Способ получения электротехнической стали

(23) Приоритет Госуларственный комитет СССР ио ледам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.С.Лавров, В.И.Голяев, А.И.Третьяков, А.П.Шапов А.Х.Кадарметов, В.А.Синельников, В.П.Барятинск А.Г.Петренко, В.Д.Ерохин и Е.С.Лялин Новолипецкий ордена Ленина металлургический завод(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии,.к обработке стали в расплавленном состоянии.Известен способ получения электротехнической стали по "нитридному" варианту путем присадки в жидкую сталь алюминия, который на последующих стадиях обработки связывается с азотомс образованием нитридов алюминия, стабилизирующих матрицу первичной рекристаллизации ( 11.Известный способ не обеспечивает эффективного снижения удельных ваттных потерь в готовой стали, так как не позволяет уменьшить размер зерна.и ваттные потери на вихревые токи,Известен способ получения электро. технической стали, включающий присадку в металл сурьмы в количестве 0,025-0,035 вес.Ъ 2 ).Сурьма вводится в металл для стабилизации зерна матрицы первичной рекристаллизации, снижения температу. ры вторичной рекристаллизации и в конечном итоге - улучшения электромагнитных свойств электротехнической: стали. Однако известный способ не позволяет точно регулировать температурный интервал взаимодействия ингибирующих фаз сульфида марганца, нитрида алюминия перед началом процесса вторичной рекристаллизации в стали. Добавки алюминия в сталь до 0,025-0,035 вес.Ъ повышают на 150 С температуру вторичной рекристаллизации, а добавки сурьмы снижают ее. Способность не учитывает также влияния на процессы текстурообразования азота, содержащегося в стали.В качестве прототипа можно принять наиболее близкий по приемам осуществления способ изготовления стали, включающий получение расплава в сталеплавильном агрегате, выпуск его, раскисление и легирование, на пример, кремнием и алюминием, присадку сурьмы в раскисленный расплав в процессе разливки на слитки3).Сталь, выплавленная в сталеплавильных агрегатах, содержащая азот, как правило, в количестве 0,003- 0,015. Недостатком этого способа является неравномерное распределение сурьма в объеме металла.Магнитные свойства стали характеризуются большим разбросом по длине рулона. Ваттные .потери ( Рт ) Вт/кг (,измеряются при индукции 17000 гс и переменном токе частотой50 Гц) колебаются в пределах 1,65- 1,93 Вт/кг.Целью изобретения является улучшение электромагнитных свойств стали.Цель достигается тем, что по способу получения стали, содержащей в.качестве примеси 0,003-0,015 азота, включающему получение расплава в сталеплавильном агрегате, выпуск его, легирование кремнием, раскисление алюминием и присадку сурьмы в раскисленный расплав, сурьму присаживают в количестве 0,8-2,9 от со-. держания в расплаве азота при весо- вом отношении к введенному алюминию 0,4-1,5. 15В трансформаторной стали необходимо присутствие соединений, влияющих на получение ребровой текструры в металле, роль которых проявляется при вторичной рекристаллизации. 70 Эти соединения влияют на направление плоскостей ориентации зеренной структуры. Обычно при производстве стали рядового сортамента этими соединениями являются нитриды алюминия или 75 сульфиды марганца.Эту же роль выполняют поверхностно-активные элементы, в частности сурьмы, играющие роль дополнительного ингибитора. При этом количество З 0 включений и .концентрация поверхностно-активного .элемента должны быть в строго определенных соотношениях, В нашем случае Фазами-ингибиторами являются нитриды алюминия и сурьмы. Присадку металлической сурьмы осуществляют после дачи Ферросицилия и алюминия. Введение металлической сурьмы в жидкую сталь при температурах расплава 1570-1610 С обеспечивает наибольшее усвоение ее, так как снижение содержания кислорода в стали достигается за счет предварительного введения в металл кремния и алюминия.45При введении сурьмы в металл, содержа 1 ций значительное количество кислорода (до присадки ферросицилия и алюминия), создаются благоприят-. ные условия не только для окисления сурьмы, но и для образования других соединений, имеющих более низкую тем-. пературу кипения, чем металлическая сурьма. А это приводит к дополнительным потерям сурьмы за счет удаления ее соединений в газовую фазу. ээПри присадке сурьмы в количестве менее 0,8 от весового содержания азота в металле будет недостаточно поверхностно-активного элемента ( сурьмы ) в свободном состоянии, ко торый выполняет роль ингибитора за счет сегрегации по границам зерна. Это приводит к повышению температуры вторичной рекристаллизации аналогично нитридному варианту производст у ва трансформаторной стали, что приводит к увеличению доли потерь навихревые токи, т.е, к повышению ваттных потерь,При присадке сурьм более 2,9 отсодержания азота в весовом соотношении возрастает температурный интервал вторичной рекристаллизации иэ-заразности температур перехода в .твер.дый раствор нитрида алюминия исегерации сурьма по границам зерен (850900 С. и 800-830 С ) соответственно.