Способ производства изотропной электротехнической стали

 

Сущность изобретения: способ производства изотропной электротехнической стали включает горячую прокатку, нормализацию , холодную прокатку на конечную толщину, обезуглероживающий и заключительный отжиги. При этом температуру заключительного отжига устанавливают в зависимости от температуры нормализации tH.o и плавочного содержания Mn, AI согласно уравнению 1з.0(°С) 1385°С- - 0,31 тн.о (°С) - Ci Mn, вес% - С2 AI, вес% ± 7°С, где Ci 130°С/% - размерный коэффициент; С2 72°С/% - размерный коэффициент . 2 табл. ю о 8 СО

((9) ((!) (5!)5 С 21 0 8/12

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

«»=

« .ъ,,I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ """"""" ".

r gp /)p, .)К ПАТЕНТУ (21) 5026545/02 (22) 07.02.92 (46) 07.09.93. Бюл. М 33-36 (71) Новолипецкий металлургический комбинат им. Ю.В.Андропова (72) Настич В.П., Миндлин Б.И., Парахин В,И„

Ларин Ю.И„Похилов В.Г., Термер Э.P., Гольдштейн В.Я„Серый А.В. (73) Новолипецкий металлургический комбинат им. Ю.В.Андропова (56) 1. Авт.св. СССР

М 726189, МКИ С 21 0 1/78, опубл. 5.04.80.

2. Авт.св. СССР

hb 840157, М КИ С 21 D 8/12, опубл. 23.06.81, 3.Заявка Японии N 58-34531, МКИ

С 21 0 8/12. опубл. 27.07.83, 4,Заявка Японии N 60-162751, МКИ

С 22 С 38/06, С 21 0 8/2, опубл. 24.08,85.

5. Патент Бельгии и 640598, МКИ

С 22 С, В 21 О, опубл. 16.03.64, 6. Патент США М 4204890, МКИ

Н 01 F 1/04, опубл. 27.05.80.

7.Заявка Японии М 59-8049, МКИ

Н 01 F 1/16, С 21 0 8/12, С 22 С 38/06.

8.Заявка Японии N. 59-100218, МКИ

С 21 0 8/12, С 22 С 38/06, опубл, 9,06,84, 9. Авт.св. СССР

N. 742472, М КИ С 21 0 1/78, опубл, 25,06.80.

10. Авт,св. СССР

М 785367, М КИ С 21 0 1/78, опубл. 7.12.80.

11. Заявка Японии N. 59-74256, МКИ

С 22 С 38/06, Н 01 F 1/16. опубл. 26.04.84, 12.Заявка Японии N. 59-74224, МКИ С 21

0 8/12, B 21 В /00, опубл. 26.04.84.

13. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. M.. "Энергия", 1974, с, 238, (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ (57) Сущность изобретения: способ производства иэотропной электротехнической стали включает горячую прокатку, нормализацию, холодную прокатку на конечную толщину, обеэуглероживающий и заключительный отжиги. При этом температуру заключительного отжига устанавливают в зависимости от температуры нормализации tH.О и плавочного содержания

Мп, Al согласно уравнению т,.о(ОС) = 1385 С-0,31 t!«.о (C) -C> (Mn, вес ) - С2 (Al, весЯ ++ 7 С, где С1- 130 С/$ — размерный коэффициент; Ср - 72 С/$ — размерный коэффициент. 2 табл.

Ф

° М

В

О

О

Изобретение относится к металлургии, Известен ряд способов производства в частности к производству изотропных изотропных электротехнических сталей, электротехнических сталей включающих горячую прокатку, нопмализа2000341 цию, холодную прокатку о одну или две стадии, обезуглероживание в конечной толщине и заключительный отжиг, но отличающихся по режимам заключительного отжига, Так, в случае технологии с двукратной холодной прокаткой рекомендуетс температура заключительного отжига t3.O в способах (1-3) колеблется от 850 до 1100"С. В случае технологии с однократной прокаткой диапазон рекомендуемых температур t3,o еще шире.

