Способ изготовления электротехнической стали

Способ изготовления электротехнической стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, включающий гоИзобретение относится к обработке электротехнической стали и, в частности , может применяться для получения трансформаторной стали, в том числе для стали с ребровой текстурой

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„790798

А1 (5l)$ С 21 Р 8/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPGHOMY СВЩДТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2803717/02 .(22) 01.08.79 (46) 15.08.91. Бюп. t 30 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР, Научно-исследовательский институт металлургии (НИИМ) (72) Б.В.Губернаторов,. В.А.Сидоров, Б.К.Соколов, Н.А.Брышко, И.В.Гервасьева, Л.А.Мельников, О.Б.Бухвалов, В.Я .Гольдштейн, В.А.Соколов, С.М.Владимиров, С.Н.Гражданкин, А.В.Серый, С.Г.Ницкая, С.А..Зуев, В.А,Пашкин, А,Ш.Гиндин, В,И.Голяев, Л.Б,Казаджан, Е.И.Булатников, В.Н.Мамонов, Ф,А,Радин, М.Б.Цырлин и А.Г.Коробов (53) 621.787.4(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

У 152862, кл. С:21 D 1/78, 1973. .. hiediger ВА., Heat Processing

Silicon Iron Alloys or Electrical

steels, Inductrial Heating, 1961, 28, Р 1-3, рр. 26-36, 262-266.. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, включающий гоИзобретение относится к обработке

:электротехнической стали и, в частности, может применяться для получения трансформаторной стали, в том числе для стали с ребровой текстуpoll (110) (001).

Известен способ изготовления железокремнистых сплавов, включающий горячую прокатку, однократную холодную прокатку, обезуглероживающий. и высокотемпературный отжиги, 2 рячую деформацию, холодную деформацию, рекристаллизационный отжиг, вторую холодную деформацию, обезуглероживающий и высокотемпературный отжиги, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных потерь энергии при перемагничивании и повышения магнитной проницаемости, проводят, по крайней мере, одну деформацию .с регулированием размера полосы по ширине;

2. Способ по п. 1, о т л и ч а,ю шийся тем, что для электротехнической стали вакуумной выплавки проводят горячую деформацию с уширением полосы на 5-8Х.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что для электротехнической стали конверторной выплавки, горячую деформацию проводят с сохранением ширины полосы.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч аю щ и,й с я тем, что для электротех,ннческой1 стали электропечной выи ппавкй вторую холодную деформацию проводят с сужением полосы на 6-12X.}

Однако производство трансформаторной стали с применением однократной холодной прокатки не всегда обеспечивает стабильный уровень электромаг» нитных свойств готовой стали. Отдельные плавки дают очень низкие свойства, так как в полосах конечной толщины не протекает вторичная рекристаллизация. Срыв вторичной рекристал лизации обусловлен недостатком в ста ли ингибиторной фазы (включений) и

790798 примесей, сдерживающих рост зерен при собирательной рекристаллизации. Для того, чтобы вторичная рекристаллизация развивалась стабильно, в сталь при плавке добавляют дополнительные количества алюминия, образующего ингибиторную фазу, а также небольшие количества бора, селена, сурьмы, меди и т.д. Введение таких добавок вызывает определенные технологические трудности, связанные с нестабильным ус. воением и окислением указанных компонентов в процессе передела. Все это требует. применения специальных предо- 15 храняющнх мер и создания нового оборудования. Но даже при налаженном производстве не исключаются значительные выпады по свбйствам готовой стали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения электротехнической стали с ребровой текстурой, который включает горячую деформацию, первую холодную деформацию, рекрис- 25 таллизационный отжиг, вторую холодную деформацию, обезуглероживающий и высокотемпературный отжиги.

Недостатком способа является то, что в стали, изготовленной по этой 0 технологии, наблюдается значительное отклонение ориентировки зерен от идеальной ориентации (".10) $001$: отклонение плоскостей (110) зерен от плосо кости листа достигает 12, отклоне-. . ние направления зерен (001) от нао правления деформации и 20 .. Такое рассеяние ребровой текстуры приводит к . снижению электромагнитных свойств стали.

Целью предполагаемого изобретения является повышение удельных потерь энергии при перемагничивании и повышение магнитной проницаемости.

