DE1921656A1 - Process for the production of thin magnetic steel sheets for high magnetic induction - Google Patents
Process for the production of thin magnetic steel sheets for high magnetic inductionInfo
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Description
YAWATA IEON & STEEL 00.,LTD. TOKYO, JAPANYAWATA IEON & STEEL 00., LTD. TOKYO, JAPAN
Verfahren zur Herstellung dünner Magnet-Stahlbleche für hoheProcess for the production of thin magnetic steel sheets for high
magnetische Induktionenmagnetic inductions
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung einfachorientierter Magnetbleche mit in der Walzriohtung des Bleches liegender leicht zu magnetisierender ^JOO/ -Achse.The invention "relates to a method for producing simply oriented Magnetic sheets with in the rolling direction of the sheet Lying easily magnetizable ^ JOO / axis.
Einfach-orientierte Stahlbleche, die weichmagnetische Materialien
darstellen, werden in den meisten Fällen als Eisenkerne für
Transformatoren und andere elektrische Geräte verwendet. Dabei
müssen ihre magnetischen Eigenschaften, ihre-Erreger-Kennlinie
und ihre "Eisenverluste in günstigen Bereichen liegen.Simply-oriented steel sheets, which are soft magnetic materials, are used in most cases as iron cores for
Transformers and other electrical equipment used. Their magnetic properties, their excitation characteristic and their "iron losses" must be in favorable ranges.
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Im folgenden wird als Kennwert für die Erreger- bzw. Magnetisierungs-Kennlinie die durch eine magnetische Feldstärke H10 von 10 Oersted im Eisenkern erzeugte magnetische Induktion B10 (Gauß) verwendet, als Kennwert für die Eisenverluste der Wert W.c/cq (W/kg) bei einer Wechselstrominduktion von 15 000 Gauß und einer Frequenz von 50 Hz. Das heißt, der Energieverlust im Eisenkern wird für eine vorgeschriebene Wechselstrominduktion im Eisenkern angegeben. In the following, the magnetic induction B 10 (Gauss) generated by a magnetic field strength H 10 of 10 Oersteds in the iron core is used as the characteristic value for the excitation or magnetization characteristic, and the value Wc / cq (W / kg) as the characteristic value for the iron losses ) with an alternating current induction of 15,000 Gauss and a frequency of 50 Hz. This means that the energy loss in the iron core is given for a prescribed alternating current induction in the iron core.
Neuerdings wird es ein immer dringenderes Problem, die Größe von elektrischen Geräten wie Transformatoren zu vermindern, wozu eineRecently, it is becoming an increasingly pressing problem to reduce the size of electrical appliances such as transformers, including one
fc Verringerung des Bisengewichts erforderlich ist. Um das Eisengewicht zu vermindern, muß für die Verwendung in elektrischen Geräten ein Teil eines Stahlbleches verwendet werden, in dem die magnetische Induktion hoch ist. So wird ein Stahlblech mit günstigen Magnetisierungseigenschaften benötigt, d. h. ein Stahlblech, dessen Magnetisierungs-Kennlinie dur.ch "einen hohen B1Q-Wert und, insbe- ~sondere,durch einen hohen B -Wert (magnetische Induktion im gesättigten Zustand) gekennzeichnet ist. Festzustellen ist ferner, daß die Benutzung des Teils eines Stahlbleches, in dem die magnetische Induktion hoch ist, im allgemeinen zu höheren Eisenverlusten führt. Jedoch verglichen mit einem Material von niedrigem B10-Wert hat ein Stahlblech mit hohem B1Q-Wert weit niedrigere Eisenverluste im Bereich hoher magnetischer Induktion und diefc reduction in weight is required. In order to reduce the iron weight, a part of a steel sheet in which the magnetic induction is high must be used for use in electrical appliances. A steel sheet with favorable magnetization properties is required, ie a steel sheet whose magnetization characteristic is characterized by a high B 1Q value and, in particular, a high B value (magnetic induction in the saturated state). It should also be noted that the use of the portion of a steel sheet in which the magnetic induction is high generally results in higher iron losses, but compared to a low B 10 material, a high B 1Q steel sheet has far lower iron losses in the area of high magnetic induction and the
ψ Eisenverluste steigen bei wachsender magnetischer Induktion langsamer an. Als Maßnahme zur Verminderung der Eisenverluste selbst wurde es notwendig, Bleche von geringer Stärke herzustellen, um so die Wirbelstromverluste zu vermindern, die einen großen Anteil der gesamten Eisenverluste bilden. ψ Iron losses increase more slowly with increasing magnetic induction. As a measure to reduce the iron loss itself, it has become necessary to make sheets of thin thickness so as to reduce the eddy current loss which is a large proportion of the total iron loss.
