RU2149194C1 - Method of producing isotropic electrical-sheet steel - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, particularly, production of electrical-sheet used in manufacture of electric motor magnetic circuits. SUBSTANCE: method includes melting, hot rolling, pickling, cold rolling, decarbonization-and-recrystallization annealing. In so doing, annealing temperature after cold rolling is determined with consideration of content of silicon and phosphorus from relation t = 500 +172.7[Si, %] - 276[P, %] ± 10 C with silicon content variation within 2.7-3.2% and phosphorus within 0.03-0.08%. EFFECT: higher level of magnetic properties of steel due to structure-texture state obtained by alloying with phosphorus. 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству холоднокатаной изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления вращающихся магнитопроводов электродвигателей, генераторов и т.д. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of cold-rolled isotropic electrical steel used for the manufacture of rotating magnetic circuits of electric motors, generators, etc.

Такая сталь должна обладать повышенной магнитной индукцией в сильных полях при минимальной ее анизотропии и низкими удельными потерями. Such steel should have increased magnetic induction in strong fields with its minimum anisotropy and low specific losses.

Известен способ получения холоднокатаной изотропной стали (авт.свидетельство СССР N 785367, C 21 D 1/78, 1980 г.), включающий горячую прокатку, однократную холодную прокатку на конечную толщину и дополнительный отжиг перед обезуглероживающим отжигом при температуре T = 800 + 100 (Si, %+Al, %-10%C) ±20^oC с выдержкой 20 - 60 с и охлаждением со скоростью 600-1300^o/мин. В этом способе отсутствует нормализационная обработка перед холодной прокаткой. Однако включение дополнительного отжига усложняет технологию производства и существенно повышает себестоимость готовой продукции. Кроме того, предлагаемый способ обработки стали с 2,7 до 3,2% Si не обеспечивает получение стабильных изотропных свойств по индукции.A known method of producing cold-rolled isotropic steel (USSR Authentication Certificate N 785367, C 21 D 1/78, 1980), including hot rolling, single cold rolling to a final thickness and additional annealing before decarburization annealing at a temperature of T = 800 + 100 ( Si,% + Al,% -10% C) ± 20 ^o C with an exposure of 20-60 s and cooling at a speed of 600-1300 ^o / min. In this method, there is no normalization treatment before cold rolling. However, the inclusion of additional annealing complicates the production technology and significantly increases the cost of finished products. In addition, the proposed method of processing steel from 2.7 to 3.2% Si does not provide stable isotropic properties by induction.

