DE1458852A1

DE1458852A1 - Verfahren zum Erzeugen von nichtalterndem Elektroblech

Info

Publication number: DE1458852A1
Application number: DE19651458852
Authority: DE
Inventors: Knueppel Dr-Ing Helmut; Brotzmann Dr-Ing Karl
Original assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Current assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Priority date: 1965-05-19
Filing date: 1965-05-19
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3522114A; GB1123275A

Description

"Verfahren zum Erzeugen von nichtalterndem Elektroblech"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von nichtalterndem, im Durchlaufofen zu glühendem Elektroblech aus einer in üblicher Weise erschmolzenen Schmelze mit 0,03 bis 0,05$ Kohlenstoff, die zur Entkohlung einer Vakuumbehandlung unterzogen wird.

Ein großer Teil des für Elektroblech^ zu verwendenden Stahls wird im Hinblick auf die erforderliche Planheit des Fertigerzeugnisses im Durchlaufofen geglüht, wobei gleichzeitig die magnetischen Eigenschaften des Stahls verbessert werden. Das nicht zu vermeidende rasche Abkühlen des Glühgutes führt jedoch dazu, daß sich die magnetischen Eigenschaften über längere Zeit wieder verschlechtern. Ursache für diese magnetische Alterung ist der Kohlenstoffgehalt, weswegen es erforderlich ist, den Endkohlenstoffgehalt auf maximal 0,05$ zu begrenzen. Dies ist der Grund dafür, daß ein für Elektrobleche geeigneter Stahl einen mög-

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liehst niedrigen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,03$ hatten muß, der im Durchlaufofen im Wege eines entkohlenden Glühens auf den erforderlichen niedrigen Endkohlenstoffgehalt gebracht wird. Das entkohlende Glühen erfordert jedoch verhältnismäßig lange Glühzeiten von etwa fünf Minuten, die eine erhebliche Kostenbelastung darstellen,,

Nach »Stahl und Eisen» 1956, Seite 1721 bis 1728 und 1962, Seite 1485 bis 1495 ist es zwar bekannt, den Kohlenstoffgehalt von Stählen durch eine Vakuumbehandlung zu verringern und dabei Kohlenstoffgehalte bis zu 0,02$ zu verringern. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht jedoch darin, das bei Elektroblechen übliche Glühen zur Erniedrigung des Kohlenstoffgehaltes im Durchlaufofen wesentlich zu verkürzen und dennoch einen niedrigen Endkohlenstoff gehalt von maximal 0,005$ zu erreichen,,

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem die Schmelze erfindungsgemäß mit einem Sauerstoffgehalt in den Vakuumbehälter eingesetzt wird, der wesentlich höher ist als der sich für einen Kohlenstoffgehalt von 0,03 bis 0,05$ aus dem stöehiometrischen Verhältnis CiO » 3*4 ergebende Sauerstoffgehalt und bei dem der Stahl so lange einer Vakuumbehandlung unterzogen wird, bis sein Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,01$ abgesunken ist. Der Sauerstoff-Überschuß wird anschließend durch Desoxydation mit Aluminium auf unter 0,005$ gesenkt und dem

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Stahl in üblicher Weise Silizium zugesetzt.

Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren gelingt es, magnetisch nichtalternde Elektrobleohe zu erzeugen, die im Durchlaufofen eine geringe Glühzeit erfordern. Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten Bleche "besitzen außerdem besonders gute magnetische Eigenschaften und erweisen sich auch hinsichtlich ihrer Stanzbarkeit den nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Blechen überlegen.

Der Sauerstoffgehalt des aus einem üblichen Schmelzaggregat unberuhigt und mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,03 bis 0,05$ in eine Gießpfanne abgestochenen Stahls liegt gegen Abstichende bei ungefähr 0,06 bis 0,1$. Dieser unberuhigte Stahl wird im Vakuum bis auf etwa 0,01$ entkohlt, wobei der Sauerstoffgehalt im allgemeinen auf etwa 0,05 bis 0,08$ absinkt. Danach wird der Stahl durch Zusatz von Aluminium in einer Menge von etwa 1 bis 5 kg/t Stahl desoxydiert und dabei der Sauerstoffgehalt auf unter 0,005$ abgesenkt. Die bei Elektroblechen erforderliche Siliziumzugabe erfolgt vorzugsweise nach der Desoxydation mit Aluminium, was weiter unten erläuterte Vorteile besitzt.

Sowohl die Desoxydation als auch die Zugabe von

Silizium können in einer Vakuumbehandlung vorgenommen werden, so daß sich in der bevorzugten Ausführung der Erfindung der gesamte Prozeß in ein und demselben Entgasungsge-

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faß abspielt. Damit werden zugleich .die mechanischen Vorteile einer Vakuumbehandlung, die in einer kräftigen Durchmischung bestehen, nutzbar gemacht.

Beim Desoxydieren mit Aluminium werden höhere Aluminiumsätze als sonst üblich beigegeben, und zwar nicht nur zu dem Zweck, besonders niedrige Sauerstoffgehalte zu erzielen, sondern auch mit Rücksicht auf die Stickstoffabbindung. Vielfach wird man demgemäß mit Mengen von etwa 4 kg Aluminium pro Tonne arbeiten.