Im allgemeinen werden als Eisenkern für elektrische Geräte ' einfach-orientierte Si-Stahlbleche mit einer Stärke von 0,5 bis 0,30 mm verwendet. Neuerdings werden jedoch nicht nur fürIn general, as the iron core for electrical equipment, single-oriented Si steel sheets having a thickness of 0.5 used up to 0.30 mm. Lately, however, not only for
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die Verwendung in speziellen Hochfrequenz-Geräten, sondern auch für die Eisenkerne normaler elärtrischer Geräte Bleche von einer Stärke von etwa 0,28 ram, etwa 0,228 mm-, ja sogar etwa 0,152 mm oder etwa 0,1 mm (11, 9, 6 oder 4 Tausendstel inch) verlangt. Die Herstellung so dünner Bleche ist jedoch nach bekannten Verfahren, die das sogenannte zweistufige Kaltwalzen anwenden, nicht in befriedigender Weise möglich. Es ist daher ein neues . Verfahren entwickelt worden, wie es in der US-Patentschrift Nr. 3 333 111 beschrieben ist, das Verfahren wie die Schwefel-Zementierung oder Selen-Zementierung anwendet. Gegenwärtig werden dünne, einfach-orientierte Si-Stahlbleche, beispielsweise nach dem Verfahren gemäß der US-Patentschrift 2 473 156 hergestellt.use in special high-frequency devices, but also for the iron cores of normal electrical equipment sheets of one Thickness of about 0.28 ram, about 0.228 mm, even about 0.152 mm or about 0.1 mm (11, 9, 6 or 4 thousandths of an inch) is required. The production of such thin sheets is, however, according to known methods, which use so-called two-stage cold rolling are not possible in a satisfactory manner. It is therefore a new one. Process has been developed as described in US patent specification No. 3,333,111 describes the procedure as the sulfur cementation or using selenium cementation. At present, thin, single-oriented Si steel sheets, for example by the method of US Pat. No. 2,473,156 manufactured.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Magnetblechen zu schaffen, die die oben erwähnten Forderungen des Marktes erfüllen, und deren Dicke maximal 0,35 mm (14/1000 inch) beträgt. Ziel der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zur Herstellung sehr dünner einfachorientierter Magnetbleche, deren Dicke um etwa 0,15 mm (6/1ooo inch) liegt, und zwar unmittelbar aus einem warmgewalzten Blech durch mehrstufiges Kaltwalzen, ohne daß dabei eine S-Dder Se-Zementierung notwendig ist. Das erfindungsgemäß hergestellte Magnetblech soll insbesondere hohe magnetische Induktionen, gekennzeichnet durch einen hervorragenden B1Q-Wert, der wenigstens bei 18 500 und höchstens bei 20 100 Gauß liegt, zulassen.The aim of the present invention is to provide a method of manufacturing magnetic sheets which meet the above-mentioned market requirements and whose thickness is a maximum of 0.35 mm (14/1000 inch). The aim of the present invention is, in particular, a process for the production of very thin, single-oriented magnetic sheets, the thickness of which is about 0.15 mm (6/1000 inch), directly from a hot-rolled sheet by multi-stage cold rolling without the need for a S-Dder Se -Cementing is necessary. The magnetic sheet produced according to the invention should in particular permit high magnetic inductions, characterized by an excellent B 1Q value which is at least 18,500 and at most 20,100 Gauss.
Die Erfindung bezweckt ferner, eine chemische Zusammensetzung anzugeben, die zur Herstellung sehr dünner Magnetbleche für hohe magnetische Induktionen geeignet ist.The invention also aims to provide a chemical composition for the production of very thin magnetic sheets for high magnetic induction is suitable.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung sehr dünner einfach-orlentierter Magnet-Stahlbleche für hohe magnetische Induktionen, bei dem nach bekannten Stahlherstellungsverfahren, S.chmelz- und Gießverfahren ein normaler Stahl oder Si-Stahl hergestellt wird, der als unerläßliche Elemente 0 und Al enthält, bei dem der so hergestellte Stahl bei 750 bis 1200° 0 kontinuierlich geglüht und darauf zweimal auf die gewünschte Enddicke kalt'gewalzt wird, wobei zwischen den beiden Kaltwalzschritten zwischengeglüht wird, bei dem das so erzeugte Blech entkohlt und darauf einer End-Glühbehandlung unterzogen wird, um im Stahl sekundäre Rffkristallisationskörner der ("110J Ooo^ -Orientierung zu erzeugen, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß das P warmgewalzte Stahlblech in einem Temperaturbereich zwischen 750 und 1200° C geglüht wird, um AlN in geeigneter Größe auszufällen, wodurch der B10-tfert nach der End-Glühbehandlung eine Höhe von wenigstens 18 500 Gauß und höchstens 20 100 Gauß erreicht.The method according to the invention for the production of very thin single-orlented magnetic steel sheets for high magnetic inductions, in which a normal steel or Si steel is produced by known steel production processes, smelting and casting processes, which contains 0 and Al as indispensable elements which the steel produced in this way is continuously annealed at 750 to 1200 ° 0 and then cold-rolled twice to the desired final thickness, with intermediate annealing between the two cold-rolling steps, in which the sheet produced in this way is decarburized and then subjected to a final annealing treatment Generating secondary crystallization grains of the (" 110 J Ooo ^ orientation in steel is characterized in particular by the fact that the P hot-rolled steel sheet is annealed in a temperature range between 750 and 1200 ° C in order to precipitate AlN in a suitable size, whereby the B 10 After the final annealing treatment, it produces a height of at least 18,500 Gauss and a maximum of 20 100 Gauss achieved.
Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.The invention is described in more detail below.
Der normale Stahl oder Si-Stahl, der bei der vorleigenden Erfindung als Ausgangsmaterial dient, wird nach einem bekannten Stahlherstellungsverfahren, beispielsweise im Siemens-Martin-Ofen, im Elektro-Ofen oder Konverter hergestellt oder nach einem bekannten Schmelzverfahren, beispielsweise im Hochfrequenz-Elektro-Ofen oder Vakuum-Schmelzofen, geschmolzen und nach einem beliebigen Gießverfahren zur Bramme gegossen, die danach zum Erstarren gebracht wird. Es kann auch eine plattenförmige Bramme verwendet werden, die nach einem neuerdings in weitem Maße angewendeten kontinuierlichen Gießverfahren hergestellt ist. üblicherweise wird in einer aus Luft bestehenden Atmosphäre gegoseen, jedoch kann auch unter Vakuum oder in einer Inertgas-Atmosphäre gearbeitet werden.The ordinary steel or Si steel used in the present invention serves as the starting material, is made according to a known steel production process, for example in the Siemens-Martin furnace, manufactured in an electric furnace or converter or after a known melting processes, for example in the high-frequency electric furnace or vacuum melting furnace, melted and cast into a slab using any casting process, which is then used for the Is brought to freeze. A plate-shaped slab which has recently been widely used can also be used continuous casting process is produced. Usually it is done in an air atmosphere poured, but can also be done under vacuum or in an inert gas atmosphere to be worked.
