Способ производства изотропной электротехнической стали

Способ производства изотропной электротехнической стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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-размерный коэффициент, а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне 880-960°С. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 0 8/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5026543/02 (22) 07.02.92 (46) 30.08.93. Бюл. N 32 (71) Новолипецкий металлургический ком. бинат им.Ю.В.Андропова (72) В.П.Настич, Б.И.Миндлин, В.И.Парахин, М.Ю.Поляков, Э.P.Òåðìåð, А.В.Серый и

В.Я,Гольдштейн (73) Новолипецкий, металлургический ком бинат им. Ю.В.Андропова (55) Авторское свидетельство СССР

М 730834, кл,.С 21 0 1/78, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 908856, кл, С 21 0 1/78, 1982.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству изотропной стали, используемой для изготовления магнитопроводов 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 ho=2,4-2,8 мм согласно зависимости

Е ()=C1 С2/по Ì ()) где C> = 150% — размерный коэффициент;

Cz - 300% ° мм — размерный коэффициент, „„. Ж„„1838432 АЗ (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ (57) 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

ho=1,4 — 2,8 мм согласно уравнению е()=С1-Cz/hp "5, где С1= 150% — размерный коэффициент; С2=300%. мм — размерный коэффициент, а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне 880 — 960ОC. 1 табл„ 2 ил. а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне 880960 С.

Известно, что уровень удельных потерь на перемагничивание в изотропной электротехнической стали определяется в основном двумя факторами; содержанием неметаллических включений, в том числе окислов и количеством дисперсных частиц, и содержанием кубических иоктаэдрических 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 рекристал1838432 лизации наблюдается при температуре >800 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 рекристаллизационных процессов . e промежуточной толщине является благоприятным и в текстурном плане, поскольку при этом увеличивается содержание благоприятных кубических компонент.

Рассмотрим основные условия увеличения содержания кубических компонент после промежуточной термообработки.

Текстура горячекатаного металла состоит из компонент (100-112} <110> в центральных слоях металла (hKO} и (111}

<112>,в средних и поверхностных слоях.

Чем меньше толщина горячекатаного металла, тем больше суммарная степень деформации 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 307, соответственно. В цикле горячая прокатка — холодная прокатка — термообработка компонента (100} <011> (относящаяся к числу благоприятных) восстанавливается при рекристаллизации после деформации с обжатием с1 =10 — 30/.

Это происходит за счет зэродышеобразования преимущественно по границам зерен в слабо деформированном металле и последующего роста зародышей (100} <011> в соседние кристаллиты, имеющих, как правило, большой наклон (10), Восстановление ориентировбк, близких к (100} <011>, возможно при рекристаллизации в объеме деформированных кристаллитов, Но для этого требуются обжатия >70 Д. Развитие же благоприятныхых компонент типа (! КО} <001> набл1одается после деформации в широком диапазоне степеней. Отсюда следует, что для восстановления максимального количества кубических компонент в процессе от>кига. 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

55 при tn.ò = 1100 С (образцы 2, 19, 21, 33, 39.

41, 43, 49). Для сопоставления рекомендуемых режимов с действующей технологией на НЛМК проведена обработка 62 образцов. включающая однократную прокатку. 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 на фиг.2, По этой причине преждевременное обезуглероживание может привести к росту зоны внутреннего окисления. Учитывая большую растворимость углерода в аустените, темпе15 ратуру промежуточной термообработки целесообразней устанавливать выше 880 С. С другой стороны, поскольку диффузия углерода и кислорода резко интенсифицируется с повышением температуры от>кига, то температуру промежуточной термаобработки 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

30 плавки следующего химического состава; Si

2,92О, СО,ОЗО, Al 0,37, Мп 0,35(плавка 1);

Я 3,01, С 0,04 д, А1 0,30%, Мп 0,28% (плавка 2). Горячую прокатку металла плавок 1 и

2 провели на толщине ho=2.9; 2,8; 2,65; 2,4;

35 2,3 мм. Температура конца прокатки была в пределах 810 — 860 С. После смотки при t

=-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 различные температуры промежуточной термообработки: 870, 880, 900, 960, 970, 110Р С 5 мин, с охлаждением на воздухе

45 (20-80 С). Далее образцы прокатывали вхолодн по на толщину 0,35 мм, подвергали обезуглеро>киванию при т=830 С и заключительному отжигу при t=1000 С. В таблице приведены данные о магнитных потерях

Р1.У5О, ЗамЕрянных на прадольных прОбах.

