie z tym co pokazano w równaniu VII:
f a ·λη0,15 '-ir.r \ \ λ (VII) Snominalne = D(c -tf ))1.25- f J exp^76T^Jln^f J
Ostatnim elementem modelu jest związek pomiędzy naprężeniem walcowania na gorąco snominaine, wprowadzonym do odlewanej taśmy i danym równaniem VII, a wielkością rekrystalizowanego ziarna dREX taśmy po wyżarzaniu. W oparciu o ustaloną zasadę rekrystalizacji, przedstawioną w równaniu VIII, na wielkość rekrystalizowanego ziarna dREX ma także wpływ początkowa wielkość ziarna odlewanej taśmy d0 a także szybkość formowania zarodków rekrystalizacji oraz wzrostu ziarna D:
(VIII) dREx = ε-1doD.
Ponadto, szybkość formowania zarodków rekrystalizacji oraz wzrostu ziarna D zależna jest od procesu dyfuzji wewnątrz stali w trakcie procesu wyżarzania, a dzięki temu zależna jest od energii aktywacji procesu rekrystalizacji i wzrostu ziarna QREX oraz temperatury wyżarzania THBA, jak przedstawiono w równaniu IX:
(IX) D = Doexp|-Qrex
V rihba gdzie R oznacza stałą Boltzmana zaś Do oznacza wartość odniesienia dla szybkości dyfuzji żelaza. Dla celów niniejszego wynalazku zauważono, iż zmiany do nie mają znacznego wpływu i wielkość do może zostać wyeliminowana z równania VIII, co pozwala na zredukowanie go do postaci:
(X) dREX = C1S 1D gdzie C1 jest stałą. Dochodząc do w kierunku pojedynczego modelu naprężenia odkształcenia/rekrystalizacji, wielkość D z równania IX wprowadzana jest do równania VIII, które może zostać przekształcone do postaci XI:
(XI) — = f-^- |ln( R |, THBA V- QREX) V C2 ) gdzie C2 oznacza stałą. Zakładając stałą wielkość ziarna rekrystalizacji, równanie XI może zostać zredukowane do postaci:
(XII) -L- = C3lns , THBA gdzie C3 jest pojedynczą stałą łączącą w sobie wartości R, QREX, dREx i C2. Równanie XII może zostać dalej przekształcone do postaci:
(XIII) —— = C3lns lub THBA (XIV) — = THBAlns .
C3
PL 197 050 B1
Następnie do równania XIV podstawione może zostać wyrażenie na nominalne naprężenie walcowania na gorąco Enommane z równania VII, co daje:
(XV) (K*)-1 = (THBA )ln ε °,15exp
7616 THR
gdzie (K*)-1 zdefiniowane jest jako parametr odkształceniowego naprężenia/rekrystalizacji.
W przykładzie wykonania niniejszego wynalazku parametr odkształceniowego napręże-1 nia/rekrystalizacji (K*)-1 jest większy lub równy 7000. W innym przykładzie wykonania parametr odkształceniowego naprężenia/rekrystalizacji (K*)-1 jest większy lub równy 8000.
W przykładzie wykonania niniejszego wynalazku wyżarzanie odlanej i walcowanej taśmy może być prowadzone z wykorzystaniem procesu ciągłego wyżarzania typu taśmowego, w którym walcowana na gorąco taśma jest rozgrzewana do temperatury zwykle większej niż 800°C (1472°F). W innym przykładzie wykonania walcowana na gorąco taśma rozgrzewana jest zwykle do temperatury większej niż 1000°C (1832°F) na okres czasu krótszy niż 10 minut.
W sposobie według niniejszego wynalazku taśma lub wstęga o grubości wynoszącej 10 mm (0,39'') lub mniejszej odlewana jest z zastosowaniem dowolnego sposobu znanego w technice, a korzystnie z wykorzystaniem metody odlewania taśmy z podwójnym walcem. W jednym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku odlewana taśma poddawana jest gwałtownemu schładzaniu zgodnie ze sposobem opisanym we współbieżącym, nietymczasowym zgłoszeniu patentowym o numerze WO 03/023074, zatytułowanym „Sposób ciągłego odlewania taśmy ze stali elektrotechnicznej z kontrolowanym chłodzeniem natryskowym”, złożonym 13 września 2002 i zastrzegającym pierwszeństwo ze zgłoszenia patentowego nr 60/318 971, złożonego 13 września 2001.