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Zwar kann, wie oben beschrieben, das Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren nach einem beliebigen Stahlherstellungs-, Schmelz- und Gießverfahren hergestellt sein. Die Zusammensetzung des Materials muß jedoch die folgenden Bedingungen -erfüllen, unabhängig von den für die Herstellung desselben angewendeten Stahlherstellungs-, Schmelz- und Gießverfahren-. Die Stahlbramme muß die folgenden unerläßlichen Elemente enthaltenAs described above, the starting material for the inventive method according to any steel production, Melting and casting processes be made. The composition However, the material must meet the following conditions, regardless of those for the manufacture of the same applied steelmaking, melting and casting processes. The steel slab must have the following indispensable elements contain
0 weniger als 0,085 % 0 less than 0.085 %
Si 0 bis 4,0 %_ Si 0 to 4.0 % _
Al 0,010 bis 0,065 % (gemeint ist säurelösliches AlAl 0.010 to 0.065 % (this means acid-soluble Al
Am folgenden Iturz als Al bezeichnet) In the following iturz referred to as Al)
S 0,003 bis 0,100 % S 0.003 to 0.100 %
Rest Pe und andere Elemente, die gewöhnlich in derartigen Magnetblechen enthalten sind. ■· C muß in Abhängigkeit vom Si-Gehalt zugefügt werden, jedoch in einer Menge, die ausreicht, wenigstens in einem Teil des Stahls eine ^-Umwandlung zu erreichen. Al ist ein absolut notwendiges Element, das in der Form von Aluminium-Nitrid bei der End-Glühbehandlung zur Bildung sekundärer Rekristallisationskörner mit besonders hervorragender Orientierung beiträgt. S wirkt bei der End-Glühbehandlung in Form eines Sulfids hemmend auf das Wachstum von Grundgefüge-Kristallen, die schlecht orientiert sind. Zusammen mit Aluminium-Nitrid erzeugt es sekundäre Rekristallisationskörner mit sehr scharf eingestellter Orientierung und ermöglicht die industrielle Herstellung einfach-orientierter dünner.Magnetbleche für hohe magnetische Induktionen. Sind Al mit 0,010 bis 0,065 % und S mit 0,003· Ms 0,100 % enthalten, so kann das Ziel der Erfindung erreicht werden. Bei'der Glühbehandlung des warmgewalzten Bleches wird der O-Gehalt unter Berücksichtigung des Si-Gehaltes auf einen Wert von unter 0,080 % eingestellt, so daß wenigstens in einem Teil des Stahlbleches eine ir-Umwandlung.auftreten kann. Zusammenfassend seien folgende Zahlen genannt:Remainder Pe and other elements which are usually contained in such magnetic sheets. ■ · C must be added depending on the Si content, but in an amount sufficient to achieve a ^ -conversion in at least part of the steel. Al is an absolutely necessary element which, in the form of aluminum nitride, contributes to the formation of secondary recrystallization grains with particularly excellent orientation during the final annealing treatment. During the final annealing treatment, S in the form of a sulphide has an inhibiting effect on the growth of basic structure crystals that are poorly oriented. Together with aluminum nitride, it creates secondary recrystallization grains with a very sharp orientation and enables the industrial production of simply-oriented, thin magnetic sheets for high magnetic inductions. When Al is contained in 0.010 to 0.065 % and S in 0.003 · Ms 0.100 % , the object of the invention can be achieved. During the annealing treatment of the hot-rolled sheet, the O content is set to a value of less than 0.080 % , taking into account the Si content, so that an ir conversion can occur in at least part of the steel sheet. In summary, the following numbers are mentioned:
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ο bis 1 % Si weniger als 0,080 % O (Stahlt)ramme mit weniger als 0,085: % C),ο up to 1 % Si less than 0.080 % O (steel) ram with less than 0.085: % C),
' ftfr 1 bis 2,5 % Si 0,010 bis 0,080 % G (Stahlbramme mit 0,015 bis 0,085 % O) und'ftfr 1 to 2.5 % Si 0.010 to 0.080 % G (steel slab with 0.015 to 0.085 % O) and
für 2,5 bis 4,0$ Si 0,020 bis 0,080 &0 (Stahlbramme mit 0,025 bis 0,085$ O).for 2.5 to 4.0 $ Si 0.020 to 0.080 & 0 (steel slab with 0.025 to 0.085 $ O).
Der C-Gehalt in der Stahlbramme ist um 0,005 % höher als vor dem Glühen, da die Entkohlungsmenge beim normalen Warmwalzen berücksichtigt ist. In der Hauptsache ist der C-Gehalt im Stahlblech bei der Glühbehandlung des warmgewalzten Bleches wichtig. Übersteigt der C-Gehalt die obere Grenze des oben erwähnten Bereiches,so ergibt sich eine unvollständige Bildung von sekundären Rekristallisationskörnern. Aber auch dann, wenn sich sekundäre Rekristallisationskörner bilden, ist der Häufungsgrad der sekundären Rekristallisationskörner gering, so daß das erzeugte Magnetblech den Zweck der Erfindung nicht erfüllt. Daher wird die Obergrenze des C-Gehalts bei der vorliegenden Erfindung auf 0,Ο85 % festgelegt. Der Si-Gehaltwird zwischen 0 und 4* % gehalten. Da der Zweck der Erfindung darin besteht, den B^Q-und B^-Wert zu verbessern, ist die untere Grenze nicht bestimmt. Übersteigt der Si-Gehalt .Jedoch 4 %, so ist es unmöglich, in industriellem Maßstab kaltzuwalzen. Die Obergrenze ist daher auf 4 % festgelegt. Die Grundlage für die Erzeugung von sekundären Rekrisipllisationskörnern mit besonders hervorragender Orientierung bildetThe C content in the steel slab is 0.005 % higher than before annealing because the amount of decarburization is taken into account in normal hot rolling. In the main, the C content in the steel sheet is important in the annealing treatment of the hot-rolled sheet. If the C content exceeds the upper limit of the above-mentioned range, the formation of secondary recrystallization grains is incomplete. But even if secondary recrystallization grains are formed, the degree of accumulation of the secondary recrystallization grains is low, so that the magnetic sheet produced does not fulfill the purpose of the invention. Therefore, in the present invention, the upper limit of the C content is set to 0.15 % . The Si content is kept between 0 and 4 * % . Since the purpose of the invention is to improve the B ^ Q and B ^ values, the lower limit is not determined. If the Si content exceeds 4 %, it is impossible to cold-roll on an industrial scale. The upper limit is therefore set at 4 % . Forms the basis for the generation of secondary recirculation grains with particularly excellent orientation
