Способ получения электротехнической стали

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИСАНИЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву -2) Заявлено 31. 2.80 (21) 3230332/22-02 1) М. Кл. С 21 Р 8/12 с присоединением заявки-и, Карагандинскийрдена Трудовогоинститут чернойина Научно-исследователметаллургическийКрасного Знамениметал ьский институт металлурги комбинат и Центральный научно-исследовательский лургии им, И. П. Бард Заявители(54) СПОСОБ ПО,ЛУЧЕНИЯ Э,ЛЕКТРОТЕХНИ Ой СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии и касается получения изотропной электротехнической стали.Известен способ производства электротехнической стали, включающий горячую прокатку стали, отжиг горячекатаной стали для получения зерна 5 б АСТМ, холодную прокатку отожженного горячекатаного металла, рекристаллизацию холоднокатаной стали для получения зерна преимущественно 6 б по АСТМ, последующую прокатку с обжатиями до 16% и рекристаллизационный отжиг для получения зерна 2 б АСТМ 11,Недостатком этого способа является нестабильность получаемых магнитных характеристик готового металла различных плавок, что связано е торможением миграции границ зерен примесями и .частицами второй фазы при заключительной термической обработке и неблагоприятным структурным и текстурным состоянием металла.Известен также способ производства электротехнической стали, по которому технологическая схема производства предусматривает выплавку стали в мартеновской или электрической печах, горячую прокатку металла до толщины на 5 - 15% больше готового размера, промежуточный безокислительный или обезуглероживающий отжиг,холодную прокатку на готовый размер иокончательный отжиг 2.Однако при проведении второй холоднойпрокатки не учитывается содержание неметаллических включений, оказывающих влияние на процессы структурно- и текстурообразования, развивающиеся при окончательнойтермообработке и определяющие электромагнитные свойства готового металла.Известен способ производства малоуглеродистой стали, содержащей до 0,1% углерода, который предусматривает горячую прокатку до толщины 1,77 - 2,54 мм, холоднуюпрокатку на 40 - 80% до промежуточной толщины, рекристаллизационный отжиг холоднокатаного металла при 600 в 7 С, деформации рекристаллизованного металла на6 - 10%, идеально на 8%.Такая технология обеспечивает получение в готовом металле Р,ее до 5,5 Вт/кг(Р уо - 6,7 Вт/кг) 3),Однако при промышленной выплавке изотропных сталей их химический состав изменяется в относительно широких пределахсеры, а также марганца, кремния, алюминия), поэтому применение фиксированных обжатий при второй холодной прокатке не всегда обеспечивает развитие требуемых процессов и, как следствие, получение стабильногои высокого уровня магнитных свойств стали.Отдельные плавки и даже рулоны однойплавки могут характеризоваться низкимисвойствами, При этом в готовом металле наблюдается разнозернистая или мелкозернистая структура, которая приводит к получению низкого уровня электромагнитныхсвойств.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства электротехнической стали., включающий горячую прокатку, травление, пер. 15вую холодную прокатку с обжатием 40 - 80%,отжиг при 650 - 850 С, вторую холодную прокатку с обжатием 1,6 - 2,0% и рекристаллизационный отжиг 4.Однако этот способ, предусматривающийпроведение второй холодной прокатки с фиксированными обжатиями 1,6 - 20/ обезуглероженной до содержания 0,005 - 0,0005%углерода кипящей стали, не обеспечиваетполучения высококачественного металла, таккак химический состав плавок, режимы и 25атмосфера термообработйи (горячей прокатки, промежуточного рекристаллизационногоотжига) существенно отличаются не толькона различных предприятиях, но и варьируются от монтажа к монтажу, от плавкик плавке на одном заводе, Недостатком из 30вестного способа является также низкийуровень магнитных свойств стали.Целью изобретения является повышениемагнитных свойств,Поставленная цель достигается согласно способу, включающему выплавку, горячую прокатку, первую холодную прокатку,промежуточный отжиг, вторую холоднуюпрокатку и заключительный отжиг, вторуюхолодную прокатку осуществляют со степенью, зависящей от суммарного содержания 40кислорода, азота и серы.Причем при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,010 - 0,015% вторую прокатку осуществляют со степенью 45 1,0 - 1,5% при суммарном содержании данных компонентов 0,0151 - 0,030% вторую прокатку осуществляют со степенью 3,0 - 5,0%, а при содержании 0,04 - 0,07% вторую прокатку осуществляют со степенью 5,1 - 10%.Исследования, проведенные на изотроп Оных электротехнических сталях различного химического состава, показали, что присутствующие в металле сера, азот и кислород являются базовыми элементами, образующими включения типа Мп 8; РеЬ, А 1 И, ЯО, Ьз 1 М 4, ГеХ, А 10 з и более сложные, тормозящие миграцию границ, зерен. При этом объемная доля включений тем больше, чем выше содержание указанных элементов,Сила торможения роста зерен увеличивается пропорционально доле включений и обратно пропорционально их размеру, В условиях тормозящего воздействия примесей для обеспечения роста зерен при отжиге необходимо создать определенную разницу упругих энергий в смежных зернах, вызывающую движущую силу, превосходящую по величине силу торможения.