W sposobie według niniejszego wynalazku odlewana taśma może być bezpośrednio ochładzana do temperatury pożądanej dla procesu walcowania na gorąco, korzystnie w pojedynczym przejściu lub ewentualnie odlana i schłodzona taśma może być ponownie rozgrzewana do temperatury pożądanej dla walcowania na gorąco. Ponowne rozgrzanie odlanej taśmy przed procesem walcowania na gorąco może być korzystne, gdyż zmniejszyć może lub wyeliminować wszelkie gradienty temperatury wprowadzone do materiału taśmy w trakcie schładzania po odlaniu taśmy lub w jakimkolwiek innym procesie wtórnego schładzania. Odlana i walcowana na gorąco taśma jest następnie wyżarzana, co stanowi inny proces dobrze znany w technice, w celu dokonania znaczącej rekrystalizacji struktury ziaren. Procesy walcowania na gorąco i wyżarzania powinny dać w rezultacie wartość parametru odkształceniowego naprężenia/rekrystalizacji (K*)-1 większą lub równą 6500.
Opisane powyżej procesy mogą być prowadzone jako procesy indywidualne lub połączone częściowo lub w całości do postaci ciągłej sekwencji procesów.
P r z y k ł a d 1
Roztopiono szereg laboratoryjnych wsadów o składach przedstawionych w tabeli I. Wytopy stali rozgrzano do temperatury pomiędzy 1525°C a 1565°C, odlano do postaci cienkich arkuszy o grubości albo 2 mm, albo 3 mm i poddano procesowi szybkiego schładzania do temperatury poniżej 700°C.
T a b e l a I
Składy wsadów - wszystkie pierwiastki podane w procentach wagowo.
| Wsad | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Cu | Ti | Al | N | O | Nb | V | B |
| A | °,°31 | °,°56 | <°,°°2 | °,°°2 | 2,99 | °,25 | °,°8 | <°,°°2 | °,°7 | <°,°°2 | <°,°°1 | °,°°2 | °,°°3 | <°,°°2 | <°,°°2 | <°,°°°2 |
| B | °,°24 | °,°55 | <°,°°2 | °,°24 | 3,11 | °,34 | °,°8 | <°,°°2 | °,°8 | <°,°°2 | <°,°°1 | °,°°3 | °,°°3 | <°,°°2 | <°,°°2 | <°,°°°2 |
Arkusze poddawane były obróbce na dwa sposoby. Arkusze o grubości 2 mm poddawane były dalszej obróbce w warunkach odlewania po wyżarzaniu w temperaturze 1050°C, zaś arkusze o grubości 3 mm były walcowane na gorąco do nominalnej grubości wynoszącej 2 mm z zastosowaniem warunków przedstawionych w tabeli II.
