DE2622353A1 - Raffinierte schmelze fuer die herstellung eines kaltgewalzten, nicht- orientierten siliciumstahls und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Raffinierte schmelze fuer die herstellung eines kaltgewalzten, nicht- orientierten siliciumstahls und verfahren zu ihrer herstellung

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DE2622353A1
DE2622353A1 DE19762622353 DE2622353A DE2622353A1 DE 2622353 A1 DE2622353 A1 DE 2622353A1 DE 19762622353 DE19762622353 DE 19762622353 DE 2622353 A DE2622353 A DE 2622353A DE 2622353 A1 DE2622353 A1 DE 2622353A1
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James David Evans
Jun William Rea Long
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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Description

Patentanwälte 2622353
DipMng,
Dipl.-ing. Dipl.-Chem. G. Leiser
E, Prinz Dr. G. Hauser
Ernsbergerstrasse 19
8 München 60
ARMCO STEEL CORPORATION _ 12. Mai 1976
703 Curtis Street
Middletown, Ohio / V.St.A.
Unser Zeichen: A 1765
Raffinierte Schmelze für die Herstellung eines kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine raffinierte Schmelze für einen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahl sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung; sie betrifft insbesondere die Behandlung von raffinierten Stahlschmelzen für einen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahl mit einem Metall der Seltenen Erden zum Zwecke der Entschwefelung ohne Bildung von die Umwelt belastendem (verschmutzendem) Rauch.
Bei einem typischen bekannten Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls wird in einem Lichtbogenofen oder in einem anderen geeigneten Ofen-Typ eine Schmelze hergestellt. In der Regel wird die Schmelze entweder durch Ofenzusätze, Abstichzusätze oder durch Zusätze bei einer beliebigen Anzahl von Pfannenumfüllungsvorgängen desoxydiert. Dabei hat sich gezeigt, daß Calcium-Silicium ein ausgezeichnetes Entschwefelungsmittel ist und dieses wurde bisher der beruhigten Schmelze zugesetzt, um sie zu entschwefeln.
Dr.Hn/ju
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Das Calcium reagiert mit dem Schwefel und steigt (schwimmt) an die Oberfläche des Siliciumstahls (Elektrostahl). Bei dieser Umsetzung entstehen erhebliche Mengen an Rauch, der feines Kalkpulver enthält. Bei der Entschwefelung kann Argon durch die Schmelze geleitet werden oder sie kann entgast werden (oder beides), um die Reinheit der Schmelze zu verbessern und innerhalb der Schmelze eine einheitliche Temperatur zu erzielen.
In den letzten Jahren sind strenge Gesetze zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung erlassen worden. Damit die Stahlwerke diesen Gesetzen entsprechen, ist man zur Verwendung von teuren Einrichtungen zur Kontrolle bzw. Bekämpfung der Umweltverschmutzung, wie z.B. Rauchabzügen und Sackgehäusesystemen ^ übergegangen, um den in der Calcium-Silicium-Entschwefelungsstufe gebildeten Rauch zu kontrollieren (einzudämmen). Die vorliegende Erfindung beruht auf der Verwendung von Metallen und Legierungen von Metallen der Seltenen Erden als Entschwefelungsmittel. In der Schmelze werden Sulfide, Oxide und Oxysulfide von Metallen der Seltenen Erden gebildet und sie steigen zu der Schlacke auf. Die dabei erhaltenen Verbindungen von Metallen der Seltenen Erden sind unlöslich,"verflüchtigen sich nicht und bilden keinen Rauch.
Bisher wurden Metalle der Seltenen Erden für hochfeste niedriglegierte Stähle zur Steuerung (Kontrolle) der Sulfidmorphologie im festen Zustand verwendet. Die Metalle der Seltenen Erden bilden in den hochfesten niedriglegierten Stählen eher kleine Sulfideinschlüsse als SuIfidschilfer. Diese kleinen Einschlüsse können jedoch in Elektrostählen nachteilig sein, in denen sie die magnetischen Eigenschaften dieser Stähle beeinträchtigen. Es wurde nun gefunden, daß dann, wenn der Gehalt an einem Metall der Seltenen Erden (bezogen auf den Cergehalt) in der Schmelze bei einem Wert von bis zu 4-00 ppm, vorzugsweise
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von 75 bis 250 ppm, gehalten wird, das Endprodukt sowohl mechanische als auch magnetische Eigenschaften aufweist, die mindestens gleichwertig denjenigen eines typischen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls, der mit Calcium-Silicium entschwefelt worden ist, sind.
