DE10221793C1 - Nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech und Verfahren zu seiner Herstellung

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Abstract

Die Erfindung betrifft nicht kornorientierte Elektrobleche, die sowohl als schlussgeglühte als auch als nicht schlussgeglühte Sorten ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand so hergestellt werden können, dass sie eine gegenüber den bisher erzielbaren Werten verbesserte magnetische Polarisation und verringerte Ummagnetisierungsverluste aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, dass ein in geeigneter Weise zusammengesetzter Stahl bei seiner Abkühlung, ausgehend von einer höchstens 1300 DEG C betragenden Anfangstemperatur, unter im Wesentlichen vollständigen Ausschluss eines rein austenitischen Gefüges (gamma-Phase) einen Temperaturbereich durchläuft, in welchem er ein Austenit/Ferrit-Zweiphasenmischgefüge (alpha-,gamma-Mischphasen) aufweist, so dass das Elektroblech nach einem Warmwalzen, Beizen, Kaltwalzen und Glühen des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands eine in Längsrichtung des Bands oder Blechs bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m gemessene magnetische Polarisation J¶2500¶ >= 1,74 T und einen in Längsrichtung des Bands bei J = 1,5 T und einer Frequenz f = 50 Hz gemessenen Wert p¶1,5¶ (50) der magnetischen Verluste von < 4,5 W/kg besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein nichtkornorientiertes Elektroblech oder -band und ein Verfahren zum Herstellen derartiger Produkten.
Unter dem Begriff "nichtkornorientiertes Elektroblech" werden hier unter die DIN EN 10106 ("schlussgeglühtes Elektroblech") und DIN EN 10165 ("nicht schlussgeglühtes Elektroblech") fallende Elektrobleche verstanden. Darüber hinaus werden auch stärker anisotrope Sorten einbezogen, solange sie nicht als kornorientierte Elektrobleche gelten. Insoweit werden hier die Begriffe "Elektroblech" und "Elektroband" synonym verwendet.
"J2500" bzw. "J5000" bezeichnen im Folgenden die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m bzw. 5000 A/m. Unter "P1,5" wird der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz verstanden.
Von der verarbeitenden Industrie wird die Forderung gestellt, nichtkornorietierte Elektrobleche zur Verfügung zu stellen, deren magnetische Polarisationswerte gegenüber herkömmlichen Blechen angehoben sind. Dies gilt insbesondere für den Bereich der Anwendungen, bei denen die elektrischen Maschinen elektrisch erregt werden. Durch die Erhöhung der magnetischen Polarisation wird der Magnetisierungsbedarf reduziert. Damit einhergehend gehen auch die Kupferverluste zurück, welche bei einer Vielzahl der elektrischen Maschinen einen wesentlichen Anteil an den beim Betrieb elektrischer Maschinen entstehenden Verlusten haben.
Der wirtschaftliche Wert nicht kornorientierter Elektrobleche mit erhöhter Permeabilität ist erheblich. Elektrische Maschinen mit elektrischer Erregung, speziell Industrieantriebe mit Leistungen, die 1 kW bis 100 kW und darüber hinaus betragen, stellen das Hauptanwendungsgebiet von nichtkornorientiertem Elektroblech dar.
Die Forderung nach höherpermeablen nichtkornorientierten Elektroblechsorten betrifft nicht nur nichtkornorientierte Elektrobleche mit hohen Verlusten (P1,5 ≧ 5-6 W/kg), sondern auch Bleche mit mittleren (3,5 W/kg ≦ P1,5 ≦ 5,5 W/kg) und niedrigen Verlusten (P1,5 ≦ 3,5). Daher ist man bemüht, das gesamte Spektrum der schwach-, mittel- und hochsilizierten elektrotechnischen Stähle hinsichtlich seiner magnetischen Polarisationswerte zu verbessern. Dabei besitzen die Elektroblechsorten mit Si-Gehalten von bis zu 2,5 Masse-% Si im Hinblick auf ihr Marktpotential eine besondere Bedeutung.
