Способ производства изотропной электротехнической стали Советский патент 1993 года по МПК C21D8/12 

ел

с

Сущность изобретения: способ производства изотропной электротехнической стали включает выплавку, горячую прокатку, двукратную холодную прокатку с промежуточной и заключительной термообработкой. Степень деформации при первой холодной прокатке устанавливают обратно пропорционально толщине горячекатаного металла ,4-2,8 мм согласно уравнению Ј(%)Ci-C2/h0 ±5, где d 150% - размерный коэффициент; С2 300%. мм-размер- ный коэффициент, а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне 880-960°С. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству изотропной стали, используемой для изготовления магни- топроводов и электрических машин.

Цель изобретения - снижение удельных потерь на перемагничивание.

Цель достигается тем, что по способу производства, включающему двукратную холодную прокатку с промежуточной и окончательной термообработкой, степень деформации при первой холодной прокатке устанавливают обратно пропорциональной толщине горячекатаного металла .4-2,8 мм согласно зависимости

e(%)Ci-.C2/ho ±5,сО где Ci 150% - размерный коэффициент;

С2 300% мм - размерный коэффициент..

а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне 880- 960°С,Известно, что уровень удельных потерь на перемзгничивание в изотропной электротехнической стали определяется в основном двумя факторами: содержанием неметаллических включений, в том числе окислов и количеством дисперсных частиц, и содержанием кубических иоктаэдриче- ских компонент температуры. Снижение количества дисперсных частиц возможно при развитии процесса коалесценции. Этот процесс можно интенсифицировать при совмещении его с первичной рекристаллизацией, поскольку коалесценция частиц максимальна на мигрирующих высокоугловых границах. При холодной прокатке на 20% полное завершение первичной рекристал00

со

00 Јь 00

fo

со

лизации наблюдается при температуре Ј800°С (фиг.1). По этой причине двукратная холодная прокатка обеспечивает по сути двукратную первичную рекристаллизацию, что позволяет достичь в конечной толщине меньшую плотность распределения дисперсных частиц по сравнению с вариантом однократной прокатки. Развитие рекри- сталлизационных процессов в промежуточной толщине является благоприятным и в текстурном плане, поскольку при этом увеличивается содержание благоприятных кубических компонент.

Рассмотрим основные условия увеличения содержания кубических компонент по еле промежуточной термообработки.

Текстура горячекатаного металла состоит из компонент {100-112} 110 в центральных слоях металла {hKO} UVW и {111} 112 .в средних и поверхностных слоях. Чем меньше толщина горячекатаного металла, тем больше суммарная степень де-. формации и больше степень переориентации к стабильным компонентам (прежде всего|100} 011. Например, в горячекатаной стали толщиной 2,5 и 2,0 мм содержание компоненты {100} 011 составляет 25 и 30% соответственно. В цикле горячая прокатка - холодная прокатка - термообработка компонента {100} 011 (отно- сящаяся к числу благоприятных) восстанавливается при рекристаллизации после деформации с обжатием Јi 10-30%. Это происходит за счет зародышеобразова- ния преимущественно по границам зерен в слабо деформированном металле и последующего роста зародышей {100} 011 в соседние кристаллиты, имеющих, как правило, большой наклон 10, Восстановление ориентировок, близких к {100} 011, возможно при рекристаллизации в объеме деформированных кристаллитов, но для этого требуются обжатия 70%. Развитие же благоприятных компонент типа{hKO} 001 наблюдается после деформации в широком диапазоне степеней. Отсюда следует, что для восстановления максимального количества кубических компонент в процессе отжига, в промежуточной толщине с уменьшением исходной толщины горячекатаного металла (с увеличением в текстуре {100} 011) более благоприятной является холодная деформация с малыми степенями. Таким образом, учитывая закономерности восстановления кубических компонент в цикле горячая прокатка - холодная прокатка - термообработка, степень деформации при первой холодной прокатке необходимо

корректировать в зависимости от толщины горячекатаного металла.