' das Aluminium-Nitrid. Daher muß bei der vorliegenden Erfindung jedes andere nitriderzeugende Element außer Al in Abhängigkeit von der AIN-Bildung genannt werden'. Das Vorhandensein des Nitrids trägt zur Bildung sekundärer Rekristallisationskörner in der Weise bei, daß das Wachstum der Grundgefüge-Kristalle gehemmt wird. Es ist daher von Bedeutung, daß nitridbildende Elemente vorhanden sind. Dies sollte jedoch in Abhängigkeit vom AlN bestimmt werden. Unter Berücksichtigung des im Stahl enthaltenen N können Zr und Ti zugesetzt werden, die eine stärkere Affinität ' the aluminum nitride. Therefore, in the present invention, any nitriding element other than Al must be named depending on the AlN formation. The presence of the nitride contributes to the formation of secondary recrystallization grains in such a way that the growth of the matrix crystals is inhibited. It is therefore important that nitride-forming elements are present. However, this should be determined depending on the AlN. Taking into account the N contained in the steel, Zr and Ti can be added, which have a stronger affinity
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mit N besitzen als Al. Dabei muß berücksichtigt werden, daß nach der später beschriebenen Glühbehandlung im Vergleich zum N-Gehalt des Stahls AlN in einer festen Menge abgelagert werden kann. B, Ta, Nb, V, Or, Mn, W und Mo besitzen eine schwächere Affinität zu N als Al und können daher in den bei der Herstellung einfach-orientierter Si-Bleche bekannten richtigen Mengen zugesetzt werden. Die maximal zulässigen Zusätze dieser Elemente betragen bei V, Mn und Mo 1 %, bei ¥ 0,5 % und bei B, Zr, Ti, Nb, Ta und Or 0,1 %. Selbstverständlich können auch zweckmäßige Mengen von Se und Te enthalten sein. Dabei handelt es sich jedoch insgesamt lediglich um Beispiele. Zusätze dieser Elemente zur Bildung von Ablagerungen zur Beschleunigung der Bildung sekundärer Rekristallisatlonskörner in einem Bereich, der die AlN-BiI-dung, die Grundlage der Erfindung,nicht hemmt, liegen im Rahmen derselben. Ein einfach-orientiertes dünnes Magnetblech für hohe magnetische Induktionen mit sehr guter Orientierung wird hergestellt, indem eine entsprechend der obigen Vorschrift zusammengesetzte Stahlbramme zu einem Blech warmgewalzt wird, kurzzeitig bei einer hohen Temperatur geglüht wird und darauf unter Zwischenglühen zu einem Blech der gewünschten Stärke von unter 0,35 mm oder meistens etwa 0,15 mm (6/1000 inch),kaltgewalzt, entkohlt und endgeglüht wird. Die Merkmale der Erfindung sind dabei folgende: Die Glühbehandlung des warmgewalzten Bleches bei hoher Temperatur dient dazu,AlN in einer gewünschten Größe abzulagern. Sie wird in einer kontinuierlichen Glühbehandlung durchgeführt, wobei das Stahlblech für eine Zeit von 30 Sekunden bis 10 Minuten in einem Temperaturbereich von 750 bis 1200° 0 gehalten wird und darauf vergleichsweise schnell abgekühlt oder vorzugsweise abgeschreckt wird. Die Abkühlungsgeschwindigkeit, nachdem das Stahlblech für eine nötige Zeitspanne bei einer notwendigen Temperatur kontinuierlich geglüht wurde, ist so hoch, daß es i vorzugsweise durch Zwangskühlung abgeschreckt wird, und zwar bei einem Si-Gehalt von weniger als 1%' während weniger als 200 Sek.with N have as Al. It must be taken into account that after the annealing treatment described later, AlN can be deposited in a fixed amount compared to the N content of the steel. B, Ta, Nb, V, Or, Mn, W and Mo have a weaker affinity for N than Al and can therefore be added in the correct amounts known in the manufacture of singly-oriented Si sheets. The maximum permissible additions of these elements are 1 % for V, Mn and Mo, 0.5% for ¥ 0.5 % and 0.1% for B, Zr, Ti, Nb, Ta and Or. Appropriate amounts of Se and Te can of course also be included. Overall, however, these are only examples. Additions of these elements for the formation of deposits to accelerate the formation of secondary recrystallization grains in a range which does not inhibit the AlN formation, the basis of the invention, are within the scope of the same. A single-oriented thin magnetic sheet for high magnetic induction with very good orientation is produced by hot-rolling a steel slab composed according to the above specification to a sheet, annealing it for a short time at a high temperature and then with intermediate annealing to a sheet of the desired thickness of less than 0.35 mm, or most often about 0.15 mm (6/1000 inch), is cold rolled, decarburized, and finish annealed. The features of the invention are as follows: The annealing treatment of the hot-rolled sheet at high temperature is used to deposit AlN in a desired size. It is carried out in a continuous annealing treatment, the steel sheet being held in a temperature range from 750 to 1200 ° C. for a time of 30 seconds to 10 minutes and then being cooled comparatively quickly or, preferably, quenched. The cooling rate after the steel sheet has been continuously annealed for a necessary period of time at a necessary temperature is so high that it is preferably quenched by forced cooling, with an Si content of less than 1% for less than 200 seconds.
