Способ производства анизотропной электротехнической стали

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, включающий выплавку, разливку, горячую прокатку, охлаждение, травление, однократную или многократную холодную прокатку с промежуточными отжигами , обезуглероживающий и окончательный отжиги, отличают и. йся тем, что, с целью повышения магнитных свойств при одновременном упрощении способа производства стали, охлаждение после горячей прокатки проводят со скоростью до 800-870°С с дальнейшим охлаждением до температуры не вкше 600°С со скоростью 15-100°С/с. i

СОЮЗ COBETCHMX

calNIM

РЕСПУБЛИК

3(59 С 21 D 8/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"1 фРP< t t

ВИБЛИ01й А (21) 3571022/22-02 (22) 28. 02. 83 (46) 07.07.84. Бюл. В 25. (72) В.П. Барятинский, A.A. Заверю« ,ха, Б.В.Молотилов, М.Ю. Поляков, Г.Г. Трушечкин, A.È, Третьяков, В.И. Голяев и A.II. Шаповалов (71) Новолипецкий металлургический завод (53) 621.785,5 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 682142, кл. С 21 0 1/78, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 695730, кл. В 21 В 1/38, 1978..„Я0„„11 1 А (54) (57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНИЗО- .

TPOIIHOA ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, включающий выплавку, разливку, горячую прокатку, охлаждение, травление, однократную или многократную холодную прокатку с промежуточными отжигами, обезуглероживающий и окончательный отжиги, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения магнитных свойств при одновременном упрощении способа производства стали, охлаждение после горячей прокатки проводят со скоростью 1-10 С/с до 800-870 С с дальнейшим охлаждением до температуры не выше 600 С со скоростью

15-1000 /с.

1101458

Изобретение относится к черной, металлургии, в частности к производству аниэотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрической аппаратуры. 5

Для обеспечения высоких техникоэкономических показателей электрической аппаратуры такая сталь должна обладать низкими удельными потерями, высокой магнитной проницаемостью. 10

Эти характеристики стали в основном определяются степенью совершенства кристаллографической текстуры (110): (001), с ее повышением значения этих характеристик улучшаются. 15

Известны способы производства аниэотропной электротехнической стали, которые определяют режимы деформации и температурно-скоростные режимы горячей прокатки.

Известен способ производства электротехнического листа, согласно которому с целью повышения магнитных свойств стали, после горячей прокатки проводят дополнительную горячую обработку со степенью обжатия 3-203 при 400-900 С н течение 2-20 c(12.

Такая обработка улучшает магнитные свойства, но усложняет технологию и значительно повышает себестоимость h0 стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ, включающий выплавку и разливку метал- 35 ла, горячую прокатку слитков .на сляб, нагрен, прокатку на полосу, транление, однократную или многократную холодную прокатку с промежуточными . термическими обработками и оконча- 40 тельный отжиг. Для формирования ингибиторной фазы необходимых размеров, структуры и текстуры полос и получеыия высоких магнитных свойств стали производят нагрев слябов до 1170

1220С C со скоростью 6-10ОC/ìèí, ох-. 45 лаждение их на воздухе до 11201160ОC со скоростью 12-20 С/мин, нагрев до 1370-1440 С со скоростью

2,5-4 С/мин, прокатку до промежуточной толщины при относительном обжа- 50 тии 75-90%, с одновременным охлаждением до 1000-1100 С со скоростью 90120ОС/мин, нагрев промежуточных раскатов до 1070-1170 С со скоростью о

90-120 C/ìèí, окончательную прокатку 55 при относительном обжатии 85-95% с одновременным охлаждением до температуры не ниже 900ОС со скоростью

200-300 С/мин (22.

Недостатком известного способа яв .60 ляется его сложность,,заключающаяся н трехкратном нагреве металла, что нзза обилия температурно-временных параметров вызывает трудности в его реализации, значительно повышая себ . 65 стоимость стали. При этом магнитные свойства стали невысокие, в частности удельные потери для полос толщиной

0,5 мм составляют 1,25-1,5 Вт/кг для 0,35 мм — 0,95 — 1 10 Вт/кг.

Белью изобретения является повышение магнитных свойств при одновременном упрощении способа производства стали.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу производства электротехнической стали, включающему выплавку, разливку, горячую прокатку, охлаждение, травление, однократную или многократную холоднуй прокатку с промежуточными отжигами, обезуглероживающий и окончательный отжиги, охлаждение после горячей прокатки проводят со скоростью 1-10 С/с до 800-870 С с дальнейшим охлаждением до температуры не выше 600 С со скоростью 15-. 100 С/с.

Обычно в металле для изготовления анизотропных электротехнических сталей содержится 0,030-0,050% углерода и до 3,5% кремния. Несмотря на то, что кремний является элементом, .который сильно сужает f -область, при нагреве металла выше

780 С в его микрообъемах происходит

1- -превращение. Количество -фазы возрастает до 1150 С и доходит до 2030б. При охлаждении металла происходит уменьшение количества / -фазы за счет.ее распада с образованием углеРодсодержащей фазы. Тип и количество этой фазы зависят от условий и скорости охлаждения металла от температур существования У -фазы.