Эта цель достигается тем, что проводят, по крайней мере, одну деформацию с регулированием размера полосы по ширине.

Проведение деформации с регулированием размера полосы по ширине

50 (принудительное ограничение уширения, получение определенного поперечного сужения) изменяет характер образующейся текстуры матрицы, что оказывает положительное влияние на совершенствование ребровой текстуры и

55 повышение уровня электромагнитных свойств готовой стали.

Пример осуществления способа, Способ опробован при изготовлении ленты из трансформаторной стали (сплав Pe - 3% Si) .

Обработка ленты по предлагаемому способу включала следующие операции.

t. Горячая прокатка слитка на сляб толщиной 170 мм.

2. Горячая прокатка сляба в черновой группе клетей до толщины 24 мм.

3. Горячая прокатка полосы в чистовой группе клетей до толщины 2,5 мм с применением мер, предотвращающих уширение полосы (горячая прокатка в закрытых калибрах).

4. Первая холодная прокатка до толщины 0,7 мм.

5. Рекристаллизационный отжиг (850оC 7 мин).

6 ° Вторая холодная прокатка до толщины 0,35 мм.

7. Обезуглероживающнй отжиг (850 С, 5 мин).

8. Высокотемпературный отжиг (1100ОС, 10 ч) .

Полученная по предлагаемому спс» собу сталь имеет магнитную индукцию

B2&oo=1 945 тл и удельные потери энергий прн перемагничивании P 1,5/50=

=0,95 Вт/кг.

Сталь, обработанная по стандарт- . ной заводской технологии.(когда горячую прокатку в чистовой группе клетей проводят в валках с гладкой бочкой), имеет более низкие свойства: В о=1,915 Тл и P 1,5/50

=1,045 Вт/кг.

Таким образом, обработка по предлагаемому способу приводит к повышению магнитной индукции В ао на

0,03 Тл и снижению удельных потерь энергии при перемагничивании P 1,5/

/50 на 9%, что связано с совершенствованием ребровой текстуры в стали.

Способ опробован на железокремнистых сплавах, содержащих 3% кремния по трем вариантам.

1. Горячая прокатка слитка с ограничением уширения полосы.

Сплав, выплавленный в лабораторных условиях, содержал .(весовые %):

С - 0,022; Si - 3,08; Ип — 0,07; А10,01; Н - 0,008; S — 0,006.

Слитки имели размер 25х60х120 мм.

Их дальнейшая обработка включала следующие операции.

Горячая прокатка до толщины полосы 2,5 мм.

790798

2. Первая холодная прокатка до толщины 0,7 мм.

3. Рекристаллизационный отжиг (850 С, 7 мии), 4, Вторая холодная прокатка до тол 5 щины 0,35 мм.

5. Обезуглероживающий отжиг (850 С, 5 мин).

6, Высокотемпературный отжиг (на- 1р о о грев до 1100 С со скоростью 50 /час, выдержка 1 ч) .

Горячую прокатку осуществляли на лабораторном стане "дуо" с диаметром валков 140 мм. Для уменьшения ушире- 15 ния на валках по образующей были нанесены кольцеобразные выемки глубиной

0,3 мм, отстоящие друг от друга на

2 мм. Контрольные образцы прокатывали в валках с гладкой бочкой при оди- 20 иаковых температурных условиях.. Темо пература нагрева слитков — 1220 С, выдержка 15 минут. Прокатку осуществляли за 6 проходов. Температура конца прокатки 980 С. 25

Уширение при прокатке в валках с гладкой бочкой составляло 20-24%, при прокатке в рельефных валках 5-8 .

После полного цикла обработки в об. разцах определяли магнитометрическим 30 методом совершенство ребровой текстуры. Данные по измерению четвертой гармоники (А,1,) разложения кривой механического момента пересчитывались на магнитну индукц В2500. Учит ая 35 строгую связь между указанными величинами. Результаты приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что умень- 40 шение уширения полосы во время горячей прокатки приводит к совершенствованию ребровой текстуры и повышению магнитной индукции В о .

2. Горячая прокатка промьппленного .45 сплава с йредотвращением уширения полосы

Способ опробован на промьппленном железокремнистом сплаве изготовления

Челябинского металлургического завода.

