СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕКСТУРИРОВАННОЙ СТАЛИ Российский патент 2016 года по МПК C21D8/12 H01F1/16 C22C38/02 C22C38/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения листа электротехнической текстурированной стали с отличными потерями в железе.

Известный уровень техники

Лист текстурированной электротехнической стали является мягким магнитным материалом, кристаллическая ориентировка которого в заметной степени является ({110}<001>) ориентировкой Госса, и в основном используется в железном сердечнике трансформаторов, железном сердечнике электродвигателей и т.п. При этом требуется лист текстурированной электротехнической стали, используемый в трансформаторе, с низкими потерями в железе для снижения потерь холостого хода (потери энергии). В качестве способа снижения потерь в железе, известно, что эффективным является уменьшение толщины листа, увеличение добавляемого количества Si, улучшение ориентировки кристаллов, приложение высокого напряжения при растяжении к листу стали, сглаживание поверхности листа стали, измельчение структуры вторичной рекристаллизации и т.п.

В качестве способа измельчения зерна вторичной рекристаллизации среди этих методов предложен способ проведения быстрого нагрева при обезуглероживающем отжиге, способ выполнения быстрого нагрева непосредственно перед обезуглероживающим отжигом для улучшения текстуры первичной рекристаллизации и т.д., как раскрыто в патентных документах 1 ~ 4, Например, в патентном документе 1 раскрыт способ изготовления листа текстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе нагревом холоднокатаного стального листа, прокатанного до конечной толщины в неокислительной атмосфере с P_H2O/P_H2 не более 0,2 при скорости нагрева не менее 100°C/с до температуры не ниже 700°C непосредственно перед обезуглероживающим отжигом. Также патентный документ 3 и т.п. раскрывает способ изготовления листа электротехнической стали с превосходными свойствами покрытия и магнитными свойствами нагревом в зоне температуре не ниже 600°C со скоростью нагрева не менее 95°C/с до не ниже 800°C и надлежащим контролем атмосферы в этой зоне температур.

Способ улучшения текстуры первичной рекристаллизации быстрым нагревом однозначно определяет скорость нагрева относительно температурного диапазона от приблизительно комнатной температуры до не ниже 700°C в качестве диапазона температур быстрого нагрева. Это техническая идея понимается как попытка улучшения текстуры первичной рекристаллизации путем повышения температуры до температуры близкой к температуре рекристаллизации в течение короткого времени, чтобы подавить рост γ-волокна ({111} волокнистая структура), которое преимущественно формируется при обычной скорости нагрева и способствует возникновению {110}<001> структуры в качестве зародыша зерна вторичной рекристаллизации. С использованием этого способа может быть измельчено зерно вторичной рекристаллизации для улучшения потерь в железе.

В качестве способа выполнения быстрого нагрева существует способ, описанный в патентном документе 5, в котором эффект быстрого нагрева не менее 50°C/с может быть достигнут соответствующим контролем условий прокатки, но указано, что значительный эффект достигается при скорости нагрева около 80°C/с или при более высокой скорости. Однако для увеличения скорости нагрева требуются специальные и крупногабаритные нагревательные установки индукционного нагрева, электрического нагрева и т.п. и большая подводимая мощность требуется в течение короткого времени. Также существует проблема в том, что форма стального листа ухудшается, что затрудняет заправку в валки листа на производственной линии из-за резкого изменения температуры за счет быстрого нагрева.

Документы известного уровня техники

Патентные документы

Патентный документ 1: JP-A-H07-062436

Патентный документ 2: JP-A-H10-298653

Патентный документ 3: JP-A-2003-027194

Патентный документ 4: JP-A-2000-204450

Патентный документ 5: JP-A-H07-062437

Краткое изложение существа изобретения

Задача, решаемая изобретением

Настоящее изобретение создано с учетом вышеуказанных проблем обычных способов и предлагает способ изготовления, в котором когда скорость нагрева отжига первичной рекристаллизации составляет не менее 80°C/с, как в обычных способах, эффект, равный полученному с более высокой скоростью нагрева, достигается и даже когда скорость нагрева относительно низкая, менее 80°C/с, эффект быстрого нагрева приводит к измельчению зерна вторичной рекристаллизации более эффективно по сравнению с обычным способом, при стабильном получении листа текстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе.