В качестве прототипа были выбраны обработки, включающие первую холодную прокатку на степень деформации в диапазоне

26 — 40, промежуточную термообработку

1838432

Влияние толщины горячекатаного металла, степени деформации при первой холодной прокатке и температуры промежуточной термообрабатки на удельные потери в образцах готовой стали (в числителе P>,у о — плавка 1, в знаменателе — плавка 2) Из данных, представленных в таблице, видно, что обработка металла по заявляемым режимам (холодная прокатка на степень деформации, определяемой уравнением (1), и промежуточная термообработка при температурах 880-960 С, см.обр.5-7, 10-12, 15 — 17, 24 — 26, 29 — 31, 3537, 45-4?, 51-53, 56-58) позволила достичь в среднем Р1Юзо 2,17 Вт/кг, В то же время обработка по прототипу обеспечила Р,уело

2,25 Вт/кг(образцы 2, 19, 21, 23, 33, 39, 41, 43; 49), а по другим режимам, выходящим за рамки ограничений толщины горячекатаного 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 P1,ую -2,48 Вт/кг. Таким 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

5 действующей технологией).

Формула изоб ретен и я

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий дву10 кратную холодную прокатку горячекатаного металла с промежуточной и заключительной термообработкой, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью снижения потерь на перемагничивание, степень деформации при пер15 вой холодной прокатке устанавлива:от обратно пропорционально толщице горячекатаного металла 1 р.— 2,4 — 2,8 мм согласно уравнению

Е ()=С1 — С2/Ио 5, 20 где С вЂ” 150 — размерный коэффициент:

С вЂ” 300,мм — размерный коэффициент, а температуру промежуточной термообработки устанавливают в диапазоне

880-960 С.

Hpодолжение

Образец

19 прототип

42 прототип

45 прототип

52

54

58

62

21 прототип

1838432

1,5/50, Вт/КГ

2,28/2,29

2,19/2,20

2,15/2,16

2,15/2,15

2,25/2,23

2,23/2,23

2,26/2,28

2,24/2,25

2,25/2,28

2,24/2,26

2,18/2,20

2,20/2,18

2,27/2,30

2,28/2,28

2,29/2,30

2,18/2,18

2,04/2,06

2,21/2,20

2,27/2,26

2,28/2,26

2 15/2 16

2,22/2,20

2,17/2.19

2,25/2,27

2,26/2,28

2,29/2,28

2,49/2,47

2,29/2.30

2,25/2,26 таблицы

1838432

t, С

Образец мм

1,45

22

2,25/2,27

2.28/2,29

1,50

2,20/2,16

25

2,18/2,20

2,20/2,21

2,30/2 2,26/2,24

2.21/2,20

28

1,7

2,06/2,08

2,18/2,1б

2,25/2,27

31

32.2.22/2,24

33 прототип

870 .880

900

2,27/2,28

2,23/2,24

34

1,8

2,12/2,10

2,17/2,15

1100

2,28/2,26

2,24/2,25

39 прототип

1100

2,28/2,26

2,25/2,27

1,9

40 41 прототип

Промежуточная толщина, 900

880 ,900

970. — 1100

Продолжение таблицы

P) уу>, Вт/кг

1838432

300

ВдР

ЮРУ

4 Д0 6У 10 875

Лажiва Юрам hram nu rex ф ив Г

Техред М.Моргентал Корректор И,Шулла

Редактор

Заказ 2906 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул. Гагарина, l01 ó 0D1

1 ю °

А7 РО Л7

Ф/

Pun /

° % ф в