Это приводит к снижению степени совершенства текстуры и соответственноснижению магнитной индкуцииизмеряется стандартный образец в магнитном поле, которое получается при помощи катушки, имеющей 25 ампервитковна сантиметр ее длины.Присадка сурьмы в весовом количестве 0,8-2,9 от содержания азотанедостаточна для обеспечения требуемого соотношения между нитридамиалюминия и сурьмой в готовой стали.Для этого необходимо сурьму вводитьв соотношении 0,4-1,5 к количествувведенного алюминия. При присадкесурьмы в количестве менее 0,4 отвесового содержания азота в готовойстали оказывается недостаточным количество поверхностно активногоэлемента (сурьмы), при введениисурьмы в количестве более 1,5 в металле оказывается избыток поверхностно-активного элемента. Электротехнические свойства и в том ив другом случае ухудшаются . Именноэти интервалы соотношений .позволяют получить минимальное количествовредных включений на основе глинозема, искажающих доменную структуру, металла,Сурьму рекомендуется вводить вковш при, 1570-1610 С. Нижнийпредел является минимальной температурой, необходимой для разливки наИНЛЗ. Присадка сурьмы при температуре стали более 1610 С приводитк повышенному испарению ее, получению увеличенной зоны транскристаллиэации в непрерывнолитом слитке.Способ опробован при выплавке в100-тонных электропередачах электротехнической стали состава, вес.З:Углерод , 0,035-0,045Марганец0,12-0,15Кремний 2,90-3,15Алюминий 0,007-0,012Сурьма . 0,01-0,02Сера О, 003-0, 030Азот 0,007-0,012Железо По балансу до 100П р и м е р 1 . Металл выплавляютв 100-тонной электропечи по технологии с совмещением процесса расплавления и окисления углерода, хрома, марганца. Металл продувают кнс1002368 Формула изобретения Составитель И, ЧепиковаРедактор О. Юркова Техред М,Тепер Корректор В. Бутяга Заказ 1730/10 Тираж 566 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, гТ, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 лородом с интенсивностью 50 нмз/мин до 1650 фС и содержания углерода 0,03 марганца 0,20, хрома 0,05. Затем проводят раскисление ванны чугуном, скачивание окислительного шлака, наводку нового шлака из извести, плавикового шпата и шамота, легирование ферросицилием из расчета получения в металле 3,0 кремния.Содержание азота в металле сос тавляет 0,012 весПосле этого металл выпускают со шлаком в ковш, переливают во второй койш, где осуществляют присадку алюминия. После присадки алюми ния в количестве 24 кг в сталь во второй ковш в процессе продувки металла аргоном при 1570 С присаживают металлическую сурьму в количестве 10 кг, т.е. 0,8 от содержащегося в стали азота при отношении к введенному алюминию 0,4. Усвоение сурьмы составляет 100, алюгяния 50. Далее металл разливают на МНЛЗ в слябы сечением 150 х 890 мм и прока тывают на лист. В толщине 0,35 мм холоднокатаная электротехническая сталь имеет удельные ваттные потери Р 7/фо = 1,49-1,50 Вт/кг и магнитную индукцию В роо = 190-1, 92 т, . что соответствует требованиям стандарта на марку 3405.П р и м е р 2 Выплавку металла в электропечи и разливку на МНЛЗ проводят согласно примеру 1. Перед вводом алюминия и сурьмы в металле содержится 0,007 азота. После присадки алюминия в сталь в количестве 14 кг во второй ковш в процессе продувки металла аргоном при 1610 С присаживают металлическую сурьму в количестве 20 кг на 100-тонную плавку, т,е. 2,9 от содержания азота при отношении к введенному алюминию 1,5, В толщине 0,35 мм холоднокатная электротехническая сталь имеет 45 удельные ваттные потери Р 7 =1,44-1,48 Вт/кг, индукцию З1,92-1,93 т, выход высшей марки 3405 составляет 37,2.П р и м е р 3 . Выплавку металла 50 в электропечи и разливку на МНЛЗ проводят согласно примеру 1. Металл перед легированием содержит 0,0095 вес, азота. Во второй ковш после присадки алюминия в количестве 19 кг на 100-тонную плавку вводят металлическую сурьму в количестве 15 кг, т.е1,6 от содержащегося в стали азота при отношении к введенному алюминию 0,8Удельные ваттные потери электротехнической стали в толщине 0,35 мм составляет 1,37-1,42 Вт/кг; В 00= 1,94-1,95 т, выход высшей марки 3405 составляет 61,5.Холоднокатаная электротехническая сталь, выплавленная по способу-прототипу имеет в толщине 0,35 мм, удельные ваттные потери Рдо более 1,50 Вт/кг, магнитную индкуцию В 0 менее 1,90 т и не соответствует требованиям, предъявляемым к стали высшей категории марки 3405.Таким образом, описываемый способ позволяет улучшить электромагнитные свойства стали и увеличить выход металла высших марок. Способ получения электротехнической стали, содержащей в качестве при. меси 0,003-0,015 азота, включающий получение расплава в сталеплавильном агрегате, выпуск его, легирование кремнием, раскисление алюминием и присадку сурьмы в раскисленный расплав, отличающийся тем, что, с целью улучшения электромагнитных свойств, сурьму присаживают в количестве 0,8-2,9 От содержания в расплаве азота при весовом отношении к введенному алюминию 0,4-1,5. о Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторское свидетельство СССРР 358372, кл . С 21 С 5/52, 1971.2. Патент Франции Р 2213344,кл. С 22 С 39/46, С 21 С 7/00, опуб-лик. 1974.3. Патент Японии 9 51-32568,кл . 10 3 14, опублик, 1976.