СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ Российский патент 2003 года по МПК C21D8/12 

Описание патента на изобретение RU2220212C1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии производства холоднокатаной изотропной электротехнической (динамной) стали.

Известен способ производства изотропной электротехнической стали, включающий выплавку, непрерывную разливку, горячую прокатку, термическую обработку горячекатаного подката, холодную прокатку в несколько стадий, термообработку холоднокатаных полос. Предпоследнюю стадию холодной прокатки проводят с обжатием 20-50% в валках с шероховатостью поверхности Ra=l,0-4,0 мкм, а последнюю - с обжатием 12-35% в валках с шероховатостью поверхности Ra=0,16-0,63 мкм [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не пригоден для производства электротехнической стали толщиной менее 0,4 мм, т.к. при этом геометрические параметры полосы и ее электромагнитные свойства резко ухудшаются.

Известен также способ производства холоднокатаной изотропной электротехнической стали, включающий горячую прокатку полосы, первую холодную прокатку с обжатием 40-80% до промежуточной толщины, рекристаллизационный отжиг в обезуглероживающей атмосфере, вторую холодную прокатку с обжатием 6-10%, рекристаллизационный отжиг, третью холодную прокатку с обжатием 3-7% и окончательный отжиг [2].

Производство по известному способу не обеспечивает получения высоких электромагнитных свойств и требует проведения большого количества технологических операций.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали, включающий горячую прокатку слябов на полосу толщиной 2,2-3,5 мм, травление, многопроходную холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг при температуре 900-950oС, вторую многопроходную холодную прокатку на конечную толщину, обезуглероживающий отжиг во влажной атмосфере при температуре 950-1050oС в проходной печи, при этом вторую холодную прокатку проводят с обжатием, величина которого зависит от содержания серы в стали [3] - прототип.

Недостатки известного способа прокатки состоят в том, что готовая холоднокатаная сталь имеет высокий уровень удельных магнитных потерь. Кроме того, для производства требуется проведение большого количества технологических операций промежуточной технической обработки и второй холодной прокатки.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении магнитных потерь при одновременном сокращении количества технологических операций.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства изотропной электротехнической стали, включающем многократную холодную прокатку горячекатаных полос, последующие обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиги, согласно предложению многократную прокатку ведут в несколько стадий с суммарным обжатием 85-95% при отношении толщины прокатываемой полосы к диаметру валков, равном 0,001-0,009, между стадиями холодной прокатки производят обрезку кромок холоднокатаных полос, а обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиги осуществляют при температурах 780-850oС и 900-1050oС соответственно.

Сущность изобретения состоит в следующем. Для снижения удельных магнитных потерь Р1,5-50 в стали за счет деформации и отжига необходимо сформировать текстуру с кристаллографической ориентировкой {100} [UVW], т.е. максимально увеличивать кубическую составляющую текстуры. Холодная прокатка полосы с суммарным обжатием 85-95% при отношении толщины полосы к диаметру валков, равном 0,001-0,009, обеспечивает формирование деформированных изотропных зерен микроструктуры, вытянутых в направлении прокатки, длина которых в 4-5 раз превышает ширину. Последующий обезуглероживающий отжиг при температуре 780-850oС позволяет наиболее полно удалить углерод из металлической матрицы. Окончательный рекристаллизационный отжиг при температуре 900-1050oС позволяет полностью устранить анизатропию механических и магнитных свойств обезуглероженной стальной полосы, сформировать равномерную структуру с зернами округлой формы После рекристаллизационного отжига доля зерен с кристаллографической ориентировкой {100} [UVW(возрастает до 40-60%, что, в свою очередь, приводит к снижению удельных магнитных потерь изотропной листовой стали. При этом, поскольку получение готовой листовой стали осуществляется за один передел (без промежуточных отжигов), сокращается до минимума требуемое количество технологических операций и длительность производственного цикла.

Экспериментально установлено, что при суммарном обжатии менее 85% или отношении толщины Н прокатываемой полосы к диаметру D валков менее 0,001 не обеспечивается формирование оптимальной структуры и текстуры в деформированном состоянии. В результате ухудшаются электромагнитные свойства. Увеличение суммарного обжатия более 95% или отношения толщины Н прокатываемой полосы к диаметру D валков более 0,009 уменьшает долю зерен с кристаллографической ориентировкой {100} [UVW], что ведет к росту удельных магнитных потерь. В обоих случаях для улучшения электромагнитных свойств требуется проведение промежуточного отжига, увеличивающего количество технологических операций.

