SU968085A1 - Способ получени электротехнической стали - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

1

Изобретение относитс  к черной металлургии и касаетс  получени  изотропной электротехнической стали.

Известен способ производства электротехнической стали, включающий гор чую прокатку стали, отжиг гор чекатаной стали дл  получени  зерна 5 б ASTM, холодную прокатку отожженного гор чекатаного металла , рекристаллизацию холодиокатаной стали дл  получени  зерна преимущественно 6 б по ASTM, последующую прокатку с обжати ми до 16% и рекристаллизационный отжиг дл  получени  зерна 2 б ASTM 1.

Недостатком этого способа  вл етс  нестабильность получаемых магнитных характеристик готового металла различных плавок , что св зано с торможением миграции границ зерен примес ми и частицами второй фазы при заключительной термической обработке и неблагопри тным структурным и текстурным состо нием металла.

Известен также способ производства электротехнической стали, по которому технологическа  схема производства предусматривает выплавку стали в мартеновской или электрической печах, гор чую прокатку металла до толщины на 5-15% больще готового размера, промежуточный безокислительный или обезуглероживающий отжиг, холодную прокатку на готовый размер и окончательный отжиг 2.

Однако при проведении второй холодной прокатки не учитываетс  содержание неметаллических включений, оказывающих вли ние на процессы структурно- и текстурообразовани , развивающиес  при окончательной термообработке и определ ющие электромагнитные свойства готового металла.

10

Известен способ производства малоуглеродистой стали, содержащей до 0,1% углерода , который предусматривает гор чую прокатку до толщины 1,77-2,54 мм, холодную прокатку на 40-80% до промежуточной тол15 щнны, рекристаллизациониый отжнг холоднокатаного металла при 600-700°С, деформации рекристаллизованного металла на 6-10%, идеально на &%.

Така  технологи  обеспечивает получение в готовом металле Pij/eo ДО 5,5 Вт/кг ° (Pi,5/50-6.7 Вт/кг) 3.

Однако при промышленной выплавке изотропных сталей их химический состав измен етс  в относительно широких пределах (особенно по содержанию кислорода, азота.

серы, а также марганца, кремни , алюмнни ), поэтому применение фиксированных обжатий при второй холодной прокатке не всегда обеспечивает развитие требуемых процессов и, как следствие, получение стабильного и высокого уровн  магнитиых свойств стали. Отдельные плавки и даже рулоны одной плавки могут характеризоватьс  низкими свойствами. При этом в готовом металле наблюдаетс  разнозерниста  или мелкозерниста  структура, котора  приводит к получению низкого уровн  электромагнитных свойств.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ производства электротехнической стали:, включающий гор чую прокатку, травление, первую холодную прокатку с обжатием 40-80% отжиг при 650-850°С, вторую холодную прокатку с обжатием 1,6-2, и рекристаллйзационный отжиг 4.

Однако этот способ, предусматривающий проведение второй холодной прокатки с фиксированными обжати ми 1, обезуглероженной до содержани  0,,0005% углерода кип щей стали, не обеспечивает получени  высококачественного металла, так как химический состав плавок, режимы и атмосфера термообработки (гор чей прокатки , промежуточного рекристаллизационного отжига) существенно отличаютс  не только на различных предпри ти х, но и варьируютс  от монтажа к монтажу, от плавки к плавке на одном заводе. Недостатком известного способа  вл етс  также низкий уровень магнитных свойств сталн.

Целью изобретени   вл етс  повышение магнитных свойств.

Поставленна  цель достигаетс  согласно способу, включающему выплавку, гор чую прокатку, первую холодную прокатку, промежуточный отжиг, вторую холодную прокатку и заключительный отжиг, вторую холодную прокатку осуществл ют со степенью , завис щей от суммарного содержани  кислорода, азота и серы.

Причем при суммарном содержании кислорода , азота и серы 0,010-0,015% вторую прокатку осуществл ют со степенью 1,0-1,5% при суммарном содержании данных компонентов 0,0151-0,030% вторую прокатку осуществл ют со степенью 3,0-5,0%, а при содержании 0,04-0,07% вторую прокатку осуществл ют со степенью 5,.

Исследовани , проведенные на изотропных электротехнических стал х различного химического состава, показали, что присутствующие в металле сера, азот и кислород  вл ютс  базовыми элементами, образующими включени  типа MnS; FeS, AIN, SiOz, SisN4, FeN, АЬОз и более сложные, тормоз щие миграцию границ, зерен. При этом объемна  дол  включений тем больще, чем выще содержание указанных элементов.