Speziell Elektroblechsorten, die einen hohen Wert der magnetischen Polarisation J2500 bzw. J5000 bei gleichzeitig niedrigen Werten der Ummagnetisierungsverluste P1,5 bei 50 Hz, vorteilhaft < 4 W/kg, sind von Intersee, da mit ihnen sowohl eine Reduzierung des magnetischen Erregerstroms im Falle der elektrisch erregten Maschinen als auch eine Reduzierung der Eisenverluste gegenüber herkömmlichen Elektroblechsorten mit P1,5 < 4 W/kg bei 50 Hz erfolgen kann.
Eine Reduzierung der Ummagnetisierungsverluste lässt sich durch eine Erhöhung des Si-Gehaltes erreichen. So stellen sich deutliche verminderte Verluste ein, wenn die aus dem Si-Gehalt und dem Zweifachen des Al-Gehalts gebildete Summe %Si + 2%Al in für die Herstellung von Elektroblechen der in Rede stehenden Art verwendeten Stählen mehr als 1,4% beträgt.
Es sind verschiedene Wege bekannt, wie derartig hohe Gehalte an Si und Al aufweisenden Elektroblechen hohe J2500 oder J5000 zu erreicht werden können. So ist in der EP 0 651 061 A1 vorgeschlagen worden, zu diesem Zweck hohe Umformgrade beim Kaltwalzen zu erzielen, wobei dieses Kaltwalzen zweistufig mit Zwischenglühung durchgeführt werden kann. Ebenso ist es bekannt, dass durch ein Zwischenglühen des Warmbandes höherpermeable Elektroblechsorten erzeugt werden können (EP 0 469 980 B1, DE 40 05 807 C2). Gemäß dem aus der EP 0 431 502 A2 bekannten Verfahren wird schließlich ein nichtkornorientiertes Elektroblech hergestellt, indem ein ≦ 0,025%C, < 0,1%Mn, 0,1 bis 4,4%Si und 0,1 bis 4,4%Al (Angaben in Masse-%) enthaltendes Stahlvormaterial zunächst auf eine Dicke von nicht weniger als 3,5 mm warmgewalzt wird. Anschließend wird das so erhaltene Warmband ohne rekristallisierendes Zwischenglühen mit einem Verformungsgrad von mindestens 86% kaltgewalzt und einer Glühbehandlung unterzogen. Das gemäß dem bekannten Verfahren hergestellte Band weist eine besonders hohe magnetische Polarisation von mehr als 1,7 T bei einer Feldstärke J2500 von 2500 A/m und niedrige Ummagnetisierungsverluste auf.
In der Praxis zeigt sich allerdings, dass es mit den bekannten Maßnahmen jedoch nicht möglich ist, mit der für eine großtechnische Herstellung notwendigen Sicherheit Elektrobleche mit in Summe mehr als 1,4 Masse-% betragenden Gehalten an Si und Al nichtkornorientierte Elektrobänder bzw. -bleche herzustellen, die in Längsrichtung des Bandes gemessen eine magnetische Polarisation J2500 von ≧ 1,7 T aufweisen. (Die für J2500 in Querrichtung des Bandes ermittelten Werte sowie die Mischwerte von J2500 sind stets kleiner als die Werte von J2500 gemessen in Bandrichtung.)
Verbesserungen in Bezug auf höhere Werte von J2500 lassen sich für den Fall des Einsatzes von hochsilizierten Legierungen sehr hoher Reinheit, speziell mit sehr geringem Si- und Ti-Gehalt bei gleichzeitig sehr geringem C-Gehalt erzielen. Jedoch erfordert dieser Weg zusätzliche Aufwendungen bei der Stahlerzeugung gegenüber den in der Praxis üblicherweise eingesetzten FeSi-Stählen.