Известен также способ получения холоднокатаной электротехнической стали, где за счет повышения температуры обезуглероживания совмещается обезуглероживающий и высокотемпературный отжиг: вначале полоса нагревается до 760 - 897^oC (низкотемпературная область), затем до 940 - 1177^oC (высокотемпературная область) при общей продолжительности 3,5±8 мин (патент США N 3021237, кл. 148-111, опубл. 1962 г.). Однако эксперименты показали, что на изготовляемых изотропных кремнистых сталях с добавками 0,1 ± 0,5% Al указанный способ не обеспечивает необходимой степени обезуглероживания и требуемых магнитных свойств. В патенте SU 158878 3A1 МКЛ C 21 D 8/12 приведен способ производства изотропной стали, содержащей 3,0 ± 3,7% Si, 0,6-0,8% Al, нормализационная обработка не применяется. Однако этот способ производства стали, связанный с предварительной холодной деформацией горячекатаной полосы без ее травления, не технологичен из-за повышенной склонности к трещинообразованию и не обеспечивает низкого уровня анизотропии удельных потерь и магнитной индукции.There is also known a method for producing cold rolled electrical steel, where, by increasing the decarburization temperature, decarburization and high temperature annealing are combined: first, the strip is heated to 760 - 897 ^o C (low temperature region), then to 940 - 1177 ^o C (high temperature region) with a total duration of 3, 5 ± 8 min (US patent N 3021237, CL 148-111, publ. 1962). However, experiments showed that on manufactured isotropic silicon steels with additives of 0.1 ± 0.5% Al, this method does not provide the necessary degree of decarburization and the required magnetic properties. Patent SU 158878 3A1 MKL C 21 D 8/12 describes a method for the production of isotropic steel containing 3.0 ± 3.7% Si, 0.6-0.8% Al, normalization treatment is not applied. However, this method of steel production, associated with preliminary cold deformation of a hot-rolled strip without etching, is not technologically advanced due to the increased tendency to crack formation and does not provide a low level of specific loss anisotropy and magnetic induction.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали, легированной до 0,1% фосфором (авт. свидетельство СССР N 1786134, кл. C 21 D 8/12, 1993 г.), включающий нормализацию, травление, однократную прокатку на конечную толщину и совмещенный обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг при температуре 1050^oC. Недостатком данного способа является то, что при назначении температуры рекристаллизационного отжига не учитывается влияние химического состава стали: содержание кремния и фосфора, что снижает уровень магнитных характеристик стали, стабильность результатов по магнитным свойствам и выход высших марок 2412-2413.The closest to the described invention in technical essence and the achieved result is a method for producing cold-rolled isotropic electrical steel alloyed with up to 0.1% phosphorus (USSR author's certificate N 1786134, class C 21 D 8/12, 1993), including normalization , etching, single rolling to final thickness and combined obezuglerozhivayusche-recrystallization annealing at a temperature of 1050 ^o C. the disadvantage of this method is that when assigning the recrystallization annealing temperature is not considered the influence of chemical Cesky steel composition: the content of silicon and phosphorus, which reduces the magnetic characteristics of the steel, the stability results on the magnetic properties and yield the highest grades 2412-2413.

Техническим результатом изобретения является устранение нормализационной обработки из технологии для стали, содержащей 2,7 - 3,2% Si, 0,03 - 0,08%P. В результате повышается пластичность, что обеспечивает хорошую технологичность обработки на последующих переделах. Перед холодной прокаткой сохраняется полигонизованная структура горячекатаного металла и высокий уровень кубической текстуры, снижающаяся после нормализации. При последующих переделах данная структура наследуется, а легирование фосфором позволяет получить структурно-текстурное состояние, обеспечивающее сохранение уровня магнитных свойств, соответствующих высшим маркам стали 2412 - 2413. Устранение нормализационной обработки является энергосберегающим фактором, позволяющим снизить себестоимость продукции. The technical result of the invention is the elimination of normalization processing from technology for steel containing 2.7 - 3.2% Si, 0.03 - 0.08% P. The result is increased ductility, which ensures good processability in subsequent processing. Before cold rolling, the polygonized structure of the hot-rolled metal and a high level of cubic texture, which decreases after normalization, are preserved. In subsequent redistributions, this structure is inherited, and doping with phosphorus makes it possible to obtain a structural-textural state that ensures the preservation of the level of magnetic properties corresponding to the highest grades of steel 2412 - 2413. Elimination of normalization processing is an energy-saving factor that allows to reduce the cost of production.

В таблице 1 приведены примеры влияния различных схем обработки (с нормализацией и без) на пластичность и магнитные свойства. Температура нормализации составляла 800 - 820^oC.Table 1 shows examples of the effect of various processing schemes (with and without normalization) on ductility and magnetic properties. The normalization temperature was 800 - 820 ^o C.

Обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг проводится при температурах, учитывающих содержание кремния и фосфора. Decarburization-recrystallization annealing is carried out at temperatures taking into account the content of silicon and phosphorus.

