Способ получения электротехнической стали Советский патент 1983 года по МПК C21C7/00 

. . 1

Изобретение относится к черной металлургии,.к обработке стали в расплавленном состоянии.

Известен способ получения электротехнической стали по нитридному варианту путем присадки в жидкую сталь алюминия, который на последующих стадиях обработки связывается с азотом с образованием нитридов алюминия г стабилизирующих матрицу первичной рекристаллизации 13

Известный способ не обеспечивает эффективного снижения удельных ваттных потерь в готовой стали, так как не позволяет уменьшить размер зерна и ваттные потери на вихревые токи.

Известен способ получения электротехнической стали, включающий присадку в металл сурьмы в количестве 0,025-0,035 вес.% 2.

Сурьма вводится в металл для стабилизации зерна матрицы первичной рекристаллизации, снижения температуры вторичной рекристаллизации и в конечном итоге - улучшения электромагнитных свойств электротехнической; стали. Однако известный способ не позволяет точно регулировать температурный интервал взаимодействия ингибирующих фаз сульфида марганца, нитрида алюминия перед началом процесса вторичной рекристаллизации в стали. Добавки алюминия в сталь до 0,025-0,035 вес.% повышают на 150с температуру вторичной рекристаллизации, а добавки сурьмы снижают ее. Способность не учитывает также влияния на процессы текстурообразования

10 азота, содержащегося в стали.

В качестве прототипа можно принять наиболее близкий по приемс1М осуществления способ изготовления стали, включающий получение расплгша

15 в сталеплавильном агрегате, выпуск его, раскисление и легирование, например, кремнием и алюминием, присадку cypbNbi в раскисленный расплав в процессе разливки на слитки .

20

Сталь, выплавленная в сталеплавильных агрегатах, содержащая ,азот, как правило, в количестве 0,0030,015%. Недостатком этого способа является неравномерное распределение

25 сурьмы в объеме металла.

Магнитные свойства стали характеризуются большим разбросом по длине рулона. Ваттные .потери ( ) Вт/кг ( измеряются при индукции

30 17000 ГС и переменном токе частотой 50 Гц колебаются в пределах 1,651,93 Вт/кг. Целью изобретения является улучш ние электромаЛнитных свойств стали. Цель достигаетсятем, что по .способу получения стали, содержащей в.качестве примеси 0,003-0,015% азо та, включающему получение расплава в сталеплавильном агрегате, випуск его, легирование кремнием, раскисле ние алюминием и присадку сурьмы в раскисленный расплав, сурьму присаживают в количестве 0,8-2,9 от содержания в расплаве азота при весовом отношении к введенному алюминию 0,4-1,5. В трансформаторной стеши необходимо присутствие соединений, влияющих на получение ребровой текструры в металле, роль которых проявляется при вторичной рекристаллизации Эти соединения влияют на направление плоскостей ориентации зеренной струк туры. Обычно при производстве стали рядового сортамента этими соединениями являются нитриды алюминия или сульфиды марганца. Эту же роль выполняют поверхност но-актипные элементы, в частности сурьмы, играющие роль дополнительно го ингибитора. При этомколичество включений и лсонцентрация поверхност но-активного элемента должны быть в строго определенных соотнсшениях. в нашем случае фазами-ингибиторами являются нитриды алюминия и сурьмы. Присадку металлической сурьмы осущёствляют после дачи ферросицилия и алюминия. Введение металлической сурьмы в жидкую сталь при температу рах расплава 1570-1610 С обеспечива ет наибольшее усвоение ее, так как снижение содержания кислорода в стали достигается за счет предварительного введения в металл кремния и алюминия. При введении сурьмы в металл, содержащий значительное количество кислорода до присадки ферросицилия и алюминия) , создаются благоприятные условия не только для окисления сурьмы, но и для образования других соединений, имеющих более низкую тем пературу кипения, чем металлическая сурьма. Л это приводит к дополнительным потерям сурьмы за счет удаления, ее соединений в газовую фазу. При присадке сурьмы в количестве менее 0,8 от весового содержания азота в металле будет недостаточно поверхностно-активного элемента ( сурьмы ) в свободном состоянии, которь1й выполняет роль ингибитора за счет сегрегации по границам зерна. Это приводит к повышению температуры вторичной рекристаллизации аналогично нитридному варианту производст ва трансформаторной стали, что приводит к увеличению доли потерь на вихревые токи, т.е. к повышению ваттных потерь. При присадке сурьмл более 2,9 от содержания азота в весовом соотношении возрастает температурный интервал вторичной рекристаллизации из-за разности температ5 р перехода в -твердый раствор нитрида алюминия и сегерации сурьмы по границам зерен f850ЭОО С и 800-830°С7 соответственно. Это приводит к снижению степени совершенства текстуры и соответственно снижению магнитной индкуции измеряется стандартный образец в магнитном поле, которое получается при помощи катушки, имеющей,25 ампервитков на сантиметр ее длиньг. Присадка сурьмы в весовом количестве 0,8-2,9 от содержания азота недостаточна для обеспечения требуемого соотношения между нитридами алюминия и сурьмой в готовой стали. Для этого необходимо сурьг.у вводить в соотношении 0,4-1,5 к количеству введенного . При присадке сурьмы в количестве менее 0,4 от весового содержания азота в готовой стали оказывается недостаточным количество поверхностно активного элемента (сурьмы), при введении сурьмы в количестве более 1,5 в металле Оказывается избыток поверхностно-активного элемента. Электротехнические свойства и в том и в другом случае ухудшаются. Именно эти интервалы соотношений -позволяют получить минимальное количество вредных вклю.чений на основе глинозема, искажающих доменную структуру, металла. Сурьму рекомендуется вводить в ковш при. 1570-1610С. Нижний преел является минимальной температуой , необходимой для разливки на МНЛЗ. Присадка сурьглы при температуре стали более приводит к повышенному испарению ее, получению увеличенной зомл транскристаллизации в непрерывнолитом слитке. Способ опробован при выплавке в 100-тонных электропередачах электротехнической стали состава, вес.%: Углерод . 0,035-0,045 Марганец 0,12-0,15 Кремний2,90-3,15 Алюминий 0,007-0,012 Сурьма . 0,01-0,02 Сера . 0,003-0,030 АЗОТ0,007-0,012 Железо . По балансу до 100 Пример . Металл выплавляют 100-тонной электропечи по техноогии с совмещением процесса распавления и окисления углерода, хроа, марганца Металл продувают кислородом с интенсивностью 50 нм/мин до и содержания углерода 0,03%, марганца 0,20%, хрома 0,05%. Затем проводят раскисление ванны чугуном, скачивание окислительного шлака, наводку нового шлака из извести, плавикового шпата и шамота, легирование ферросицилием из расчета получения в металле-3,0% кремлия.