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von 750.auf 400° 0, bei einem Si-Gehalt von 1,0 bis 2,5 % von 850 auf 400° O und bei einem Si-Gehalt von 2,5 bis 4 % von 950 auf 400° O. Die Glühbehandlung nach dem Warmwalzen wird meistens im Kasten oder offen durchgeführt. Es wurde jedoch ange- * nommen, daß eine sohneile Abkühlung nicht nur beiai Kastenglüheh sondern auch beim offenen Glühen einen ungünstigen Einfluß insofern4usübt, als es zu ungünstigen Spannungen im Stahlblech und zu einer Verschlechterung seiner Form führt, und deshalb das Stahlblech allmählich abgekühlt werden sollte, es sei denn, dies führt zu einem merklichen Verlust hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit.' from 750 to 400 ° 0, with an Si content of 1.0 to 2.5 % from 850 to 400 ° O and with an Si content of 2.5 to 4 % from 950 to 400 ° O. The annealing treatment after hot rolling it is usually carried out in a box or open. However, it was assumed that such rapid cooling not only has an unfavorable influence on box annealing but also on open annealing, in that it leads to unfavorable stresses in the steel sheet and a deterioration in its shape, and therefore the steel sheet should be gradually cooled. unless this results in a noticeable loss of economy. '
Bei der vorliegenden Erfindung wirkt das AlN so, daß es dem Stahlblech eine hervorragende Orientierung verleiht. Diese Wirkung wird jedoch von der Größe des abgelagerten AlN stark beeinflußt. Es wurden daher verschiedene Möglichkeiten untersucht, das AlN in der gewünschten Größe abzulagern. Eine dieser Möglichkeiten besteht im Abschrecken nach der oben beschriebenen kontinuierlichen Glühbehandlung. Sie verbessert wirkungsvoll die magnetischen Eigenschaften des Bleches, so daß auf diese Weise ein dünnes elafach-orientiertes Si-Stahlblech mit einem B^Q-Wert von wenigstens 18 500 Gauß hergestellt werden kann. Liegt die Abkühlungsgeschwindigkeit unterhalb der obigen Angaben, also bei herkömmlichen Werten, so ist ein B1«-Wert von über 18 500 Gauß schwierig erreichbar. In der US-Patentschrift Nr. 3 287 I83 ist ein Verfahren zur Herstellung einfäch-orientierter Stahlbleche für hohe Induktione.n angegeben, bei dem der B1Q-Wert des Endproduktes bei I8OOO bis 19 100 Gauß liegt, und bei dem eine Al-enthaltende Si-Stahlbramme kurzzeitig bei hoher Temperatur vor einem letzten starken Kaltwalzen geglüht und schließlich stark kaltgewalzt wird. Nach der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, ein dünnes, einfach-orientiertes Si-StahlblechIn the present invention, the AlN functions to impart excellent orientation to the steel sheet. However, this effect is strongly influenced by the size of the deposited AlN. Various possibilities were therefore investigated to deposit the AlN in the desired size. One of these possibilities is quenching after the continuous annealing treatment described above. It effectively improves the magnetic properties of the sheet, so that in this way a thin elafach-oriented Si steel sheet with a B ^ Q value of at least 18,500 Gauss can be produced. If the cooling rate is below the above specifications, that is to say with conventional values, a B 1 «value of over 18,500 Gauss is difficult to achieve. US Pat. No. 3,287,183 specifies a process for the production of single-oriented steel sheets for high induction, in which the B 1Q value of the end product is between 180 and 19,100 Gauss, and in which an Al-containing Si steel slab is annealed briefly at a high temperature before a last heavy cold rolling and finally heavy cold rolled. According to the present invention, however, it is possible to use a thin, single-oriented Si steel sheet
für"höhe "magnetische Induktionen herzustellen, bei" dem der" B1Q-We,rt des Endproduktes wenigstens 18 500 oder maximal 20 100 Gauß erreicht, indem es einer zwei-for "high" magnetic induction, in which the "B 1Q -We, rt of the end product reaches at least 18,500 or a maximum of 20,100 Gauss, by using a two-
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stufigen Kaltwalzbeliaiidlung unterzogen wird , wobei es nach dem Warmwalzen und nachdem es bei einer so hohen Temperatur, wie ■ oben angegebeil, gehalten wurde, einer entgültigen starken Kaltwal zbehandlung unterzogen und wobei es kontinuierlich geglüht und mit. vergleichsweise hoher Geschwindigkeit abgekühlt wird.is subjected to step cold rolling coating, it being after the Hot rolling and, after being kept at a temperature as high as that indicated above, a final strong cold rolling subjected to z treatment and being continuously annealed and with. is cooled comparatively high speed.
Die Abkühlungsgeschwindigkeit von dem Temperaturbereich von 750 bis 1200° C, in dem das Blech während des Glühens gehalten wird auf den Temperaturbereich zwischen 750 und 950° C entsprechend dem Si-Gehalt und die Abkühlungsgeschwindigteit unter 400° 0 sind nicht besonders vorgeschrieben. Die zur Erreichung des erfindungsgemäßen Ziels notwendige AIN-Menge liegt bei wenigstens 0,0005 % (N als AlN), nachdem das warmgewalzte Blech bei hoher Temperatur kontinuierlich geglüht ist. Daher kann bei der Glühbehandlung des warmgewalzten Bleches jede beliebige Umgebungsatmosphäre gewählt werden, die für die Ablagerung des AlN geeignet ist. Gewöhnlich enthält eine im Siemens-Martin-Ofen hergestellte Stahlbramme im ursprünglichen Zustand über'0,0040 % N, was für die Ablagerang des benötigten AlN ausreicht. Daher kann eine reduzierende oder neutrale Atmosphäre, beispielsweise aus Hg, Ar oder Ng oder einer Mischung dieser Gase oder aus LuftThe cooling rate from the temperature range of 750 to 1200 ° C in which the sheet is kept during annealing to the temperature range of 750 to 950 ° C according to the Si content and the cooling rate below 400 ° 0 are not particularly prescribed. The amount of AlN necessary to achieve the object of the present invention is at least 0.0005 % (N as AlN) after the hot-rolled sheet is continuously annealed at a high temperature. Therefore, any ambient atmosphere suitable for the deposition of the AlN can be selected in the annealing treatment of the hot-rolled sheet. A steel slab produced in the Siemens-Martin furnace usually contains more than 0.0040 % N in its original state, which is sufficient for the deposition of the required AlN. Therefore, a reducing or neutral atmosphere, for example from Hg, Ar or Ng or a mixture of these gases or from air
gewählt werden, es sei denn, daß in der Atmosphäre eine merkliche riziunless there is a noticeable rizi in the atmosphere
Denitrj/erung auftritt. Ist die Stahlbramme jedoch in der Vakuum-Schmelze oder ähnlichem hergestellt worden, so enthält sie einen so geringen N-Anteil, daß beim Glüheneine No/^msBpnari angewendet werden muß.Denitrification occurs. However, if the steel slab is in the vacuum melt or the like, it contains such a small proportion of N that a No / ^ msBpnari is used in the glow must become.
