Способ производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами



Способ производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами
Способ производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами

Владельцы патента RU 2552792:

БАОШАН АЙРОН ЭНД СТИЛ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к производству текстурированной электротехнической стали. Способ включает выплавку и отливку для получения стальной заготовки, нагрев стальной заготовки и горячую прокатку для получения стальной полосы, нормализацию, которую выполняют в две стадии: сначала полосу нагревают до 1100-1200°C, затем охлаждают до 900-1000°C за 50-200 с, после чего полосу быстро охлаждают в воде с температурой 10-100°C с одновременным приложением к стальной полосе силы натяжения, при этом в температурном диапазоне 900-500°C на полосу действует сила напряжения 1-200 Н/мм2. После нормализации проводят однократную холодную прокатку или двукратную холодную прокатку с промежуточным отжигом, первичный рекристаллизационный отжиг, нанесение сепаратора отжига, содержащего в основном MgO для проведения отжига итогового изделия, при этом отжиг включает отжиг вторичной рекристаллизации и отжиг рафинирования. Изобретение позволяет оптимизировать содержание и распределение мартенсита в стальном листе после нормализации путем регулирования натяжения стального листа, в результате чего содержание мартенсита оказывается в пределах, способствующих улучшению магнитных свойств итогового изделия, что позволяет оптимизировать магнитные свойства итоговых изделий. 1 з.п. ф-лы, 5 табл., 2 ил., 4 пр.

 

Область изобретения

Изобретение относится к способу производства текстурированной электротехнической стали, в частности к способу производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами.

Предшествующий уровень техники

Текстурированная электротехническая сталь является важным и незаменимым магнитно-мягким сплавом, применяемым в электрической, электронной и военной промышленности, который, в основном, используется в качестве материала для железного сердечника трансформаторов, а также электрогенераторов, крупной электротехники и т.п. Желательно, чтобы текстурированная электротехническая сталь имела высокие магнитные свойства, особенно в отношении потерь в железе. Текстурированная электротехническая сталь может иметь высокие магнитные свойства вдоль направления прокатки за счет использования технологии вторичной рекристаллизации, в результате чего в текстуре Госса (текстура Госса: {110} означает, что кристаллографическая плоскость параллельна плоскости прокатки, <001> означает, что кристаллографическая ось параллельна направлению прокатки) происходит аномальный рост зерен, что способствует слиянию зерен в других ориентациях.

Традиционный способ изготовления текстурированной электротехнической стали с высокой магнитной индукцией заключается в следующем. Стальную заготовку нагревают до 1350-1400°C в специальной высокотемпературной нагревательной печи, выдерживают при этой температуре в течение более 1 ч, чтобы обеспечить образование необходимого твердого раствора примесей AlN, MnS или MnSe, после чего прокатывают стальную заготовку при температуре чистовой прокатки свыше 950°C и закручивают в рулон горячекатаную стальную полосу, предварительно быстро охладив ее брызгами воды. Во время последующего процесса нормализации из стали выделяют мелкие и диспергированные частицы вторичных фаз (а именно, ингибитор роста зерен), после нормализации выполняют травление горячекатаной стали для удаления слоя оксида железа с поверхности стали. Затем выполняют холодную прокатку для получения толщины итогового изделия, после чего лист подвергают обезуглероживанию и отжигу для снижения содержания углерода С до значения, при котором оно не влияет на магнитные свойства итогового изделия (≤30 ppm), а затем для выполнения высокотемпературного отжига наносят на стальной лист сепаратор отжига, в основном состоящий из MgO, и подвергают стальной лист вторичной рекристаллизации, при которой образуется подслой из Mg2SiO4, а также выполняется рафинирование стали, и наконец, на стальной лист наносят изоляционное покрытие, выполняют растяжение и отжиг, в результате чего получают изделие из текстурированной электротехнической стали с отличными показателями, а именно высокой магнитной индукцией, низкими потерями в железе и хорошими изоляционными свойствами.

При использовании указанного способа изготовления возникают следующие проблемы:

1. высокая температура нагрева приводит к большим потерям при обжиге стальной заготовки;

2. нагревательную печь приходится часто чинить, что приводит к низкой эффективности производства;

3. при горячей прокатке используется высокая температура, в результате чего образуются трещины фланца.

Для решения указанных проблем некоторые иностранные компании ищут и разрабатывают различные способы изготовления текстурированной электротехнической стали при сравнительно низкой температуре нагрева стальных заготовок, например:

1. Способ изготовления текстурированной электротехнической стали при промежуточной температуре.

На некоторых сталелитейных заводах, например Новолипецком металлургическом комбинате (НЛМК), ВИЗ и т.д., применяется технология изготовления текстурированной электротехнической стали при промежуточной температуре, при которой температура нагрева стальной заготовки составляет 1200-1300°C, в химическом составе имеется сравнительно высокое содержание меди Сu (0,4-0,7%), а в качестве ингибиторов используются AlN и CuS. Этот способ помогает избежать нескольких проблем, возникающих из-за высокой температуры нагрева стальной заготовки, однако его недостатком является возможность изготовления только лишь текстурированной электротехнической стали общего назначения.

