СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ Российский патент 1997 года по МПК C21D8/12 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству холоднокатаной электротехнической анизотропной стали.

Известен способ производства анизотропной электротехнической стали, включающий горячую прокатку сляба с содержанием Si 2,5-3,3% Mn 0,05-0,20% Al 0,015-0,030% на полосу толщиной 2,5 мм с температурой смотки полосы в рулон 580-700^oC, двукратную прокатку с промежуточным обезуглероживающим отжигом и окончательный высокотемпературный отжиг (Лифанов В.Ф. Прокатка трансформаторной стали. М. Металлургия, 1974).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ производства трансформаторной стали (авт. св. СССР N 1585349, кл. C 21 D 8/12, 22.07.88) прототип.

Способ производства трансформаторной стали включает выплавку, разливку, горячую прокатку, охлаждение и смотку полос в рулоны, травление, однократную и многократную холодную прокатку с промежуточными отжигами, обезуглероживающий и окончательный отжиги. Улучшение качества поверхности стали за счет полного удаления окалины, повышение электротехнических свойств и уменьшение их неоднородности по объему рулона достигается за счет того, что смотку в рулон производят при 440-560^oC с величиной выступов витков из торца рулона не более 10 мм.

Основным недостатком как аналога, так и прототипа является отсутствие регламентации температурных параметров смотки полосы в рулон в зависимости от содержания алюминия в стали.

Изобретение направлено на улучшение электромагнитных свойств электротехнической анизотропной стали и снижение затрат на ее производство. Предлагаемый способ получения электротехнической анизотропной стали включает горячую прокатку слябов с массовой долей кремния 2,8-3,2% марганца 0,1-0,3% меди 0,1-0,7% алюминия 0,010-0,030% смотку полосы в рулон при температуре 530-650^oC, двукратную холодную прокатку с промежуточным обезуглероживающим отжигом и окончательный высокотемпературный отжиг.

Технический результата изобретения достигается за счет того, что в процессе горячей прокатки температуру смотки полосы в рулон уменьшают с увеличением массовой доли алюминия в стали. При этом, массовой доле алюминия 0,010-0,014% соответствует температура смотки 650-580^oC, а массовой доле алюминия 0,015-0,030% температура смотки 579-530^oC.

Известно, что при производстве анизотропной стали для обеспечения избирательного роста зерен с ориентировкой (110) [001] необходимо присутствие в процессе первичной рекристаллизации и перед началом вторичной рекристаллизации дисперсных включений второй фазы.

Количество дисперсной фазы должно быть оптимальным. При недостатке включений не соблюдаются условия надежной стабилизации матрицы первичной рекристаллизации и происходит нормальный рост зерен без развития процессов вторичной рекристаллизации. При избытке выделений сдерживающая сила их может быть настолько большой, что даже при температурах, превышающих температуру начала вторичной рекристаллизации, миграция границ зерен будет происходить медленно, и потенциальные центры роста зерен с ребровой ориентировкой не получат значительного размерного преимущества перед другими зернами, и процесс текстурообразования не разовьется.

Суммарное количество дисперсной фазы и форма ее выделения определяется химсоставом стали и режимами технологической обработки на всех переделах.

В нашем случае, когда в качестве сдерживающей фазы используются в основном нитриды алюминия, определяющее значение имеет содержание алюминия в стали и режимы горячей прокатки, в частности температура смотки полосы в рулон. Эти факторы закладывают потенциальную возможность выделения в дальнейшем сдерживающей фазы с оптимальными параметрами.

Выполненная нами работа позволяет утверждать, что температура смотки полосы в рулон, обеспечивающая получение стали с высоким уровнем магнитных свойств и минимальными затратами зависит от содержания алюминия в стали, и должна снижаться с увеличением концентрации алюминия.

Как показали проведенные исследования, стабильность твердого раствора алюминия и азота в феррите с увеличением содержания алюминия уменьшается и для того, чтобы зафиксировать максимальное количество этих элементов в растворе и предотвратить образование крупных нитридов в горячекатаной полосе, необходимо снижать температуру смотки полосы в рулон.

При повышении массовой доли алюминия в стали более 0,014% и температуры смотки полосы выше 580^oC количество грубых нитридов алюминия в горячекатаной полосе резко возрастает, а количество дисперсной фазы при окончательном отжиге уменьшается, что приводит к рассеянию ориентировки (110) [001] в конечном итоге ухудшению электромагнитных свойств стали.

Смотка в рулон после горячей прокатки стали с содержанием алюминия 0,010-0,014% при температуре 579-530^oC обеспечивает достаточное количество сдерживающей дисперсной фазы на последнем переделе и высокий уровень магнитных свойств готовой стали, однако приводит к излишним затратам, связанными с повышенным расходом охлаждающей воды.

Примеры реализации изобретения.

Металл с содержанием мас. кремния 2,9-3,1, углерода 0,030-0,045, марганца 0,15-0,25, меди 0,45-0,6, алюминия 0,010-0,030 выплавляли в кислородном конвертере, разливали на УНРС, литые слябы прокатывали на непрерывном стане 2000 на толщину 2,5 мм с температурой смотки 530-650^oC.

Горячекатаный подкат травили и прокатывали на непрерывном стане холодной прокатки на толщину 0,70-0,90 мм. Затем обезуглероживали в проходной печи до содержания углерода 0,003-0,005% и прокатывали на 20-ти валковом стане на толщины 0,23-0,35 мм. Окончательный высокотемпературный отжиг проводили в промышленных условиях при температуре 1150^oC и в лабораторных условиях при температуре 1100-1150^oC.

Параметры обработки и магнитные свойства анизотропной электротехнической стали приведены в таблице.

Использование: в черной металлургии, в частности в области производства холоднокатаной электротехнической стали. Сущность изобретения: способ включает горячую прокатку стали с массовой долей кремния 2,8-3,2%; марганца 0,1-0,3%; меди 0,1-0,7%; алюминия 0,010-0,030%; с температурой смотки полосы в рулон 530-650^oC, двукратную холодную прокатку, промежуточный обезуглероживающий отжиг и окончательный высокотемпературный отжиг. Изобретение позволяет улучшить электромагнитные свойства электротехнической анизотропной стали и снизить затраты на ее производство. Это достигается за счет того, что в процессе горячей прокатки температуру смотки снижают при увеличении массовой доли алюминия в стали. Причем для стали с массовой долей алюминия 0,010-0,014% температура смотки составляет 650-580^oC, а с массовой долей алюминия 0,015-0,030% - 579-530^oC. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ производства электротехнической анизотропной стали, включающий горячую прокатку со смоткой полосы в рулон, двухкратную холодную прокатку с промежуточным обезуглероживающим отжигом и окончательным высокотемпературным отжигом, отличающийся тем, что горячей прокатке подвергают сталь, содержащую, мас.

Кремний 2,8 3,2
Марганец 0,1 0,3
Медь 0,1 0,7
Алюминий 0,01 0,03
Железо Остальное
а смотку в рулон при горячей прокатке проводят при 530 650^oС, причем температуру смотки изменяют в зависимости от содержания алюминия в стали.