Die Aufgabe der Erfindung bestand nun darin, ausgehend von dem voranstehend erwähnten Stand der Technik hochwertige nicht kornorientierte Elektrobleche herzustellen, die sowohl als schlussgeglühte als auch als nicht schlussgeglühte Sorten ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand so hergestellt werden können, dass sie eine gegenüber den bisher erzielbaren Werten verbesserte magnetische Polarisation und verringerte Ummagnetisierungsverluste aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech mit Nenndicken ≦ 0,75 mm, hergestellt aus einem Stahl, der neben Eisen, den üblichen unvermeidbaren Gehalten an Verunreinigungen (beispielsweise S, Ti) und wahlweise vorhandenen Gehalten an Mo, Sb, Sn, Zn, W und/oder V, (in Masse-%) C: < 0,005%, Mn: ≦ 1,0%, P: < 0,8%, Al: < 1% sowie Si mit der Maßgabe 1,4% < %Si + 2%Al < 2,5% (mit %Si = Si-Gehalt und %Al = Al-Gehalt) enthält, wobei der so zusammengesetzte Stahl bei seiner Abkühlung ausgehend von einer höchstens 1300°C betragenden Anfangstemperatur unter Beschränkung des Temperaturbereichs, in dem während des Warmwalzens in dem Stahl ein ausschließlich austenitisches Gefüge (γ-Phase) auftritt, auf eine weniger als 50°C große Temperaturspanne einen Temperaturbereich durchläuft, in welchem er ein Austenit/Ferrit-Zweiphasenmischgefüge (α-, γ-Mischphasen) aufweist, so dass das Elektroblech nach einem Warmwalzen, Beizen, Kaltwalzen und Glühen des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands eine in Längsrichtung des Bandes oder Blechs bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m gemessene magnetische Polarisation J2500 ≧ 1,74 T und einen in Längsrichtung des Bandes bei J = 1,5 T und einer Frequenz f = 50 Hz gemessenen Wert P1,5 (50) der magnetischen Verluste von < 4,5 W/kg besitzt.
Die voranstehend angegebene Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines nach einem der voranstehenden Ansprüche beschaffenen nichtkornorientierten Elektrobandes oder -blechs gelöst, bei dem folgende Schritte durchlaufen werden:
  • - Vergießen eines Stahls, der neben Eisen, den üblichen unvermeidbaren Gehalten an Verunreinigungen (beispielsweise S, Ti) und wahlweise vorhandenen Gehalten an Mo, Sb, Sn, Zn, W und/oder V, (in Masse-%) C: < 0,005%, Mn: ≦ 1,0%, P: < 0,8%, Al: < 1% sowie Si mit der Maßgabe 1,4% < %Si + 2%Al < 2,5% (mit %Si = Si-Gehalt und %Al = Al-Gehalt) enthält, zu einem Vorprodukt, wie einer Bramme, einer Dünnbramme oder einem gegossenen Band,
  • - Verarbeiten des Vorprodukts zu einem Warmband in einem Warmwalzprozess bei Warmwalztemperaturen, die ausgehend von ≦ 1300°C so eingestellt werden, dass unter im Wesentlichen vollständigem Ausschluss eines rein austenitischen Gefüges (γ-Phase) ein Temperaturbereich durchlaufen wird, in welchem der verarbeitete Stahl ein Austenit/Ferrit-Zweiphasenmischgefüge (α-, γ-Mischphasen) sowie ein Ferritgebiet aufweist,
  • - so dass das Elektroband oder -blech nach einer ein Beizen umfassenden Oberflächenbehandlung, einem Kaltwalzen und einem Glühen des nach dem Warmwalzprozess erhaltenen Warmbands eine in Längsrichtung des Bandes oder Blechs bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m gemessene magnetische Polarisation J25 ≧ 1,74 T und einen in Längsrichtung des Bandes bei J = 1,5 T und einer Frequenz f = 50 Hz gemessenen Wert P1,5 (50) der magnetischen Verluste von < 4,5 W/kg besitzt,
  • - wobei die Spanne des Temperaturbereichs, innerhalb dessen der verarbeitete Stahl ein rein austenitisches Gefüge (γ-Phase) besitzt, weniger als 50°C groß ist, und wobei die Temperaturen während des Warmwalzprozesses unter Umgehung dieser Temperaturspanne geführt werden.
Überraschend hat sich gezeigt, dass sich durch die Auswahl einer geeignet zusammengesetzten Stahllegierung und die besondere Temperaturführung während der Warmprozessierung des aus dieser Stahllegierung gegossenen Vorproduktes ein Elektroblech herstellen lässt, dass gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Werte der magnetischen Verluste und der magnetischen Permeabilität besitzt. So kann bei erfindungsgemäß beschaffenen Elektroblechen eine in Längsrichtung gemessene magnetische Polarisation J2500 von mindestens 1,74 T, im Speziellen sogar mindestens 1,76 T, gewährleistet werden. Ebenso können magnetische Verluste P1,5 von weniger als 4,5 W/kg, speziell 4 W/kg, garantiert werden.