Если температура обезуглероживающего отжига будет ниже 780oС или рекристаллизационного отжига ниже 900oC, то ухудшается степень обезуглероженности и уменьшатся размеры рекристаллизованных зерен микроструктуры, что приводит к росту коэрцитивной силы и повышению удельных магнитных потерь готовой стали. Увеличение температуры обезуглероживающего отжига выше 850oC или рекристаллизационного отжига выше 1050oС приводит к формированию разнозеренной микроструктуры, неравномерности электромагнитных свойств и росту удельных магнитных потерь.

Примеры реализации способа
Горячекатаные полосы (подкат) толщиной Н0=2,7 мм из кремнийсодержащей стали следующего состава, мас.%:
C - 0,03
Si - 2,5
Mn - 0,8
Al - 0,4
P - 0,02
Fe - Остальное
Подвергают соляно-кислотному травлению в линии непрерывного травильного агрегата для удаления окалины. Горячекатаные травленые полосы подвергают холодной прокатке на непрерывном 4-клетевом стане кварто 1400 с диаметром рабочих валков D1=450 мм, прокатку ведут на толщину H1=0,6 мм.

Отношение толщины полосы к диаметру рабочих валков перед холодной прокаткой на 4-клетевом стане 1400 (К1) и после нее (К2) составляет:
К10/D1=2,7 мм/450 мм=0,0060;
К21/D1=0,6 мм/450 мм=0,0013.

После первой стадии холодной прокатки производят обрезку кромок холоднокатаных полос.

Полученные холоднокатаные полосы в дальнейшем прокатывают на 20-валковом стане 1200 с диаметром рабочих валков D2=85 мм с толщиной Н1=0,6 мм до конечной толщины Р2=0,27 мм, суммарное обжатие Е полосы при холодной прокатке составляет:
E=[(Н01)/H0]х100%=[(2,7 мм-0,27 мм)/2,7 мм]х100%=90%,
а отношение толщины полосы к диаметру рабочих валков перед (К3) и после (К4) прокатки на 20-валковом стане равны
К3=H1/D2=0,6 мм/85 мм=0,0070,
К42/D2=0,27 мм/85 мм=0,0030.

Таким образом, значения K1, К2, К3, К4 укладываются в заявленном диапазоне 0,001-0,009.

Холоднокатаные полосы толщиной Н2=0,27 мм обрабатывают в линии агрегата непрерывного отжига путем нагрева до температуры T1=815oС в секции печи с обезуглероживающей атмосферой (обезуглероживающий отжиг), а затем - до температуры Т2= 975oС в секции печи с сухой азотно-водородной атмосферой (рекристаллизационный отжиг).

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение электромагнитных свойств изотропной электротехнической стали при одновременном сокращении количества технологических операций. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) и реализации способа-прототипа (вариант 6) электромагнитные свойства холоднокатаных полос ухудшаются, требуется проведение дополнительных отжигов в промежуточных толщинах.

Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения состоят в том, что холодная прокатка в несколько стадий с суммарным обжатием 85-95% при отношении толщины прокатываемой полосы к диаметру валков, равном 0,001-0,009, с проведением обрезки кромок холоднокатаных полос между стадиями холодной прокатки, обезуглероживающий отжиг при температуре 780-850oС и рекристаллизационный отжиг при температуре 900-1050oC обеспечивает повышение электромагнитных свойств при исключении необходимости проведения промежуточных термообработок.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства динамной стали на 15-20%.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР 1710587, МПК С 21 D 8/12, 1992.

2. Авт. свид. СССР 1087555, МПК C 21 D 8/12, 1984.

3. Авт. свид. СССР 1507822, МПК C 21 D 8/12, 1/78, 1989 - прототип.