Исключение из технологии нормализационной обработки вызывает необходимость учитывать при назначении температуры обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига химический состав стали, в первую очередь, по кремнию и фосфору. Содержание фосфора и кремния влияет на величину зерна стали и на формирование кристаллографической текстуры, что в конечном итоге сказывается на уровне магнитных свойств. Поэтому при назначении температуры обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига, как показывают эксперименты, необходимо учитывать содержание этих элементов. Температура определяется из соотношения:
T = 500 + 172,7[Si,%] - 276 [P,%] ±10^oC
В формуле указано содержание кремния и фосфора в весовых процентах.An exception to the normalization treatment technology makes it necessary to take into account the chemical composition of steel, primarily silicon and phosphorus, when setting the temperature of decarburization-recrystallization annealing. The content of phosphorus and silicon affects the grain size of steel and the formation of crystallographic texture, which ultimately affects the level of magnetic properties. Therefore, when setting the temperature of decarburization-recrystallization annealing, experiments show that the content of these elements must be taken into account. The temperature is determined from the ratio:
T = 500 + 172.7 [Si,%] - 276 [P,%] ± 10 ^o C
The formula indicates the content of silicon and phosphorus in weight percent.

Предлагаемый способ распространяется на холоднокатаные электротехнические стали, содержащие кремний в пределах 2,7 - 3,2%, фосфора - 0,03 - 0,08%. The proposed method applies to cold-rolled electrical steel containing silicon in the range of 2.7 - 3.2%, phosphorus - 0.03 - 0.08%.

В таблице 2 для исследованных сталей различного химического состава представлены нижние и верхние значения температуры обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига, полученные по соотношению:
T = 500 - 172,7 [Si,%] - 276 [P,%] ± 10^oC,
а также магнитные свойства для толщины 0,5 мм.Table 2 for the studied steels of different chemical composition presents the lower and upper temperature values of decarburization-recrystallization annealing, obtained by the ratio:
T = 500 - 172.7 [Si,%] - 276 [P,%] ± 10 ^o C,
as well as magnetic properties for a thickness of 0.5 mm.

Пример. Сталь, содержащая 3,05% Si и 0,065% P выплавлялась в кислородном конвертере и разливалась на установке непрерывной разливки слябов на толщину 250 мм. После этого проводилась горячая прокатка на стане "2000" на толщину 2,0 мм. В дальнейшем металл подвергался травлению и холодной прокатке на стане "1400" на толщину 0,5 мм. Обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг осуществлялся в агрегате непрерывного действия при температуре 1000-1020^oC с учетом содержания кремния и фосфора. Затем проводилось нанесение электроизоляционного покрытия. При этом удельные потери составили P_1,5/50=2,99 Вт/кг, B₂₅₀₀ = 1,57 Тл, Δ B = 0,08 Тл.Example. Steel containing 3.05% Si and 0.065% P was smelted in an oxygen converter and cast on a continuous slab casting plant to a thickness of 250 mm. After that, hot rolling was carried out on the mill "2000" to a thickness of 2.0 mm Subsequently, the metal was subjected to etching and cold rolling at the mill “1400” to a thickness of 0.5 mm. Decarburization-recrystallization annealing was carried out in a continuous unit at a temperature of 1000-1020 ^o C taking into account the content of silicon and phosphorus. Then, an electrical insulating coating was applied. In this case, the specific losses were P _{1.5 / 50} = 2.99 W / kg, B ₂₅₀₀ = 1.57 T, Δ B = 0.08 T.

Claims (1)

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, травление, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, отличающийся тем, что температуру обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига после холодной прокатки определяют с учетом содержания кремния и фосфора из соотношения T = 500 + 172,7 [Si,%] - 276 [P, %] ± 10^oC при изменении содержания кремния в пределах 2,7 - 3,2% и фосфора 0,03 - 0,08%.Method for the production of isotropic electrical steel, including smelting, hot rolling, pickling, cold rolling, decarburization-recrystallization annealing, characterized in that the temperature of decarburization-recrystallization annealing after cold rolling is determined taking into account the silicon and phosphorus content from the ratio T = 500 + 172.7 [Si,%] - 276 [P,%] ± 10 ^o C when changing the silicon content in the range of 2.7 - 3.2% and phosphorus 0.03 - 0.08%.

Images