Способ производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Способ включает комбинированную продувку металла в конвертере, обезуглероживание металла в вакууме, легирование стали рафинированным от углерода ферросилицием, непрерывную разливку жидкого металла в слябы из футерованного сталеразливочного ковша через промежуточный ковш в кристаллизатор МНЛЗ с использованием в последнем шлакообразующей смеси, содержащей не более 1,5% углерода, горячую прокатку, нормализационный отжиг, травление, холодную прокатку до окончательного размера и окончательный отжиг, при этом во время легирования присаживают ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве, обеспечивающем содержание кремния в расплаве в пределах 0,5÷3,2%, разливку жидкого металла в слябы ведут с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода не более 2%, при этом используют сталеразливочный ковш с основной футеровкой, в которой содержание углерода не более 2%. Изобретение позволяет получить в готовой изотропной стали содержания углерода не более 0,005% и обеспечить равномерность механических и электромагнитных свойств полосы вдоль и поперек направления прокатки. 1 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления электромашин, магнитопроводов, реле, дросселей, генераторов, преобразователей энергии.

Известны способы изготовления листов электротехнической стали по патенту США №3130091, кл. 148-111, 1964 г., в которых нетекстурированный материал получают при первичной или собирательной рекристаллизации холоднокатаного металла. При этом предусматривается последовательная выплавка, разливка, горячая прокатка, травление, термообработка металла и одна или несколько холодных прокаток с промежуточным или заключительным отжигами для обезуглероживания стали.

Недостатками известных способов является относительно низкий уровень магнитных свойств готового металла, большие различия свойств вдоль и поперек направления прокатки, сложная и дорогостоящая технология получения нетекстурированной стали.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является способ изготовления холоднокатаной нетекстурированной электротехнической стали по материалам статьи Зайдмана И.Д., Борисенко В.Г. «Упрощенная технология производства холоднокатаной малотекстурированной электротехнической стали», «Сталь», 1963 г., №1, стр.76-80, который предусматривает выплавку, разливку стали, горячую прокатку, травление, холодную прокатку и вакуумный отжиг.

Недостатком указанного способа является низкий уровень магнитных свойств в готовом материале, большая разница в значениях магнитных характеристик вдоль и поперек направления прокатки, что связано с частичным протеканием процесса вторичной рекристаллизации при заключительном отжиге, большая разнотолщинность готового листа.

Задача, на осуществление которой направлено техническое решение, - получение в готовой изотропной стали содержания углерода не более 0,005%. При этом достигается получение такого технического результата, как снижение себестоимости производства и получение дополнительной прибыли от реализации изотропной стали 0÷4 групп легирования за счет повышения производительности агрегатов непрерывного отжига (устранение из технологического цикла операции обезуглероживающего отжига).

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что в способе производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали, включающем комбинированную продувку металла в конвертере, обезуглероживание металла в вакууме, легирование стали рафинированным от углерода ферросилицием, непрерывную разливку жидкого металла в слябы из футерованного сталеразливочного ковша через промежуточный ковш в кристаллизатор МНЛЗ с использованием в последнем шлакообразующей смеси, содержащей не более 1,5% углерода, горячую прокатку, нормализационный отжиг (при необходимости), травление, холодную прокатку до окончательного размера и окончательный отжиг, при легировании присаживают ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве, обеспечивающем содержание кремния в расплаве в пределах 0,5+3,2%, разливку жидкого металла в слябы ведут с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода не более 2%, при этом футеровка сталеразливочного ковша выполнена основной, с содержанием не более 2% углерода.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что при легировании присаживают ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве, обеспечивающем содержание кремния в расплаве в пределах 0,5÷3,2%, разливку жидкого металла в слябы ведут с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода не более 2%, при этом футеровка сталеразливочного ковша выполнена основной, с содержанием не более 2% углерода. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «Новизна».

Так как предлагаемое изобретение может быть использовано в промышленности, в частности, при производстве особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали, а проведение испытаний предлагаемого способа уже показало положительные результаты, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию изобретения «Промышленная применимость».