При обработке режимов следует увеличить возможность образования окислов

(алюминия, кремния) в поверхностных слоях за время промежуточной и заключительной термообработки. Причем этот процесс интенсифицируется после обезуглероживания металла. Об этом, в частности, свидетельствуют данные, представленные иа фиг.2. По этой причине преждевременное обезуглероживание может привести к росту зоны внутреннего окисления. Учитывая большую растворимость углерода в аустените, температуру промежуточной термообработки целесообразней устанавливать выше 880°С. С другой стороны, поскольку диффузия углерода и кислорода резко интенсифицируется с повышением температуры отжига, тотемпературу промежуточной термообработки также необходимо ограничить сверху ( 950 970°С.). Можно ожидать, что в диапазоне температур 880-960°С процессы обезуглероживания и внутреннего окисления

за время 5 мин не получают существенного развития. Оценка оптимального температурного диапазона проводилась по результатам магнитного анализа (таблица).

Для исследования были выбраны две

плавки следующего химического состава: Si 2,92%, СО,03%, AI0,37%, Мп 0,35(плавка 1); Si 3,0-1 % С0,04% А10,30%, Мп 0,28% (плавка 2). Горячую прокатку металла плавок 1 и 2 провели на толщине .9; 2,8; 2,65; 2,4;

2,3 мм. Температура конца прокатки была в пределах 810-860°С. После смотки при т,см 620°С горячекатаные полосы различных толщин прокатывали вхолодную на промежуточные толщины 2, 1,9; 1,3; 1,7; 1,6; 1,45;

1,4 мм. В дальнейшем весь металл разбивается на серии, которые назначались на раз- личные температуры промежуточной термообработки: 870, 880, 900, 960, 970, 1100°С 5 мин, с охлаждением на воздухе

(20-80°С). Далее образцы прокатывали вхолодную на толщину 0,35 мм, подвергали обезуглероживанию при т 830°С и заключительному отжигу при t 1000°C. В таблице приведены данные о магнитных потерях

Pi.5/50, замерянных на продольных пробах. В качестве прототипа были выбраны обработки, включающие первую холодную прокатку на- степень деформации в диапазоне 26-40%, промежуточную термообработку

при tn.r 1100°С (образцы 2, 19, 21, 33, 39. 41, 43, 4-9). Для сопоставления рекомендуемых режимов с действующей технологией на НЛМК проведена обработка 62 образцов, включающая однократную прокатку.

Из данных, представленных в таблице, видно, что обработка металла по заявляемым режимам (холодная прокатка на степень деформации, определяемой уравнением (1), и промежуточная термооб- работка при температурах 880-960°С, сМ.обр.5-7, 10-12, 15-17, 24-26, 2.9-31, 35- 37, 45-47, 51-53, 56-58) позволила достичь в среднем Pi.5/50 2,17 Вт/кг. В то же время обработка по прототипу обеспечила Р 1,5/50 2,25Вт/кг(обрэзцы2, 19,21,23,33,39,41, 43,49), а по другим режимам, выходящим за рамки ограничений толщины горячекатано- го металла (образцы 1,61), степени деформации при первой холодной прокатке (образцы 3,20,22, 40,42, 61) и температуры промежуточной термообработки (образцы 4,8,9,13,14,18,23,27,28,32,34,38,44,48, 50 54, 55. 59), средний уровень удельных потерь на продольных пробах составил 2,27 Вт/кг. Обработка металла по схеме с однократной прокаткой, по которой осуществляется в настоящее время производство изотропной электротехнической стали, позволила достигнуть Pt.5/50 2,48 Вт/кг. Та-

Влияние толщины горячекатаного металла, степени деформации при первой холодной прокатке и температуры промежуточной термообработки на удельные потери в образцах готовой стали (в числителе Pi,s/50 - плавка 1, в знаменателе - плавка 2)

ким образом, обработка металла по заявляемым режимам позволяет снизить уровень удельных потерь на 0,08 (по сравнению с прототипом) - 0,31 Вт/кг (по сравнению С действующей технологией).

Формула изобретения

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий двукратную холодную прокатку горячекатаного металла с промежуточной и заключительной термообработкой, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь на перемаг- ничивание, степень деформации при первой холодной прокатке устанавливают обратно пропорционально толщине горячекатаного металла lip-2,4-2,8 мм согласно уравнению

Ј (%)Ci-C2/ho ±5, где Ci - 150% - размерный коэффициент:

С2 - 300%.мм - размерный коэффициент, а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне 880-960°С.

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

950

900

850

800 О

50%Р

1ff0

fO ОЗО

---- е, /

0,03

|.

0,01

V

Ј5 2,0 &10 0,5 /rr&rwtwa//0/ wr/r. /ге 7смм 0 &t/ff 2

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 2906Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

1ff0% A

40

50

(fit/e. /

О. Off8.

0,006§

004

1

я

Корректор И.Шулла