PL 197 050 B1
T a b e l a II
| Wsad 97041/97042 | Wsad 97036 | ||||||||
| Walcowanie na gorąco | (K*)-1 | Pośrednia grubość walcowania na zimno | Redukcja na zimno drugiego stopnia (odkształcenie względne rzeczywiste) | ID próbki | Przenik. H10 | Straty magne- tyczne W/kg (W/lb) P15;60 | ID próbki | Przenik. H10 | Straty magne- tyczne W/kg (W/lb) P15;60 |
| Brak | 1,00 mm | 1,33 | H4A | 1659 | 1,376 (0,624) | ||||
| 0,75 mm | 1,04 | H3A | 1631 | 1,444 (0,655) | |||||
| 0,55 mm | 0,73 | H2A | 1652 | 1,334 (0,605) | |||||
| 950°C | 7117 | 1,00 mm | 1,33 | K4A | 1715 | 1,208 (0,548) | |||
| 7117 | 0,75 mm | 1,04 | K3A | 1792 | 1,100 (0,499) | ||||
| 7117 | 0,55 mm | 0,73 | K3A | 1844 | 1,102 (0,500) | ||||
| 875°C | 7637 | 1,00 mm | 1,33 | L4A | 1741 | 1,272 (0,577) | |||
| 7637 | 0,75 mm | 1,04 | L3A | 1846 | 1,005 (0,456) | ||||
| 7637 | 0,55 mm | 0,73 | L2A | 1850 | 1,054 (0,478) | ||||
| 800°C | 8235 | 1,00 mm | 1,33 | J4A | 1703 | 1,135 (0,515) | G4A | 1676 | 1,299 (0,589) |
| 8235 | 0,75 mm | 1,04 | J3A | 1843 | 0,988 (0,448) | G3A | 1832 | 0,970 (0,440) | |
| 8235 | 0,55 mm | 0,73 | J2A | 1851 | 1,021 (0,463) | G2A | 1846 | 1,021 (0,463) |
Próbki odlewanej taśmy poddawane procesowi walcowania na gorąco przed wyżarzaniem podgrzewane były najpierw do temperatury wynoszącej 1035°C w atmosferze nieutleniającej, i schładzane w powietrzu przed procesami redukcji na gorąco z jednokrotnym przejściem pomiędzy 30%, 40% i 50%, w temperaturach leżących w zakresie od 815°C, 900°C i 980°C. Powstałe walcowane na gorąco taśmy wyżarzane były w temperaturze 1050°C, dając przed dalszą obróbką wartości parametru (K*)-1 przedstawione w tabeli II.
Po procesie wyżarzania zarówno próbki odlewane jak i próbki odlewane i walcowane na gorąco poddawane były walcowaniu na zimno do pośredniej grubości wynoszącej 0,45 mm lub 0,60 mm. Próbki po pośrednim walcowaniu na zimno były wyżarzane pośrednio w temperaturze wynoszącej 980°C, a następnie walcowane na zimno do końcowej grubości wynoszącej 0,27 mm.
Walcowane na zimno próbki były następnie poddane wyżarzaniu odwęglającemu w wilgotnej atmosferze wodoru i azotu, w temperaturze wynoszącej 875°C i przez okres czasu wystarczający do obniżenia zawartości węgla do mniej niż 0,0025%, po czym powlekane warstwą separatora wyżarzania składającą się zasadniczo z tlenku magnezowego. Odwęglone i powleczone arkusze były następnie poddane końcowemu wysokotemperaturowemu wyżarzaniu w atmosferze wodoru, rozgrzane i utrzymywane w temperaturze wynoszą cej okoł o 1150°C przez około 15 godzin w celu wywoł ania wtórnego wzrostu ziarna oraz usunięcia zanieczyszczeń takich jak siarka i azot z ukończonej stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem, po czym próbki badane były pod względem przenikalności magnetycznej w polu o natężeniu wynoszącym 796 A/m, czego wyniki przedstawiono na fig. 1.
PL 197 050 B1
Rezultaty te pokazują, że słaby wtórny wzrost ziarna można otrzymać na próbkach poddanych bezpośredniej obróbce z odlanej i wyżarzonej taśmy, jednakże przy zastosowaniu sposobu redukcji na gorąco według niniejszego wynalazku odlana, walcowana na gorąco i wyżarzona taśma daje bardzo dobrą i stałą przenikalność magnetyczną w polu o wartości wynoszącej 796 A/m, oraz straty magnetyczne typowe dla konwencjonalnej blachy stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem o gruboś ci 0,27 mm. Przedstawiono takż e na fig. 2 dane dotyczą ce przenikalnoś ci magnetycznej, gdzie pokazano ponadto, iż wartości parametru (K*)-1 większe lub równe 6500 mogą spowodować stabilny wtórny wzrost ziarna, a także zastosowanie wartości parametru (K*)-1 powyżej 7000 dało znacznie bardziej dynamiczny wtórny wzrost ziarna.