После выплавки, горячей прокатки слитка на слябинге до толщины 170 мм и горячей прокатки сляба в черновой группе клетей стана горячей прокатки до толщины 24 мм обработка полосы включала следующие операции.

1. Горячая прокатка полосы до толщины 2,5 мм.

2. Первая холодная прокатка до толщины 0,7 мм.

3. Рекристаллизационный отжиг (850 С, 7 мин) .

4. Вторая холодная прокатка до толщины 0 35 мм.

5.. Обезуглероживающий отжиг (850 С, 5 мин).

6, Высокотемпературный отжиг (1100 С, 10 ч) .

Горячую деформацию полосы с 24 мм до 2,5 мм осуществляли на полупромышленном стане 250/350/105. Для предотвращения уширения полосы прокатку вели в закрытых калибрах шириной

40 мм с соблюдением деформационного и температурно-скоростного режима, принятого на Челябинском металлургическом заводе. Горячую прокатку контрольных полос проводили в валках с гладкой бочкой (уширение полосы в этом случае достигало 20 ).

На остальных операциях обе партии металла обрабатывали в одинаковых условиях. Высокотемпературный отжиг осуществлялся по режиму: нагрев со скоростью 200 /ч до 700 С, затем

20 /ч до 1100 С, выдержка 10 ч, охлаждение со скоростью 100 /ч до 700 С и далее охлаждение с печью.

МагнитнУю индУкЦию В 5оо и УДельные потери энергии при йеремагничивании измеряли на двухполосочном аппарате (полосы размером 0,35х30 > х280 мм). Результаты измерения магнитных свойств даны в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, обработка по предлагаемому способу приводит к существенному повышению магнитной индукции,к снижению удельных потерь в готовой стали (на 9 )., 3. Вторая холодная прокатка с сужением полосы.

Вторую холодную прокатку проводили таким образом.

Из полосы толщиной 0,7 мм после рекристаллизационного отжига набирали пакеты сечением 8 х 8 мм, Затем их прокатывали в ручьевых валках до различного сечения, после чего пакеты разбирали и полоски по отдельности подвергали прокатке в валках с гладкой бочкой до конечной толщины

0 35 мм. Прокатка в ручьевых валках позволяет регулировать размер полосок по ширине в широких пределах.

Релком высокотемпературного отжига был таким же,как и в варианте 2.

790798

Магнитную индукцию Цу500 и удел,— ные потери измеряли на образцах длиной 120 мм и.шириной 5 мм. Результаты измерений магнитных свойств приведены в таблице 3 и показывают, что обработка стали по предлагаемому способу приводит к улучшению магнитных свойств (В, 00 повышается на

0,03 Тл, удельные потери снижаются на 6%).

Таблица 1

° 4

% тек- В 00, стуры Тл

А!, зрг/см

Обработка.ВФ слитка

-10,32 10

86 1,90

-9,84"10

-10,56 10

82 1,97

88 1,91

-10,08 10 84 1,89

4!

Таблица 2i

P 1,5/

/50, Вт/кг

Обработка

Тл пары

По предлагаемому способу

По известному способу

0,94

0,96

1,04

1,05

1,94

1,95

1,92

1,91

2

Таблица3 т Обработка В

„ Р 1,5/50, л Вт/кг

9 обр.

1 По предлагаемо- 1,92 1 00

2 му способу (cy- 1,91 1,01

3 жение 6%) 1,92 1,00

4 По предлагаемо- 1,925 0,98

5 му способу (су- 1,93 0,97

6 жение 12%) 1,93 0,97

7 Контрольная 1,89 1,04

8 (сужение 0%) 1,90 1,02

9 1,89 1,03, 03210 По предлагаемому способу (уширение

8X)

03211 По известному способу (уширение 23%)

03118 По предлагаемому способу (уширение

5X) ,03119 По известному спо-, собу (ушнрение .20%) Одновременно с изучением свойств после рекомендуемой и контрольной обработок. проводили широкие структурные и текстурные исследования металла, которые позволили заключить, что причиной улучшения свойств после рекомендуемой обработки является усиление в текстуре Пеформации компонент, ось (110) которых совпадает с направлением прокатки.