Gemäß der Erfindung wird zweimal kaltgewalzt und beim letzten Mal mit einer Reduktion von 70 bis 95 % stark kaltgewalzt. Bei einer Reduktion von weniger als 70 % hat das erzeugte 'Blech nicht den gewünschten hohen B1«-Wert. Die Reduktion beim ersten Kaltwalzen braucht nicht besonders angegeben zu werden, sie wird jedoch unter Berücksichtigung der Stärke des warmgewalzten Bleches und des Endproduktes in geeigneter Weise zu 5 bis 40 % gewählt.· Da erfindungsgemäß ein dünnes Blech hergestellt werden soll, wurde aufgrund von Untersuchungen hinsichtlich der Reduktion beimAccording to the invention, it is cold-rolled twice and the last time it is heavily cold-rolled with a reduction of 70 to 95%. With a reduction of less than 70 % , the sheet metal produced does not have the desired high B 1 "value. The reduction in the first cold rolling does not need to be specified, but it is selected in a suitable manner to 5 to 40 % taking into account the thickness of the hot-rolled sheet and the end product the reduction in
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•starken Kaltwalzen festgestellt, daß die Stärke des warmgewalzten Bleches unterhalb vom 5 mm und vorzugsweise zwischen 2,6 und 3,4 mm liegen kann. Zeit und Temperatur beim Zwischenglühen zwischen den beiden Kaltwalz-Schritten werden so gewählt, daß dabei aus dem Kaltwalzgefüge ein primäres Rekristallisationsgefüge entsteht.• strong cold rolling found that the strength of the hot rolled Sheet metal can be below 5 mm and preferably between 2.6 and 3.4 mm. Time and temperature during intermediate annealing between the two cold rolling steps are chosen so that a primary recrystallization structure is formed from the cold rolling structure arises.
Wird erfindungsgemäß zur Herstellung von dünnem einfach-orientiertem Si-Stahlblech für hohe magnetische Induktionen mit einer Stärke von unter 0,35 mm ein warmgewalztes Blech bei hoher Temperatur kontinuierlich geglüht, schnell abgekühlt und darauf in 2 Stufen kaltgewalzt, wobei beim letzten Mal stark kaltgewalzt wird, so ergibt sich nicht nur eine große Verbesserung der Eigenschaften, sondern es werden auch die Bedingungen für die Zusammensetzung vereinfacht und die Zahl der Behandlungsschritte wird wesentlich vermindert. Auf diese Weise wird es möglich, ein dünnes, einfach-orientiertes Si-Stahlblech für hohe magnetische.Induktionen zu erzeugen, dessen Stärke unterhalb etwa 0,18 mm (7/1000 inch ) liegt. Dies war bisher völlig unmöglich.Is used according to the invention for the production of thin simply-oriented Si steel sheet for high magnetic induction with a Thickness of less than 0.35 mm a hot-rolled sheet at high temperature continuously annealed, rapidly cooled and then in 2 stages cold-rolled, the last time being heavily cold-rolled, this not only results in a great improvement in properties, but also the composition conditions are simplified and the number of treatment steps becomes essential reduced. In this way it becomes possible to use a thin, single-oriented Si steel sheet for high magnetic inductions that is less than about 0.18 mm (7/1000 inch) thick. So far this has been completely impossible.
Zum Entkohlungsglühen des auf seine Endstärke gebrachten Bleches kann Jedes beliebige bekannte Verfahren angewendet werden. Das Endglühen wird bei einer solchen Temperatur und solange durchgeführt, daß sich ausreichend sekundäre Rekristallisatlonskörner der {11 θ] <1 00? -Orientierung bilden können. Zur Ausbildung sekundärer Rekristallisationskörner sollte das EndglUhen in einem Temperaturbereich durchgeführt werden, in dem sich entsprechend dem Si-Gehalt keine ^-Umwandlung vollzieht, und zwar bei einer möglichst hohen Temperatur. Liegt der Si-Gehalt unter 1 %, so sollte die Temperatur bei maximal 950° 0 und üblicherweise darunter liegen.Ist der Si-Gehalt größer als 2 %, so ist eine Temperatur oberhalb 1000° C möglich. Andererseits trittAny known method can be used to decarburize the final thickness of the sheet. The final annealing is carried out at such a temperature and for so long that sufficient secondary recrystallization grains of {11 θ] <100? -Orientation can form. In order to form secondary recrystallization grains, the final annealing should be carried out in a temperature range in which, according to the Si content, no ^ -conversion takes place, namely at as high a temperature as possible. If the Si content is below 1 %, the temperature should be a maximum of 950 ° 0 and usually below. If the Si content is greater than 2 %, a temperature above 1000 ° C is possible. On the other hand occurs
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unterhalb 800° 0 keine sekundäre Rekristallisation auf. Die Glühzeit ist mit mehr als einer Stunde ausreichend für die Erzeugung sekundärer Rekristallisationskörner. Sie wird Jedoch auf über 5 Stunden festgelegt, um bei hohem Si-Gehalt ein Blech . mit niedrigen Eisenverlusten zu erhalten. Für die Herstellung des e rf indungs gemäß angestrebten Bleches ist es gleichgültig, ob in einer neutralen, reduzierenden oder schwach oxydierenden Atmosphäre gearbeitet wird. no secondary recrystallization occurs below 800 ° 0. The glow time is sufficient for more than an hour Generation of secondary recrystallization grains. However, it is set to over 5 hours in order to avoid a sheet metal with a high Si content . with low iron losses. For the production of the desired sheet metal according to the invention, it does not matter whether in a neutral, reducing or weakly oxidizing atmosphere is used.
