RU2692146C1 - Способ получения изотропной электротехнической стали - Google Patents

Способ получения изотропной электротехнической стали Download PDF

Info

Publication number
RU2692146C1
RU2692146C1 RU2018119461A RU2018119461A RU2692146C1 RU 2692146 C1 RU2692146 C1 RU 2692146C1 RU 2018119461 A RU2018119461 A RU 2018119461A RU 2018119461 A RU2018119461 A RU 2018119461A RU 2692146 C1 RU2692146 C1 RU 2692146C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating
steel
annealing
rate
temperature
Prior art date
Application number
RU2018119461A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Михайлович Губанов
Original Assignee
Олег Михайлович Губанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Михайлович Губанов filed Critical Олег Михайлович Губанов
Priority to RU2018119461A priority Critical patent/RU2692146C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2692146C1 publication Critical patent/RU2692146C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрической аппаратуры, работающей во вращающемся магнитном поле. Для получения минимальных удельных магнитных потерь при перемагничивании и повышенной индукции при минимальной анизотропии магнитных свойств проводят выплавку стали, необязательно вакуумирование, горячую прокатку, необязательно нормализацию, однократную холодную прокатку полосы на конечную толщину, предварительный скоростной нагрев со скоростью нагрева не менее 100°С/с до температур 750-1200°C с последующим охлаждением, затем необязательный обезуглероживающий отжиг и окончательный рекристаллизационный отжиг, при этом нагрев для проведения обезуглероживающего и/или рекристаллизационного отжига ведут со скоростью менее 100°С/с до температуры выдержки в интервале 750-1200°С. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрической аппаратуры, работающей во вращающемся магнитном поле. Данная сталь должна иметь минимальные удельные магнитные потери при перемагничивании и повышенную индукцию при минимальной анизотропии магнитных свойств.
Известен способ (Б.В. Молотилов «Сера в электротехнических сталях», М., Металлургия, 1973, с. 139-147) изготовления холоднокатаной изотропной стали, включающий однократную холодную прокатку с обжатием 65-95% и последующий рекристаллизационный отжиг при температуре 800-1200°С. В этом случае за счет применения больших обжатий и протекания α↔λ превращения происходит подавление процесса вторичной рекристаллизации. Сталь, обработанная по этому способу, отличается недостаточной пластичностью и повышенными удельными потерями, что связано с наличием высокого содержания углерода в стали. Также недостатком данного способа является низкая скорость нагрева, что приводит к получению более мелкого зерна и повышению удельных магнитных потерь.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения изотропной электротехнической стали (по пат. RU 2476606 С2, 2010), включающий выплавку, необязательно вакуумирование, горячую прокатку, необязательно нормализацию, однократную холодную прокатку полосы на конечную толщину, обезуглероживающий отжиг при 800-850°С и рекристаллизационный отжиг при 800-1050°С, причем нагрев до температуры обезуглероживающего отжига осуществляют со скоростью 100-500°С/сек во влажной защитной азотоводородной смеси. Нагрев до температуры рекристаллизационного отжига осуществляют со скоростью 100-500°С/сек в сухой защитной азотоводородной смеси.
Известен также способ получения листа из неориентированной электротехнической стали (по пат.JP 2529258 С1, 2010), включающий получение сляба, горячую прокатку, холодную прокатку и окончательный отжиг со средней скоростью возрастания температуры в ходе нагрева листа составляющей не менее 100°С/сек и температурой выдержки в температурном диапазоне 750-1200°С.