Сравнительный анализ предложенного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого выше технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения «Изобретательский уровень».

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания.

Способ производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали осуществляется следующим образом.

Вначале ведут комбинированную продувку металла в конвертере, обезуглероживание металла в вакууме, легирование стали рафинированным от углерода ферросилицием, непрерывную разливку жидкого металла в слябы из футерованного сталеразливочного ковша через промежуточный ковш в кристаллизатор МНЛЗ с использованием в последнем шлакообразующей смеси, содержащей не более 1,5% углерода. Затем ведут горячую прокатку до промежуточного размера, нормализационный отжиг (при необходимости), травление, холодную прокатку до окончательного размера и окончательный отжиг. При легировании стали присаживают ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве, обеспечивающем содержание кремния в расплаве в пределах 0,5÷3,2%, разливку жидкого металла в слябы ведут с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода не более 2%, при этом футеровка сталеразливочного ковша выполнена основной, с содержанием не более 2% углерода.

Легирование стали присаживанием ферросилиция с содержанием углерода более 0,02% в количестве, обеспечивающим содержание кремния менее 0,5%, не обеспечивает требуемого (менее 0,005%) содержания углерода в готовой стали, что недопустимо.

Легирование стали присаживанием ферросилиция с содержанием углерода более 0,02% в количестве, обеспечивающим содержание кремния более 3,2%, ведет к хрупкому разрушению стали при холодной прокатке и, как следствие - потерям товарной продукции, что неприемлемо.

Ведение разливки жидкого металла в слябы с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода более 2% не обеспечивает требуемого (менее 0,005%) содержания углерода в готовой стали, что нежелательно.

Выполнение футеровки сталеразливочного ковша неосновной и с содержанием углерода более 2% ведет к неконтролируемому насыщению стали кремнием и не обеспечивает требуемое (менее 0,005%) содержание углерода в готовой стали, что недопустимо.

Пример

В ОАО «НЛМК» проводилось опытное производство холоднокатаной изотропной электротехнической стали по предлагаемому способу. В конвертерном цехе №1 в конвертере емкостью 160 т вели комбинированную продувку металла, при которой в расплав жидкого металла подавался кислород, а через донные продувочные устройства не позже чем за 3 минуты до окончания продувки, в расплав в течение 50 с подавали инертный газ (аргон) с расходом 0,15 Нм3/мин. Затем полученный расплав сливали в заранее подготовленный сталеразливочный ковш, выпускное отверстие которого было заранее заполнено малоуглеродистой засыпкой для открытия стакана типа ставролита. Футеровка сталеразливочного ковша была выполнена из огнеупорного материала с содержанием углерода 1,3-1,8%. Обезуглероживание жидкого металла вели в вакууме с использованием вакууматора в течение заданного времени, после чего в расплав, находящийся в сталеразливочном ковше, присаживали ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве 20 кг/т, обеспечивающем заданное содержание кремния в расплаве, причем ферросилиций присаживали порциями, равномерно до окончания процесса вакуумной обработки. Затем на МНЛЗ вели непрерывную разливку жидкого металла через промежуточный ковш емкостью 50 т и кристаллизатор в слябы, размером 250×900×1300 мм. В промежуточный ковш присаживали теплоизолирующую смесь с содержанием углерода 1,3-1,8%, а в кристаллизаторе использовали шлакообразующую смесь, содержащую 1,5% углерода. Затем в листопрокатном цехе горячей прокатки была проведена горячая прокатка полученных слябов. Слябы нагревались до температуры 1210-1220°С, время нагрева 3,5-4,0 час. Прокатка производилась на толщину 2,0 мм, температура конца черновой прокатки 940-960°С, температура конца чистовой прокатки 770-790°С. Прокатанные полосы сматывались в рулон с температурой смотки 620-640°С. После этого в цехе производства динамных сталей была проведена дальнейшая обработка полученных рулонов. Нормализационный отжиг производили в агрегате нормализации при температуре 800°С. Травление нормализованных рулонов было проведено на НТА в соляной кислоте. Холодную прокатку проводили на 4-клетевом стане 1400 на толщину 0,5 мм. После холодной прокатки был проведен окончательный (рекристаллизационный) отжиг в азото-водородной защитной атмосфере с содержанием водорода 30-40% при температуре 1050°С.