Gegenstand der Erfindung ist eine raffinierte Schmelzenzusammensetzung für einen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahl (Elektrostahl) , die besteht aus (angegeben in Gew.-%), 0,5 bis 4 % Silicium, bis zu 0,8 % Aluminium, 0,05 bis 0,5 % Mangan1, höchtens 0,012 % Schwefel, bis zu höchstens 0,1 % Kohlenstoff, einer wirksamen Menge τοη bis zu 400 ppm Cer und zum Rest aus Eisen.
Die Erfindung betrifft ferner einen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahl (Elektrostahl), der gekennzeichnet ist durch die folgende Zusammensetzung (angegeben in Gew.-%): 0,5 bis 4 % Silicium, bis zu 0,8 % Aluminium, 0,05 bis 0,5 % Mangan, höchstens 0,012 % Schwefel, weniger als 0,010 % Kohlenstoff, eine wirksame Menge von bis zu 400 ppm Ger und als Rest Eisen.
Das einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zur Herstellung einer raffinierten Siliciumstahlschmelze (Elektrostahlschmelze) für halb-bearbeitete und vollständig bearbeitete kaltgewalzte, nicht-orientierte Siliciumstähle (Elektrostähle), ist dadurch gekennzeichnet,, daß man eine Siliciumstahlcharge (Elektrostahlcharge) aufschmilzt, die Schmelze in eine Pfanne absticht, Perrosilicium, Ferromangansilicium und Aluminium zum Desoxydieren und Legieren zusetzt, die Schmelze durch Argon-Rühren durchmischt, die Schmelze einer Vakuumentgasungsbehandlung unterwirft, Aluminium und eine Substanz aus der Klasse der Metalle der Seltenen Erden und der Verbindungen von Metallen der Seltenen Erden zusetzt für die abschließende Desoxydation und Entschwefelung der Schmelze, die Vakuumentgasungsbehandlung für einen solchen Zeitraum fortsetzt,
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der ausreicht, um mindestens einen vollständigen Volumenaustausch innerhalb der Pfanne zu erzielen, um ein ausreichendes Aufschwimmen (Flotation) der während der abschließenden Desoxydation und Entschwefelung gebildeten Einschlüsse zu ermöglichen, wobei die raffinierte Schmelze besteht aus (angegeben in Gew.-%): 0,5 "bis 4 % Silicium, bis zu 0,8 % Aluminium, 0,05 "bis 0,5 % Mangan, höchtens 0,012 % Schwefel, bis zu höchstens 0,1 % Kohlenstoff, einer wirksamen Menge von bis zu 400 ppm Cer und zum Eest aus Eisen.
um die Schmelze in ein Endprodukt zu überführen, schließen sich an das vorstehend angegebene Verfahren die folgenden Stufen an: Warmwalzen des gegossenen Siliciumstahls (ElektroStahls), Glühen, Beizen, Kaltwalzen und entkohlende Glühung des kaltgewalzten Stahls.