2. Способ нагрева и нитрирования стальной заготовки при низкой температуре.

Когда холоднокатаные листы проходят печь для обезуглероживания и отжига, при помощи NH3 индуцируется нитрирование внутренней части стальных листов для образования требуемого ингибитора. За счет использования данного способа температура нагрева стальных заготовок может быть снижена до температуры ниже 1250°C, и этот способ может быть использован для изготовления текстурированной электротехнической стали не только общего назначения, но и с высокой магнитной индукцией.

3. Способ изготовления текстурированной электротехнической стали без ингибиторов.

При выплавке контролируют высокую степень рафинирования материалов, содержание Se, S, N, O регулируют на уровне ниже 30 ppm, чтобы избежать побочных эффектов из-за сегрегации Se, S, N, O и т.д. Таким образом, может быть изготовлена текстурированная электротехническая сталь за счет использования разницы между скоростями передвижения границ зерен с высоким уровнем энергии и прочих границ зерен.

В работах М. Barisoni с соавторами предлагается после выполнения нормализации охлаждать стальной лист до 800-850°C со скоростью охлаждения 20°C/с, после чего закаливать стальной лист при скорости охлаждения 100°C/с для образования диспергированных частиц мартенситной фазы с процентным содержанием по объему 8% и твердостью Hv≥600 (твердость матрицы стальной полосы Hv≥230), а также выделения большого количества AlN, примерно 10 нм. Образование мартенсита увеличивает накопление энергии после холодной прокатки, накопленная энергия вызывает рекристаллизацию зерен {110} и упрощает их рост в процессе обезуглероживания и отжига, после обезуглероживания и отжига состав {110} упрочняется, в результате чего улучшаются магнитные свойства итогового изделия.

Переход мартенситной фазы можно индуцировать путем быстрого охлаждения (закаливания) - это т.н. термоиндуцированное мартенситное превращение. Также переход мартенситной фазы может быть индуцирован в результате напряжения или натяжения - т.н. мартенситное превращение, индуцированное напряжением или натяжением. Касательно свободной энергии фазового перехода: работа, при помощи которой напряжение вызывает переход мартенситной фазы, равна изменению свободной энергии, за счет которого осуществляется фазовый переход. Таким образом, движущая сила перехода мартенситной фазы состоит из двух частей: химической движущей силы и механической движущей силы.

При напряжении температура перехода мартенситной фазы снижается. В точке Кюри и ниже (770°C) текстурированная электротехническая сталь демонстрирует спонтанную ферромагнитную деформацию растяжения, которая может частично компенсировать автоматическое сокращение объема при охлаждении, что позволяет увеличить снижение температуры перехода мартенситной фазы.

Переход мартенситной фазы проходит две фазы зарождения центров кристаллизации и роста.

Как видно из теории твердофазного перехода, за счет накопления энергии деформации существенно увеличивается скорость зарождения центров кристаллизации мартенсита, вплоть до десятков и сотен порядков. Накапливаемая энергия не оказывает большого влияния на скорость роста центров кристаллизации мартенсита.

В патенте США 3959033 количество мартенсита регулируют путем контроля за процессом нормализации после горячей прокатки, в частности путем регулирования скорости охлаждения от 700-900°C до комнатной температуры в процессе нормализации, в результате чего улучшаются магнитные свойства итогового изделия. Недостаток этого патента заключается в том, что весьма сложно добиться равномерности скорости охлаждения в направлении толщины полосы, в результате чего мартенсит в направлении толщины полосы распределяется неравномерно; из-за указанной неоднородности сложно эффективно контролировать количество мартенсита. Кроме того, в этом патенте для регулирования скорости охлаждения от 700-900°C до комнатной температуры используется вода, в результате чего, во-первых, возможности регулирования зависят от условий производственной площадки, таких как температура воздуха и степень повреждения или засорения головки, в результате чего скорость охлаждения может оказаться нестабильной; во-вторых, из-за искусственных факторов нельзя точно измерить температуру листов стали, т.е. сложно точно контролировать процесс, поэтому сложно добиться тонкой подстройки скорости охлаждения.

Раскрытие изобретения

Перед изобретением ставится задача создания способа производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами, в котором содержание мартенсита в стальной полосе и его распределение после нормализации может быть оптимизировано путем регулирования напряжения стального листа при нормализационном фазовом переходе, что позволяет контролировать содержание мартенсита в пределах, при которых улучшаются магнитные свойства итогового изделия, в результате чего оптимизируются магнитные свойства итогового изделия.

Для решения поставленной задачи в изобретении используется техническое решение, описанное ниже.

Способ производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами включает следующие шаги:

1) выплавка и отливка для получения стальной заготовки;

2) нагрев стальной заготовки и горячая прокатка стальной заготовки для получения стальной полосы;

3) нормализация: процесс нормализации выполняется в две стадии: сначала полосу нагревают до 1100-1200°C, затем охлаждают до 900-1000°C за 50-200 с, после чего полосу быстро охлаждают в воде с температурой 10-100°C, в это время к стальной полосе прикладывают силу натяжения, при этом на стальную полосу в температурном диапазоне 900-500°C действует сила напряжения 1-200 Н/мм2;

4) холодная прокатка: выполняют первичную холодную прокатку или двойную холодную прокатку с промежуточным отжигом;

5) отжиг: выполняют первичный отжиг рекристаллизации, затем для проведения отжига итогового изделия наносят сепаратор отжига, который в основном состоит из MgO, при этом отжиг включает отжиг вторичной рекристаллизации и отжиг рафинирования.