Свойства изотропной электротехнической стали, полученные в результате опытного использования предлагаемого технического решения, представлены в таблице.

Свойства изотропной электротехнической стали
Технология Электромагнитные свойства Выход 1 класса неплоскостности, %
Pl,5/50, Вт/кг A Pl,5/50. % В2500, Тл
существующая 2,92÷3,13 7-11 1,54÷1,55 20
предлагаемая 2,61÷2,78 7-9 1,55÷1,57 80

Из анализа данных таблицы можно сделать вывод, что комплекс электромагнитных и механических свойств (удельные магнитные потери P1,5/50, магнитной индукции В2500 и плоскостности) полученной стали с использованием предлагаемого способа выше, чем стали, полученной по ранее известному способу.

Применение вакуумированного подката с содержанием углерода менее 0,005% позволяет увеличить производительность агрегатов непрерывного отжига (устранение из технологического цикла операции обезуглероживающего отжига), повысить уровень электромагнитных свойств (отсутствие на поверхности полос зоны внутреннего окисления), увеличить выход 1 класса неплоскостности (снижение скорости охлаждения полос при устранении из технологического цикла операции обезуглероживающего отжига).

Таким образом, использование предлагаемого способа при производстве особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали позволяет не только получить в готовой продукции содержание углерода не более 0,005% с улучшением ее электромагнитных свойств и плоскостности, но и достичь снижения себестоимости производства (в среднем на 20%) и получения дополнительной прибыли от реализации изотропной стали 0÷4 групп легирования.

Следовательно, задача, на решение которой направлено технической решение, выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.