Решение задачи

Изобретатели провели различные исследования идеальных условий теплового цикла отжига первичной рекристаллизации, в частности, скорость нагрева (температурный рельеф) для решения поставленной задачи с различных точек зрения. Как указано выше, считается, что цель быстрого нагрева до температуры около 700°C в процессе нагрева отжига первичной рекристаллизации заключается в преимущественной активации рекристаллизации: структуры Госса {110}<001> за счет прохождения зоны температур преимущественной активации рекристаллизации: γ-волокна {111} волокнистой текстуры или зоны температур от 550°C до 580°C в течение короткого времени.

С другой стороны, зона температур ниже диапазона температур 550 ~ 700°C преимущественного роста {222}, которая обычно эквивалентна {111}, в процессе нагрева вызывает возврат структуры или полигонизацию дислокаций до более низкой плотности дислокаций, но не достаточна для выполнения рекристаллизации. Таким образом, рекристаллизация {222} практически не усиливается, даже если температуру выдерживают в первой зоне температур в течение длительного времени. Однако было установлено, что, поскольку плотность дислокаций в значительной степени снижена в такой зоне температур при повышении накопления деформации в структуре, происходит большое изменение в текстуре первичной рекристаллизации, при выдерживании в зоне в течение короткого времени, в результате чего эффект измельчения зерна вторичной рекристаллизации может быть эффективно достигнут, и в результате изобретение было завершено.

То есть изобретение предлагает способ изготовления листа текстурированной электротехнической стали горячей прокаткой стального сляба химического состава, включающего C: 0,001 ~ 0,10 мас. %, Si: 1,0 ~ 5,0 мас. %, Mn: 0,01 ~ 0,5 мас. %, Al: менее 0,0100 мас. %, каждого из S, Se, O и N: не более 0,0050 мас. % и остальное Fe и неизбежные примеси, проведением однократной или двукратной, или многократной холодной прокатки полученного горячекатаного листа, включая промежуточный отжиг между ними до конечной толщины после или без отжига в зоне горячих состояний, выполнением отжига первичной рекристаллизации полученного холоднокатаного листа и затем нанесением отжигового сепаратора для выполнения окончательного отжига, характеризующийся тем, что в диапазоне температур от 550 ~ 700°C в процессе нагрева отжига первичной рекристаллизации выполняют быстрый нагрев при средней скорости нагрева 40~200°С/с, в то время как в зоне температур 250~550°С скорость нагрева не более 10°С/с сохраняется в течение 1~10 секунд.

В способе изготовления листа электротехнической текстурированной стали по изобретению стальной сляб содержит один или несколько элементов, выбранных из Cu: 0,01~0,2 мас. %, Ni: 0,01~0,5 мас. %, Cr: 0,01~0,5 мас. %, Sb: 0,01~0,1 мас. %, Sn: 0,01~0,5 мас. %, Мо: 0,01~0,5 мас. %, Bi: 0,001~0,1 мас. %, Ti: 0,005~0,02 мас. %, Р: 0,001~0,05 мас. % и Nb: 0,0005~0,0100 мас. % в дополнение к вышеуказанному химическому составу.

В способе изготовления листа электротехнической текстурированной стали согласно изобретению сульфид и/или сульфат добавляют к отжиговому сепаратору, или выполняют азотирование после первичной рекристаллизации.

Эффект изобретения

В соответствии с изобретением эффект измельчения зерна вторичной рекристаллизации, равный или более высокий, чем в обычном способе проведением быстрого нагрева с более высокой скоростью нагрева, может быть достигнут, даже если скорость нагрева в процессе нагрева отжига первичной рекристаллизации соответственно низкая, так что можно просто и стабильно изготавливать лист текстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является графиком, показывающим влияние температуры отжига на время отжига и количество рекристаллизованного зерна в раскисленной Al стали.

Фиг. 2 представляет график, показывающий влияние температурного рельефа на соотношение между скоростью нагрева при 550~700°С и потерями в железе.

Фиг. 3 представляет график, показывающий влияние температурного рельефа на относительную интенсивность {110}.

Осуществления изобретения

Будут описаны эксперименты, приведшие к разработке изобретения.

<Эксперимент 1>

Стальной сляб химического состава, включающего С: 0,03 мас. %, Si: 3,1 мас. %, Mn: 0,03 мас. %, Al: менее 0,0100 мас. %, каждого из S, Se, О и N: не более 0,0050 мас. % и остальное Fe и неизбежные примеси подвергают горячей прокатке для формирования горячекатаного листа, который подвергают отжигу в зоне горячих состояний и однократной холодной прокатке для формирования холоднокатаного листа (рулона)толщиной 0,30 мм. После этого 30 образцов для испытаний L: 300 мм × C: 100 мм вырезают вдоль и по ширине центральной части холоднокатаного листа.

