Способ производства изотропной электротехнической стали

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрических машин. Технический результат - улучшение магнитных свойств изотропной стали. Технический результат достигается путем расчета оптимального содержания фосфора для заданной концентрации кремния в стали по уравнению Р={-0,017 [Si,%]²+0,0457[Si,%]+0,066}±0,010, мас.%. Уравнение применимо при изменении содержания кремния в стали в пределах 1,5-3,2 мас.%. и фосфора 0,03-0,10 мас.%. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению изотропной электротехнической стали в рулонах толщиной 0,5 мм, применяемой для изготовления магнитопроводов электрических машин. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение магнитных свойств изотропной стали за счет легирования ее фосфором в определенном соотношении к кремнию.

В известном способе производства изотропной электротехнической стали высокий уровень магнитных свойств достигается добавкой фосфора в пределах 0,02-0,1%. Однако в этом способе содержание фосфора задается без учета концентрации кремния, что не способствует получению наилучших магнитных свойств и не всегда обеспечивает удовлетворительную технологичность стали при холодной прокатке и термической обработке (А.с. 1786134, СССР, С 21 D 8/12, 1993).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения холоднокатаной электротехнической стали, включающий горячую прокатку, нормализацию, однократную холодную прокатку на толщину 0,5 мм и совмещенный обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, в котором температура нормализации определяется с учетом содержания кремния и фосфора. Однако предлагаемый способ распространяется на изотропную электротехническую сталь с содержанием кремния 2,7-3,3 мас.% и фосфора 0,03-0,08 мас.% и не учитывает взаимосвязь между этими элементами (патент №2147616, 7 С 21 D 8/12, 2000, Россия).

Задачей предлагаемого изобретения является улучшений магнитных свойств - снижение удельных ваттных потерь Р_1,5/50, что достигается путем подбора химического состава стали по кремнию и фосфору. Кремний является основным легирующим элементом в стали. Его увеличение приводит к снижению удельных потерь за счет увеличения удельного электросопротивления, снижению коэрцитивной силы, констант магнитной анизотропии и магнитострикции. Легирование фосфором обеспечивает повышение кубической составляющей в текстуре готового металла, увеличивает удельное электросопротивление, способствует повышению чистоты металла по примесям. Однако при больших концентрациях фосфора и кремния увеличивается склонность стали к хрупкому разрушению, что ухудшает технологичность на переделах. Поэтому при увеличении содержания кремния в стали необходимо снижение концентрации фосфора. Оптимальное содержание кремния и фосфора, при котором достигается высокий уровень магнитных свойств при сохранении удовлетворительной технологичности, может быть расчитано по уравнению

Р={-0,017 [Si,%]²+0,0457[Si,%]+0,066}±0,010, мас.%.

Данное уравнение справедливо для изотропной электротехнической стали, содержащей кремний в пределах 1,5-3,2 мас.% и фосфор 0,03-0,10 мас.%.

Пример. Предлагаемый способ производства изотропной стали осуществляли в промышленных условиях. Выплавку стали, содержащей 1,5-3,2 мас.% Si, 0,03-0,10 мас.% Р, 0,3-0,5 мас.% Al, 0,03-0,05 мас.% С, проводили в 160-тонных конвертерах. Внепечную обработку жидкого металла в ковше проводили продувкой аргоном и вакуумированием. Сталь разливали в слябы на УНРС криволинейного типа. Горячую прокатку проводили на непрерывном широкополосном стане "2000" на толщину 2,0-2,2 мм. Металл подвергали нормализации в интервале 800-950°С с учетом содержания кремния и фосфора. После холодной прокатки на толщину 0,5 мм металл отжигали в агрегате непрерывного отжига с одновременным обезуглероживанием. Массовая доля основных элементов кремния и фосфора приведена в таблице. При выплавке стали соотношение между кремнием и фосфором выбирали исходя из предлагаемого в формуле уравнения. Термическая обработка выполнена по оптимальным режимам.

Формула изобретения

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, нормализацию, травление, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, отличающийся тем, что при легировании фосфором концентрацию фосфора в стали выбирают с учетом содержания кремния из соотношения

Р={-0,017 [Si,%]²+0,0457[Si,%]+0,066}±0,010, мас.%,

при изменении содержания кремния в пределах 1,5÷3,2 мас.%, а фосфора - 0,03÷0,10 мас.%.