P r z y k ł a d 2
Przygotowano wytop stali o składzie przedstawionym w tabeli III, rozgrzany do temperatury powyżej 1565°C i odlany do postaci cienkiego arkusza o grubości wynoszącej 2,7 mm z wykorzystaniem dwuwalcowego urządzenia do odlewania taśm. Po opuszczeniu procesu odlewania taśma była schładzana z szybkością mniejszą niż 15°C na sekundę do temperatury wynoszącej 1230°C, w której to temperaturze odlewana taśma poddana została procesowi szybkiego schładzania z szybkością wynoszącą 100°C na sekundę do temperatury niższej niż 700°C. Odlewana taśma była następnie zwijana w temperaturze niższej niż 650°C, a następnie schładzana do temperatury otoczenia.
T a b e l a III
Składy wsadów - wszystkie pierwiastki podane w procentach wagowo.
| Wsad | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Cu | Ti | Al | V | B | N | O |
| C | 0,033 | 0,051 | <0,002 | 0,026 | 2,94 | 0,25 | 0,08 | <0,002 | 0,082 | <0,002 | 0,0005 | <0,002 | <0,0003 | 0,0065 | <0,005 |
Odlany arkusz był następnie cięty na szereg próbek przeznaczonych do obróbki laboratoryjnej, w trakcie której arkusze był y ponownie podgrzewane do temperatury wynoszą cej 1025°C w atmosferze nieutleniającej i schładzane w powietrzu do różnych temperatur, po czym walcowane na gorąco w pojedynczym przejściu do różnych grubości, jak przedstawiono w tabeli IV. Powstałe walcowane na gorąco arkusze były następnie wyżarzane w temperaturze wynoszącej 1050°C, dając wartości parametru (K*)-1 pomiędzy 7000 a 9000. Po wyżarzaniu próbki były walcowane na zimno do pośredniej grubości wynoszącej 0,56 mm, wyżarzane w temperaturze wynoszącej 980°C i dodatkowo walcowane na zimno do końcowej grubości wynoszącej 0,27 mm. Walcowane na zimno próbki były następnie poddane wyżarzaniu odwęglającemu w wilgotnej atmosferze wodoru i azotu, w temperaturze wynoszącej 875°C i przez czas wystarczający do obniżenia zawartości węgla do mniej niż 0,0025% oraz powlekane powłoką separatora wyżarzania składającą się głównie z tlenku magnezowego (MgO). Odwęglone i powleczone arkusze były następnie poddane procesowi końcowego wyżarzania w atmosferze wodoru, z rozgrzaniem ich i utrzymaniem w temperaturze wynoszącej około 1150°C przez około 15 godzin w celu uzyskania wtórnego wzrostu ziarna i usunięcia zanieczyszczeń, takich jak siarka i azot z ukończonej stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem, po czym próbki badane były pod kątem przenikalności magnetycznej w polu o wartości 796 A/m, czego wyniki przedstawiono w tabeli IV.
Wyniki te pokazują, iż dobry wtórny wzrost ziarna można uzyskać na próbkach wykonanych z taśmy odlewanej z zastosowaniem dwóch walców, która jest następnie walcowana na zimno i wyżarzana z wykorzystaniem sposobu według niniejszego wynalazku. Jak przedstawiono w tabeli IV, odlana, walcowana na zimno i wyżarzona taśma według niniejszego wynalazku daje bardzo dobrą i stałą przenikalność magnetyczną w polu o wartości 796 A/m, typową dla konwencjonalnej stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem o grubości 0,27 mm. Dane dotyczące przenikalności magnetycznej przedstawiono na fig. 3 i wynika z nich, iż zwiększenie wartości parametru (K*)-1 ponad 6500 powoduje bardziej stabilny wtórny wzrost ziarna.
Wyniki te pokazują, iż z wykorzystaniem sposobu według niniejszego wynalazku otrzymać można dynamiczny wzrost ziarna, dzięki czemu odlewana, walcowana na gorąco i wyżarzana taśma może zostać zastosowana do produkcji taśmy stali elektrotechnicznej ze zorientowanym ziarnem o dobrych wł a ś ciwoś ciach magnetycznych.