Затем образцы для испытаний нагревают до температуры до 700°C при различных скоростях нагрева с использованием электрического нагревательного устройства и затем подвергают отжигу первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом нагревом до 800°C при 30°C/с и выдержки во влажной атмосфере водорода в течение 60 секунд. Кроме того, нагрев в отжиге первичной рекристаллизации проводят с тремя температурными профилями, т.е. температурным профилем 1, в котором температуру непрерывно повышают от комнатной температуры до 700°C при постоянной скорости нагрева и нагрев в зоне от 700°C до 800°C при постоянной скорости нагрева, температурным профилем 2, в котором температуру 450°C сохраняют в течение 3 секунд в ходе нагрева до 700°C, и температурным профилем 3, в котором температуру 450°C сохраняют в течение 15 секунд в ходе нагрева до 700°C. Кроме того, скорость нагрева в температурном профиле 2 и 3 означает скорость нагрева до и после вышеуказанного выдерживания, и все характеристики атмосферы и т.п., в температурном профиле 2 и 3 такие же, что и в температурном профиле 1.

Затем отжиговый сепаратор, состоящий главным образом из MgO, наносят на поверхность испытуемого образца после отжига первичной рекристаллизации (обезуглероживание), который подвергают отжигу вторичной рекристаллизации (окончательный отжиг) при 1150°C в течение 10 часов и наносят и прокаливают изоляционное покрытие, создающее напряжение при растяжение, на основе фосфата.

Измеряют потери в железе W_17/50 полученных таким образом после окончательного отжига образцов для испытаний (потери в железе при возбуждении с плотностью магнитного потока 1,7 Тл на промышленной частоте 50 Гц) с SST (однолистовой тестер), и результаты измерений представлены на фиг. 2. Как видно из этой фиг., подходящие потери в железе получены с температурным рельефом 2 при выдерживании при 450°C в течение 3 секунд при нагреве по сравнению с температурным рельефом 1 непрерывного повышения температуры. Например, даже когда скорость нагрева составляет 40°C/с в температурном рельефе 2, получаются потери в железе такие же как и в случае, когда скорость нагрева в температурном рельефе 1 составляет 80°C/с. С другой стороны, в температурном рельефе 3 с выдерживанием при 450°C в течение 15 секунд при нагреве, потери в железе W_17/50 во всех образцах составляют не менее 1,10 Вт/кг (не показаны), и дополнительная вторичная рекристаллизация не происходит, когда скорость нагрева составляет не менее 100°C/с.

<Эксперимент 2>

Испытуемые образцы того же размера отбирают в тех местоположениях холоднокатаного рулона, полученного в эксперименте 1, и нагревают с помощью электрического нагревательного аппарата в условиях непрерывно нагрева от комнатной температуры до 700°C при скорости нагрева 40°C/с или 100°C/с или при условии выдержки при одной температуре из 400°C, 500°C и 600°C в течение 3 секунд в ходе нагрева от комнатной температуры до 700°C при скорости нагрева 100°C/с, и затем проводят отжиг первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом нагревом от 700°C до 800°C со скоростью нагрева 30°C/с и выдержку во влажной атмосфере водорода в течение 60 секунд. Для листов после отжига первичной рекристаллизации, полученных таким образом, измеряют относительную интенсивность с помощью рентгеновской дифрактометрии, которая подтверждает, что {110} относительная интенсивность в случае выдерживания при 400°C или 500°C выше по сравнению со случаем выдерживания при 600°C или случаем непрерывного нагрева при 40°C/с, и равна или больше, чем в случае быстрого нагрева при 100°C/с, или что улучшается рекристаллизация зерна ориентировки Госса ({110}<001>) в качестве зародышей вторичной рекристаллизации, как показано на фиг. 3.

Механизм такого явления считается следующим.

В общем, движущей силой, вызывающей рекристаллизацию, является энергия деформации, и что выделение энергии деформации легко проходит в части с высокой энергией деформации. Поэтому явление предпочтительной рекристаллизации, как отмечается в технической литературе (Shiraiwa, Terasaki, Kodama, "Recrystallization process during isothermal annealing in Alkilled steel" (Процесс рекристаллизации стали раскисленной Al стали при изотермическом отжиге) Journal of the Japan Institute of Metals and Materials, vol. 35, No. 1, p 20), показывает, что высокая энергия деформации сохраняется в {222} структуре (см. фиг. 1).

