Способ обработки слябов Советский патент 1991 года по МПК C21D8/12 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства холоднокатаной анизотропной электротехнической стали.

Известен способ обработки холоднокатаной трансформаторной стали в котором, томление слябов в методических печах проводят при температуре выше 1300°С. время нагрева и томления рассчитывают в зависимости от содержания марганца, углерода и температуры по формуле

1464

(0.44-4.1 С - .4Mn)t +4680С+1620МП -530

где т - время нагрева и томления, ч;

±0.5

%: °С.

Си и Мл - концентрация элементов, мае.

t - температура в томильной зоне печи,

О О Ь. 00 СП 4

Недостатком способа является то, что в расчете продолжительности томления слябов не учитывается содержание основных фазообразующих элементов в стали нитрид- ного варианта выплавки -алюминия и меди, дисперсные частицы которых в виде AIN, CusSI, СиМг&См оказывают существенное влияние на текстурообразование и, следовательно, формирование магнитных свойств.

Цель изобретения - улучшение магнит ных свойств анизотропной электротехничес - кой стили.

Нагрев слябов из стали, содержащей алюминия 0,008-0,025% и меди 0,06-0,80%, осуществляют при 1220-1320°С, а продолжительность выдержки определяют по формуле

Г (23-А,0 6-Си° 3)е(2100/0±0.3

где т - продолжительность нагрева и томления, ч;

AI и Си - концентрации элементов, мае.

%

i t - температура в томильной зоне методической печи, °С, I е- основание натурального логарифма.

Технологический процесс производства холоднокатаной анизотропной электротехнической стали с ребровой текстурой Предусматривает использование различного типа ингибиторных фаз (MriS- FeS, AIN- TlN, ZrN SiaN4;BN и другие) для развития процесса вторичной рекристаллизации с получения высокого уровня магнит- нь|х свойств. В сталях нитридного варианта вы плавки в электродуговых печах основной ингибиторной фазой являются дисперсные частицы нитридов алюминия и кремния, а при концентрации меди более 0,30% -час- ти|4ы медесодержащей фазы типа CusSi и CdMnaCM.

, Морфология ингибиторных фаз (плотность на единицу объема, размер частиц, распределение) определяется прежде всего химическим составом стали и зависит от температуры и продолжительности нагрева слябов под горячую прокатку.

При содержащий алюминия менее 0,008% количество формирующейся ингибиторной фазы, независимо от продолжительности нагрева слябов и концентрации меди, недостаточно - вторичная рекристаллизация протекает неустойчиво, магнитные свойства готовой стали, как правило, соответствуют низким маркам и даже браку.

При повышенных содержаниях алюминия более 0,025% при нагреве слябов, независимо от режимов, активно развиваются процессы коалесценции частиц нитридов алюминия и при последующей горячей прокатке количество выделившейся дисперсной (менее 50 нм) нитридной фазы оказывается недостаточном для формирования оптимальной матрицы первичной рекристаллизации, а следовательно, для нормального протекания процесса вторичной рекристаллизации с образованием совершенной ребровой текстуры.

Для выделения в кремнистых сталях нитридной фазы в необходимых количествах и требуемой и дисперсности, содержание алюминия, как основного

5 фазообразующего элемента, по предлагаемому способу поддерживают в пределах 0,008-0,025%.

Легирование стали медью до 0,80% спо- / собствует выделению дополнительной ин10 гибиторной фазы, содержащей в своем составе медь, температурная стойкость которой не превышает 700-750°С. Довыделе- ние медьсодержащей фазы в виде дисперсных частиц размером менее 10-30

15 нм в комплексе с нитридной фазой усиливают стабилизацию, особенно на этапе проте- кания первичной рекристаллизации, создают благоприятные условия для селективного роста зерен с совершенной ребро20 вой текстурой при вторичной рекристаллизации. Количество медьсодержащей фазы возрастает с увеличением концентрации меди, концентрация которой не должна превышать 0,80% (при любых кон25 центрациях алюминия, а также продолжительности нагрева слябов под горячую прокатку), наступает перестабилизация матрицы первичной рекристаллизации, вторичная рекристаллизация практически не

30 развивается, магнитные свойства готовой стали неудовлетворительные.

Концентрации фазообразующих элементов в анизотропной электротехнической стали для А 0,008-0,025%, а для Си 0.0635 0,80% являются необходимыми условиями для протекания вторичной рекристаллизации, но не достаточными для получения совершенной ребровой текстуры и высокого уровня магнитных свойств. При изменении

40 соотношения концентрации алюминия и меди в металле соответственно изменяется и количество и размер неметаллических включений, для полного растворения которых требуется определенное время в заданном

45 температурном интервале 1220-1320°С.