К стальной полосе может быть применена сила натяжения путем размещения натяжного валика внутри нормализационной печи или путем варьирования передних и задних валиков натяжения.

Путем регулировки напряжения стального листа при нормализационном фазовом переходе в соответствии с изобретением деформация или натяжение вызывает переход мартенситной фазы, что позволяет добиться практичного и эффективного контроля над содержанием мартенсита в стальном листе после нормализации, в результате чего улучшаются магнитные свойства итогового изделия. Согласно изобретению в направлении увеличения толщины стального листа может быть получена сравнительно однородная мартенситная структура. За счет использования контроля натяжения сокращается число ограничений, связанных с условиями производственной площадки, также для эталонного листа одной и той же толщины можно стабильно получать желаемое содержание мартенсита, при этом контроль натяжения мало зависит от человеческого фактора, что упрощает осуществление точного контроля и позволяет добиться тонкой подстройки.

Путем регулирования натяжения в горячекатаном листе при нормализационном фазовом переходе оптимизируется содержание мартенсита после нормализации, что позволяет контролировать содержание мартенсита в нормализованном стальном листе в пределах, при которых улучшаются магнитные свойства итогового изделия, в результате чего становится возможным получить итоговое изделие с улучшенными магнитными свойствами.

Ниже описаны причины, по которым верное содержание мартенсита способствует улучшению магнитных свойств B8 итогового изделия.

(1) Из-за присутствия мартенсита, который способствует накоплению энергии, после холодной прокатки объем накопления энергии увеличивается, что способствует рекристаллизации и росту (110) зерен в процессе обезуглероживания и отжига, содержание (110) состава растет, могут улучшаться магнитные свойства.

(2) Из-за присутствия мартенсита после холодной прокатки, а также обезуглероживания и отжига, число большеугловых границ зерен растет, что способствует слиянию зерен в других ориентациях за счет текстуры Госса и, таким образом, способствует вторичной рекристаллизации.

(3) После холодной прокатки, обезуглероживания и отжига мартенсита в материале образуется волокнистая текстура γ, что способствует процессу вторичной рекристаллизации. Из-за проанализированных выше связанных факторов можно добиться улучшения степени ориентации зерен в итоговом изделии и улучшить магнитные свойства B8 итогового изделия.

Если стальные листы имеют одинаковый состав, используются идентичные условия производства и одинаковые способы измерения содержания мартенсита, то содержание мартенсита в листах будет одним и тем же. Таким образом, соотношение между содержанием мартенсита и магнитными свойствами итогового изделия может быть рассчитано заранее на основании содержания мартенсита в стальном листе после нормализации и перед холодной прокаткой, измеряемого тем же способом в полученном заранее эталонном листе, а значит может быть рассчитан целевой диапазон содержания мартенсита в стальном листе после нормализации и перед холодной прокаткой.

Есть три способа контролирования содержания мартенсита, которые описаны ниже.

(1) Содержание мартенсита изменяется путем изменения напряжения стального листа при фазовом переходе, которое позволяет изменить скорость зарождения центров кристаллизации мартенсита при фазовом переходе.

(2) Содержание мартенсита изменяется путем изменения высшей температуры нормализации, которое позволяет изменить содержание аустенита при высшей температуре.

(3) Содержание мартенсита изменяется путем изменения скорости вторичного охлаждения при нормализации. Измеренное содержание мартенсита в стальном листе после нормализации сравнивается с целевым значением, затем в соответствии с разницей между вышеуказанными значениями регулируется напряжение (1-200 Н/мм2) в стальной полосе при нормализационном фазовом переходе (в диапазоне от 900°C до 500°C) путем регулировки натяжного валика внутри печи и (или) изменения натяжения наматывания, что позволяет достичь цели - оптимизации содержания и распределения мартенсита в стальном листе после нормализации, в результате чего содержание мартенсита оказывается в пределах, способствующих улучшению магнитных свойств итогового изделия.

Шаги (1), (2), (3) и (4) способа согласно изобретению представляют собой общие технические средства изготовления текстурированной электротехнической стали, поэтому их описание не приводится.

Преимущества изобретения заключаются в следующем.

В соответствии с изобретением осуществляется практичный и эффективный контроль над содержанием мартенсита в стальном листе после нормализации, в результате чего улучшаются магнитные свойства итогового изделия; для этого регулируется напряжение стального листа при нормализационном фазовом переходе, в результате чего деформация или натяжение вызывает переход мартенситной фазы.

Изобретение позволяет получить сравнительно однородную мартенситную текстуру в направлении увеличения толщины полосы и выполнять тонкую подстройку содержания мартенсита согласно потребностям.