При выдержке холоднокатаного стального листа в течение короткого промежутка времени в зоне температуры измельчения структуры за счет полигонизации дислокаций и уменьшения энергии деформации, уменьшение энергии деформации становится большим в {222}, имеющей высокую энергию деформации по сравнению с другими ориентировками кристаллов. В результате, когда лист выдерживают при температуре, вызывающей измельчение, разница в накоплении энергии деформации в зависимости от структуры не сохраняется и ухудшается преимущественный рост {222} структуры при рекристаллизации. Эффект выдержки при нагреве такой же, что и эффект быстрого нагрева при высокой скорости нагрева с точки зрения текстуры, сформированной после отжига первичной рекристаллизации.

С другой стороны, если лист выдерживают при температуре в зоне измельчения структуры сверх необходимости, энергия деформации уменьшается и движущая сила рекристаллизации {222} структуры значительно уменьшается. Так как необходимо, чтобы {222} структура присутствовала в постоянном количестве в качестве структуры, занятой зерном в ориентировке Госса, когда {222} структура чрезмерно подавлена, существует высокая вероятность, что структура первичной рекристаллизации, достаточная для вторичной рекристаллизации, не формируется. Таким образом, считается, что, когда скорость нагрева относительно низка, эффект, равный эффекту при более высокой скорости нагрева, получают только выдержкой в зоне температур измельчения структуры в течение очень короткого периода времени и, что даже когда скорость нагрева является высокой, получают эффект, равный эффекту при условии еще более высокой скорости нагрева.

Химический состав листа текстурированной электротехнической стали по изобретению будет описан ниже.

C: 0,001 ~ 0,10 мас. %

С является ингредиентом полезным для формирования зерна с ориентировкой Госса и необходимо, чтобы его содержание было не менее 0,001 мас. % для эффективного проявления такого действия. С другой стороны, когда содержание С превышает 0,10 мас. %, существует риск недостаточного обезуглероживания при обезуглероживающем отжиге. Таким образом, содержание С находится в диапазоне 0,001 ~ 0,10 мас. %, предпочтительно в диапазоне 0,01 ~ 0,08 мас. %.

Si: 1,0 ~ 5,0 мас. %

Si обладает эффектом повышения электрического сопротивления стали для снижения потерь в железе и необходимо, чтобы его содержание было, по меньшей мере, 1,0 мас. % С другой стороны, когда оно превышает 5,0 мас. %, трудно осуществлять холодную прокатку. Таким образом, содержание Si находится в диапазоне 1,0 ~ 5,0 мас. %, предпочтительно в диапазоне 2,0 ~ 4,5 мас. %.

Mn: 0,01 ~ 0,5 мас. %

Mn эффективен для улучшения обрабатываемости в горячем состоянии стали и его содержание должно быть не менее 0,01 мас. % C другой стороны, когда оно превышает 0,5 мас. %, доля аустенита возрастает при горячей прокатке и текстура нежелательно ухудшается. Таким образом, содержание Mn находится в диапазоне 0,01 ~ 0,5 мас. %, предпочтительно в диапазоне 0,01 ~ 0,10 мас. %.

Al: менее 0,0100 мас. %, каждый из N, S и Se: не более 0,0050 мас. %

Al, N, S и Se являются ингредиентами, образующими ингибитор. При их избыточном добавлении повышается температура вторичной рекристаллизации и трудно контролировать вторичную рекристаллизацию. Также, когда элементы формирующие ингибитор присутствуют в большом количестве, требуется высокая температура нагрева сляба для их растворения и диспергирования, и если температура нагрева сляба недостаточна, укрупненные AlN, MnS, MnSe и т.п. делают структуру первичной рекристаллизации неоднородной, что вызывает дефект вторичной рекристаллизации. Таким образом, необходимо, чтобы содержание Al составляло менее 0,0100 мас. %, и содержание каждого из N, S и Se составляло не более 0,0050 мас. % Предпочтительно содержание Al составляет не более 0,0050 мас. % и каждого из N, S и Se, не более 0,0030 мас. %.

Остальное, отличное от вышеуказанных ингредиентов в листе текстурированной электротехнической стали по изобретению, составляет Fe и неизбежные примеси. Кроме того, O имеет ингибиторный эффект за счет образования оксида, препятствующего вторичной рекристаллизации, так что желательно снизить его содержание до не более 0,0050 мас. % на стадии изготовления стального сляба.