Der hier verwendete Ausdruck "kaltgewalzter, nicht-orientierter Siliciumstahl (Elektrostahl)" bezieht sich auf Eisen-Silicium-Aluminium-Legierungen oder Eisen-Silicium-Legierungen mit Spuren Aluminium, deren raffinierte Schmelzzusammensetzungen, angegeben in Gew.-%, enthalten: 0,5 "bis 4 % (vorzugsweise 1,5 bis 3,2 %) Silicium, bis zu 0,8 % (vorzugsweise 0,2 bis 0,5 %) Aluminium, 0,05 bis 0,5 % (vorzugsweise 0,15 bis 0,45 %) Mangan, höchstens 0,012 % (vorzugsweise 0,004 bis 0,010 %) Schwefel, höchstens 0,1 % Kohlenstoff und als Rest Eisen und von dem Herstellungsverfahren herrührende zufällige Verunreinigungen. Der kaltgewalzte, nicht-orientierte Siliciumstahl kann entweder in einer halb-bearbeiteten Form oder in einer vollständig bearbeiteten Form, wie nachfolgend näher erläutert, hergestellt und als Endprodukt verkauft werden. Das Endprodukt hat praktisch die gleiche Zusammensetzung wie sie vorstehend in bezug auf die Schmelze angegeben worden ist, jedoch mit der Ausnahme, daß bei der halb-bearbeiteten Form der Kohlenstoffgehalt auf weniger als 0,010, vorzugsweise auf weniger als etwa opO8% vermindert ist, und daß in der vollständig bearbeiteten Form der Kohlenstoffgehalt weniger als etwa 0,005,
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vorzugsweise weniger als etwa 0,003 % beträgt. Sowohl die halb-bearbeiteten als auch die vollständig bearbeiteten Endprodukte weisen einen kritischen Gehalt eines Metalls der Seltenen Erden auf, berechnet als Cer, wie er nachfolgend näher angegeben wird. Zur Erzielung der besten Qualität und zur Aufrechterhaltung einer konstant hohen Qualität sollte das Endprodukt einen Gehalt an einem Metall der Seltenen Erden, berechnet als Ger, von bis zu 400, vorzugsweise 75 bis 25O ppm aufweisen. In dem Block können die Oxide, Sulfide -und Oxosulfide von Metallen der Seltenen Erden die Neigung haben, nach oben zu steigen, so daß Endproduktproben aus dem unteren Abschnitt (Boden) des Blockes (Rohblockes) einen geringeren Gehalt an einem Metall der Seltenen Erden, gemessen als Cer, aufweisen können als Endproduktproben aus dem oberen Abschnitt (oberen Ende) des gleichen Blockes. Dies gilt insbesondere für höhere Gehalte an einem Metall der Seltenen Erden wegen der Löslichkeitsprodukt-Temperatur-Beziehung.
Die Schmelze kann in jedem geeigneten Schmelzofen, beispielsweise in einem Lichtbogen-Sauerstoffaufblas-Ofen oder in einem Siemens-Martin-Ofen, hergestellt werden. Danach wird die Schmelze raffiniert, z.B. durch Desoxydation, Entschwefelung und Zugabe der gewünschten Elemente, um die gewünschte chemische Endzusammensetzung zu erzielen. Zur Verbesserung der Reinheit der Schmelze und zur Vereinheitlichung der Temperatur innerhalb der Schmelze kann ein Rühren mit Argon, eine Vakuumentgasung oder beide durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird die Entschwefelung erzielt durch Verwendung von Mischmetall, Mxschmetallsxlicid, einer Mischmetall-Aluminium-Legierung oder von Germetall. Obgleich auch andere einzelne Metalle der Seltenen Erden verwendet werden können, ist ihre Verwendung derzeit nicht wirtschaftlich. Der hier verwendete Ausdruck "Mischmetall" bezieht sich auf ein Gemisch von Elementen der Seltenen Erden (Atomzahl 57 bis 71) in
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tallischer Form. Im allgemeinen enthält das Mischmetall etwa 50 % Cer, wobei der Rest im wesentlichen aus Lanthan und Neodym besteht. Mischmetall, Mischmetallsilicid, die: Mischmetall-Aluminium-Legierung und Cermetall1sind dem Fachmann bekannt und im Handel erhältlich.
Die Raffinierungsstufe kann nach einer Reihe von Verfahren durchgeführt werden. Eine offene Charge kann vor dem Abstechen in eines Ofen beruhigt v/erden oder sie kann in eine Pfanne abgestochen werden zur Desoxydation und zur Zugabe der Legierungszusätze unter Verwendung von einer oder mehreren Pfannen, wie an sich bekannt. Danach kann das geschmolzene Metall in der Pfanne gegebenenfalls mit Argon gerührt und/oder vakuumentgast werden, um die Klärung der Schmelze zu unterstützen und die Temperatur innerhalb der Masse des geschmolzenen Metalls einheitlich zu machen.