В изобретении используется контроль натяжения с малым числом ограничений, связанных с условиями производственной площадки, также для эталонных листов одной и той же толщины можно стабильно получать желаемое содержание мартенсита; контроль натяжения имеет более точное количественное представление, влияние искусственных факторов мало, легко осуществлять точный контроль, что позволяет добиться тонкой подстройки.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показано соотношение между содержанием мартенсита (мас.%) и магнитными свойствами В8 итогового изделия из текстурированной электротехнической стали с использованием нормализации в соответствии с изобретением.

На Фиг.2 схематично показано распределение мартенсита в зависимости от толщины листа в поперечном разрезе текстурированной электротехнической стали в соответствии с изобретением.

Лучший вариант осуществления изобретения

Далее изобретение описывается на примере конкретных вариантов его осуществления.

Вариант 1.

Листы стали с различным составом подвергают нормализации. Основной состав стальных листов приведен в таблице 1.

Таблица 1
№ Si (кремний) мас.% C (углерод), мас.% Al (алюминий), мас.%) N (азот), мас.% Mn (марганец), мас.%) S (сера), мас.%)
1 3,03 0,0456 0,0264 0,0078 0,12 <0,0060
2 3,22 0,0507 0,0261 0,0081 0,12 <0,0060
3 3,41 0,0542 0,0269 0,0083 0,12 <0,0060

Стальной лист с вышеуказанным составом нагревают до 1200°C и выдерживают при этой температуре в течение 180 мин. Затем стальной лист прокатывают до толщины 2,0 мм. Горячекатаный лист подвергают двухступенчатому процессу нормализации. Сначала стальной лист нагревают до 1200°C, затем охлаждают до 900°C за 200 с, после чего быстро охлаждают стальной лист в воде с температурой 100°C. Напряжение (1-200 Н/мм) в стальном листе при нормализационном фазовом переходе (в диапазоне от 900°C до 500°C) может изменяться путем регулировки натяжного валика, расположенного внутри печи, и (или) регулировки передних и задних валиков натяжения, что позволяет оптимизировать содержание и распределение мартенсита в нормализованном листе, в результате чего содержание мартенсита оказывается в пределах, способствующих улучшению магнитных свойств итогового изделия.

После травления проводят одноступенчатую холодную прокатку стального листа за 5 пропусков, при этом третий и четвертый пропуски выполняются при 220°C, полученный стальной лист имеет толщину 0,30 мм. Обезуглероживание и нитрирование холоднокатаного листа в процессе отжига выполняется при 850°C. После нитрирования на поверхность листа наносят сепаратор отжига, в основном состоящий из MgO, нагревают до 1220°C в атмосфере с составом 25% N2 и 75% H2, затем атмосферу меняют на чистый H2, после чего лист выдерживают при этой температуре в течение 30 ч.

В таблице 2 указаны содержание мартенсита после нормализации, сила натяжения, применяемая к стальному листу при фазовом переходе, а также магнитные свойства.

Прилагаемая сила натяжения и магнитные свойства итогового изделия

Таблица 2
Состав № примера Содержание мартенсита (% по площади) Прилагаемая сила натяжения (Н/мм2) B8 (Т)
№1 Сравнительный пример 1 2,9 0 1,87
Вариант 1 8,8 30 1,93
№2 Сравнительный пример 2 3,2 0 1,87
Вариант 2 10,7 40 1,92
№3 Сравнительный пример 3 25 60 1,86
Вариант 3 9,2 20 1,92

Вариант 2.

Основной химический состав стального листа следующий, мас.%: Si - 3,05, C - 0,060, Al - 0,0290, N - 0,0077, Mn - 0,13 и S<0,006.

Стальной лист с вышеуказанным составом нагревают до 1200°С и выдерживают при этой температуре в течение 180 мин. Затем стальной лист прокатывают до толщины 2,0 мм. Горячекатаный лист подвергается двухступенчатому процессу нормализации, сначала стальной лист нагревают до 1100°C, затем охлаждают до 1000°C за 50 с, после чего быстро охлаждают стальной лист в воде с температурой 50°C. Напряжение (1-200 Н/мм2) в стальном листе при нормализационном фазовом переходе (при температуре от 900°C до 500°C) может изменяться путем регулировки натяжного валика, расположенного внутри печи, или изменения натяжения наматывания, что позволяет оптимизировать содержание и распределение мартенсита в нормализованном листе, в результате чего содержание мартенсита оказывается в пределах, способствующих улучшению магнитных свойств итогового изделия.

После травления выполняется одноступенчатая холодная прокатка стального листа за 5 пропусков, при этом третий и четвертый пропуски выполняются при 220°C, полученный стальной лист имеет толщину 0,30 мм. Обезуглероживание и нитрирование холоднокатаной полосы в процессе отжига выполняется при 850°C. После нитрирования на поверхность листа наносят сепаратор отжига, в основном состоящий из MgO, нагревают до 1220°C в атмосфере с составом 25% N2 и 75% H2, затем атмосферу меняют на чистый H2, после чего лист выдерживают при этой температуре в течение 30 ч.