Кроме того, лист текстурированной электротехнической стали в соответствии с изобретением может содержать один или несколько элементов, выбранных из Cu: 0,01 ~ 0,2 мас. %, Ni: 0,01 ~ 0,5 мас. %, Cr: 0,01 ~ 0,5 мас. %, Sb: 0,01 ~ 0,1 мас. %, Sn: 0,01 ~ 0,5 мас. %, Mo: 0,01 ~ 0,5 мас. %, Bi: 0,001 ~ 0,1, мас. % Ti: 0,005 ~ 0,02 мас. %, P: 0,001 ~ 0,05 мас. % и Nb: 0,0005 ~ 0,0100 мас. %, в дополнение к необходимым вышеуказанным ингредиентам.

Они являются элементами, имеющими вспомогательное действие в качестве ингибитора за счет сегрегации в межзеренной границе или поверхности, или путем формирования карбонитрида. В химическом составе изобретения без обязательного добавления ингибитора добавление этих элементов может подавлять изменение размера зерна первичной рекристаллизации из-за разброса температуры на стадии изготовления. Однако когда добавляемое количество меньше нижнего предела вышеуказанного диапазона, указанный эффект не достигается в достаточной мере, в то время, когда оно превышает верхний предел вышеуказанного диапазона, легко ухудшается внешний вид покрытия или вторичная рекристаллизация.

В химическом составе изобретения без обязательного добавления ингибитора, кристаллическое зерно постепенно укрупняется, даже на начальной стадии вторичного отжига рекристаллизации. Как указано выше, если температура на предшествующей стадии сдвинута в сторону высокой температуры, размер зерна первичной рекристаллизации может укрупняться. Для выполнения вторичной рекристаллизации, необходимо, чтобы размер зерна первичной рекристаллизации до вторичной рекристаллизации подавлялся до определенного уровня, конкретно не более 35 мкм, так что движущая сила, необходимая для вторичной рекристаллизации, может быть утрачена в некоторых случаях, что вызывает дефекты вторичной рекристаллизации. Для подавления этого недостатка применяют обычный известный способ выполнения азотирования перед выполнением вторичной рекристаллизацией или сульфид или сульфат добавляют к отжиговому сепаратору для проведения сульфирования стального листа, посредством чего можно соответственно контролировать рост зерна отжига вторичной рекристаллизации для подавления дефектов вторичной рекристаллизации.

Способ изготовления листа текстурированной электротехнической стали согласно изобретению, будет описан ниже.

Способ изготовления листа текстурированной электротехнической стали в соответствии с изобретением является способом изготовления, включающим ряд стадий горячей прокатки стального сляба вышеописанного химического состава, однократной двукратной или многократной холодной прокатки горячекатаного листа с промежуточным отжигом между ними, до конечной толщины, с отжигом в зоне горячих состояний или без него, проведения отжига первичной рекристаллизации, нанесения отжигового сепаратора и затем выполнения отжига вторичной рекристаллизации.

Способ изготовления стального сляба особо не ограничен и стальной сляб может быть получен плавлением стали вышеуказанного химического состава обычным известным процессом доводки плавки и затем методом непрерывной разливки, прокатки слитка и т.п.

После этого стальной сляб подвергают горячей прокатке. Температура повторного нагрева стального сляба перед горячей прокаткой особо не ограничена при условии, что при этой температуре возможно проведение горячей прокатки с химическим составом изобретения без обязательного добавления ингибитора, но предпочтительно не ниже 1100°С.

Горячекатаный лист после горячей прокатки подвергают однократной двукратной или многократной холодной прокатке с промежуточным отжигом между ними, после или без отжига в зоне горячих состояний горячекатаного листа для получения холоднокатаного листа конечной толщины. Кроме того, производственные условия от горячей прокатки до холодной прокатки конкретно не ограничены, так что эти стадии могут быть выполнены обычным способом.

Затем, холоднокатаный лист конечной толщины, подвергают отжигу первичной рекристаллизации. При нагреве в отжиге первичной рекристаллизации необходимо, чтобы быстрый нагрев осуществлялся между 550°C и 700°C со средней скоростью нагрева 40 ~ 200°C/с и также со скоростью нагрева не более 10°C/с, сохраняемой в зоне температур от 250°C до 550°C в течение 1 ~ 10 секунд, как на предыдущей стадии.

Причина, почему зона температур выполнения быстрого нагрева является диапазоном 550 ~ 700°C вызвана тем, что эта зона температур является диапазоном температур предпочтительной рекристаллизации {222}, как описано в вышеуказанной технической литературе, и формирование ориентировки {110}<001> в качестве зародышей вторичной рекристаллизации может быть улучшено выполнением быстрого нагрева в пределах этого диапазона температур, в результате чего текстура вторичной рекристаллизации может измельчена для улучшения потерь в железе.