Voraussetzung ist dazu, dass der erfindungsgemäß verwendete Stahl so zusammengesetzt ist, dass er bei einer von 1300°C ausgehenden Abkühlung zu möglichst keinem Zeitpunkt eine rein austenitische Gefügestruktur aufweist. Stattdessen ist die Zusammensetzung so zu wählen, dass bei der Abkühlung notwendig ein Temperaturgebiet durchlaufen wird, innerhalb dessen das Stahlgefüge aus einer Mischung von γ- und α- Phasen besteht. Als im Sinne der Erfindung noch tolerierbare Abweichung von dieser Vorschrift wird es dabei angesehen, wenn reines Austenitgefüge über eine Temperaturspanne von maximal 50°C auftritt. Dies bedeutet, dass für den Fall, dass sich reines Austenitgefüge bildet, spätestens nach einer Temperaturabnahme um weitere 50°C wieder Zweiphasenmischgefüge vorliegen muss.
Es konnte nachgewiesen werden, dass bei einer 50°C über den Temperaturtoleranzbereich hinausgehenden Abweichung die durch die Erfindung erzielte Steigerung der Qualität von Elektroblechen nicht erreicht werden kann. Vorzugsweise werden daher während der Herstellung erfindungsgemäßen Elektrobands die Temperaturen so geführt, dass die kritische Temperaturspanne umgangen wird. Dazu kann beispielsweise die Wiedererwärmungstemperatur der Bramme im konventionellen Warmbandherstellungsprozess bzw. die Temperatur der Dünnbramme beim Gießwalzen oder Dünnbandgießen vor dem Warmwalzen so gewählt werden, dass sie oberhalb des Zweiphasengebietes liegt. Die Warmwalzendtemperatur beträgt < 800°C.
Umfasst das Warmbandprozessing ein Haspeln, so sollte die Haspeltemperatur, mit der das Warmband nach dem Warmwalzprozess aufgehaspelt wird, < 650°C betragen.
Werden bei der Herstellung erfindungsgemäßer Elektrobleche Brammen oder Dünnbrammen größerer Dicke verarbeitet, so umfasst der Warmwalzprozess üblicherweise ein in einer mehrere Walzgerüste umfassenden Warmwalzstaffel erfolgendes Finalwalzen (Fertigwarmwalzen). Um qualitativ besonders hochwertige Elektrobleche zu erzeugen, sollte der im Zuge des Finalwalzens erzielte Gesamtumformgrad < 75% sein. Elektrobleche, die Werte der magnetischen Polarisation J2500 von mehr als 1,74 T bei besonders geringen Verlusten P1,5 von deutlich weniger als 4 W/kg aufweisen, lassen sich dabei dadurch erzeugen, dass der im Zuge des Finalwalzens im Zweiphasenmischgebiet erzielte Umformgrad mindestens 35% beträgt.
Ebenso lassen sich Elektrobleche mit erfindungsgemäß guten Eigenschaften herstellen, wenn das jeweils warmgewalzte Vorprodukt vor seinem Eintritt in die Warmwalzstaffel unter Durchlauf des Zweiphasenmischgebiets soweit abgekühlt ist, dass das Finalwalzen beim Warmwalzen im wesentlichen bei ferritischem Gefüge des verarbeiteten Stahls stattfindet.
Vorzugsweise wird dann, wenn das Finalwalzen beim Warmwalzen bei sich im ferritischen Zustand befindenden Stahl durchgeführt wird, mindestens bei einem der letzten Umformstiche mit Schmierung warmgewalzt. Durch das Warmwalzen mit Schmierung treten einerseits geringere Scherverformungen auf, so dass das gewalzte Band im Ergebnis eine homogenere Struktur über den Querschnitt erhält. Andererseits werden durch die Schmierung die Walzkräfte vermindert, so dass über dem jeweiligen Walzstich eine höhere Dickenabnahme möglich ist. Daher kann es vorteilhaft sein, wenn sämtliche im Ferritgebiet erfolgende Umformstiche mit einer Walzschmierung durchgeführt werden.