Способ производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали, включающий комбинированную продувку металла в конвертере, обезуглероживание металла в вакууме, легирование стали рафинированным от углерода ферросилицием, непрерывную разливку стали в слябы из футерованного сталеразливочного ковша через промежуточный ковш в кристаллизатор МНЛ3 с использованием в последнем шлакообразующей смеси, содержащей не более 1,5% углерода, горячую прокатку, нормализационный отжиг при необходимости, травление, холодную прокатку до окончательного размера и окончательный отжиг, отличающийся тем, что в процессе легирования присаживают ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве, обеспечивающем содержание кремния в расплаве в пределах 0,5÷3,2%, разливку стали в слябы ведут с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода не более 2%, при этом используют сталеразливочный ковш с основной футеровкой, в которой содержание углерода не более 2%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитных свойств по всей длине рулона в способе производства текстурованных листов из электротехнической стали из слябов, содержащих в мас.%: от 0,01 до 0,10 С, от 2,5 до 4,5 Si, от 0,02 до 0,12 Mn, от 0,005 до 0,10 Al и от 0,004 до 0,015 N, а от 0,005 до 0,06 S и/или от 0,005 до 0,06 S, температура стального листа контролируется таким образом, чтобы удовлетворять уравнению T(t)<FDT-(FDT-700)×t/6 (где T(t) - температура стального листа (°C), FDT - температура конца прокатки (°C) и t - время (c) после завершения чистовой прокатки) по всей длине рулона в ходе охлаждения после завершения чистовой прокатки при горячей прокатке, и, кроме того, температура концевого участка рулона стального листа, представляющего 10% длины рулона, контролируется таким образом, чтобы по истечении 3 секунд после завершения горячей прокатки она составляла не менее 650°C.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству электротехнической анизотропной стали, применяемой при изготовлении магнитопроводов силовых трансформаторов.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высоких стабильных магнитных характеристик текстурованного трансформаторного листа стальной сляб толщиной <100 мм с содержанием Si 2,5-3,5 мас.% подвергают термомеханическому воздействию, состоящему из следующих операций: необязательный первый нагрев до температуры T1 не выше 1250°C, первая черновая горячая прокатка до температуры T2 в диапазоне 900-1200°C, при этом степень обжатия (% Rid) при прокатке регулируют таким образом, что она составляет, по меньшей мере, 80% при отсутствии последующего нагрева до температуры Т3 или она составляет, по меньшей мере, 60% и определяют ее из следующего соотношения %Rid = 80 − (T3 − T2) 5 , при наличии последующего нагрева до температуры T3 ниже 1300°C, необязательный второй нагрев до температуры T3>Т2, вторая окончательная чистовая горячая прокатка до температуры T4<T3 до толщины катаной заготовки 1,5-3,0 мм, холодная прокатка за один или несколько этапов с необязательным промежуточным отжигом, при которой на последнем этапе степень обжатия составляет не менее 60%, первичный рекристаллизационный отжиг, необязательно в атмосфере обезуглероживания, вторичный рекристаллизационный отжиг.
Изобретение относится к области металлургии. Для снижения магнитных потерь при повышении уровня магнитной индукции и обеспечения температурной устойчивости величины магнитных потерь в готовой листовой стали к последующему отжигу способ включает выплавку электротехнической стали, непрерывную разливку, горячую прокатку, холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг, вторую холодную прокатку с получение листа конечной толщины, обработку лазером, нанесение защитного покрытия, высокотемпературный отжиг, нанесение электроизоляционного покрытия, выпрямляющий отжиг, при этом обработку лазером осуществляют с помощью источника непрерывного лазерного луча и источника импульсного лазерного луча, причем импульсный лазерный луч имеет меньший диаметр проекции на поверхность листа, чем непрерывный лазерный луч, и большее значение плотности энергии излучения в проекции на поверхность полосы стали, чем непрерывный лазерный луч, каждый линейный след лазерного воздействия образуют путем синхронизованного перемещения проекций непрерывного и импульсного лазерных лучей по поверхности листа с отставанием импульсного лазерного луча от непрерывного, причем воздействием непрерывного лазерного луча формируют осевую область линейного следа лазерного воздействия с литой структурой и периферийную область со структурой частичной рекристаллизации, а воздействием импульсного лазерного луча образуют в осевой области листа канавку с литой структурой.
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочных градиентных материалов, и может быть использовано в электромашиностроении. Способ производства высокопрочного градиентного сплава на основе Fe-Cr-Ni аустенитно-мартенситного класса с заданной топологией ферро- и парамагнитных областей включает выплавку сплава, перевод сплава из парамагнитного состояния в ферромагнитное путем холодной деформации, нагрев локальных зон сплава для получения в них парамагнитного аустенита.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения плотности магнитного потока и снижения магнитных потерь в стали листовую сталь, содержащую Si, подвергают холодной прокатке, затем обезуглероживающему отжигу для первичной рекристаллизации, смотке листа в рулон и посредством пакетной обработки отжигу рулона стального листа для вторичной рекристаллизации.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит желобок, сформированный от геометрического места точек прохождения лазерного луча при его сканировании от кромки одного конца до кромки другого конца в направлении ширины листа, и линию раздела кристаллического зерна, которая имеет протяженность вдоль упомянутого желобка и пронизывает лист кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой от передней поверхности до задней поверхности, причем в упомянутом желобке сформировано стеклянное покрытие, в котором коэффициент интенсивности Ir рентгеновского излучения характерной интенсивности рентгеновского излучения магния на участке желобка заключен в диапазоне 0≤Ir≤0,9, при этом среднее значение характерной интенсивности рентгеновского излучения магния участков поверхности листа текстурованной электротехнической стали, отличных от участка желобка, установлено как 1.

Изобретение относится к изготовлению горячекатаной полосы из легированных кремнием сталей для дальнейшей обработки в электротехническую полосовую сталь с ориентированной зернистой структурой.