Также причиной, по которой средняя скорость нагрева находится в вышеуказанном температурном диапазоне 40 ~ 200°C/с основана на том факте, что, когда скорость менее 40°C/с, эффект улучшения потерь в железе недостаточен, тогда как, когда она превышает 200°C/с, эффект улучшения потерь в железе насыщается.

Кроме того, причина по которой скорость нагрева не более 10°C/с в зоне температур от 250°C до 550°C сохраняется в течение 1 ~ 10 секунд вызвана тем, что эффект улучшения потерь в железе может быть получен, даже если в зоне от 550°C до 700°C нагрев проводят при более низкой скорости нагрева по сравнению с обычным способом непрерывного повышения температуры. Кроме того, скорость нагрева не более 10°C/с может быть отрицательной скоростью нагрева если температура стального листа не выходит из диапазона 250 ~ 550°C.

То есть изобретение основано на технической идее, что зона температур, вызывающая снижение плотности дислокаций и не вызывающая рекристаллизацию, сохраняемая в течение короткого промежутка времени для снижения преимущественной {222} рекристаллизации. Таким образом, вышеуказанный эффект не может быть достигнут при температуре ниже 250°C, предусматривающей по существу отсутствие движения дислокаций, тогда как, когда температура превышает 550°C начинается рекристаллизация {222}, и, следовательно, формирование {110}<001> ориентировки не может быть активировано, даже если лист выдерживают при температуре, превышающей 550°C. Когда время выдержки составляет менее 1 секунды, то эффект недостаточен, тогда как, когда оно превышает 10 секунд, измельчение слишком активируется и существует риск неудовлетворительной вторичной рекристаллизации.

Стальной лист после отжига первичной рекристаллизации, удовлетворяющего вышеуказанным условиям, подвергают окончательному отжигу для вторичной рекристаллизации, затем на поверхность стального листа наносят отжиговый сепаратор и высушивают. В качестве отжигового сепаратора могут быть использованы, например, сепараторы, состоящие в основном из MgO и соответствующих добавок TiO₂ и т.п., если это необходимо, или сепараторы, состоящие в основном из SiO₂ или Al₂O₃ и т.п. Кроме того, условия окончательного отжига конкретно не ограничены, и он может быть осуществлен обычным способом.

Из стального листа после окончательного отжига предпочтительно изготавливают продукт нанесением и прокаливанием изоляционного покрытия на поверхность стального листа или нанесением изоляционного покрытия и проведением отжига-правки в сочетании м прокаливанием и коррекцией формы. Кроме того, тип изоляционного покрытия особо не ограничен. Если изоляционное покрытие формируется на поверхности стального листа для создания напряжения при растяжении, то предпочтительно наносят раствор, содержащий фосфат-хромовую кислоту-коллоидный диоксид кремния, как описано в JP-A-S50-79442, JP-A-S48-39338 или т.п., и прокаливают при температуре около 800°С. Когда используют отжиговый сепаратор, состоящий главным образом из SiO₂ или Al₂O₃, поскольку не образуется покрытие из форстерита на поверхности стального листа после окончательного отжига, вновь может быть сформировано изоляционное покрытие после нанесения водной суспензии, состоящей в основном из MgO, и проведения отжига для формирования покрытия из форстерита.

В соответствии со способом изготовления по изобретению, как указано выше, структура вторичной рекристаллизации может стабильно измельчена приблизительно по всей длине рулона продукта для обеспечения подходящих потерь в железе.

Пример 1

Стальной сляб, содержащий С: 0,06 мас. %, Si: 3,3 мас. %, Mn: 0,08 мас. %, S: 0,001 мас. %, Al: 0,002 мас. %, N: 0,002 мас. %, Cu: 0,05 мас. % и Sb: 0,01 мас. % нагревают при 1100°С в течение 30 минут и подвергают горячей прокатке для получения горячекатаного листа толщиной 2,2 мм, который подвергают отжигу в зоне горячих состояний при 1000°С в течение 1 минуты и холодной прокатке для получения холоднокатаного рулона конечной толщины 0,23 мм.

Образец L: 300 мм × С: 100 мм отбирают вдоль и по ширине центральной части холоднокатаного рулона полученного таким образом и подвергают отжигу первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом индукционным нагревательным аппаратом в лаборатории.. В отжиге первичной рекристаллизации нагрев проводят с двумя профилями, как показано в таблице 1, то есть с профилем непрерывного

нагрева от комнатной температуры (RT) до 700°C с постоянной скоростью нагрева 20 ~ 300°C/с (№1, 2, 9, 11, 13) и профилем нагрева в зоне T1 ~ T2 при нагреве между этими температурами при заданной скорости нагрева в течение заданного времени (№3 ~ 8, 10, 12) и затем нагрев осуществляют от 700°C до 820°C со скоростью нагрева 40°C/с и обезуглероживание выполняют во влажной атмосфере водорода при 820°C в течение 2 минут.