Однако применение скоростного индукционного нагрева со скоростью свыше 100°С/сек для проведения отжига с выдержкой на агрегатах непрерывного отжига сопряжено со сложностями монтажа дополнительного оборудования и синхронизации скоростей, что существенно ограничивает возможность применения различных режимов на одном агрегате, либо способно привести к перегреву стали и обрыву полосы. В данном случае причинами перегрева и обрыва полосы могут стать разница в скорости движения полосы в индукторах и на участке выдержки, малейшие кратковременные остановки полосы в индукторе, нагрев околошовного участка и т.д. В случае обрыва полосы высока вероятность травмирования оборудования индукционного нагрева.
Предлагаемое техническое решение направлено на решение задачи по обеспечению требуемого уровня гибкости технологии термической обработки изотропной электротехнической стали и снижению возможности перегрева и обрыва полосы при отжиге с применением скоростного нагрева для получения изотропной электротехнической стали в листах или рулонах с повышенными магнитными свойствами при минимальной анизотропии. Это достигается проведением предварительного скоростного нагрева со скоростью свыше 100°С/сек и последующим охлаждением полос, предположительно на отдельно стоящем агрегате, а затем проведением обезуглероживающего и\или рекристаллизационного отжига с выдержкой на агрегатах непрерывного отжига со скоростью нагрева менее 100°С/сек. Т.к. предварительный скоростной нагрев предполагается проводить на отдельном агрегате, то необходимость синхронизации скоростей движения полосы на участке индукционного нагрева и на участке выдержки отсутствует, и, соответственно, при прохождении полосы в индукторе, устраняется возможность ее остановки, перегрева и обрыва.
Необходимым условием скорейшего прохождения рекристаллизации является переизбыток свободной энергии, накопленный сталью в процессе скоростного нагрева. Поскольку сталь, сразу после скоростного нагрева, охлаждают, то полученный переизбыток свободной энергии не может быть скомпенсирован в процессе рекристаллизации т.к. для этого недостаточно времени.
При выдержке во время последующего рекристаллизационного отжига, рекристаллизация в стали проходит более интенсивно и в кратчайшие сроки, что обусловлено стремлением системы к скорейшей компенсации имеющегося переизбытка свободной энергии. Скорость нагрева в данном случае не критична.
Применение предварительного скоростного нагрева с последующим охлаждением позволяет интенсифицировать рекристаллизацию в процессе последующего рекристаллизационного отжига и сократить длительность термической обработки при сохранении качества готовой изотропной электротехнической стали. При длительности завершающего рекристаллизационного отжига в пределах широко распространенной и применяемой в настоящее время технологии (без скоростного нагрева) прогнозируется повышение качества готовой стали и снижение удельных магнитных потерь за счет более полного прохождения рекристаллизации и получения структуры с однородным равноосным зерном большего размера и минимальной разнозернистости.
Указанный результат достигается при обработке по способу, включающему следующие технологические операции.
Выплавку, необязательно вакуумирование, горячую прокатку, необязательно нормализацию, холодную прокатку на конечную толщину, предварительный скоростной нагрев до температуры 750-1200°С со скоростью нагрева свыше 100°С/сек и последующее охлаждение, необязательно обезуглероживающий отжиг со скоростью нагрева менее 100°С/сек и рекристаллизационный отжиг при температуре 750-1200°С и скорости нагрева менее 100°С/сек.
Выплавку изотропной электротехнической стали проводят в электродуговой печи или кислородном конвертере, возможно проведение вакуумной дегазации, с разливкой в стальные слябы. Далее проводят горячую прокатку с последующей нормализацией или без нее, а затем холодную прокатку на конечную толщину. При этом способ производства вплоть до процесса холодной прокатки никаким специальным образом не ограничивается за исключением того, чтобы к получаемому материалу мог быть применен обычный способ производства.
