Способ производства холоднокатаной электротехнической стали

Способ производства холоднокатаной электротехнической стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛЬ СТ8У

Соэоэ Советских

Социалистических республик (il}996474 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 24.08.81 (21) 3337172/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15. 02. 83. Бюллетень М 6 (53)М. Кл.

С 21 О 8/12 эввударстввккык 4

CCCP ав аелаы кэабретеикк я еткрытиЯ (53) УЙ К 621. 785.

79(088.8) Дата опубликования описания 15. 02.83

P.Ô. Максутов, П.П. Евстафьев, Б.Н. Шаповалов, В.И. Фролов, В.А. Хорош, В. В. Алчин, Л.А. Шварцман, А.Г

Б.M. Иогутнов, А.А. Кононов, А. Г. Коробов, И.Б. Цырлин; Г.Т. Буторин и В.С. Бел

Центральный ордена Трудового Красного Зна исследовательский институт черной металлу им. И.П. Бардина и Челябинский ордена Окт

Революции и ордена Трудового Красного Зна металлургический завод (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной текстурованной электротехнической стали с повышенным содержанием серы. 5

Известен способ получения текстурованной электротехнической стали, содержащей, вес. 3: кремний 2-4; углерод 0,02-0,05; сера 0,01-0,03, о включающий разливку жидкой стали и нагрев отливок под прокатку при 12501400 С ).

Известен также способ, включающий нагрев отливок перед прокаткой при температуре выше 1350 С (2 ).

Недостатком указанных способов является то, что температура и продолжительность нагрева отливок перед прокаткой выбираются без учета химичес- 2о кого состава металла. Таким образом, не используется возможность измельчения зеренной структуры металла при горячей прокатке за счет влияния об2 ластей аустенита на процессы рекристаллизации. Вследствие этого исходная литая крупнозернистая структура наследуется при горячей прокатке и дальнейшей обработке, что приводит к снижению уровня магнитных свойств готовой стали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ производства холоднокатаной электротехнической стали, включающий выплавку, разливку, горячую прокатку слитков на слябы и нагрев слябов под прокатку до температуры 1370-1440 С и прокатку слябов на полосу (3 1.

Нагрев слябов при укаэанных температурах обеспечивает образование необходимой объемной плотности частиц сульфидной ингибиторной фазы и получение острой ребровой текстуры. Однако, магнитные свойства могут быть существенно улучшены за счет дополните3 9964 льного фактора: получения оптималвной зеренной структуры металла.

Целью изобретения является повышение магнитных свойств анизотропной электротехнической стали, экономия топлива и сокращение потерь металла при окислении поверхности слитков.

Поставленная цель достигается тем, . что согласно способу, включающему выплавку и разливку металла, горячую 16 прокатку слитков на слябы, нагрев слябов и прокатку слябов на полосу, горячую прокатку слитков проводят при охлаждении со скоростью 10о

30 С/мин, а температуру начала про- is катки определяют последующей зависимости

1660i3,9(С-0,005) ° 10, где t - температура, С;

С - концентрация углерода в ста- m ли, вес.

Для получения в сердцевине слитка необходимой объемной доли аустенина нагрев слитков проводят до получения перепада температур между поверхнос- 2S тью и сердцевиной слитка, равного 2060 С.

Температура начала прокатки слитков выбирается в зависимости от содержания углерода в стали таким абра- 1щ зом, чтобы деформация проходила в области двухфазного состояния металла с образованием аустенита в таком количестве, при котором аустенит измельчает зерна феррита и вместе с тем не

3$ вызывает появления трещин на поверхности слябов. Измельчение зеренной структуры во время прокатки слитков в значительной степени уменьшает отрицательное влияние возникающих при

46 последующем нагреве слябов крупных зерен на магнитные свойства. С уменьшением концентрации углерода в стали температура начала прокатки слитков, как следует из найденной зависимости, также уменьшается, что снижает потери

iS металла при окислении поверхности слитка во время нагрева. Скорости охлаждения металла во время прокатки слитков выбраны таким образом, чтобы объемная доля аустенита, которая увеличивается при охлаждении металла, не превысила диапазона оптимальных значений, равных 5- 15 об. Ъ.