Verbesserte Oberflächeneigenschaften erfindungsgemäßer Elektrobleche lassen sich dadurch erzielen, dass das Warmband im Zuge seiner Oberflächenbehandlung vor dem Beizen mechanisch entzundert wird.
Das Schlussglühen des aus dem Warmband fertig kaltgewalzten Elektroband kann grundsätzlich im Durchlauf oder im Haubenofen erfolgen (schlussgeglühtes Elektroband). Alternativ kann das geglühte Band nach der im Durchlauf oder im Haubenofen durchgeführten Glühung mit einem Umformgrad < 12% nachverformt und danach einer Referenzglühung bei Temperaturen oberhalb 700°C unterzogen werden, so dass dann ein nicht schlussgeglühtes Elektroband erhalten wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Das beigefügte Diagramm zeigt das Phasendiagramm einer binären FeSi-Legierung. Analoge Diagramme gelten für technische Legierungen, wobei sich die jeweiligen "Temperaturen" gegenüber denen bei der dargestellten binären Legierung ändern.
In dem Diagramm sind die Gebiete, in denen eine rein ferritische (α), eine rein austenitische (γ) bzw. eine aus Ferrit und Austenit gebildete Zweiphasenmischstruktur (γ + α) vorliegt, in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur und der aus dem jeweiligen Si-Gehalt und dem Doppelten des Al- Gehalts des jeweils verarbeiteten Stahls gebildeten Summe "%Si + 2%Al" aufgetragen. Zusätzlich ist durch die parallel zur Achse der Temperaturen verlaufenden Linien LU, LO der Bereich eingegrenzt, innerhalb dessen erfindungsgemäß ausgewählte Legierungen liegen.
Es zeigt sich, dass die die untere Grenze der Summe "%Si + 2%Al" der Si- und Al-Gehalte erfindungsgemäß verarbeiteter Legierungen markierende Linie LU über eine Temperaturspanne Ts den sich zu geringeren Beträgen der Summe "%Si + 2%Al" erweiternden Austenitphasen-Bereich γ schneidet, in dem es zur Bildung von reinem Austenit kommt. Die Temperaturdifferenz, die zwischen dem oberen Schnittpunkt Tso und dem unteren Schnittpunkt Tsu der Linie LU mit dem Austenitphasen-Bereich γ liegt, beträgt weniger als 50°C. Der von dem Austenitphasen-Bereich γ von der Linie LU in Richtung der Linie LO abgeschnittene Abschnitt AT stellt somit den vom Zweiphasenmisch-Bereich (γ + α) umschlossenen Toleranzbereich dar, innerhalb dessen es bei der Ausführung der Erfindung zur Bildung von reinem Austenit kommen darf.
Die die obere Grenze der Summe "%Si + 2%Al" der Si- und Al- Gehalte erfindungsgemäß verarbeiteter Legierungen markierende Linie LO berührt dagegen gerade noch die Grenze des Zweiphasenmisch-Bereichs (γ + α), innerhalb dessen Zweiphasenmischgefüge entsteht. Somit durchläuft jede erfindungsgemäße Legierung, die eine zwischen den Linien LU und LO liegenden Wert ihrer Summe "%Si + 2%Al" aufweist, bei einer Abkühlung von einer unterhalb 1300°C liegenden Anfangstemperatur den Zweiphasenmisch-Bereich (γ + α).
Zum Nachweis der Wirkung der Erfindung sind zwei Stähle S1 und S2 erschmolzen worden, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 angegeben sind (Angaben in Masse-%, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen).
Tabelle 1
Die Legierung des Stahls S1 ist dabei so gewählt, dass das Gefüge des Stahls S1 bei dessen von 1300°C ausgehenden Abkühlung zu keinem Zeitpunkt aus reinem Austenit γ besteht. Beim Stahl S2 entsteht dagegen im Zuge seiner Abkühlung aus dem zuvor zweiphasigen Mischgefüge γ + α für eine weniger als 50°C betragende Temperaturspanne TS kurzzeitig rein austentisches Gefüge, welches sich bei der weiteren Temperaturabnahme unmittelbar anschließend wieder in Zweiphasenmischgefüge γ + α wandelt.