Группа изобретений относится к области металлургии. Для измельчения магнитной доменной структуры и снижения магнитных потерь в листе из текстурированной электротехнической стали лист выполняют с линейными канавками на его поверхности, при этом количественное отношение линейных канавок с расположенными непосредственно под ними кристаллическими зернами, когда каждое кристаллическое зерно имеет ориентацию, отклоняющуюся от ориентации Госса на 10° или более, и размер зерна 5 мкм или более, регулируют таким образом, чтобы оно составляло 20% или менее и, кроме того, вторично рекристаллизованные зерна регулируют так, чтобы они имели средний угол β 2,0° или менее, и каждое вторично рекристаллизованное зерно, имеющее размер зерна 10 мм или более, регулирует так, чтобы иметь отклонение среднего угла β от 1° до 4°.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству особонизкоуглеродистых сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали.

Изобретения относятся к черной металлургии, а конкретно к выплавке стали в сталеплавильном агрегате - электродуговой печи, кислородном конвертере или индукционной печи.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросилиция. Способ включает загрузку шихтовых материалов в электропечь, проведение углетермического восстановления кремнезема до кремния с образованием сплава кремния с железом, слив сплава по желобу печи в приемную емкость с самопроизвольным перемешиванием, подачу рафинировочного газа в сплав и формирование слитка.

Изобретение относится к металлургии, а именно к внепечной обработке жидкого металла. Модифицирующие добавки предварительно закрепляют на подвижном расходуемом носителе в виде сформированных дозированных порций и вводят в расплавленный металл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной обработке расплавов стали, чугуна и цветных металлов. Состав включает материал, содержащий карбонаты кальция, бария и стронция, при этом он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: СаО 16,0-40,0, ВаО 10,0-24,0, SrO 2,5-11,5, СО2 18,0-30,0, SiO2 2,0-15,0.
Изобретение может быть использовано при выплавке сталей, предназначенных для производства труб, изделий транспортного, химического и энергетического машиностроения, металлоизделий в «северном исполнении» и т.д.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при комплексной внепечной обработке жидкого металла. Способ включает выпуск расплава металла в ковш, наведение на поверхности расплава металла высокоосновного шлака, порционное вакуумирование расплава металла путем возвратно-поступательных перемещений вакуумной камеры с погружным патрубком, по периферии которого равномерно расположены вертикальные сопла для продувки расплава металла инертным газом.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам для ввода в жидкий металл алюминиевой и порошковой проволоки для его раскисления, легирования и удаления неметаллических включений.
Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к производству борсодержащей стали. .
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке для раскисления, модифицирования и микролегирования различных сталей и сплавов и чугунов, предназначенных для производства труб, прокатных валков и другой металлопродукции, изделий транспортного и энергетического машиностроения.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам и производству сталеплавильных высокомагнезиальных флюсов, применяемых в конвертере или электросталеплавильной печи, а также в процессе доводки стали в сталеразливочном ковше. Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс, содержащий оксиды магния, кальция, железа, алюминия и кремния, согласно изобретению дополнительно содержит оксиды бора и марганца. Первый вариант производства флюса включает смешивание, обжиг и спекание во вращающейся печи шихты, состоящей из магнезиальносодержащих материалов и легирующей добавки, в качестве которой используют борсодержащие материалы с добавкой железосодержащего материала. Второй вариант - во вращающейся печи обжигают и спекают шихтовую смесь, состоящую из магнезиальносодержащих материалов, затем в обожженную и спеченную шихтовую смесь подают легирующую добавку, в качестве которой используют борсодержащий материал с добавкой углеродсодержащего материала или без него, смешивают со связующим материалом и осуществляют брикетирование или грануляцию полученной смеси. Изобретение позволяет использовать при брикетировании углеродсодержащую присадку для получения в сталеплавильном флюсе дополнительно углерода, который снижает агрессивность шлака по отношению к футеровке сталеплавильного агрегата. Изобретение обеспечивает увеличение производства прочного высокомагнезиального флюса, способствующего при его использовании в сталеплавильном производстве ускоренному формированию магнезиального шлака требуемой вязкости, а также повышает эффективность эксплуатации оборудования, в частности, стойкость футеровки обжиговой печи и сталеплавильных агрегатов. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Наверх