PL 197 050 B1
T a b e l a IV
| Wsad | Sposób obróbki | Grub. odlewu mm | Temp. walcowania na gorąco °C | Grub. walcowania na gorąco mm | (K*)-1 | Grub. pośrednia mm | ID próbki | Grub. końcowa mm | Końc. Red. na zimno % | Prze- nikalność dla 796 A/m |
| C | Walcowanie | 2,67 | 815 | 1,47 | 8875 | 0,56 | 7-S | 0,273 | 51% | 1816 |
| na | 1,47 | 8875 | 0,56 | 7-S | 0,272 | 51% | 1822 | |||
| gorąco | 1,60 | 8190 | 0,56 | 5-S | 0,271 | 51% | 1792 | |||
| 1,60 | 8190 | 0,56 | 5-S | 0,266 | 52% | 1793 | ||||
| 1,60 | 7636 | 0,56 | 4-S | 0,267 | 52% | 1746 | ||||
| 1,60 | 7068 | 0,56 | 13-S | 0,270 | 52% | 1788 | ||||
| 895 | 1,35 | 8243 | 0,56 | 6-S | 0,271 | 52% | 1807 | |||
| 1,35 | 8243 | 0,56 | 6-S | 0,270 | 52% | 1811 | ||||
| 1,37 | 9099 | 0,56 | 19-S | 0,267 | 52% | 1832 | ||||
| 1,37 | 9099 | 0,56 | 19-S | 0,266 | 52% | 1824 | ||||
| 1,57 | 8689 | 0,56 | 18-S | 0,271 | 51% | 1833 | ||||
| 1,57 | 8689 | 0,56 | 18-S | 0,271 | 52% | 1845 | ||||
| 1,60 | 7636 | 0,56 | 4-S | 0,271 | 52% | 1770 | ||||
| 1,60 | 7250 | 0,56 | 12-S | 0,270 | 52% | 1789 | ||||
| 1,93 | 8065 | 0,56 | 15-S | 0,272 | 51% | 1832 | ||||
| 1,93 | 8065 | 0,56 | 15-S | 0,274 | 51% | 1839 | ||||
| 1,93 | 8082 | 0,56 | 17-S | 0,271 | 52% | 1840 | ||||
| 1,93 | 8082 | 0,56 | 17-S | 0,270 | 52% | 1829 | ||||
| 960 | 1,47 | 7394 | 0,56 | 14-S | 0,272 | 51% | 1819 | |||
| 1,47 | 7394 | 0,56 | 14-S | 0,271 | 51% | 1812 | ||||
| 1,60 | 7250 | 0,56 | 12-S | 0,271 | 51% | 1787 | ||||
| 1,60 | 7068 | 0,56 | 13-S | 0,270 | 52% | 1791 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (3)
1. Sposób wytwarzania taśmy stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (110) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm, znamienny tym, że wytwarza się taśmę o początkowej grubości tc mniejszej lub równej 10 mm przed procesem walcowania na gorąco, walcuje się na gorąco tę taśmę w temperaturze walcowania na gorąco taśmy THR (°Kelvina) do końcowej grubości tf taśmy po procesie walcowania na gorąco i z szybkością odkształcania ε procesu walcowania na gorąco, wyżarza się tę taśmę w temperaturze wyżarzania taśmy THBA (°Kelvina), oraz wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru naprężenia/rekrystalizacji (K*)-1 > 6500, w którym (K*)-1 = (THBA )ln ε 0,15exp|
7616 THR
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru (K*)-1 > 7000.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wybiera się tc, THR, tf, ε, i THBA tak, że wartość parametru (K*)-1 > 8000.