Im obigen wurde überwiegend ein Verfahren zum Glühen warmgewalzten Bleches zur Ablagerung von AlN beschrieben. Es ist jedoch ferner festgestellt worden, daß Schwankungen in den Eigenschaften der Bleche vermieden und ein hoher industrieller Wirkungsgrad erzielt werden können, wenn anstatt des Zwischenglühens zwischen den erfindungsgemäßen Kaltwalz-Schritten wiederum das oben erwähnte Glühen zur Ablagerung von AlN durchgeführt wird.In the above, a hot-rolled annealing method has been predominantly used Sheet described for the deposition of AlN. However, it has also been found that variations in properties of the sheets avoided and a high industrial efficiency can be achieved if instead of intermediate annealing between the cold rolling steps according to the invention, in turn, the above-mentioned Annealing is carried out to deposit AlN.
Anhand der nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung im folgenden weiter,erläutert.The invention is illustrated below with the aid of the following examples further, explained.
Eine Si-Stahi-Bramme bzw. ein Si-Stahlblock (hergestellt im Elektro-Ofen) mit einem Gehalt von 0,029 % 0, 1,02 % Si, 0,040 % S und 0,026 % Al wurde vorgewalzt und auf eine Blechstärke von 3,1 mm warmgewalzt. Dieses warmgewalzte Stahlblech wurde in einer N2-Atmosphäre bei 1050° C eine Minute lang kontinuierlich geglüht, entzundert, und mit einer Reduktion von etwa 40 % auf eine Stärke von 1,86 mm kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Blech dieser Zwischenstärke wurde in einer Ng-Atmosphäre bei 800°C eine Minute lang kontinuierlich geglüht und darauf mit einer Reduktion von 81,2 % stark kaltgewalzt. Darauf wurde das Stahlblech in einer N2-Atmosphäre bei 800° C zwei Minuten lang kontinuierlich geglüht und In einer Hg-Atmosphäre bei 950° C 10 Stunden lang endgeglüht. Das so hergestellte Blech (Stärke 0,35 mm) zeigte inAn Si steel slab or an Si steel block (produced in an electric furnace) with a content of 0.029 % 0, 1.02 % Si, 0.040 % S and 0.026 % Al was rough-rolled and to a sheet thickness of 3.1 mm hot rolled. This hot-rolled steel sheet was continuously annealed in an N 2 atmosphere at 1,050 ° C. for one minute, descaled, and cold-rolled to a thickness of 1.86 mm with a reduction of about 40%. The cold-rolled sheet of this intermediate thickness was continuously annealed in an Ng atmosphere at 800 ° C. for one minute and then severely cold-rolled with a reduction of 81.2%. The steel sheet was then continuously annealed in an N 2 atmosphere at 800 ° C. for two minutes and finally annealed in an Hg atmosphere at 950 ° C. for 10 hours. The sheet metal produced in this way (thickness 0.35 mm) showed in
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Walzrichtung folgende magnetische Kennwerte: B10 = 19 800 GaußThe direction of rolling has the following magnetic characteristics: B 10 = 19 800 Gauss
¥15/5O = 1,95 W/kg ¥ 15 / 5O = 1.95 W / kg
Eine Si-Stahlbramme (hergestellt im Elektro-Ofen) mit einem Gehalt von 0,030 % O5 2,15 % Si, 0,015 % S und 0,035 % Al wurde vorgewalzt und auf eine Blechstärke von 3,0 mm warmgewalzt. Dieses warmgewalzte Stahlblech wurde in einer N2-Atmosphäre bei 1100 C eine Minute lang kontinuierlich geglüht, entzundert und mit einer Reduktion von etwa 40 % auf eine Stärke von 1,80 mm kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Stahlblech dieser Zwischenstärke wurde darauf in einer Ng-Atmosphäre bei 1000° 0 eine Minute lang kontinuierlich geglüht. Nach dem Entzundern wurde das Stahlblech in einem letzten Schritt mit einer Reduktion von 83,3 % auf eine Stärke von 0,30 ma stark kaltgewalzt. Darauf wurde entkohlt und bei 1200 C 20 Stunden lang endgeglüht. Die magnetischen Kennwerte des so hergestellten Bleches betrugen in der Walzrichtung: B10 =19 740 GaußA Si steel slab (produced in an electric furnace) with a content of 0.030 % O 5, 2.15 % Si, 0.015 % S and 0.035 % Al was rough-rolled and hot-rolled to a sheet thickness of 3.0 mm. This hot-rolled steel sheet was continuously annealed in an N 2 atmosphere at 1100 ° C. for one minute, descaled and cold-rolled to a thickness of 1.80 mm with a reduction of about 40%. The cold-rolled steel sheet of this intermediate thickness was then continuously annealed in an Ng atmosphere at 1000.degree. C. for one minute. After descaling, the steel sheet was heavily cold-rolled in a final step with a reduction of 83.3 % to a thickness of 0.30 ma. This was followed by decarburization and final annealing at 1200 ° C. for 20 hours. The magnetic characteristics of the sheet produced in this way were in the rolling direction: B 10 = 19 740 Gauss
W15/5O = 1'02 WAg W 15/50 = 1 '02 W Ag