: Содержание азота в металле составляет 0,012 вес.%.

После этого металл выпускают со шлаком и ковш, переливают во второй коёш, где осуществляют присадку алюминия. После присадки алюминия в количестве 24 кг в сталь во второй ковш в процессе продувки металла аргоном при 1570 С присаживают металлическую сурьму в количеств 10 кг, т.е. 0,8 от содержащегося в стали азота при отношении к введенному алюминию 0,4. Усвоение сурьмы составляет 100%, алюминия 50%. Далее металл разливают на МНЛЗ в слябы сечением 150x890 глм и прокатывают на лист. В толщине 0,35 мм холоднокатаная электротехническая сталь имеет удельные ваттные потери П/50 ,5О Вт/кг и магнитную индукцию В2500 1,90-1,92 т, что соответствует требованиям станда та на марку 3405.

П р и м ё р 2 . Выплавку металла S электропечи и разливку на МНЛЗ проводят согласно примеру 1. Перед вводом алюминия и сурьмы в металле содержится 0,007% азота. После присадки алюминия в сталь в количестве 14 кг во второй ковш в процессе продувки металла аргоном при присаживают металлическую сурьму в количестве 20 кг на 100-тонную плавку, т.е. 2,9 от содержания азота при отношении к введенному алюлшнию 1,5. В толщине 0,35 мм холоднокатная электротехническая сталь имеет удельные ваттные потери ,7/50 1,44-1,48 BT/KrJ. индукцию 1,92-1,93 т, выход выаией марки 3405 составляет 37,2%.

П р и м е р 3 . Выплавку металла в электропечи и разливку на МНЛЗ

проводят согласно примеру 1. Металл перед легированием содержит 0,0095 вес.% азота. Во второй ковш после присадки алюминия в количестве 19 кг на 100-тонную цлавку вводят металлическую сурьму в количестве 15 кг, т.е. 1,6 от содержсйдегося в стали азота при отношении к введенному алюминию 0,8. Удельшле ваттные потери электротехнической ста0ли в толщине 0,35 мм составляет 1,37-1,42 ВТ/КГ,- В25оо 1,94-1,95 т, выход высшей марки 3405 составляет 61,5%.

Холоднокатаная электротехническая

5 сталь, выплавленная по способу-прототипу имеет в толщине 0,35 мм, удельные ваттные потери P-t,7/5o более 1,50 Вт/кг, магнитную индкуцию-В уо менее 1,90 т и не соответствует требованиям, предъявляемым к стали выс0шей категории марки 3405.

Таким образом, описываемый способ позволяет улучшить электромагнитные свойства стали и увеличить выхрд металла высших марок.

5

Формула изобретения

Способ получения электротехнической стали, содержащей в качестве примеси 0,003-0,015% азота, вклтающий получение расплава в сталеплавильном агрегате, выпуск его, легирование кремнием, раскисление алюминием и присадку в раскисленный расплав, отличающийся тем, что, с целью улучшения электромагнитных свойств, сурьму присаживают в количестве 0,8-2,9 йт содержания в расплаве азота при весоводч отнсхиении к введенному алюминию 0,4-1,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 358372, гл. С 21 С 5/52, 1971.

2.Патент Франции 2213344,

кл. С 22 € 39/46, С 21 С 7/00, опублик. 1974.

3.Патент Японии № 51-32568, кл. 10 j 14, опублик. 1976.