В таблице 3 указаны содержание мартенсита после нормализации, сила натяжения, применяемая к стальному листу при фазовом переходе, а также магнитные свойства. Прилагаемая сила натяжения и магнитные свойства итогового изделия

Таблица 3
  Содержание мартенсита Прилагаемая сила натяжения (Н/мм2) B8 (T)
Сравнительный пример 20 50 1,86
Вариант осуществления изобретения 8 15 1,92

Вариант 3.

Основной химический состав стального листа следующий, мас.%: Si - 2,9, C - 0,048, Al - 0,0255, N - 0,0073, Mn - 0,10 и S<0,006.

Стальной лист с вышеуказанным составом нагревают до 1200°C и выдерживают при этой температуре в течение 180 мин. Затем стальной лист прокатывают до толщины 2,0 мм. Горячекатаный лист подвергается двухступенчатому процессу нормализации, сначала стальной лист нагревают до 1100°C, а затем охлаждают до 900°C за 100 с. После этого стальной лист быстро охлаждают в воде с температурой 80°C. Напряжение (1-200 Н/мм2) в стальном листе при нормализационном фазовом переходе (при температуре от 900°C до 500°C) может изменяться путем регулировки натяжного валика, расположенного внутри печи, или изменения натяжения наматывания, что позволяет оптимизировать содержание и распределение мартенсита в нормализованном листе, в результате чего содержание мартенсита оказывается в пределах, способствующих улучшению магнитных свойств итогового изделия.

После травления выполняется одноступенчатая холодная прокатка стального листа за 5 пропусков, при этом третий и четвертый пропуски выполняются при 220°C, полученный стальной лист имеет толщину 0,30 мм. Обезуглероживание и нитрирование холоднокатаного листа в процессе отжига выполняется при 850°C. После нитрирования на поверхность листа наносят сепаратор отжига, в основном состоящий из MgO, нагревают до 1220°C в атмосфере с составом 25% N2 и 75% H2, затем атмосферу меняют на чистый H2, после чего лист выдерживают при этой температуре в течение 30 ч.

В таблице 4 указаны содержание мартенсита после нормализации, сила натяжения, применяемая к стальному листу при фазовом переходе, а также магнитные свойства. Прилагаемая сила натяжения и магнитные свойства итогового изделия

Таблица 4
  Содержание мартенсита Прилагаемая сила натяжения (Н/мм2) B8 (T)
Сравнительный пример 1,5 0 1,85
Вариант осуществления изобретения 9 18 1,93

Вариант 4.

Основной химический состав стального листа следующий, мас.%: Si - 3,41, C - 0,0542, Al - 0,0269, N - 0,0083, Mn - 0,12 и S<0,006.

Стальной лист с вышеуказанным составом нагревают до 1200°C и выдерживают при этой температуре в течение 180 мин. Затем стальной лист прокатывают до толщины 2,0 мм. Нормализирующий отжиг выполняют при помощи описанного далее способа.

Сначала стальной лист нагревают до 1180°C, затем охлаждают до 920°C за 200 с, после чего быстро охлаждают стальной лист в воде с температурой 100°C.

(1) в процессе охлаждения к стальному листу применяют силу 60 Н/мм2 (сравнительный пример);

(2) в процессе охлаждения (в диапазоне от 900°C до 500°C) к стальному листу применяют силу 20 Н/мм2, чтобы контролировать содержание нормализованного мартенсита в пределах, позволяющих добиться превосходных магнитных свойств итогового изделия (вариант осуществления).

После травления выполняется одноступенчатая холодная прокатка стального листа за 5 пропусков, при этом третий и четвертый пропуски выполняются при 220°C, полученный стальной лист имеет толщину 0,30 мм. Обезуглероживание и нитрирование холоднокатаной полосы в процессе отжига выполняется при 850°C. После нитрирования на поверхность листа наносят сепаратор отжига, в основном состоящий из MgO, нагревают до 1220°C в атмосфере с составом 25% N2 и 75% H2, затем атмосферу меняют на чистый H2, после чего лист выдерживают при этой температуре в течение 30 ч.

Результаты приведены в таблице 5.

Прилагаемая сила натяжения и магнитные свойства итогового изделия

Таблица 5
  Содержание мартенсита Прилагаемая сила натяжения (Н/мм2) B8 (T)
Сравнительный пример 25 60 1,86
Вариант осуществления изобретения 9,2 20 1,92

На Фиг.2 показано распределение мартенсита в зависимости от толщины листа в поперечном разрезе сравнительного примера и варианта осуществления.

Как видно из фигуры, за счет регулирования силы натяжения может быть получена сравнительно однородная мартенситная текстура в направлении увеличения толщины стального листа. Для эталонных листов одной и той же толщины стабильно можно получить требуемое содержание мартенсита; становится возможным добиться улучшения магнитных свойств итогового изделия.