Затем образец после отжига первичной рекристаллизации покрывают водной суспензией отжигового сепаратора, состоящего главным образом из MgO и содержащего 5 мас. % TiO₂, высушивают, подвергают окончательному отжигу, и наносят и прокаливают изоляционное покрытия на основе фосфата для создания напряжения при растяжении для получения листа текстурированной электротехнической стали.

Измеряют потери в железе W_17/50 для каждого из образцов полученных таким образом методом однолистового магнитного испытания (SST) и затем выполняют травление для удаления изоляционного покрытия и покрытия из форстерита с поверхности стального листа и после этого измеряют размер частиц зерна вторичной рекристаллизации. Кроме того, потери в железе измеряют на 20 образцах для одного условия нагрева и оценивают средним значением. Также измеряют размер зерна вторичной рекристаллизации с помощью метода линейного сегмента для испытуемого образца 300 мм длиной.

Результаты измерений также приведены в таблице 1. Как видно из этих результатов, стальные листы, после отжига первичной рекристаллизации в условиях соответствующих изобретению, имеют малый размер зерна вторичной рекристаллизации и подходящие потери в железе. В частности, значителен эффект снижения потерь в железе, когда скорость нагрева между RT и 700°C составляет 50°C/с.

Пример 2

Стальной сляб химического состава, представленного в таблице 2, нагревают при 1200°C в течение 20 минут и подвергают горячей прокатке для получения горячекатаного листа толщиной 2,0 мм, который отжигают в зоне горячих состояний при 1000°C в течение 1 минуты, подвергают первичной холодной прокатке до толщины 1,5 мм, отжигают при 1100°C в течение 2 минут и подвергают вторичной холодной прокатке для получения холоднокатаного листа конечной толщины 0,23 мм и затем подвергают обработке разделения магнитного домена электролитическим травлением для формирования линейных канавок на поверхности стального листа.

Затем лист подвергают отжигу первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом, причем лист нагревают от комнатной температуры до 750°C при различных скоростях нагрева, представленных в таблице 2, и нагревают от 750°C до 840°C со скоростью нагрева 10°C/с и выдерживают в атмосфере влажного водорода при P_H2O/P_H2 = 0,3 в течение 2 минут и покрывают водной суспензией отжигового сепаратора, состоящего главным образом из MgO и с добавкой 10 мас. % TiO₂, высушивают, наматывают, подвергают окончательному отжигу, наносят и прокаливают изоляционное покрытие на основе фосфата для создания напряжения при растяжении в сочетании с отжигом-выправкой и коррекцией формы для получения рулона продукта листа текстурированной электротехнической стали.

Испытуемый образец L: 320 мм × C: 30 мм отбирают вдоль и по ширине центральной части рулона продукта, полученного таким образом, для измерения потерь в железе W_17/50 с помощью испытания Эпштейна. Результаты также показаны в таблице 2. Как видно из таблицы 2, у всех стальных листов №4 ~ 12, подвергнутых нагреву при отжиге первичной рекристаллизации в условиях в соответствии с изобретением, превосходные потери в железе.

Пример 3

Испытуемый образец 150 мм шириной отбирают из горячекатаного листа №1 таблицы 2, использованного в примере 2, и нагревают в лаборатории при 1150°C с одной стороны краевой части по ширине (30 мм концевой части по ширине) и при 1050°C с другой части в течение 2 минут для укрупнения кристаллического зерна на одной стороне краевой части стального листа. Эта обработка предполагает случай, когда стальной лист перегревается за счет замедления и т.п., вызванного некоторыми проблемами подачи в валки на линии отжига, и предусматривает, что, когда материал с укрупненным кристаллическим зерном на этой стадии подвергают последующему процессу в тех же условиях, что и для обычного материала, легко происходит недостаточная вторичная рекристаллизация, вызванная изменениями в текстуре или размере зерна первичной рекристаллизации.