Далее полученная стальная полоса подвергается предварительному скоростному нагреву до температуры 750-1200°С с применением индукторов продольного и поперечного магнитных полей, которые обеспечивают сквозной нагрев полосы со скоростью свыше 100°С/сек. Температура нагрева зависит от химического состава стали. Проведенные исследования показали, что рекристаллизация проходит при температурах ниже указанных, однако нагрев менее 750°С нецелесообразен, так как не обеспечивает требуемого уровня магнитных свойств из-за получения зерна с размером менее необходимого. Скорость нагрева должна быть свыше 100°С/сек, так как только в этом случае соблюдается условие достаточного накопления системой свободной энергии для прохождения скорейшей рекристаллизации при последующем отжиге с выдержкой. Верхний предел скорости специально не ограничивается, однако, для предупреждения возможного термического коробления из-за возникающего градиента температур, целесообразно нагревать полосу со скоростью не более 500°С/сек. Изменение скорости нагрева обеспечивается изменением частоты и мощности индуцируемого поля и зависит от толщины нагреваемого материала и его химического состава. После скоростного нагрева полоса охлаждается до температуры не выше 100°С.Скорость охлаждения не ограничивается.
Далее возможно проведение обезуглероживающего отжига в увлажненной атмосфере для наиболее полного удаления растворенного С и предотвращения последующего магнитного старения. Условия обезуглероживающего отжига подбираются согласно требованиям обычного способа производства со скоростью нагрева менее 100°С/сек.
Далее проводится окончательный рекристаллизационный отжиг при температуре 750-1200°С. Нагрев осуществляется со скоростью менее 100°С/сек. Длительность выдержки должна быть достаточной для получения требуемых параметров стали. Рекристаллизационный отжиг может проводиться в режиме непрерывного следования за обезуглероживающим отжигом, если он необходим.
Пример
Изотропную электротехническую сталь с содержанием 0,65% Si, 0,18% Al, 0,155% Р, 0,034% С, остальное - Fe и примеси выплавляли в конвертере, слябы получали путем непрерывной разливки. После горячей прокатки на толщину 2,2 мм, металл подвергался травлению и холодной прокатке на толщину 0,5 мм. Холоднокатаный металл разрезался на образцы с размерами 0,5×30×305 мм. Образцы подвергались предварительному скоростному нагреву со скоростью 250°С/сек до температуры 830°С в сухой защитной атмосфере, время нагрева составляло 3,3 сек, и далее охлаждались. После охлаждения образцы нагревали до температуры 830°С в течение 1 мин в увлажненной защитной атмосфере, после чего следовала выдержка в течение 1 мин также в увлажненной атмосфере для обезуглероживания металла. Далее следовала выдержка в течение 1 мин в сухой защитной азотоводородной смеси для прохождения рекристаллизации.
Для сравнения образцы той же партии стали после холодной прокатки подвергали скоростному нагреву со скоростью 250°С/сек до температуры 830°С в увлажненной защитной атмосфере, время нагрева 3,3 сек. После нагрева образцы выдерживали в течение 2 мин в увлажненной атмосфере для обезуглероживания металла. Далее следовала выдержка в течение 1 мин в сухой защитной азотоводородной смеси для прохождения рекристаллизации.
По результатам обработки выявлено, что микроструктура образцов, обработанных по обоим режимам, идентична. В обоих случаях обнаружено прохождение собирательной рекристаллизации. Магнитные свойства по результатам отжига приведены в табл. 1.
Таким образом, проведение предварительного скоростного нагрева с последующим охлаждением, при прочих равных условиях, обеспечивает прохождение процессов рекристаллизации идентичное процессам, проходящим при обработке со скоростным нагревом на температуру выдержки без охлаждения, и обеспечивает получение изотропной электротехнической стали с сопоставимым уровнем магнитных свойств.
Данное изобретение позволяет обеспечить требуемый уровень гибкости технологии термической обработки изотропной электротехнической стали и устраняет возможность перегрева и обрыва полосы при применении скоростного нагрева.
Исследование научно-технической литературы показало отсутствие аналогичных технических решений, т.е. изобретение соответствует критерию - «Новизна».
Figure 00000001