Mischmetall, Mischmetallsilicid, die Mischmetall-Aluminium-Lsgierung oder Cermetall können zum Zwecke der Entschwefelung (Desulfurierung) während des Abstechens? des Pfannenumfüllens, des Rührens mit Argon oder der Vakuumentgasung zugegeben werden. Bie v/irtschaftlichsten Ergebnisse werden dadurch erhalten, daß man vor der Zugabe des Metalls der Seltenen Erden oder filier Verbindung eines Metalls der Seltenen Erden eine maximale Desoxydation bewirkt, Fach der Zugabe des Metalls der Seltenen Erden oder einer Verbindung eines Metalls der Seltenen Irden sollte die Rückoxydation der Schmelze minimal gehalten warden.
Es sind bereits verschiedene Artikel in bezug auf die Thermodynamik von Zusätzen von Metallen der Seltenen Erden oder !/erbindungen iron Metallen der Seltenen Erden einschließlich der Reaktionsprodukte und bezüglich des zu erwartenden Entschwefelungsgrades veröffentlicht worden. Diesbezüglich sei beispielsweise auf "Journal of Metals", Mai 197if5 Seiten. 14-23, und "Metals and Materials", Oktober 1972J-, Seiten 4-52-4->7,
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hingewiesen. Da die Raffinierung die Bildung von Reaktionsprodukten in der Schmelze, wie z.B. Mischmetalloxiden, Mischmetallsulfiden und Mischmetalloxysulfiden, umfaßt, muß genügend Zeit sein, damit diese Produkte aufschwimmen (flotieren) können, so daß optimale magnetische Eigenschaften erzielt werden.
Ein Vorteil der Entschwefelung mit einem Metall der Seltenen Erden oder einer Verbindung eines Metalls der Seltenen Erden besteht darin, daß weder das Metall der Seltenen Erden oder eine Verbindung davon noch die Reaktionsprodukte davon sich ■verflüchtigen und Rauch bilden. In jedem angewendeten geeigneten Raffinierungs-Entschwefelungs»Verfahren (einschließlich dem Umfüllen in eine oder mehrere Pfannen, dem Rühren mit Argon und/oder dem Vakuumentgasen) wird die Desoxydation bis zu einem solchen Grade durchgeführt und es wird eine solche Menge an Mischmetall, Mischmetallegierung oder Cermetall zugegeben, daß in der Endschmelze die Gesamtmenge an Cer in gelöster oder in an Schwefel, Sauerstoff und andere Elemente gebundener Form nicht mehr als etwa 2I-OO ppm, vorzugsweise etwa 75 "bis etwa 250 ppm, beträgt. Wenn dies zutrifft, sind die magnetischen Eigenschaften des dabei erhaltenen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls (ElektroStahls) mindestens vergleichbar mit denjenigen eines kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls, der auf konventionelle Weise mit CaI-cium-Silicium i entschwefelt worden ist. Die vorstehenden Angaben beziehen sich auf Cer anstatt auf den Gesamtgehalt an Metallen oder Verbindungen von Metallen der Seltenen Erden, weil derzeit die analytischen Methoden für die Bestimmung von Cer genauer sind.
Früher war bei der Herstellung eines kaltgewalzten, nichtorientierten Siliciumstahls die Schwefelkontrolle der wichtigste chemische Paktor in den Aufschmelz- und Raffinierungsverfahren. Pur alle Sorten (Qualitäten) wurde ein Maximalgehalt von 0,008 % Schwefel als erforderlich angesehen. Für die
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Erzielung der Sorten mit der besten Qualität war ein Maximalgehalt von 0,005 % Schwefel erforderlich. Wenn die Schwefelgehalte oberhalb dieser Werte lagen, war die Qualität des kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls stets schlechter als gewünscht. Bei der Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurde jedoch gefunden, daß dann, wenn diese Schwefelgehalte bei erfindungsgemäß mit einem Metall oder einer Verbindung eines Metalls der Seltenen Erden entschwefelten Chargen erreicht wurden, die magnetischen Eigenschaften des Endproduktes schlechter waren als bei entsprechenden, mit Calcium-Silicium entschwefelten Chargen. Es wurden hohe Cerrückstände gefunden, wenn niedrige Schwefelgehalte vorlagen.
Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß schlechtere Kernverlustwerte bei Chargen mit einem hohen Cerrestgehalt auftreten. Es wurde nun gefunden, daß Schwefelgehalte oberhalb der Grenzen, wie sie nach der bisherigen Praxis als erforderlich angesehen wurden, zu einem kaltgewalzten, nicht-orientierten, mit einem Metall oder einer Verbindung eines Metalls der Seltenen Erden entschwefeltem Siliciumstahl mit einer guten Qualität führen können. Es wurde nämlich erfindungsgemäß festgestellt, daß beispielsweise- die beste Qualität bei halbbearbeiteten und vollständig bearbeiteten Sorten eines kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls dann erzielt werden, wenn der Schwefelgehalt innerhalb des Bereiches von etwa 0,004 bis etwa 0,010 Gew.-% liegt.
Aus den vorstehenden Angaben geht hervor, daß bei der Entschwefelung eines kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls mit einem Metall oder einer Verbindung eines Metalls der Seltenen Erden der Oer-Restwert (Cer-Restgehalt) die wichtigste chemische Variable geworden ist. Man hat auch erkannt, daß die Einflüsse sowohl des Cergehaltes als auch des Schwefelgehaltes auf die endgültigen magnetischen Eigenschaften des
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kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls in Beziehung zueinander stehen.
Nach Durchführung der Aufschmelz- und Raffinierungs-Entschwefelungs-Stufen kann die Schmelze in geeigneter Weise bearbeitet werden zur Herstellung eines halb-bearbeiteten, kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls oder eines vollständig bearbeiteten, kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls. Obgleich eine solche Bearbeitung bzw. Verarbeitung kein wesentliches Merkmal der Torliegenden Erfindung ist, sei darauf hingewiesen, daß ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines halb-bearbeiteten (halbfertigen) Produkts die folgenden Stufen umfaßt: Warmwalzen, Glühen, Beizen, Kaltwalzen und entkohlendes Glühen des Stahls. Der Abnehmer (Verbraucher) führt die Vergütungsglühung durch.
Für die Herstellung eines vollständig bearbeiteten kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahls kann das gleiche Verfahren wie oben für die Herstellung eines halb-bearbeiteten Produktes angewendet v/erden. In diesem Falle wird jedoch der Siliciumstahl in dem Walzwerk einer Vergütungsglühung unterworfen. Der hier verwendete Ausdruck "Vergütungsglühung" bezieht sich auf eine Glühung, mit der die gewünschten endgültigen magnetischen Eigenschaften erzeugt werden.
Beispiel 1.
Eine.Charge eines 2 % Silicium-Stahls wurde in einem Elektroofen geschmolzen bis auf einen Gehalt von 0,024 % G und 0,018 % S und in eine Pfanne abgestochen, wobei etwas Ferrosilicium, Ferromangansilicium und Aluminium zur Desoxydation zugegeben wurden. Die erste Pfanne wurde dann in eine zweite Pfanne gegossen, in der weiteresFerrosilicium für Legierungszwecke zugegeben wurde. Dann wurde die zweite Pfanne einer Vakuumbehandlung zum Kühren (Durchmischen) und einer letzten Legierungs-
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behandlung unterworfen« In diesem Arbeitsgang wurden Aluminium und ein Silicid eines Metalls der Seltenen Erden für die abschließende Desoxydation und die Entschwefelungsbehandlung zugegeben. Fach der Zugabe von Aluminium und des Silicids eines Metalls der Seltenen Erden wurde genügend Zeit gelassen, so daß mindestens ein vollständiger Yolumenaustausch des Metalls in der Pfanne stattfinden konnte. Diese Zeit war erforderlich zur Erzielung eines ausreichenden Aufschwimmens (Flotation) der bei der abschließenden Desoxydation und der Entschwefelung gebildeten Einschlüsse. Schließlich wurde die Charge bei einer Temperatur von etwa 154-9°C (.2820 F) zu Blöcken gegossen, welche die folgende chemische Zusammensetzung hatten: 0,024 % C, 0,26 % Mn, 0,010 % S, 2,04 % Si, 0,27 % Al, 0,0038 % Ti, 0,015 % (I50 ppm) Ce, 0,009 % No» < 20 ppm Oo und Rückstandselemente, wie sie für ein Kaltchargenschmelzverfahren, das hauptsächlich mit Schrotteisen durchgeführt wird, typisch sind.