Затем горячекатаный лист подвергают холодной прокатке для получения холоднокатаного листа окончательной толщины 0,23 мм, который нагревают от комнатной температуры до 750°C со скоростью нагрева 100°C/с при условии, что 450°C выдерживают в течение 3 секунд при нагреве, и дополнительно нагревают от 750°C до 800°C со скоростью нагрева 25°C/с и подвергают отжигу первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом во влажной атмосфере водорода. После этого водную суспензию отжигового сепаратора, состоящего, главным образом, из MgO с добавкой 5 мас. % TiO₂, сушат и выполняют окончательный отжиг покрытия для получения листов текстурированной электротехнической стали №1 ~ 4, представленных в таблице 3. При изготовлении вышеуказанных листов электротехнической текстурированной стали, не выполняется выдержка температуры при нагрева в отжиге первичной рекристаллизации стального листа №1 и азотирование осуществляют после обезуглероживания стального листа №3, и сепаратор отжига, содержащий 10 мас. % MgSO₄, в дополнение к TiO₂ используют для стального листа №4.

Из полученных таким образом листов электротехнической текстурированной стали отбирают в общей сложности 40 образцов для испытаний, размером L: 320 мм и C: 30 мм, где 5 образцов отбирают в направлении ширины и 8 образцов отбирают в продольном направлении. Затем измеряют потери в железе W_17/50 с помощью теста Эпштейна, покрытие из форстерита удаляют с поверхности стального листа травлением для контроля состояния вторичной рекристаллизации в краевой части стального листа.

Эти результаты также показаны в таблице 3. Кроме того, значение потерь в железе, представленное в таблице 3, представляет собой среднее значение, включающее значение потерь в железе испытуемого образца, нагретого с одной боковой краевой части до более высокой температуры. Как видно из этих результатов, все стальные листы выдержанные при 450°C в течение 3 секунд при нагреве в отжиге первичной рекристаллизации, обладают хорошими потерями в железе. Для азотированного стального листа №3 и стального листа №4 с использованием отжигового сепаратора с добавлением MgSO₄, не наблюдается недостаточная вторичная рекристаллизация (дефектная часть, в которой не проходила вторичная рекристаллизация) даже в одной боковой краевой части, нагретой до более высокой температуры, и потери в железе значительно улучшены.

Промышленная применимость

Способ по. изобретению может быть применен для контроля текстуры тонких стальных листов.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения листа текстурированной электротехнической стали со стабильными низкими потерями в железе способ изготовления листа включает горячую прокатку стального сляба, содержащего, мас.%: C 0,001-0,10, Si 1,0-5,0, Mn 0,01-0,5, Al менее 0,0100, каждый из S, Se, O и N не более 0,0050, Fe и неизбежные примеси - остальное, однократную, или двукратную, или многократную холодную прокатку полученного горячекатаного листа, при необходимости промежуточный отжиг между ними до конечной толщины, отжиг первичной рекристаллизации полученного холоднокатаного листа, нанесение отжигового сепаратора и окончательный отжиг, при этом в зоне 550-700°C в процессе нагрева отжига первичной рекристаллизации проводят быстрый нагрев при средней скорости нагрева 40-200°C/с, а в какой либо зоне температур от 250 до 550°C скорость нагрева составляет не более 10°C/с в течение 1-10 секунд. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 3 пр.

1. Способ изготовления листа текстурированной электротехнической стали, включающий горячую прокатку стального сляба, содержащего, мас. %: С 0,001-0,10, Si 1,0-5,0, Mn 0,01-0,5, Al менее 0,0100, каждый из S, Se, О и N не более 0,005, Fe и неизбежные примеси остальное, однократную, или двукратную, или многократную холодную прокатку, при необходимости с промежуточным отжигом между ними для получения холоднокатаного листа окончательной толщины, первичный рекристаллизационный отжиг холоднокатаного листа, нанесение сепаратора отжига и окончательный отжиг, отличающийся тем, что при нагреве до температуры первичного рекристаллизационного отжига в диапазоне температур от 550°С до 700°С проводят быстрый нагрев при средней скорости нагрева 40-200°С/с, при этом в какой-либо зоне температур от 250°С до 550°С скорость нагрева составляет не более 10°С/с в течение 1-10 секунд.

2. Способ по п. 1, в котором стальной сляб дополнительно содержит один или несколько элементов, выбранных из, мас. %: Cu 0,01-0,2, Ni 0,01-0,5, Cr 0,01-0,5, Sb 0,01-0,1, Sn 0,01-0,5, Mo 0,01-0,5, Bi 0,001-0,1, Ti 0,005-0,02, P 0,001-0,05 и Nb 0,0005-0,0100.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором сепаратор отжига дополнительно содержит сульфид и/или сульфат.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором после первичного рекристаллизационного отжига осуществляют азотирование.