Похожие патенты RU2220212C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОС ИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СТАЛЕЙ 2002
  • Скороходов В.Н.
  • Настич В.П.
  • Миндлин Б.И.
  • Чеглов А.Е.
  • Пименов А.Ф.
  • Барыбин В.А.
  • Сарычев И.С.
  • Аглямова Г.А.
  • Маркин Г.И.
  • Трайно А.И.
RU2221878C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ 2010
  • Трайно Александр Иванович
  • Слюсарь Нелли Юрьевна
  • Чеглов Александр Егорович
  • Кондратков Дмитрий Александрович
  • Дёгтев Сергей Сергеевич
  • Мариев Сергей Александрович
RU2427654C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОС ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ С УЛУЧШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ 2009
  • Божков Александр Иванович
  • Чеглов Александр Егорович
  • Дёгтев Сергей Сергеевич
  • Кондратков Дмитрий Александрович
  • Шопин Иван Иванович
  • Олейник Алексей Николаевич
RU2413007C1
Способ производства изотропной электротехнической стали 1989
  • Похилов Виктор Геннадиевич
  • Парахин Владимир Иванович
  • Ларин Юрий Иванович
  • Шаповалов Анатолий Петрович
  • Фролов Владимир Викторович
  • Барыбин Владимир Алексеевич
  • Овчинников Валентин Иванович
  • Калинин Вячеслав Николаевич
  • Настич Владимир Петрович
  • Миндлин Борис Игоревич
  • Ролдугин Алексей Степанович
  • Поляков Михаил Юрьевич
  • Барятинский Валерий Петрович
SU1710587A1
Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями 2018
  • Черников Олег Владимирович
  • Барыбин Владимир Алексеевич
  • Барыбин Дмитрий Владимирович
  • Дегтев Сергей Сергеевич
RU2693277C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ 1999
  • Настич В.П.
  • Чеглов А.Е.
  • Барятинский В.П.
  • Миндлин Б.И.
  • Парахин В.И.
  • Долматов А.П.
  • Милованов А.А.
RU2155233C1
СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ПОЛОСЫ ИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ 1994
  • Франценюк И.В.
  • Казаджан Л.Б.
  • Настич В.П.
  • Лосев К.Ф.
  • Миндлин Б.И.
  • Парахин В.И.
RU2082770C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ПОЛУОБРАБОТАННОЙ ЛЕГИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ 2013
  • Мишнев Петр Александрович
  • Дятлов Илья Алексеевич
  • Антонов Павел Валерьевич
  • Черняев Михаил Геннадьевич
  • Курсаев Александр Михайлович
  • Драницын Андрей Александрович
  • Корытин Павел Владимирович
RU2529326C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ С ОРИЕНТИРОВАННЫМ ЗЕРНОМ 2006
  • Гюнтер Клаус
  • Лан Лудгер
  • Плох Андреас
  • Совка Эберхард
RU2383634C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ 1998
  • Настич В.П.
  • Чеглов А.Е.
  • Миндлин Б.И.
  • Парахин В.И.
  • Барыбин В.А.
RU2126843C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 220 212 C1

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии производства изотропной электротехнической (динамной) стали. Способ производства изотропной электротехнической стали включает многократную холодную прокатку горячекатаных полос, последующие обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиги. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении электромагнитных свойств при одновременном сокращении количества технологических операций. Для решения поставленной технической задачи многократную холодную прокатку ведут в несколько стадий с суммарным обжатием 85-95% при отношении толщины прокатываемой полосы к диаметру валков, равном 0,001-0,009, между стадиями холодной прокатки производят обрезку кромок холоднокатаных полос, а обезуглероживаюющий и рекристаллизационный отжиги осуществляют при температурах 780-850oC и 900-1050oС соответственно. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 220 212 C1

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий многократную холодную прокатку горячекатаных полос, последующие обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиги, отличающийся тем, что многократную холодную прокатку ведут в несколько стадий с суммарным обжатием 85-95% при отношении толщины прокатываемой полосы к диаметру валков, равном 0,001-0,009, между стадиями холодной прокатки производят обрезку кромок холоднокатаных полос, а обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиги осуществляют при температурах 780-850°С и 900-1050°C соответственно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2220212C1

Способ получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали 1987
  • Неделин Анатолий Тихонович
  • Цырлин Михаил Борисович
  • Миронов Леонард Владимирович
SU1507822A1
Способ производства изотропной электротехнической стали 1985
  • Булычева Зоя Николаевна
  • Миронов Леонард Владимирович
  • Молотилов Борис Владимирович
  • Голяев Валентин Иванович
  • Филатов Николай Яковлевич
  • Орлов Сергей Александрович
  • Голованенко Сергей Сергеевич
  • Овчаров Владимир Петрович
SU1320246A1
Способ изготовления металлических полос 1988
  • Лозовой Владимир Николаевич
  • Синицин Владимир Григорьевич
  • Куликов Виктор Иванович
  • Сейсимбинов Темир-Али Сейлханович
  • Свичинский Александр Григорьевич
  • Баландин Борис Владимирович
SU1527291A1
Способ производства холоднокатаной динамной стали 1988
  • Лозовой Владимир Николаевич
  • Цырлин Михаил Борисович
  • Агеев Леонид Матвеевич
  • Кавтрев Вячеслав Михайлович
  • Востриков Василий Петрович
SU1595929A1
Штамп для штамповки деталей с изогнутой осью 1988
  • Булаткина Нина Яковлевна
SU1636107A1

RU 2 220 212 C1

Авторы

Скороходов В.Н.

Настич В.П.

Миндлин Б.И.

Чеглов А.Е.

Пименов А.Ф.

Барыбин В.А.

Сарычев И.С.

Чернов П.П.

Мамышев В.А.

Трайно А.И.

Даты

2003-12-27Публикация

2002-04-10Подача