PL 197 050 B1
Rysunki
FIG. 2
REDUKCJA NA ZIMNO DO KOŃCOWEJ GRUBOŚCI , %
PL 197 050 B1
PR2ENIKAL-NOŚĆ
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31897001P | 2001-09-13 | 2001-09-13 | |
| PCT/US2002/029115 WO2003023075A1 (en) | 2001-09-13 | 2002-09-13 | Method of producing (110)[001] grain oriented electrical steel using strip casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL372816A1 PL372816A1 (pl) | 2005-08-08 |
| PL197050B1 true PL197050B1 (pl) | 2008-02-29 |
Family
ID=23240341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL372816A PL197050B1 (pl) | 2001-09-13 | 2002-09-13 | Sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (100) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6749693B2 (pl) |
| EP (1) | EP1436433B1 (pl) |
| JP (1) | JP4268042B2 (pl) |
| KR (1) | KR100640510B1 (pl) |
| CN (1) | CN1261599C (pl) |
| AT (1) | ATE302291T1 (pl) |
| AU (1) | AU2002327631B2 (pl) |
| CA (1) | CA2459479C (pl) |
| DE (1) | DE60205647T2 (pl) |
| MX (1) | MXPA04002448A (pl) |
| PL (1) | PL197050B1 (pl) |
| RU (1) | RU2285058C2 (pl) |
| WO (1) | WO2003023075A1 (pl) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008029581A1 (de) * | 2007-07-21 | 2009-01-22 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bändern aus Silizum-Stahl oder Mehrphasenstahl |
| US20100279142A1 (en) * | 2008-01-24 | 2010-11-04 | Yoshiyuki Ushigami | Grain-oriented electrical steel sheet excellent in magnetic properties |
| KR101346537B1 (ko) * | 2009-04-06 | 2013-12-31 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 방향성 전자기 강판용 강철의 처리 방법 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법 |
| DE102009043510A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Bayer Materialscience Ag | Polycarbonatzusammensetzungen mit verbesserter Schmelzstabilität |
| KR101318274B1 (ko) * | 2009-12-28 | 2013-10-15 | 주식회사 포스코 | 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 |
| US20110273054A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Gwynne Johnston | Electrical steel, a motor, and a method for manufacture of electrical steel with high strength and low electrical losses |
| RU2643755C2 (ru) | 2013-08-27 | 2018-02-05 | Ак Стил Пропертиз, Инк. | Текстурированная электротехническая сталь с улучшенными характеристиками форстеритового покрытия |
| KR101536465B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-07-13 | 주식회사 포스코 | 연질 고규소 강판 및 그 제조방법 |
| EP2937747A1 (de) * | 2014-04-24 | 2015-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Auf Modellierung einer Beizlinie beruhende Optimierung einer Sequenz von zu beizenden Bändern |
| EP4353850A4 (en) * | 2021-06-30 | 2025-07-30 | Jfe Steel Corp | METHOD FOR MANUFACTURING ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET AND ROLLING EQUIPMENT FOR MANUFACTURING ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037172B2 (ja) * | 1978-03-11 | 1985-08-24 | 新日本製鐵株式会社 | 一方向性珪素鋼板の製造法 |
| CA1270728A (en) * | 1985-02-25 | 1990-06-26 | Armco Advanced Materials Corporation | Method of producing cube-on-edge oriented silicon steel from strand cast slabs |
| JPH01165722A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-29 | Kawasaki Steel Corp | 鉄損の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法 |
| JPH0717961B2 (ja) * | 1988-04-25 | 1995-03-01 | 新日本製鐵株式会社 | 磁気特性、皮膜特性ともに優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| DE69025417T3 (de) * | 1989-04-04 | 2000-03-30 | Nippon Steel Corp., Tokio/Tokyo | Verfahren zum Herstellen von kornorientierten Elektrostahlblechen mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften |
| RU2024622C1 (ru) * | 1990-08-07 | 1994-12-15 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ производства электротехнической анизотропной стали |
| JP2620438B2 (ja) * | 1991-10-28 | 1997-06-11 | 新日本製鐵株式会社 | 磁束密度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| KR100449575B1 (ko) * | 1997-08-15 | 2004-11-16 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 자기특성이 우수한 전기강판 및 그 제조방법 |