Die Stähle S1 und S2 sind jeweils zu Brammen vergossen worden, welche anschließend auf eine unterhalb 1300°C jedoch oberhalb der den Übergang zum Zweiphasenmisch- Bereich (γ + α) markierenden Grenztemperatur zum Übergang liegende Temperatur wiedererwärmt worden sind. Bei dieser Wiedererwärmungstemperatur besaßen die Brammen jeweils eine rein ferritische Gefügestruktur.
Anschließend sind die Brammen vorgewalzt worden und in Rahmen von vier unterschiedlichen Versuchen 1 bis 4 mit einer Warmwalzanfangstemperatur in eine sieben Walzgerüste umfassende Warmwalzstaffel eingelaufen, in der sie zu jeweils einem Warmband fertig gewalzt worden sind.
Beim Versuch 1 lag die Warmwalzanfangstemperatur von vier aus dem Stahl S1 gegossenen Brammen B1.1, B2.1, B3.1, B4.1 beim Eintritt in die Warmwalzstaffel so hoch, dass der Stahl ein aus Austenit und Ferrit gebildetes Zweiphasenmischgefüge aufwies. In der Warmwalzstaffel sind die Brammen B1.1 bis B1.4 dementsprechend zunächst im Zweiphasenmischgebiet gewalzt worden. Der während des Walzens im Zweiphasenmischgebiet erzielte Umformgrad betrug 40% und der Umformgrad im Ferritgebiet 66%.
An das Walzen im Zweiphasenmischgebiet schloss sich ein Walzen bei ferritischem Gefüge des verarbeiteten Stahls an. Im Zuge dieses Walzens im Ferritgebiet wurde ein Umformgrad von 66% erreicht. Die aus den Brammen B1.1 bis B1.4 fertig warmgewalzten Warmbänder verließen die Warmwalzstaffel mit einer Warmwalzendtemperatur ET und wurden bei einer Haspeltemperatur HT gehaspelt.
In Tabelle 2 sind für die Brammen B1.1 bis B4.1 bzw. die daraus erzeugten Warmbänder die jeweilige Warmwalzendtemperatur ET in °C, die Haspeltemperatur HT in °C und die Haspel-Haltezeit tH in min sowie die magnetischen Eigenschaften P1,5 in W/kg, J2500 und J5000 jeweils in T angegeben. Darüber hinaus sind in Tabelle 2 für die Brammen B1.1 bis B4.1 die beim Walzen im Mischgebiet erzielten Umformgrade Ug γ/α und die beim Walzen im Ferritgebiet erzielten Umformgrade Ug α verzeichnet.
Tabelle 2, Versuch 1
Beim Versuch 2 lag die Warmwalzanfangstemperatur so niedrig, dass die fünf wiederum aus dem Stahl S1 gegossenen Brammen B1.2 bis B5.2 eine rein ferritische Gefügestruktur besaßen, nachdem ihr Gefüge im Zuge ihrer Abkühlung zuvor den Zweiphasenmisch-Bereich (γ + α) durchlaufen hatte. Demzufolge ist das Warmwalzen in der Warmwalzstaffel ausschließlich im Ferrit durchgeführt worden. Es wurde ein Gesamtumformgrad Ug α von 80% erreicht. Dabei ist während des zweiten und dritten Stichs mit Schmierung der Bandoberfläche gearbeitet worden.
In Tabelle 3 sind für die Brammen B1.2 bis B5.2 bzw. die daraus erzeugten Warmbänder jeweils die jeweils eingehaltenen Warmwalzendtemperatur ET in °C, die Haspeltemperatur HT in °C und die Haspel-Haltezeit tH in min sowie die magnetischen Eigenschaften P1,5 in W/kg, J2500 und J5000 in jeweils T angegeben.