Сила торможени  роста зерен увеличиваетс  пропорционально доле включений и обратно пропорционально их размеру. В услови х тормоз щего воздействи  примесей дл  обеспечени  роста зерен при отжиге необходимо создать определенную разницу упругих энергий в смежных зернах, вызывающую движущую силу, превосход щую по величине силу торможени .

Повыщение тормоз щего воздействи  примесей и включений на миграцию границ зерен (вследствие увеличени  объемной доли включений или уменьщени  их размера) требует соответствующего увел}1чени  степени деформации. Рекристаллизаци  фронтальной миграцией границ развиваетс  после докритических степеней деформации. Однако при больщой загр зненности металла сила торможени  может оказатьс  намного больще движущей силы, в результате рекристаллизаци  фронтальной миграцией границ не развиваетс . Однако с увеличением деформации при отжиге происходит рекристаллизаци  зародыщеобразованием.

Чем больше ингибирующ ий эффект (больще дисперсных частиц), тем труднее осуществл етс  и фронтальна  миграци  границ после докритических еформаций и рост зародышей рекристаллизации после закритических деформаций. Увеличение размера частиц (включений) в материале способствует формированию  чеистой структуры при меньщих степен х деформации и инициированию зародыщеобразовани  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 определ етс  объемной долей и размерами частиц второй фазы, обеспечивающий при последующей термообработке формирование благопри тного дл  получени  высокого уровн  электромагнитных свойств структурного состо ни .

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

После малых (недостаточных) деформаций , не обеспечивающих при отжиге роста зерен, текстура характеризуетс  компонентами типа illl} 112 - 110 ; ± 15°( и другими, сохранившимис  от предыдущей обработки и неблагопри тными дл  получени  высокого уровн  магнитных свойств стали. После докритических и критических деформаций и последующего отжига, сопровождающегос  аномальным ростом зерен, текстурное состо ние материала определ етс  компонентами текстуры рекристаллизации типа (, что обеспечивает удовлетворительный уровень магнитных характеристик стали. Рекристаллизаци  после закритических деформаций вновь приводит к по влению неблагопри тных компонентов.

Применение предлагаемого способа позвол ет 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)гор ча  прокатка на полосы толщиной 2,3-2,5 мм; Плав1 ......1.1 10,015 0,82 20,029 0,30 30,030 0,33 Плав- Суммарное ка содержание кислорода, азота и серы, %

0,012

0,029

в)травление гор чекатаных полос;

г)перва  холодна  прокатка до толщины 0,55-0,51 мм;

д)промежуточный отжиг при 600°С;

е)втора  холодна  прокатка до толщины 0,50 -мм;

ж)отжиг при 830°С.

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

Применение предлагаемого способа получени  электротехнической стали позвол ет, по сравнению с существующими способами, повысить уровень магнитных характеристик стали, т. е. снизить потери на перемагничивание Pi,5/5o , получать сталь высокого качества,, экономить электроэнергию в народном хоз йстве (750 кВт.ч в год на 1 т стали).

Таблица 1

6,4

1,63 6,8 1,62 1,60 7,2 6,2 1,60 6,0 1 ,62

1,65

5,5 5,6

1,64 0,25 0,010 0,004 0,0030,005 0,40 0,016 0,010 0,0120,007 0,42 0,013 0,010 0,0410,006 Деформа- индукци , потери ци ,%ВтР п/сп Вт/кг Элементы, % ..Г..Г.. Таблица2 Магнитна  Удельные

Claims (4)

1.Способ получени  электротехнической стали, включающий выплавку, гор чую прокатку , первую холодную прокатку, промежуточный отжиг, вторую холодную прокатку и заключительный отжиг, отличающийс  тем, что, с целью повышени  магнитных свойств стали, вторую холодную прокатку осуществл ют со степенью, завис щей от суммарного содержани  кислорода, азота и серы в стали.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,010-0,015% вторую прокатку осуществл ют со степенью 1,0-1,5%3 .Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при суммарном содержании кислорода.

Продолжение табл. 2

азота и серы 0,,030% вторую прокатку осуществл ют со степенью 3,0-5,0%. 4. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,04-0,07% вторую прокатку осуществл ют со степенью 5,1 - 10%.

Источники информации, прин тые во внимаиие 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 V, 1972.

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