1. Способ производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами, включающий:
выплавку стали и её отливку для получения стальной заготовки;
нагрев стальной заготовки и горячую прокатку стальной заготовки для получения стальной полосы;
нормализацию стальной полосы, которую осуществляют в две стадии, причем сначала полосу нагревают до 1100-1200°C, затем охлаждают до 900-1000°C за 50-200 с, после чего полосу быстро охлаждают в воде с температурой 10-100°C с одновременным приложением к стальной полосе силы натяжения, при этом на стальную полосу в температурном диапазоне 900-500°C действует сила напряжения 1-200 Н/мм2;
однократную холодную прокатку или двукратную холодную прокатку с промежуточным отжигом;
первичный рекристаллизационый отжиг, нанесение сепаратора отжига, содержащего в основном MgO для проведения отжига готового изделия, при этом отжиг включает отжиг вторичной рекристаллизации и отжиг рафинирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к стальной полосе прикладывают силу натяжения путем размещения натяжного валика внутри нормализационной печи или путем варьирования передних и задних валиков натяжения.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу производства текстурированной электротехнической листовой стали. Для получения листа с высокой плотностью магнитного потока осуществляют выплавку стали, содержащей, мас.%: С - 0,035-0,065, Si - 2,9-4,0, Mn - 0,05-0,20, S - 0,005-0,01, Al - 0,015-0,035, N - 0,004-0,009, Sn - 0,005-0,090, Nb - 0,200-0,800, железо Fe и неизбежные примеси - остальное, во вращающейся печи или электрической печи, вторичное рафинирование расплавленной стали и отливку сляба, затем проводят горячую прокатку сляба, нормализацию, холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг листа, нанесение на лист покрытия из MgO, высокотемпературный отжиг листа при нагреве сначала до 700-900°C, а затем со скоростью нагрева 9-17°C/ч до 1200°C с выдержкой при в течение 20 ч для очищения листа и нанесение слоя изоляционного покрытия.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитных свойств и качества покрытия листа из текстурированной электротехнической стали способ включает горячую прокатку стального сляба, содержащего, в мас.%: C 0,001-0,10, Si 1,0-5,0, Mn 0,01-1,0, по меньшей мере, один элемент из S и Se 0,01-0,05 в сумме, раств.

Изобретение относится к нанесению на текстурированную электротехническую полосовую сталь слоя фосфатного покрытия. В способе на электротехническую полосовую сталь наносят фосфатный раствор, содержащий по меньшей мере одно соединение хрома (III), коллоидный компонент и по меньшей мере один сложный эфир фосфорной кислоты в качестве стабилизатора (А) коллоида и/или по меньшей мере один ингибитор (В) травления, выбранный из производного тиомочевины, С2-10-алкинола, производного триазина, тиогликолевой кислоты, С1-4-алкиламина, гедрокси-С2-8-тиокарбоновой кислоты и/или полигликолевого эфира жирного спирта, в частности диэтилтиомочевины, проп-2-ин-1-ола, бутин-1,4-диола, тиогликолевой кислоты, и/или гексаметилентетрамина, причем используют фосфатный раствор, содержание шестивалентного хрома в котором меньше, чем 0,2 вес.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листов, изготовленных из сплава на основе железа, используемых для магнитных сердечников электромоторов, электрогенераторов и трансформаторов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению нетекстурированной электротехнической листовой стали. Получают сляб из стали, имеющей химический состав, мас.%: С<0,005, Si от 1,2 до 2,2, Mn от 0,2 до 0,4, Р<0,2, S<0,005, Al от 0,2 до 0,6, N<0,005, O<0,005, Fe и неизбежные примеси - остальное, путем выплавки в конвертере, предварительной обработки горячего металла путем циркуляционного рафинирования и непрерывного литья, при этом контролируют количество охлаждающей воды на вторичном охлаждении с обеспечением ее расхода на уровне 100-190 л/мин, а средний уровень перегрева жидкой стали в процессе непрерывного литья контролируют на уровне 10-45°C.

Изобретение относится к быстродействующему способу лазерного нанесения насечек, при котором используется установка лазерного устройства для одновременного нанесения линий насечек на верхнюю и на нижнюю поверхности полосы текстурированной кремнистой электротехнической стали, подаваемой и продвигаемой вперед по производственной линии, с помощью луча лазера непрерывного действия с высокой степенью фокусировки, при этом линии насечек, нанесенные на верхнюю поверхность, и линии насечек, нанесенные на нижнюю поверхность, имеют одинаковое расстояние между соседними линиями насечек, но смещены относительно друг друга для равномерного снижения потерь в железе.

Изобретение относится к способу изготовления текстурированного листового стального изделия с минимизированными потерями на перемагничивание и оптимизированными магнитострикционными свойствами.

Изобретение относится к листу из текстурированной электротехнической стали. Для подавления шума у реального трансформатора, который сконфигурирован из стального листа, имеющего канавки, полученные в нем для измельчения магнитных доменов, на лист из текстурированной электротехнической стали, имеющий на одной поверхности канавки для измельчения магнитных доменов, нанесены форстеритная пленка и создающее натяжение покрытие на имеющей и не имеющей канавки поверхности стального листа, причем создающее натяжение покрытие нанесено на поверхность, имеющую канавки, в количестве А(г/м2) и на поверхность, не имеющую канавок, - в количестве В (г/м2), и количества покрытий А и В ограничены попаданием в пределы предварительно определенного диапазона.
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству высокопроницаемой электротехнической изотропной стали, используемой для изготовления магнитопроводов электрических машин.