Отклонение в продолжительности нагрева слябов от расчетной приводит к ухудшению уровня магнитных свойств или, при неизмененности последних, к нерациональ50 ному увеличению энергетических затрат работы методических печей.

Уменьшение температуры нагрева слябов ниже 1220°С повышает вероятность неполного растворения, особенно крупных

55 нитридных частиц размером более 100нми, следовательно, плотность мелкодисперсной составляющей нитридной фазы уменьшается и становится ниже оптимальных значений. Кроме того, при температурах нагрева менее 1220°Ј усложняются условия

горячей деформации, вследствие резкого возрастания давления металла на валки,

Нагрев слябов при температурах выше 1320°С экономически нецелесообразен. Кроме того, при этих температурах возра- стает размер зерен феррита в слябе, что приводит к повышенной хрупкости металла при последующей прокатке.

Эксперименты проводили на металле промышленного производства НЛМК с вы- плавкой в электродуговых печах химического состава, приведенного в (табл. 1).

Пример 1. Слябы плавки 1 подвергают нагреву в методической печи при изменении температуры в томильной зоне от 1220 до 1320°Си выдержках от 3,8 до 4,1 ч. В дальнейшем весь металл обрабатывают по следующей схеме передела: горячая прокатка на толщину 2,5 мм, двукратная холодная прокатка на толщину 0,30 мм с промежуточным обезуглероживающим отжигом в увлажненной азотоводородной атмосфере при 800-900°С, нанесение термозащитного покрытия из гидрата окиси магния, высокотемпературный отжиг при 1150°С в течение 30 ч в атмосфере сухого водорода и выпрямляющий отжиге нанесением электроизоляционного покрытия.

Зависимость между длительностью нагрева слябов при температурах томления 1220-1320°С и магнитными свойствами готовой стали показана в табл. 2. Как видно из табл. 2, магнитные свойства металла, полученного из слябов с нагревом при 1260°С в течение 4,1 ч, существенно лучше, чем из слябов с другим временем нагрева.

Пример 2. Слябы металла с различным содержанием меди от плавок 2-4 нагревают при 1260°С с длительностью выдержки от 3,2 до 6,0 ч. Горячую прокатку

всех слябов проводят идентично. Дальнейшую обработку осуществляют по примеру 1.

Магнитные свойства приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, магнитные свойства металла существенно зависят от длительности нагрева слябов и химического состава плавки. Для плавки 3 с содержанием меди 0,55% при оптимальной длительности нагрева слябов 4,0 ч получают удельные потери Р1.7/50 1,10 ВТ/КГ.

Пример 3. Слябы металла с различным содержанием алюминия от плавок 5-7 нагреты при 1320°С с длительностью выдержки от 2,8 до 8,0 ч. Горячую прокатку всех слябов проводят идентично. Дальнейшую обработку осуществляют по примеру 1.

Магнитные свойства даны в табл. 4.

При оптимальной длительности нагрева и содержании алюминия в металле 0,012% получают низкие удельные потери Pl.,12 Вт/кг и высокую магнитную индукцию 8100 1,72Тл

Ф о рмула изобретения

Способ обработки слябов преимущественно из анизотропной электротехнической стали, содержащей алюминия 0,008-0,025% и меди 0,06-0,8%, включающий нагрев под горячую прокатку и томление с регламентированной выдержкой, отличающийся тем, что, с целью улучшения магнитных свойств стали, томление производят при 1220-1320°С, а время нагрева и томления рассчитывают в зависимости от содержания алюминия и меди по соотношению.

0,3 ч (2100/t)±0.34

Г (23-А1°-6 где AI и Си мас.%;

t - температура томления, w,

е- основание натурального логарифма.

CuUl )е

концентрации элементов, °г.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства холоднокатаной анизотропной электротехнической стали (АЭС), применяемой в качестве магнитно-мягкого материала в конструкциях силовых трансформаторов и других магнитопроводов. Цель изобретения - улучшение магнитных свойств АЭС. Создаются условия для формирования оптимальной матрицы первичной рекристаллизации и получения совершенной ребровой текстуры за счет выделения ингибиторных фаз требуемой плотности и дисперсности в процессе горячей прокатки АЭС с различным содержанием алюминия и меди. Способ включает нагрев слябов из АЭС, содержащей алюминия 0,008 - 0,025% и меди 0,06 - 0,8%, при 1220 - 1320°С. Продолжительность нагрева слябов Τ расчитывают в зависимости от концентрации в стали алюминия, меди и температуры по формуле Τ = (23 ^. AL°^,6 - CU°^,3) E (2100/T)± 0,3, где AL и CU - концентрации элементов, мас.%

T - температура томления, °С

E - основание натурального логарифма, 4 табл.

Таблица 1

Таблица 2