| TW476790B (en) | 1998-05-18 | 2002-02-21 | Kawasaki Steel Co | Electrical sheet of excellent magnetic characteristics and its manufacturing method |
| RU2142019C1 (ru) * | 1999-04-30 | 1999-11-27 | Цырлин Михаил Борисович | Способ производства электротехнической анизотропной стали |
-
2002
- 2002-09-13 EP EP02763631A patent/EP1436433B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-13 US US10/242,885 patent/US6749693B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-13 JP JP2003527135A patent/JP4268042B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-13 WO PCT/US2002/029115 patent/WO2003023075A1/en not_active Ceased
- 2002-09-13 DE DE60205647T patent/DE60205647T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-13 AT AT02763631T patent/ATE302291T1/de active
- 2002-09-13 PL PL372816A patent/PL197050B1/pl unknown
- 2002-09-13 AU AU2002327631A patent/AU2002327631B2/en not_active Ceased
- 2002-09-13 CN CNB028196155A patent/CN1261599C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-13 RU RU2004110996/02A patent/RU2285058C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-09-13 MX MXPA04002448A patent/MXPA04002448A/es active IP Right Grant
- 2002-09-13 CA CA2459479A patent/CA2459479C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-13 KR KR1020047003744A patent/KR100640510B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005527372A (ja) | 2005-09-15 |
| AU2002327631B2 (en) | 2007-07-05 |
| EP1436433A1 (en) | 2004-07-14 |
| CA2459479C (en) | 2010-06-01 |
| EP1436433B1 (en) | 2005-08-17 |
| KR100640510B1 (ko) | 2006-10-31 |
| US20030155040A1 (en) | 2003-08-21 |
| US6749693B2 (en) | 2004-06-15 |
| JP4268042B2 (ja) | 2009-05-27 |
| ATE302291T1 (de) | 2005-09-15 |
| EP1436433A4 (en) | 2004-10-27 |
| DE60205647D1 (de) | 2005-09-22 |
| CA2459479A1 (en) | 2003-03-20 |
| CN1564873A (zh) | 2005-01-12 |
| DE60205647T2 (de) | 2006-06-08 |
| CN1261599C (zh) | 2006-06-28 |
| RU2285058C2 (ru) | 2006-10-10 |
| MXPA04002448A (es) | 2005-04-19 |
| RU2004110996A (ru) | 2005-05-20 |
| KR20040045437A (ko) | 2004-06-01 |
| WO2003023075A1 (en) | 2003-03-20 |
| PL372816A1 (pl) | 2005-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100727333B1 (ko) | 소형 철심에 적합한 전자강판 및 그 제조방법 | |
| RU2552792C2 (ru) | Способ производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами | |
| JP2000063950A (ja) | 磁気特性および被膜特性に優れた方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
| CN113242911A (zh) | 取向电工钢板及其制备方法 | |
| JP7818602B2 (ja) | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
| PL197050B1 (pl) | Sposób wytwarzania stali elektrotechnicznej z ziarnem o orientacji (100) [001] przy zastosowaniu walcowania taśm | |
| CZ296442B6 (cs) | Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli | |
| JP3415377B2 (ja) | 極めて鉄損の低い高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| CN116888286B (zh) | 取向性电磁钢板的制造方法 | |
| AU2002327631A1 (en) | Method of producing (110)[001] grain oriented electrical steel using strip casting | |
| JP4075083B2 (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| CN109957640A (zh) | 取向电工钢板及其制备方法 | |
| KR101053321B1 (ko) | 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| CN116940695A (zh) | 取向性电磁钢板的制造方法和取向性电磁钢板用热轧钢板 | |
| JP6879320B2 (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| KR101053304B1 (ko) | 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR970007030B1 (ko) | 고자속밀도급 방향성 전기강판의 제조방법 | |
| JP6842549B2 (ja) | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
| CN114829657A (zh) | 取向电工钢板及其制造方法 | |
| CN114867873A (zh) | 取向电工钢板及其制造方法 | |
| JP2023508294A (ja) | 無方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
| JP2003193135A (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| JPH0762437A (ja) | 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| JPH0762438A (ja) | 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| HK40108646A (zh) | 用於产生含铬高磁导率晶粒取向电工钢的改进方法 |