Так как металл в сердцевине слитка во время прокатки деформируется значительно слабее, чем у поверхности, то в сердцевине должно быть большее количество аустенита. Такая раз74 4 ница в объемной доли аустенита достигается созданием в сердцевине слитка пониженной на 20-60 С, по сравнению с поверхностью, температуры во время нагрева перед прокаткой. Необходимость получения градиента температуры между сердцевиной и поверхностью слитка позволяет прекратить нагрев, не добиваясь выравнивания температуры по сечению слитка. Тем самым уменьшается время нагрева слитков, повышается производительность нагревательных колодцев, экономится топливо и сокращаются потери металла из-за окисления.

Перепад температуры между сердцевиной и поверхностью слитка более

60 С может привести к возникновению трещин во время прокатки. Если перепад меньше 20 С,.то в сердцевине образуется недостаточное количество аустенита и наблюдается ухудшение магнитных свойств.

Металл обрабатывается по технологии, включающей горячую прокатку слитков массой 12-14 т на слябы сечением

95ОМ170 мм, горячую прокатку слябов на полосу 2,5 мм, травление горячекатаной полосы, холодную прокатку на полосу. толщиной 0,35 мм с промежуточным рекристаллизационным отжигом при

850-900 С, обеэуглереживающий отжиг в проходной печи до содержания углерода менее 0,0053, окончательный отжиг при температуре 1150 С в течение

30 ч.

Пример 1. Выбрана сталь следующего химического состава, вес. 3: кремний 3,10; марганец 0,06; углерод

0,030; сера 0,024; азот 0,006; кислород 0,005; алюминий 0,003. Расчет по предлагаемой зависимости для данного содержания углерода дает температуру начала прокатки 1260 С. Слитки нагревают до 1260 С и прокатывают на слябы.

Металл во время прокатки охлаждают со скоростью 10 /мин до 1100 С.

Пример 2. Металл, имеющий химический состав в соответствии с примером 1, охлаждают во время прокатки слитков с температуры 1260оС со скоростью 20 /мин до 1070 С.

Пример 3. Металл, имеющий химический состав в соответствии с примером 1, охлаждают во время прокатки слитков с температур9 1260 С со скоо ростью 30 /мин до 1050 С.

Пример 4. Выбрана сталь следующего химического состава, вес. /:

474

Магнитные свойства

Перепад температуры между сердцевиной и поверхностью слитка, Ос

Скорость охлаждения металла во время прокатки, С/мин

Температура начала прокатки слитков сред"не-массовая вая), С

Магнитная индук. ция В 2 ;оо Тл

Удельные потери Р„Юо BT/"

0 99

1260

0,98

1,92

1,91

1,91

1,00

1240

0,98

1,92

В 996 кремний 3,07; марганец 0,07; углерод

0,025; сера 0,022; азот 0,006; кислород 0,005; алюминий 0,003. Расчет по предлагаемой зависимости для данного содержания углерода дает температуру начала прокатки 1240 С. Слитки нагревают до 1240 С и прокатывают. Металл во время прокатки охлаждают со скоростью 10 /мин,.до 1080 С.

Пример 5. Металл, имеющий хи- 10 мический состав в соответствии с примером 4, охлаждают во время прокатки слитков с температуры 1240 С со скоростью 20 /мин до 1050 С.

Il р и м е р 6. Металл, имеющий хи- 15 мический состав в соответствии с примером 4, охлаждают во время прокатки слитков с температуры 1240 С со скоростью 30@ /мин до 1030оС.

Пример 7. Выбрана сталь сле- 2в дующего химического состава, вес. 4: кремний 3,05; марганец 0,06; углерод

0,020; сера 0,025; азот 0,006; кислород 0,005; алюминий 0,003. Расчет по предлагаемой зависимости для данного И содержания углерода дает температуру начала прокатки 1220 С. Слитки нагревают до 1220ОС и прокатывают на слябы. Металл во время прокатки охлаждаot co cKopocTbo 10 / .до 1050 С.