Изобретение относится к области металлургии. Сляб получают из стали, содержащей, мас.%: С 0,020-0,15, Si 2,5-7,0, Mn 0,005-0,3, кислотно-растворимый алюминий 0,01-0,05, N 0,002-0,012, по меньшей мере один из S и Se с их общим содержанием 0,05 или менее, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии. Для устранения дефектов формы листа, образующихся при окончательном отжиге, и увеличения выхода годной продукции рулон листа текстурованной электротехнической стали после холодной прокатки подвергают первичному рекристаллизационному отжигу, наносят на него сепаратор отжига и проводят окончательный отжиг. Нагрев рулона под первичный рекристаллизационный отжиг ведут со скоростью не менее 80°C/с от 500°C до 700°C в ходе нагрева, а при нагреве под окончательный отжиг осуществляют выдержку от 2 до 100 часов при температуре от 700°C до 1000°C. Окончательный отжиг рулона выполняют в отжиговой печи, при этом на верхнюю поверхность станины, поддерживающей рулон, укладывают теплоизолирующий материал, концентрически от внешней периферии станины, поддерживающей рулон, и по области не менее 20% радиуса станины, поддерживающей рулон. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к листу из электротехнической стали. Лист получен из стали, содержащей в мас.%: С 0,007 или менее, Si 4 - 10 и Mn 0,005 - 1,0, остальное Fe и случайные примеси, при этом лист имеет толщину от 0,01 мм или более до 0,10 мм или менее и профиль шероховатости Ра 1,0 мкм или менее. Лист из электротехнической стали имеет повышенные свойства потерь в железе, улучшенные магнитные свойства и может предотвращать снижение коэффициента заполнения, даже когда стальной лист толщиной 0,10 мм или менее был подвергнут силицированию для увеличения содержания Si в стали. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области производства текстурированных листов из электротехнических сталей. Лист из электротехнической стали, содержащей, мас.%: Si в количестве от 0,8 до 7, Mn от 0,05 до 1, В от 0,0005 до 0,0080, при этом содержание каждого из Al, С, N, S и Se составляет 0,005 или меньше, остальное - Fe и неизбежные примеси, имеет стеклянное пленочное покрытие, полученное из смешанного оксида, состоящего в основном из форстерита, на поверхности стального листа. При этом, когда поверхность вторичного пленочного покрытия, образованного на поверхности стеклянного пленочного покрытия в заданных условиях, исследуется методом оптической эмиссионной спектроскопии в тлеющем разряде (GDS), получают, что имеется пик интенсивности излучения B, положение которого отличается от положения пика интенсивности излучения Mg, и положение пика интенсивности излучения B находится дальше от поверхности стального листа, чем положение пика интенсивности излучения Mg. Способ производства листа включает нагрев листа при заданной температуре листового материала. Причем значение заданной температуры зависит от химического состава стали. Технический результат заключается в повышении адгезии стеклянного пленочного покрытия, расположенного на поверхности стального листа из электротехнической стали с повышенными магнитными свойствами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 32 ил., 13 табл.