Eine Si-Stahlbramme(hergestellt im Siemens-Martin-Ofen) mit einem Gehalt von 0,053 % 0, 2,96 % Si, 0,051 % S und 0,032 % Al wurde vorgewalzt und auf eine Stärke von 3»0 mm warmgewalzt. Der 0-Gehalt des warmgewalzten Bleches betrug 0,050 %. Dieses warmgewalzte Stahlblech wurde in einer N2-Atmosphäre bei 1100° 0 zwei Minuten lang kontinuierlich geglüht und darauf abgeschreckt. Nach dem Entzundern wurde das Stahlblech mit einer Reduktion von etwa 30 % auf eine Zwischenstärke von 2,1 m*n kaltgewalzt. Daraufhin wurde das Stahlblech bei 800° C eine Minute lang ge^ glüht und darauf in einem letzten Schritt mit einer Reduktion 85-7 % auf eine Stärke von 0,30 mm kaltgewalzt. Das StahlblechAn Si steel slab (manufactured in the Siemens-Martin furnace) with a content of 0.053 % 0, 2.96 % Si, 0.051 % S and 0.032 % Al was rough-rolled and hot-rolled to a thickness of 3 »0 mm. The O content of the hot-rolled sheet was 0.050 %. This hot-rolled steel sheet was continuously annealed in an N 2 atmosphere at 1100.degree. C. for two minutes and then quenched. After descaling, the steel sheet was cold-rolled with a reduction of about 30% to an intermediate thickness of 2.1 m * n. The steel sheet was then annealed at 800 ° C. for one minute and then cold-rolled in a final step with a reduction of 85-7% to a thickness of 0.30 mm. The sheet steel
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wurde dann zur Entkohlung kontinuierlich geglüht und in einer !^-Atmosphäre bei 1150 0 25 Stunden lang endgeglüht. Die magnetischen Kennwerte in Walzrichtung des so hergestellten Bleches sind :was then continuously annealed for decarburization and finally annealed in a! ^ - atmosphere at 1150 0 for 25 hours. The magnetic Characteristic values in the rolling direction of the sheet produced in this way are:
B10 = 19 350 GaußB 10 = 19 350 Gauss
W15/50 =0,89 ff/kgW 1 5/50 = 0.89 ff / kg
Eine Si-Stahlbramme (hergestellt im Konverter) mit einem Gehalt von 0,041 % 0, 3,10 % Si, 0,021 % S und 0,030 % Al wurde vorgewalzt und auf eine Stärke von 2,2 mm warmgewalzt. Dieses warmgewalzte Blech wurde darauf in einer N2-Atmosphäre bei 1120 G eine Minute lang kontinuierlich geglüht und mit einer Reduktion von 70 % auf eine Zwischenstärke von 0,67 mm kaltgewalzt. Dieses kaltgewalzte Stahlblech wurde in einer ^-Atmosphäre" bei 900° 0 eine Minute lang kontinuierlich geglüht und darauf in einem letzten Schritt mit einer Reduktion von 84,7 % auf eine Stärke von 0,102 mm (4/1000'inch) stark kaltgewalzt. Dieses Stahlblech mit der Endstärke wurde bei 800° 0 eine Minute lang entkohlt, wobei es zusammen mit einem Stahlband durch den Entkohlungsofen geführt wurde, um es keinen Spannungen auszusetzen. Die magnetischen Kennwerte des so hergestellten Bleches betrugen na'ch dem 20-stündigen Endglühen bei 1200° 0':A Si steel slab (produced in the converter) with a content of 0.041 % 0, 3.10 % Si, 0.021 % S and 0.030 % Al was rough-rolled and hot-rolled to a thickness of 2.2 mm. This hot-rolled sheet was then continuously annealed in an N 2 atmosphere at 1120 G for one minute and cold-rolled with a reduction of 70% to an intermediate thickness of 0.67 mm. This cold-rolled steel sheet was annealed continuously for one minute in a ^ atmosphere at 900.degree. C. and then, in a final step, heavily cold-rolled with a reduction of 84.7% to a thickness of 0.102 mm (4/1000 inches) Steel sheet with the final thickness was decarburized at 800 ° 0 for one minute, during which it was guided through the decarburization furnace together with a steel belt in order not to expose it to tension. The magnetic properties of the sheet produced in this way were after the 20-hour final annealing at 1200 ° 0 ':
B10 = 18 890 GaußB 10 = 18 890 Gauss
' ¥15/50 = °'610 ¥/fcS' ¥ 15/50 = °' 610 ¥ / fc S
Eine Si-Stahlbramme (hergestellt im Siemens-Martin-Ofen) mit einem Gehalt von 0,050 % 0, 3,15 % Si, 0,035 % S und 0,021 % Al wurde vorgewalzt und auf eine Blechstärke von 3,0 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Stahlblech wurde daraufhin in einemAn Si steel slab (produced in the Siemens-Martin furnace) with a content of 0.050 % 0, 3.15 % Si, 0.035 % S and 0.021 % Al was rough-rolled and hot-rolled to a sheet thickness of 3.0 mm. The hot-rolled steel sheet was then rolled into one
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enthaitender kontinuierlichen Glühofen mit N2/Atmosphäre "bei 1100 C eine-Minute lang geglüht und dann mit einer an der Ofenöffnung angebrachten Hochdruck-Wassersprühanlage abgeschreckt. Nach dem Entzundern wurde das Stahlblech mit einer Reduktion von 51 % auf eine Zwischenstärke von 1,47 mm "kaltgewalzt und wiederum bei 1100° 0 1,5 Minuten lang geglüht und mit einer an der Ofenöff-Containing continuous annealing furnace with N 2 / atmosphere "annealed at 1100 ° C. for one minute and then quenched with a high-pressure water spray system attached to the furnace opening. After descaling, the steel sheet was reduced by 51% to an intermediate thickness of 1.47 mm "cold-rolled and again annealed at 1100 ° 0 for 1.5 minutes and with a
Gasgas
nung angebrachten Vorrichtung mit N2/beblasen und dadurch abgekühlt. Darauf wurde das Stahlblech in einem letzten Schritt mit einer Reduktion von 89,6 % auf eine Stärke von 0,122 mm (6/1000 inch) stark kaltgewalzt und danach kontinuierlich entkohlt. Schließlich wurde bei 1200° C 25 Stunden lang endgeglüht. Die magnetischen Kennwerte des so hergestellten Bleches betrugen in der .Walzrichtung:Blown the attached device with N2 / and thereby cooled down. The steel sheet was then severely cold rolled in a final step with a reduction of 89.6 % to a thickness of 0.122 mm (6/1000 inch) and then continuously decarburized. Finally, the final annealing was carried out at 1200 ° C. for 25 hours. The magnetic characteristics of the sheet produced in this way were in the rolling direction:
B10 = 19 120 GaußB 10 = 19 120 Gauss
W15/5O - 0,68 W/kg W 15 / 5O - 0.68 W / kg
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