Die 31öcke wurden anschließend bis auf 15»24- cm (6 inches) abgewalzt (unter Bildung einer Bramme), erneut auf etwa 114-90C (21000F) erhitzt und warmgewalzt. Der warmgewalzte Bund wurde bei etwa 1O1O°C (185O°F) geglüht und vor dem Kaltwalzen in einer Stufe bis auf etwa 0,061"cm (0,024- inches) gebeizt. Fach dem kalten Abwälzen wurde der Bund in einer feuchten Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre bei etwa 83O0C (15250F) bandgeglüht, um die Kornstruktur zu rekristallisieren und den Kohlenstoff bis auf einen Gehalt von etwa 0,010 % oder weniger zu entfernen. Schließlich wurden Proben erhalten und zu Epstein-Str-eifen zerschnitten, die Hälfte parallel und die andere Hälfte quer zur Walzrichtung. Diese halb-bearbeiteten Streifen wurden dann 1 Stunde lang in einer Atmosphäre aus 90 % N2 und 10 % H2 mit einem Taupunkt von etwa 43°C (11O0F) einer Chargen-Yergutungsglühung unterworfen.
Die dabei erhaltenen magnetischen Eigenschaften, bestimmt als Durchschnittswerte zwischen den vorderen Enden und den hinteren
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Enden sämtlicher Bünde aus der Charge^waren folgende: Kernverlust "bei 15 Kilogauss und 60 Hz 1,92 Watt/0,454- kg (1 lbs) für eine durchschnittliche Stärke (Dicke) von 0,061 cm (0,024- inches), die Permeabilität bei 7OOO Gauss betrug durchschnittliche I5 5OO.
Beispiel 2
Es wurde eine weitere Charge eines 2 % Silicium-Stahls in einem Elektroofen bis auf einen Gehalt von 0,026 % C und 0,018 % S geschmolzen und in eine Pfanne abgestochen, der Ferrosilicium, Perromangansilicium und etwas Aluminium für die Desoxydation und für Legierungszwecke zugegeben wurden· Diese Pfanne wurde dann 6 Minuten lang zum Durchmischen mit Argon gerührt. Anschließend wurde die Pfanne einer Vakuumbehandlung wie in Beispiel 1 unterworfen, wobei Aluminium und ein Silicid eines Metalls der Seltenen Erden zugegeben wurden. Wiederum wurde genügend Zeit zum Aufschwimmen der Einschlüsse gelassen und die Charge wurde bei einer Temperatur von etwa 154$°C (28100F) zu Blöcken gegossen^ welche die folgende chemische Zusammensetzung hatten: 0,025 % C, 0?26 % Mn, 0s007 % S, 2,02 % Si, 0,27 % Al, 0,0036 % T±, 0,018 % (180 ppm) Ce, 0,008 % IT2, <. 0,002 % O2 und Rückstände, wie sie für ein Kaltchargenschmelzverfahren, das hauptsächlich mit Schrotteisen durchgeführt wird, typisch sind.
Die Bearbeitung des Blockes war praktisch die gleiche wie in Beispiel 1. Der Kernverlust nach einer ähnlichen Chargenvergütung sglühung betrug durchschnittlich 1,98 Watt/0,454 kg (1 lbs) bei einer Dicke von 0,061 cm (0,024 inches) bei I5 Kilogauss und 60 Hz und die 7000 Gauss-Permeabilität betrug durchschnittlich I56OO.