Повышение тормозящего воздействия примесей и включений на миграцию границ зерен (вследствие увеличения объемной доли включений или уменьшения их размера) требует соответствующего увеличения степени деформации. Рекрнсталлизация фронтальной миграцией границ развивается после докритических степеней деформации. Однако при большой загрязненности металла сила торможения может оказаться намного больше движущей силы, в результате рекристаллизация фронтальной миграцией границ не развивается. Однако с увеличением деформации при отжиге происходит рекристаллизация зародышеобразованием.Чем больше ингибирующий эффект (больше дисперсных частиц), тем труднее осуществляется и фронтальная миграция границ после докритическихФеформаций и рост зародышей рекристаллизации после закритических деформаций. Увеличение размера частиц (включений) в материале способствует формированию ячеистой структуры при меньших степенях деформации и инициированию за роды шеобразования при рекристаллизационном отжиге, т, е. огрубление фазы приводит к снижению и докритических и закритических степеней деформации.Таким образом, существует только ограниченный интервал деформаций, величина которых определяется объемной долей и размерами частиц второй фазы, обеспечивающий при последующей термообработке формирование благоприятного для получения высокого уровня электромагнитных свойств структурного состояния. Опытные данные, полученные на металле различной чистоты, свидетельствуют о том, что необходимая величина деформации при второй холодной прокатке линейно связана с суммарным содержанием серы, азота и кислорода. При этом вследствие неоднородности распределения фазы по,размерам в электротехнических сталях значение деформации может быть увеличено на 0,02%.После малых (недостаточных) деформаций, не обеспечивающих при отжиге роста зерен, текстура характеризуется компонентами типа 1111 (112) - (110); 1112110 )+151113110) и другими, сохранившимися от предыдущей обработки и неблагоприятными для получения высокого уровня магнитных свойств стали. После докритических и критических деформаций и последующего отжига, сопровождающегося аномаль968085 Таблица 1 Элементы,1 Плавка Ип Р 5 0 0,015 0,82 0,25 0,010 0,004 0,003 0,005 0,029 0,30 0,40 0,016 0,010 0,012 0,007 0,030 0,33 0,42 0,013 0,010 0,041 0,006 1 аблица 2 Удельныепотери1 5/50 Суммарноесодержаниекислорода,азота исеры, Ф Магнитнаяиндукция,Вт ПлавДеФормация,/О ка 6,4 1,63 0,012 6,8 1,62 1,60 7,2 6,2 1,60 6,0 1,62 1,65 0,029 5,6 1,64 ным ростом зерен, текстурное состояние материала определяется компонентами текстуры рекристаллизации типа 1%о(001), что обеспечивает удовлетворительный уровень магнитных характеристик стали. Рекристаллизация после закритических деформаций вновь приводит к появлению неблагоприятных компонентов,Применение предлагаемого способа позволяет значительно повысить уровень электромагнитных свойств изотропной электротехнической стали.Пример. Способ опробирован при изготовлении изотропной электротехнической стали. Обработка по предлагаемому способу предусматривает следующие операции:а) выплавку плавок изотропной электротехнической стали (химический состав плавок приведен в табл. 1);б) горячая прокатка на полосы толщиной 2,3 - 2,5 мм; в) травление горячекатаных полос;г) первая холодная прокатка до толщины 0,55 - 0,51 мм;д) промежуточный отжиг при 600 С; е) вторая холодная прокатка до толщи ны 050 мм;ж) отжиг при 830 С,Результаты определения магнитных характеристик плавок различного химического состава представлены в табл, 2.1 О Применение предлагаемого способа получения электротехнической стали позволяет, по сравнению с существующими способами, повысить уровень магнитных характеристик 1 стали, т. е. снизить потери на перемагничивание Р,5 до на 10%, получать сталь высокого качества,. экономить электроэнергию в народном хозяйстве (750 кВт.ч в год на 1 т стали).968085 Продолжение табл. 2 Суммарноесодержаниекислорода,азота исеры, Ф Удель ныепотери5/50 ДеформаЦИЯ 4 Магнитнаяиндукция,Вт Плавка 1,63 6,0 1,60 6,4 1,57 6,7 1 ф 57 7,9 0,057 1,69 7,1 1,62 6,2 1,64 1,63 6,1 1,61 10 6,5 1,60 12 7,8 Составитель Г. Дудик Редактор Е. Кравцова Техред И. Верес Корректор А, Гриценко Заказ 7261/40 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Формула изобретения1. Способ получения электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, первую холодную прокатку, промежуточный отжиг, вторую холодную прокатку и заключительный отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитных свойств стали, вторую холодную прокатку осуществляют со степенью, зависящей от суммарного содержания кислорода, азота 40 и серы в стали.2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,010 - 0,015% вторую прокатку осуществляют со степенью 1,0 - 1,5 о/о.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, 4 что при суммарном содержании кислорода,азота и серы 0,0151 - 0,030% вторую прокатку осуществляют со степенью 3,0 - 5,0%.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при суммарном содержании кислорода, азота и серы 0,04 - 0,07 о/о вторую прокатку осуществляют со степенью 5,1 - 10%,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании943448,кл. С 7 А, 1963.2. Патент Франции1472238,кл. В 21 В 1/00, 1967.3. Патент Великобритании1393175,кл, В 3 Ч, 1972.4. Патент ФРГ1433782, кл. 18 с,1968.