Проведенные исследования показали, что для получения высокого уровня магнитных свойстн необходимо иметь в горячекатаной полосе полностью рекристаллизованную структуру и 5-10% твердой углеродосодержащей фазы типа

Мартенсит или Бейнит. Это обеспечивает на последующем переделе формирование оптимальных параметров ингибиторной фазы, текстуры-и"структуры первичной рекристаллизации. Предлагаемые режимы охлаждения полосы после горячей прокатки обеспечивают получение полностью рекристаллизованного металла с 5-10% твердой углеродсо" держащей фазы.

Охлаждение со скоростью 1-10 С/с

6 от температуры конца прокатки до

800-870 С обеспечивает полное протекание рекристаллизации в металле, . деформированном при горячей прокатке, и получение однородной по размеру зерен структуры. При-охлаждении со скоростью менее 1 C/с начинается рост одних зерен за счет других, что вызывает ухудшение магнитных свойств готовой стали. Максимальная скорость охлаждения, которая обеспечивает полное прохождение рекристаллизации—

1101458

Т а б л и ц а 1

Температура начала охлаждения со скоростью 15-100 С/с

Температура конца охлаждения со скоростью 15100 С/с

Номер плавки от 800-870 С до температуры не вьют

600 С . от температуры конца прокатки до 800870 С

400

870

400

800

600

820

820

200

400

820

820

400

350

100

820

10 С/с, При охлаждении с большей скоростью процесс рекристаллизации полностью не проходит,, что также вызывает ухудшение магнитных свойств.

Необходимое количество -фазы, из которой выделяется 5- 103 твердой углеродсодержащей фазы, существует при

800-870 С. Скорость охлаждения 15-<

100 С/с, от 800-870 С до температур не выше 600 С обеспечивает получение

510% твердой углеродосодержащей фа-. Н зы типа Бейнит, Мартенсит. При охлаждении со скоростью менее 15, С/с о формируется менее эффективная углеродосодержащая фаза типа Тростит, Сорбит, Перлит. Охлаждение со скоростью выше 100 С/с технически трудно выполнимо, вызывает повышение хрупкости металла на последующем переделе и не способствует дальнейшему повьыению уровня магнитных свойств.

При охлаждении металла до температур не выше 600 С изменений в количестве и типе углеродосодержащей фазы не происходит. Охлаждение до темпе,ратур выше 600 С вызывает получение менее эффективных iТростита, Сорбита, Перлита.

Пример. Выплавляли сталь состава, Ъ: углерод 0,040; кремний 3,0; алюминий 0,018; азот 0,002.

Скорость охлаждения, С/с

Слябы подвергали горячей прокатке от. 1320 С на толщину полосы 2,2 мм с температурой конца прокатки 9501000 С. Режимы охлаждения от температуры конца прокатки приведены в табл.1; магнитные свойства — в табл.2

После травления горячекатаных полос

s горячей 50%-ной соляной кислоте следовала холодная прокатка до толщины 0,35 и О, 30 мм, обезуглерожива ощий отжиг во влажной (Т.P. +2dC) азото- водородной атмосфере при

800 С в течение 5 мин и высокотемпературный отжиг при 1150 С в течение о

5 ч.

Из табл. 2 видно, что удельные потери в стали, полученной по предлагаемому способу, меньше, чем в стали, полученной по известному. Сок:ращение числа операций при изготовлении электротехнической стали упрощает процесс производства, что в Конечном счете .приводит к снижению себестоимости стали.

Экономический эффект от внедрения изобретения составляет

185 тыс.руб. Предлагаемый способ позволит увеличить годовой выпуск стали марки 3406 на 2,8% что при годовом выпуске электротехнической стали 180 тыс.т составит 5 тыс.т.

1101458

Таблица 2

Толщина 0,30 мм

Толщина 0,35 мм

НоPqð/ 50 ВЮоГ ВФВОО

Вт/кг Т T (,5/50

Вт/кг

ВЮО ВИОО |

T T

РМ! 50

Вт/кг

1,6 %0

Вт/кг

1,34

1.67 1,94

0,90

Нет данных

1,68

1,38

0,92

0,89

1,32

0,93

1,38 1 63

1,40

0,,91

1,39 1,63 1,93

1,64 1,93

0,91

1,35

0,92

0,90

1,33

1 66 1 94

Нет данных

Нет данных

1,36 1,65

0,91

1,93

1,30

1,37

0,88

1,69

1,95

0,91

1,64 1,94

0,95-1,10

Составитель В.Муравьев

Техред А,Бабинец Корректор A.4 ÐeH

Редактор Н.Джуган

Закаэ 4724/14 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ™Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4 мер плавки

8 (из вестный) 1,.94

1,93

1,62 1,92

1,64 1,93