Tabelle 3, Versuch 2
Wie beim Versuch 1 lag die Warmwalzanfangstemperatur beim Versuch 3 so hoch, dass die aus dem Stahl S2 gegossenen Brammen B1.3, B2.3, B3.3, B4.3 beim Eintritt in die Warmwalzstaffel ein aus Austenit und Ferrit gebildetes Zweiphasenmischgefüge aufwiesen. In der Warmwalzstaffel sind die Brammen B1.3 bis B4.3 daher zunächst im Zweiphasenmischgebiet gewalzt worden. Der während dieses Walzens erzielte Umformgrad Ug γ/α betrug 70%. An das Walzen im Zweiphasenmischgebiet schloss sich ein Walzen bei ferritischem Gefüge des verarbeiteten Stahls an. Im Zuge dieses Ferrit-Walzens wurde ein Umformgrad Ug α von 33% erreicht.
In Tabelle 4 sind für die Brammen B1.3 bis B4.3 bzw. die daraus erzeugten Warmbänder die jeweilige Warmwalzendtemperatur ET in °C, die Haspeltemperatur HT in °C und die Haspel-Haltezeit tH in min sowie die magnetischen Eigenschaften P1,5 in W/kg, J2500 und J5000 in jeweils T angegeben.
Tabelle 4, Versuch 3
Auch beim Versuch 4 wurde die Warmwalzanfangstemperatur so gewählt, dass die drei aus dem Stahl S2 gegossenen Brammen B1.4, B2.4, B3.4 beim Eintritt in die Warmwalzstaffel ein aus Austenit und Ferrit gebildetes Zweiphasenmischgefüge aufwiesen. In der Warmwalzstaffel sind die Brammen B1.4 bis B3.4 daher zunächst ebenfalls im Zweiphasenmischgebiet gewalzt worden. Im Gegensatz zum Versuch 3 wurde dabei jedoch ein relativ niedriger Umformgrad Ug γ/α von 40% eingehalten.
An das Walzen im Zweiphasenmischgebiet schloss sich ein Walzen bei ferritischem Gefüge des verarbeiteten Stahls an. Im Zuge dieses Ferrit-Walzens wurde ein Umformgrad Ug α von 66% erreicht. Dabei erfolgten der zweite und der dritte Stich unter Schmierung der Bandoberfläche. Die fertig warmgewalzten Warmbänder verließen die Warmwalzstaffel mit einer Warmwalzendtemperatur ET und wurden bei einer Haspeltemperatur HT gehaspelt.
In Tabelle 5 sind für die Brammen B1.4 bis B3.4 bzw. die daraus erzeugten Warmbänder die jeweilige Warmwalzendtemperatur ET in °C, die Haspeltemperatur HT in °C und die Haspel-Haltezeit tH in min sowie die magnetischen Eigenschaften P1,5 in W/kg, J2500 und J5000 in T angegeben.
Tabelle 5, Versuch 4

Claims (17)

1. Nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech mit Nenndicken ≦ 0,75 mm, hergestellt aus einem Stahl, der neben Eisen, den üblichen unvermeidbaren Gehalten an Verunreinigungen und wahlweise vorhandenen Gehalten an Mo, Sb, Sn, Zn, W und/oder V, (in Masse-%)
C: < 0,005%,
Mn: ≦ 1,0%,
P: < 0,8%,
Al: < 1%
sowie
Si mit der Maßgabe 1,4% < %Si + 2%Al < 2,5% (mit %Si = Si-Gehalt und %Al = Al-Gehalt) enthält, wobei der so zusammengesetzte Stahl bei seiner Abkühlung ausgehend von einer höchstens 1300°C betragenden Anfangstemperatur unter Beschränkung des Temperaturbereichs, in dem während des Warmwalzens in dem Stahl ein ausschließlich austenitisches Gefüge (γ-Phase) auftritt, auf eine weniger als 50°C große Temperaturspanne einen Temperaturbereich durchläuft, in welchem er ein Austenit/Ferrit- Zweiphasenmischgefüge (α-, γ-Mischphasen) aufweist, so dass das Elektroblech nach einem Warmwalzen, Beizen, Kaltwalzen und Glühen des nach dem Warmwalzen erhaltenen Warmbands eine in Längsrichtung des Bandes oder Blechs bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m gemessene magnetische Polarisation J2500 ≧ 1,74 T und einen in Längsrichtung des Bandes bei J = 1,5 T und einer Frequenz f = 50 Hz gemessenen Wert P1,5 (50) der magnetischen Verluste von < 4,5 W/kg besitzt.
2. Nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seine in Längsrichtung gemessene magnetische Polarisation J2500 ≧ 1,76 T beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung eines nach einem der voranstehenden Ansprüche beschaffenen nichtkornorientierten Elektrobandes oder -blechs, umfassend folgende Schritte:
  • - Vergießen eines Stahls, der neben Eisen, unvermeidbaren Verunreinigungen und wahlweise vorhandenen Gehalten an Mo, Sb, Sn, Zn, W und/oder V, (in Masse-%) C: < 0,005%, Mn: ≦ 1,0%, P: < 0,8%, Al: < 1% sowie Si mit der Maßgabe 1,4% < %Si + 2%Al < 2,5% (mit %Si = Si-Gehalt und %Al = Al- Gehalt) enthält, zu einem Vorprodukt, wie einer Bramme, einer Dünnbramme oder einem gegossenen Band,
  • - Verarbeiten des Vorprodukts zu einem Warmband in einem Warmwalzprozess bei Warmwalztemperaturen, die ausgehend von 1300°C so eingestellt werden, dass unter im wesentlichen vollständigem Ausschluss eines rein austenitischen Gefüges (γ-Phase) ein Temperaturbereich durchlaufen wird, in welchem der verarbeitete Stahl ein Austenit/Ferrit- Zweiphasenmischgefüge (α-, γ-Mischphasen) aufweist,
  • - so dass das Elektroband oder -blech nach einer ein Beizen umfassenden Oberflächenbehandlung, einem Kaltwalzen und einem Glühen des nach dem Warmwalzprozess erhaltenen Warmbands eine in Längsrichtung des Bandes oder Blechs bei einer magnetischen Feldstärke von 2500 A/m gemessene magnetische Polarisation J2500 ≧ 1,74 T und einen in Längsrichtung des Bandes bei J = 1,5 T und einer Frequenz f = 50 Hz gemessenen Wert P1,5 (50) der magnetischen Verluste von < 4,5 W/kg besitzt,
  • - wobei die Spanne des Temperaturbereichs, innerhalb dessen der verarbeitete Stahl ein rein austenitisches Gefüge (γ-Phase) besitzt, weniger als 50°C groß ist, und wobei die Temperaturen während des Warmwalzprozesses unter Umgehung dieser Temperaturspanne geführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Vorprodukts vor dem Beginn des Warmwalzprozesses bis 1150°C reicht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Warmwalzprozess erreichte Endwalztemperatur < 800°C ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haspeltemperatur, mit der das Warmband nach dem Warmwalzprozess aufgehapselt wird, < 650°C beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmwalzprozess ein in einer mehrere Walzgerüste umfassenden Warmwalzstaffel erfolgendes Finalwalzen umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zuge des Finalwalzens erzielte Gesamtumformgrad < 75% ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zuge des Finalwalzens im Zweiphasenmischgebiet erzielte Umformgrad < 45% ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zuge des Finalwalzens im Zweiphasenmischgebiet erzielte Umformgrad mindestens 35% beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Finalwalzen ausschließlich bei Temperaturen erfolgt, in denen der jeweils verarbeitete Stahl ausschließlich ein Ferrit- Gefüge aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bei ferritschem Gefüge des verarbeiteten Stahls durchgeführten Warmwalzstiche mit Schmierung erfolgen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmband im Zuge seiner Oberflächenbehandlung vor dem Beizen mechanisch entzundert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Kaltwalzen erhaltene Kaltband einer Glühung in einem Durchlaufofen unterzogen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühung in einer nicht entkohlenden Atmosphäre erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Kaltwalzen erhaltene Kaltband einer Glühung in einem Haubenglühofen unterzogen wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das geglühte Band mit einem Umformgrad < 12% nachverformt und danach einer Referenzglühung bei Temperaturen oberhalb 700°C unterzogen wird, so dass ein schlussgeglühtes Elektrobrand erhalten wird.
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