Так, максимальная температура t> o, рекомендуемая в способах (4-6) составляет, соответственно, 800, 981, 1000 С. В способах (7, 8) предлагалось устанавливать с,,о >1050 С, что, по мнению авторов заявки (8), обеспечивает в центральных слоях металла размер зерен более 100 мкм, В способе термической обработки (9) предлагается температуру отжига холоднокатаной кремнистой стали устанавливать в зависимости от содержания в ней кремния, Однако в способе (9) не определена зависимость оптимальных режимов от содержания других химических элементов. В способе (10) рекомендуется перед обеэуглерожиоанием проводить дополнительный отжиг при температуре, зависящей от содержания в стали

Sl, Al, С. Но проведение дополнительного отжига затрудняет последующее обезуглероживание. В способе (11) предлагается способ производства изотропной стали, который обеспечивает в готовой стали размер зерен в диапазоне 100+ 3,5 (Si+ Al) 0 (мкм) 5 170+ 5 (Sl + AI) . Однако на практике необходимо иметь техническое решение, позволяющее обеспечить при любом химическом составе стали строго определенный размер зерен, позволяющий обеспечить минимум удельных потерь на перемагничивание, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому решению является способ производства, включающий горячую прокатку, нормализацию, однократную холодную прокатку, обезуглероживание и заключительный отжиг, в котором температуру t3,О устанавливают о диапазоне

900-1050 С (12), Этот диапазон температур во многих случаях включает рекомендуемые температуры в заявляемом техническом решении. На этом основании способ (12) выбран в качестве прототипа. Однако недостатком способа (12) является отсутствие указаний на зависимость оптимальной температуры 1, oT химсостаоа стали и режима нормализации Это обуславливает и более высокие удельные потери на перемагничивание пп сравнению г, эаявляемы л решением.

Целью издбретения является снижение удельных потерь на перемагничивание за счет обеспечения оптимального размера зерен в готовой стали толщиной 0.5 мм.

Поставленная цель достигается тем. что в способе, включающем горячую прокатку, нормализацию, холодную прокатку на конечную толщину, обеэуглероживающий и заключительный отжиги, температуру заключительного отжига t3 О устанавливают в зависимости от температуры нормализации

tH,o и плавочного содержания Мп, Ai согласно уравнению;

ts.o(C) = 1385 С -0,31 1, ("С)- C1. (Мп, вес. )- Cz (Al. вес. ) +.7 С, где C1 =- 130 С/ — размерный коэффици20

Cz = 72 С/% — размерный коэффициент, Уровень удельных потерь на перемагничивание, в конечном итоге, зависит от доменной структуры: размеров домен, их ориентации и подвижности границ. Наряду с такими факторами, как текстура и количество включений. на доменную структуру оказывает влияние и размер зерен (13): увеличение О. с одной стороны, приводит к снижению потерь на гистереэис, а с другой— к увеличению потерь от вихревых токов. В связи с этим для каждой плавки должен существовать оптимальный размер зерен, ТаКая ЭаВИСИМОСтЬ, 11OьуЧЕННая экспериментально на металле 90 плавок изотропной электротехнической стали в толщине

0,5 мм, представлена в виде уравнения

40 0опт (мкм) = 76+ 140 (Мп, вес. ) (1)

Для прогнозирования оптимальной температуры заключительного отжига, обеспечивающей минимум магнитных по45 терь, необходимо знать зависимость 0 от химсостава, t3,О и температуры нормализации tH,o. Такая зависимость в виде уравнения (2) была получена экспериментально на металле 12 плавок, Каждая г1лавка была разбита на 6-9 рулонов, из которых каждый назначался на различные температуры нормализации и рекристаллиэации: . — 1012

0 (мкм) = 86,4 ь- 23,6 (-- " — — - ) +

35 о

С - RnR

+123(--"-- - )

2000341

А|, вес — 0.455

0,085,032 — )+

+ 3,09 (0,0145

5 9 (5 . в е ее 2 2 . 9 9 3 2 )

0,13 (2) 50

+13 6(Мп. вес 4 — 0,24

0.06

Теперь оптимальную температуру тэ.р можно получить, подставив уравнение (1) вместо левой части уравнения (2). В результате получают уравнение (3):

1э.о (С) - 1385 - 0.31 1н.p (С) - 130 х х(Мп, вес. )-72 (А), вес, ), (3)

Уравнение (3) было опробировано в лабораторных и полупромышленных условиях и положено в основу формулы изобретения.