Bei der Weiterverarbeitung des so gewonnenen Stahls zeigt sich, daß die daraus gewalzten Bleche einer Grlühzeit im Durchlaufofen von einem kleinen Bruchteil dessen bedürfen, was bisher nötig war. Mußten die Bleche bisher etwa 5 Minuten lang geglüht werden, so kommt man bei Verwendung des erfindungsgemäß gewonnenen Stahles mit rund 1 Minute Glühzeit aus. Es ist sogar besonders vorteilhaft, mit einer derartigen kurzen Grlühzeit zu arbeiten, wie gleichfalls weiter unten näher erläutert werden wird.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, unter den besonders bei der Herstellung von Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt im Betrieb unvermeidlichen großen Schwankungen treffsicher das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Versucht man beispielsweise, durch eine Vakuumbehandlung einen Stahl mit gleichzeitig niedrigem Kohlen-

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stoff- und Sauerstoffgehalt herzustellen, und will man das durch eine Vakuumbehandlung allein erreichen, so ist es erforderlich, daß der Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalt gerade im stöchiometrischen Verhältnis vorliegen, was unter den betrieblichen Bedingungen praktisch nicht eingestellt werden kann«, Außerdem bleiben dann die erreichten Endgehalte verhältnismäßig hoch. Im Gegensatz hierzu wird beim Verfahren nach der Erfindung, bei dem der Sauerstoffgehalt im Ausgangszustand wesentlich höher liegt, als es dem aus dem stöchiometrischen Verhältnis für den betreffenden Kohlenstoffgehalt errechneten entspricht, der Kohlenstoffgehalt immer mit Sicherheit auf niedrigste Werte abgebaut, weil der hohe Sauerstoffgehalt die Entfernung des Kohlenstoffes begünstigt» Die anschließende Desoxydation mit Aluminium führt unter Ausnutzung der mit einer Vakuumbehandlung verbundenen kräftigen Mischbewegung dazu, daß der Sauerstoffgehalt schnell auf unter 0,005$ herabgesetzt wird.

Erst wenn der Sauerstoff in Form des leicht abscheidbaren Aluminiumoxyds aus dem Stahlbad entfernt ist, erfolgt die Zugabe des Siliziums. Demgegenüber führt die gleichzeitige Desoxydation mit Aluminium und Silizium zu schwer abscheidbaren Desoxydationsprodukten, die dann in einem hohen Endsauerstoffgehalt des fertigen Stahles resultieren.

Erfindungsgemäß hergestellter Stahl kann entweder 909818/0403

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in übliche Kokillen oder in einer Stranggußanlage vergossen werden. Es wird dann zu Blechen oder Warmbändern ausgewalzt. Besonders vorteilhaft ist dieser Stahl für die Kaltbandproduktion, ffür diesen Fall sei im folgenden ein Beispiel näher beschrieben:

Warmband von etwa 2 mm Stärke wurde auf kaltgewalztes Band von etwa 0,5 mm Stärke ohne ZwischenglUhung ausgewalzte Der Siliziumgehalt im vorliegenden Beispiel beträgt 1,5$? der Aluminiumgehalt 0,11%. Die Endglühung des kaltgewalzten Bandes erfolgte über einen Durchlaufofen bei 900⁰C, die Gesamtglühzeit betrug 2,2 Minuten, davon 1,2 Minuten Aufheizzeit. In der extrem kurzen Glühzeit von 1 Minute gelang es, den Stahl vollständig zu rekristallisieren und den Kohlenstoffgehalt auf 0,004% zu senken. Die Wattverluste bei 10 000 Gauss betrugen 1,86 Watt/kg, die Bleche waren magnetisch alterungsbeständig. Besonders überraschend war außerdem, daß die Bleche eine ausgezeichnete Stanzbarkeit aufwiesen. Wahrscheinlich wird durch die kurze Glühzeit ein nur sehr dünner Silizium-Oxydfilm gebildet, der die gute Stanzbarkeit bewirkt. Bei den sonst üblichen längeren Glühzeiten ist mit einer stärkeren Silizium-Oxydschicht an der Oberfläche zu rechnen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen von nichtalterndem, im Durchlaufofen zu glühenden Elektroblech aus einer in üblicher Weise erschmolzenen Schmelze mit 0,03 bis 0,05$ Kohlenstoff, die zur Entkohlung einer Vakuumbehandlung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze mit einem Sauerstoffgehalt in den Vakuumbehälter eingesetzt wird, der wesentlich höher ist als der sich für einen Kohlenstoffgehalt von 0,03. bis 0,05$ aus dem stöehiometrischen Verhältnis C:0 « 3s4 ergebende Sauerstoffgehalt und daß dieser Stahl so lange einer Vakuumbehandlung unterzogen wird, bis sein Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,01$ gesunken ist, daß der Sauerstoffüberschuß anschließend durch Desoxydation mit Aluminium auf unter 0,005$ gesenkt und dem Stahl in üblicher Weise Silizium zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unberuhigte Stahlschmelze mit 0,03 bis 0,05# Kohlenstoff und 0,06 bis 0,1# Sauerstoff so lange einer Vakuumbehandlung unterzogen wird, bis ihr Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,01$ gesunken ist, worauf der

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Sauerstoffgehalt der Schmelze durch Desoxydation mit Aluminium auf unter 0,005$ gesenkt und alsdann die erforderliche Menge Silizium zugegeben wird.

3e Verfahren zur Herstellung von im Durchlaufofen zu glühendem Elektroblech aus einem Stahl nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech im Durchlaufofen nur kurzfristig, d.h_e 0,8 bis 1,5 Minuten, vorzugsweise eine Minute, geglüht wird«,

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