Beispiel 3
Eine Charge eines 3 % Silicium-Stahls wurde in einem Elektroofen bis auf einen Gehalt von 0,026 % C und 0,016 % S ge-
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schmolzen und in eine Pfanne abgestochen, in die Ferromangansilicium, Ferrosilicium, und Aluminium für die Desoxydation gegeben wurden. Diese Pfanne wurde dann in eine zweite Pfanne gegossen, in der weiteres Ferrosilicium zu Legierungszwecken zugegeben wurde. Die zweite Pfanne wurde während des Umgießvorganges mit Argongas gerührt. Das Metall in dieser zweiten Pfanne wurde einer Vakuumbehandlung unterworfen für das abschließende Legieren und das abschließende Desoxydieren und die Entschwefelung mit Aluminium und einem Silicid eines Metalls der Seltenen Erden. Nach der Zugabe des Silicids eines Metalls der Seltenen Erden ließ man etwa 15 Minuten Zeit, damit die Einschlüsse vor dem Vergießen zu Blöcken bei etwa 1538°C (2800°F) aufschwimmen (flotieren) konnten. Die chemische Zusammensetzung der Blöcke war folgende: 0,029 % 0,0,28% Mn, 0,008 % S, 3,03 % Si, 0,31 % Al, 0,013 % (130 ppm) Ge, 0,008 % N2, < 20 ppm O2 und Rückstände, wie sie für das Kaltchargenschmelzverfahren, das hauptsächlich mit Schrott durchgeführt wird, typisch sind. Die Blöcke wurden bis auf eine Dicke von 15»24- cm (6 inches) heruntergewalzt (unter Bildung von Brammen), erneut auf etwa 114-9°C (2100°F) erhitzts warmgewalzt, bei etwa 913°C (1675°^ geglüht, gebeizt und in einer Stufe bis auf eine Dicke von etwa 0,046 cm (0,018 inches) kalt heruntergewalzt» Sas kaltgewalzte Band wurde dann tandemgeglüht. Bei dem ersten Teil der Glühung handelte es sich um eine Noimalisierungsbehandlung bei etwa 816°0 (15000F) in einer feuchten Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre und bei dem zweiten Teil der Glühung handelte es sich um eine Streifenvergütungsglühung bei 1038°0 (1900°F) in einer halb-trockenen Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre. Das Gesamtergebnis dieser Tandemglühung war, daß der Kohlenstoffgehalt auf L0,005 % vermindert wurde und daß ein KornwachstuE erzielt wurde, um die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erhalten. Der durchschnittliche Kernverlust bei '15 Kilogauss und 60 Hz für das Vorderende und das hintere Ende der Epstein-Proben bei allen Bünden dieser Charge, getestet
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durch Zerschneiden der Hälfte parallel und der Hälfte quer zur Walzrichtung,betrug 1,59 Watt/0,454- kg (1 lbs) bei einer durchschnittlichen Dicke von 0,0463 cm (0,0182 inches). Der durchschnittliche Kernverlust bei 10 Kilogauss und 60 Hz betrug 0,690 Watt/0,454 kg (1 lbs).
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf nicht beschränkt ist, sondern daß diese auch in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Patentansprüche:
BU985 3/0927

Claims (12)

  1. Patentansprüche
    h. Raffinierte Schmelzzussiimiensetzung für einen kaltgewalzten, nicht-orientierten Siliciumstahl, gekennzeichnet durch die folgende, in Gew.-% angegebene Zusammensetzung: 0,5 "bis 4 % Silicium, "bis zu 0,8 % Aluminium, 0,05 bis 0,5 % Mangan, höchstens 0,012 % Schwefel, "bis zu höchstens 0,1 % Kohlenstoff und eine wirksame Menge "bis zu 400 ppm Ger, Rest Eisen.