Влияние всех других химических элементов при допустимых изменениях их содержания ограничивалось изменением t3.О в сумме не более, чем на 4- 7 С.

Пример. В эксперименте испольэовали горячекатаный металл IV группы легирования (всего 5 плавок).

Химсостав плавок приведен в табл.1.

Весь металл был разбит на две половины, которые подвергались нормализации при tH.p - 850 С и tH.p - 950 С. Далее, после прокатки на толщину 0,5 мм, проводили обеэуглероживающий и заключительный отжиги. При этом устанавливали температуру заключительного отжига в диапазоне 10001080 С, разбитом на 11 температур, с шагом в 5 С. В табл.2 приведены только результаты замера Рi,óù в образцах, которые назначались на сз.о 1000 С, 1050 С„1з.р 812 С. тзо-3-7 С, газо +2 С, эо+3-7 С, t3,p + 8 - 12 С. При этом за обработку по прототипу принят отжиг при t .о 1000, 1050 С. Заключительный отжиг при t3,p

=1050 С проводился также для сопоставления эффективности заявляемого техниче5

45 ского решения по сравнению с действующей технологией. Значение t> О получено иэ расчета по уравнению (3) и приводится в табл.2 для сопоставления расчетной температуры и оптимальной температуры, найденной экспериментально, Из представленных результатоь я табл.2 следует, что заключительный отжиг при 1з,о = 1000 и 1050 С (принятый эа обработку по прототипу) обеспечивает в среднем уровень удель- . ных потерь Р1,ущ - 3,12 Вт/кг. Такой же уровень. обеспечивается при обработке по режимам действующей технологии на

ИЛМК. В случае заключительного отжйга при тз.оР"" 7 С, где t>.pр"" рассчитывалась по уравнению (3), уровень удельных потерь PIs/so составил в среднем значение

3,03 Вт/кг. т.е. на 0,09 Вт/кг лучше, чем по п рототи пу.

Таким образом, проведение заключительного отжига при температуре тз,о (ОС)=1385 С - 0,31 t94.p (С) - 130 (Mn, вес.$)-72 (А1, вес, ) 7 С позволяет снизить уровень Р1,у о на 0,09 Вт/кг для стали толщиной 0,5 мм; повысить марочный состав изготовляемой стали.

Формула изобретения

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий горячую прокатку, нормализацию, холодную прокатку на конечную толщину, обеэуглероживающий и заключительный отжиги, о тл и ч а ющи йс я тем, что,с целью снижения удельных потерь на перемагничивание путем обеспечения оптимального размера зерен в готовой сталй толщиной 0,5 мм, температуру заключительного отжига t3,О устанавливают s зависимости от температуры нормализации tH,p и плавочного содержания марганца Мп и алюминия Al согласно уравнению тз.о(ОС)-1385 С-0,31 tp о (С)-C1 Mn(Mac. ) - Сг Al(Mac. ) 4- 7 С где С1- 130 С/ и Сг = 72 С/ — размерные коэффициенты.

2000341

tçáëèöà 1

Таблица 2

2000341 о тл.о С рог. ч тз о

N и/и

Р уд, Втlкг

Мп

1060

3,12

1065

3,04

1070

2,97

1080

3,05

3,14

3,11

950

1000

0,18

0,45

1035

Прототип

1025

1035

30

1040

1045

1050

Прототип

1067

850

1000

3,16

Прототип

1050

3,18

Прототип

3,20

3.05

36

3,04

3,08

3,16

38

39

1000

3,14

1026

950

0,39

0,28

Прототип

43

47

Прототип

3,13

1000

1058

850

Прототип

1050

3,14

Г1 рототип

1065

52

1070

Химсостав, вес. (, 1055

1075

1050

Продолжение т л 2

3,14

3,12

3,00

3,06

3,12

3,17

3,12

3,01

2,88

3,06

3,18

3,12

3,12

3,10

3,10

3,22

2000341

Продолжение табл. 2

Составитель В.Макашов

Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Редактор

Заказ 3066

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул f эгзринл 101