Пример 8. Металл, имеющий химический состав в соответствии с примером 7, охлаждают во время прокатки слитков с температуры 1220ОС со скоростью 20 о /мин до 1020 С.

Пример 9. Металл, имеющий хи-З5 мический состав в соответствии с примером 7, охлаждают во время прокатки слитков с температуры 1220 С со скоростью 30 /мин до 1000 С.

П р и и е р 10. Выбрана сталь химического состава в соответствии с примером 1, для которой температура начала прокатки слитков, рассчитанная по предлагаемой зависимости, равна

1260ОC. При достижении перепада температуры между сердцевиной и поверхностью слитков, равного 200, слитки выдают на прокатку. Металл во время прокатки охлаждают со скоростью

20 /мин.

Пример 11. Выбрана сталь химического состава в соответствии с примером 4, для которой температура начала прокатки слитков, рассчитанная по предлагаемой зависимости, равна

1240 С. Нагрев слитков производят при температуре в нагревательных колодцах

1260 С. При достижении перепада между сердцевиной и поверхностью слитков, о равного 40, слитки выдают на прокатку. Металл во время прокатки охлаждают со скоростью 20 /мин.

tl р и м е р 12. Выбрана сталь химического состава в соответствии с примером 7, для которого температура начала прокатки слитков, рассчитанная по предлагаемой . зависимости, равна

1220 С. Нагрев слитков производят при температуре в нагревательных колодцах 1260 С. При достижении перепада между сердцевиной и поверхностью слитков, равного 60, слитки выдают на прокатку. Металл во время прокатки охлаждают со скоростью 20 /мин.

Результаты магнитных испытаний готового металла толщиной 0,35 мм приведены в таблице.

996474

Продолжение таблицы

Скорость охлаждения металла во время прокатки, С/мин

Температура начала прокатки слитков (средне-массовая), ОС

Иагнитные свойства

Перепад температуры между сердцевиной и поверхностью слитка, ОС

Иагнитная индукция В2 00 Тл дельные потеи Р1gyg Вт/кг

1,92

0,99

1,01

1,91

1220

0,98

1,92

1 91

1,00

1 91

0,99

1260

1.93

0 97

1240

0,98

1,92

20

1220

Обработка по прототипу

1,91

1,03

1 90

1,05

1,04

1,90

Сравнение магнитных свойств стали,, обработанной по известному и предложенному способам, показывает, что удельные потери стали, изготовленной по предложенному способу, ниже, чем у стали, изготовленной по известному способу. Иагнитные свойства остаются высокими во всем интервале предложенных скоростей охлаждения металла во время прокатки слитков и предложенных перепадах температуры между поверхностью и сердцевиной слитка °

Экономический эффект снижения удельных потерь Р1 ц 0 на 0,01 Вт/кг составляет 9,3 руб. на 1 т стали.

При производстве трансформаторной стали 30 Tblc ° т экономический эффект от уменьшения потерь Р.1 gg с 1 03 до 1,01 Вт/кг составляет около

560 тыс. руб.

Тираж 566

Подписное

ВНИИПИ Заказ 847/39 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения

Способ производства холоднокатаной электротехнической стали, преимущественно анизотропной, включающий выплавку и разливку металла, горячую прокатку слитков на слябы, нагрев слябов и

3S ипрокатку слябов на полосу, о т л ч а ю шийся тем, что, с целью повышения магнитных свойств, экономии топлива и сокращения потерь металла, горячую прокатку слитков проводят при

40 охлаждении со скоростью 10-30 С/

С/мин а температуру начала прокатки выбирают по следующей зависимости

= 1160+3,9(C 0,005) 10

4f о где C - температура, С;

С - концентрация углерода в стао ли, вес. 4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIN N 3873381, кл. 148- 112, опублик. 1975.

2. Патент США и 3764406, кл. 148- 111, опублик 1973

3. Авторское свидетельство СССР

И 695730, кл. B 21 В. 1/38, 1979