  2. 2. Schmelzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß ihr Siliciumgehalt 1,5 "bis 3,2 %, ihr Aluminiumgehalt 0,2 bis 0,5 %, ihr Mangangehalt 0,15 bis 0,45 % und ihr Schwefelgehalt 0,004 bis 0,010 % betragen.
  3. 3. Schmelzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Cergehalt 75 bis 250 ppm beträgt.
  4. 4. Kaltgewalzter, nicht-orientierter Siliciumstahl, gekennzeichnet durch die folgende, in Gew.-% angegebene Zusammensetzung: 0,5 bis 4 % Silicium, bis zu 0,8 % Aluminium, 0,05 bis 0,5 % Mangan, höchstens 0,012 % Schwefel, weniger als 0,010 % Kohlenstoff und eine wirksame Menge bis zu 400 ppm Ger, Rest Eisen.
  5. 5. Siliciumstahl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der halb-bearbeiteten Form sein Siliciumgehalt 1,5 bis 3t2 %, sein Aluminiumgehalt 0,2 bis 0,5 %, sein Mangangehalt 0,15 bis 0,45 %t sein Kohlenstoffgehalt weniger als 0,008 % und sein Schwefelgehalt 0,004 bis 0,010 % betragen.
  6. 6. Siliciumstahl nach Anspruch 4 oder 5S dadurch gekennzeichnet, daß sein Gergehalt 75 bis 250 ppm beträgt.
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  7. 7. Siliciumstahl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein Kohlenstoffgehalt in der vollständig bearbeiteten Form weniger als 0,005 % beträgt.
  8. 8, Siliciumstahl nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sein Siliciumgehalt 1,5 bis 3,2 %, sein Aluminiumgehalt 0,2 bis 0,5 %, sein Mangangehalt 0,15 bis 0,4-5 %, sein Kohlenstoffgehalt weniger als 0,003 % und sein Schwefelgehalt 0,004 bis 0,010 % betragen.
  9. 9· Siliciumstahl nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sein Cergehalt 75 "bis 250 ppm beträgt.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung einer raffinierten Siliciumstahlschmelze für halb-bearbeitete und vollständig bearbeitete kaltgewalzte, nicht-orientierte Siliciumstähle, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Charge des Siliciumstahls aufschmilzt, die Schmelze in eine Pfanne absticht, Ferrosilicium, Ferromangansilicium und Aluminium für Desoxydations- und Legierungszwecke zugibt, die Schmelze durch Kühren mit Argon durchmischt, die Schmelze einer Vakuumentgasungsbehandlung unterwirft, Aluminium und eine Substanz aus der Gruppe der Metalle der Seltenen Erden und der Verbindungen von Metallen der Seltenen Erden zugibt zur Durchführung der abschließenden Desoxydation und zur Entschwefelung der Schmelze, die Vakuumentgasungsbehandlung für einen Zeitraum fortsetzt, der für mindestens einen vollständigen Volumenaustausch innerhalb der Pfanne ausreicht, so daß die während der abschließenden Desoxydation und der Entschwefelung gebildeten Einschlüsse in ausreichendem Maße nach oben schwimmen (flotieren) können, wobei die raffinierte Schmelze die folgende, in Gew.-% angegebene Zusammensetzung hat: 0,5 bis 4 % Silicium, bis zu 0,8 % Aluminium, 0,05 "bis 0,5 % Mangan, höchstens 0,012 % Schwefel, bis zu höchstens 0,1 % Kohlenstoff, eine wirksame Menge von bis zu 400 ppm Ger, Rest Eisen.
    609853/0927
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in eine erste Pfanne absticht, Ferrosilicium, Ferromangansilicium und Aluminium für Desoxydationszwecke zugibt, die erste Pfanne in eine zweite Pfanne umgießt, der zweiten Pfanne Ferrosilicium zu Legierungszwecken zugibt und die zweite Pfanne einer Valcuumentgasungsbehandlung unterwirft.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den vergossenen Siliciumstahl warmwalzt, glüht, beizt, kaltwalzt und den kaltgewalzten Stahl einer entkohlenden Glühung unterwirft.
    609853/0927
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