Изобретение относится к электротехнике, к технологии изготовления пластинчатых трансформаторов и может быть использовано в электротехнической и радиотехнической промышленности. Технический результат состоит в снижении магнитных потерь. При обработке шихтованного магнитопровода стержневого трансформатора, содержащего ярма и стержни, набранные из отдельных слоев ферромагнитных прямоугольных узких и широких пластин, его прямоугольные и П-образные пластины вырезают из рулонной ленты вдоль направления ее прокатки, осуществляют отжиг при 700-800°C в течение 60-20 минут, медленно охлаждают до 20°C и поперек направления прокатки наносят зоны локального лазерного воздействия по всей длине пластин, для стали с крупным зерном 15-50 мм с интервалом 5-2 мм, а с мелким зерном 5-15 мм - 15-5 мм. В местах сочленения отдельных пластин ярма и стержней лазерное воздействие осуществляют ступенчато, формируя угловой фронт под углом 45 градусов к направлению прокатки пластин. На ярмах П-образной части магнитопровода наносят зоны локального лазерного воздействия вдоль направления прокатки. Затем формируют пакет замкнутого магнитопровода, укладывают концы пластин встык друг к другу под углом 90 градусов в каждом слое и в последующем слое внахлестку к предыдущему слою, перекрывая стыки между пластинами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к области обработки листовой анизотропной электротехнической стали Fe-3% Si. Для улучшения физико-механических свойств стали, уменьшения магнитных потерь осуществляют горячую прокатку, по крайней мере одну холодную прокатку, обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиг, выпрямляющий отжиг, нанесение электроизоляционного магнитоактивного покрытия на основе нитридно-оксидных составов с коэффициентом термического расширения, меньшим, чем у стали путем ионно-плазменного осаждения с выдержкой 10-5 мин при температуре 20-50°С, дополнительный отжиг в окислительной среде путем нагрева до температуры 300-600°С со скоростью 30-50°С/мин в переменном магнитном поле напряженностью 1-5 кА/м, частотой 30-100 кГц, направленном вдоль оси прокатки ленты, изотермической обработки в течение 20-5 минут и охлаждения до комнатной температуры в переменном магнитном поле со скоростью 50-200°С/мин и лазерную обработку движущейся ленты поперек оси ленты с длиной пятна 0,2 мм в направлении прокатки, воздействуя на всю ширину ленты с интервалом между зонами 2-10 мм. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Предложен отжиговый сепаратор для текстурированной электротехнической листовой стали, который не ограничивает текучесть атмосферного газа во время окончательного отжига в форме конечного рулона и может предотвратить возникновение шероховатости поверхности. Отжиговый сепаратор содержит 0,01-0,05 мас.% Cl, 0,05-0,15 мас.% B, 0,1-2 мас.% CaO и 0,03-1,0 мас.% P2O3 и в основном состоит из оксида магния, имеющего степень активности лимонной кислоты 30-120 секунд, измеренную при 40 % CAA, удельную площадь поверхности 8-50 м2/г, измеренную по методу БЭТ, степень гидратации 0,5-5,2 мас.%, измеренную по потери при прокаливании, и содержание частиц, каждая из которых имеет диаметр частиц 45 мкм или более, составляет 0,1 мас.% или менее, отжиговый сепаратор дополнительно включает нерастворимое в воде соединение с диаметром частиц 45-150 мкм в количестве 0,05-20 мас.%, включительно, которое представляет собой оксид, отличный от оксида магния. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к текстурированной электротехнической листовой стали. Для обеспечения низких потерь в железе без ухудшения коррозионной стойкости листовая сталь толщиной t (мм) с пленкой на поверхности не имеет ржавчины на поверхности после испытания во влажной камере в течение 48 часов при температуре 50°С в атмосфере 98% влажности, при этом потери в железе W17/50 после облучения электронным пучком снижаются, по меньшей мере, на (-500t2+200t - 6,5)% потерь в железе W17/50 до облучения электронным пучком и составляют (5t2-2t+1,065) Вт/кг или менее. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству листа из текстурированной электротехнической стали для сердечников трансформаторов, электрических машин и электрогенераторов. Осуществляют горячую прокатку стального сляба, содержащего, в мас.%: C 0,001-0,10, Si 1,0-5,0, Mn 0,01-1,0, один или оба из S и Se с общей концентрацией 0,01-0,05, Al sol. (кислоторастворимый алюминий) 0,003-0,050, N 0,001-0,020, Fe и неизбежные примеси остальное. Проводят однократную, двух- или более кратную холодную прокатку с промежуточным отжигом между ними для получения листа конечной толщины. Подвергают лист первичному рекристаллизационному отжигу с применением сепаратора отжига, нанесенного на поверхность листа, с получением покрывающей стальную подложку пленки, содержащей форстерит. Затем подвергают конечному отжигу с рафинированием и выравнивающему отжигу, объединенному с нанесением и спеканием пленки верхнего покрытия. Первичный рекристаллизационный отжиг проводят путем нагрева со скоростью S1 в интервале температур между 500°C и 600°C, составляющей не менее 100°C/с, и со скоростью S2 в интервале температур между 600°C и 700°C, составляющей не менее 30°C/с и не более 0,6×S1. В качестве сепаратора отжига используют сепаратор, содержащий в качестве основного ингредиента MgO и имеющий расчетную величину распределения активности по лимонной кислоте µ(А) 3,5-3,8, показатель активности А не менее 4,0 и кумулятивную частоту F 25-45%. Достигается получение листа текстурированной электротехнической стали, обладающего требуемыми магнитными свойствами без трещинообразования или выкрашивания, вызываемых деформационным двойникованием. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к текстурированному листу из электротехнической стали, который может быть использован в качестве сердечника трансформатора. Текстурированный лист из электротехнической стали с низкими шумовыми характеристиками содержит линейные области напряжений, располагаемые с интервалом в направлении прокатки стального листа. Линейные области напряжений продолжаются под углом 30° или менее к направлению, ортогональному направлению прокатки стального листа. Потери в железе W17/50 составляют 0,720 Вт/кг или менее, магнитная индукция B8 составляет 1,930 Тл или более. Объем, занимаемый замыкающими доменами в деформированном участке, составляет от 1,00% или более до 3,00% или менее от общего объема, занимаемого магнитными доменами в стальном листе. Снижается уровень шума, создаваемого стальным сердечником трансформатора, изготовленным из наложенных друг на друга текстурированных листов электротехнической стали, в которых благодаря обработке по измельчению магнитных доменов уменьшены потери в железе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к текстурированному листу из электротехнической стали, используемому для изготовления сердечника трансформатора. Для снижения уровня шума в трансформаторе и потерь в железе согласно настоящему изобретению в листе, подвергнутом обработке для измельчения магнитных доменов, создают области пластической деформации, располагаемые в точечной последовательности в направлении ширины стального листа, при этом длина d каждой области пластической деформации составляет от 0,05 мм до 0,4 мм, а отношение (Σd/Σw) суммы Σd длин d к сумме Σw интервалов w каждой из вышеуказанных областей пластической деформации - в диапазоне от 0,2 до 0,6, причем области пластической деформации в листе создают посредством воздействия электронным пучком. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл., 4 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-06-10 2015-06-10T01:33:47
Наверх