Claims (4)

1. Способ получения изотропной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, холодную прокатку на конечную толщину, обезуглероживающий и/или рекристаллизационный отжиг, отличающийся тем, что после холодной прокатки проводят предварительный скоростной нагрев со скоростью нагрева свыше 100°С/с до температуры 750-1200°C с последующим охлаждением, а нагрев для проведения обезуглероживающего и/или рекристаллизационного отжига осуществляют со скоростью менее 100°С/с до температуры выдержки 750-1200°С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение после предварительного скоростного нагрева осуществляют до температуры не выше 100°С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выплавке проводят вакуумирование стали.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после горячей прокатки проводят нормализацию стали.
RU2018119461A 2018-05-25 2018-05-25 Способ получения изотропной электротехнической стали RU2692146C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119461A RU2692146C1 (ru) 2018-05-25 2018-05-25 Способ получения изотропной электротехнической стали

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119461A RU2692146C1 (ru) 2018-05-25 2018-05-25 Способ получения изотропной электротехнической стали

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692146C1 true RU2692146C1 (ru) 2019-06-21

Family

ID=67038006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018119461A RU2692146C1 (ru) 2018-05-25 2018-05-25 Способ получения изотропной электротехнической стали

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692146C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257613A (zh) * 2019-07-05 2019-09-20 武汉钢铁有限公司 改善低温高磁感取向硅钢磁性能的方法
RU2762195C1 (ru) * 2021-03-15 2021-12-16 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ получения изотропной электротехнической стали

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2085598C1 (ru) * 1994-01-31 1997-07-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ получения изотропной электротехнической стали
RU2427654C1 (ru) * 2010-06-07 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Способ производства изотропной электротехнической стали
RU2476606C2 (ru) * 2010-10-28 2013-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Способ получения изотропной электротехнической стали
RU2527827C2 (ru) * 2010-10-25 2014-09-10 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Способ производства нетекстурированной электротехнической стали с высокой магнитной индукцией
RU2536711C1 (ru) * 2011-02-24 2014-12-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления
EP3173503A1 (en) * 2011-08-18 2017-05-31 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
US20170314087A1 (en) * 2014-10-20 2017-11-02 Arcelormittal Method of production of tin containing non grain-oriented silicon steel sheet , steel sheet obtained and use thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2085598C1 (ru) * 1994-01-31 1997-07-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ получения изотропной электротехнической стали
RU2427654C1 (ru) * 2010-06-07 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Способ производства изотропной электротехнической стали
RU2527827C2 (ru) * 2010-10-25 2014-09-10 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Способ производства нетекстурированной электротехнической стали с высокой магнитной индукцией
RU2476606C2 (ru) * 2010-10-28 2013-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Способ получения изотропной электротехнической стали
RU2536711C1 (ru) * 2011-02-24 2014-12-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления
EP3173503A1 (en) * 2011-08-18 2017-05-31 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
US20170314087A1 (en) * 2014-10-20 2017-11-02 Arcelormittal Method of production of tin containing non grain-oriented silicon steel sheet , steel sheet obtained and use thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257613A (zh) * 2019-07-05 2019-09-20 武汉钢铁有限公司 改善低温高磁感取向硅钢磁性能的方法
RU2762195C1 (ru) * 2021-03-15 2021-12-16 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ получения изотропной электротехнической стали

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104372238B (zh) 一种取向高硅钢的制备方法
CN104018068B (zh) 一种厚度为0.18mm的高磁感取向硅钢的制备方法
JP5675950B2 (ja) 優れた磁気特性を有する高効率無方向性珪素鋼の製造方法
JP5273944B2 (ja) 鏡面方向性電磁鋼板の製造方法
JP2013189712A (ja) 磁束密度の高い方向性電磁鋼板の製造方法
CN103687966A (zh) 方向性电磁钢板的制造方法
RU2008107938A (ru) Способ изготовления структурно-ориентированной стальной магнитной полосы
JP2008001979A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法とその製造方法に用いる脱炭焼鈍炉
RU2692146C1 (ru) Способ получения изотропной электротехнической стали
CN105950992A (zh) 一种采用一次冷轧法制造的晶粒取向纯铁及方法
JP5332134B2 (ja) 高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法
CN108411205B (zh) Csp流程生产高磁感低铁损无取向电工钢的方法
JP4714637B2 (ja) 磁束密度の高い方向性電磁鋼板の製造方法
CN108504952B (zh) 薄板坯连铸连轧生产新能源汽车用无取向电工钢的方法
RU2758511C1 (ru) Способ производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной электротехнической изотропной стали с высоким комплексом магнитных и механических свойств
CN109182907B (zh) 一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法
JP2008001978A (ja) 高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法
JPH07122096B2 (ja) 磁気特性、皮膜特性ともに優れた一方向性電磁鋼板の製造方法
CN113621774B (zh) 高硅无取向电工钢及其生产方法
RU2637848C1 (ru) Способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали
RU2762195C1 (ru) Способ получения изотропной электротехнической стали
JP2003193142A (ja) 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造方法
RU2701606C1 (ru) Способ производства анизотропной электротехнической стали с высокой проницаемостью
RU2701599C1 (ru) Способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали
RU2476606C2 (ru) Способ получения изотропной электротехнической стали

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200526