Способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Гееуларствевкьй кеметет СССР пе делам язобретеккй и етхрмтий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОТРОПНОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ,ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ1Изобретение относится к области мегталлургии, в частности к производству изотропной холоднокатаной электротехни- ческой стали,Известен ряд способов изготовления 5 изотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающий холодную прокатку горячекатаного листа и рекристаллизацию (первичную или собирательную). В частности, известен способ, который предусматривает выплавку, разливку, горячую прокатку, травление и обработку травленного подката, заключающуюся в однократной холодной прокатке до толщи:ны 0,5 мм и вакуумном отжиге при 100 ОС 1,Недостатком этого способа является низкий уровень магнитных свойств в готовом металле (В 2500 "ф 1,5 л)20 шая разница в значениях магнитных характеристик вдоль и поперек направления прокатки (ЬВО "0,12 Тл), большая разнотолццшность готового металла. 2Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовленияизотропной холоднокатаной электротехнической стали, который предусматривает выплавку, разливку, горячую прокатку до промежуточного размера, удаление перед холодной прокаткой поверхностной рекристаллизационной зоны механической шлифовкой, электролитической полировкой или химическим травлением, холодную прокатку до окончательного размера, обезуглероживающий и окончательный отжоги 2 .Недостатком такого способа являются высокая анизотропия магнитных свойств ЬВ 200,1 Тл) и низкий уровень магнитных характеристик (Р Ъ 2,7 Въ.кг),ЫВообусловленные неоднороднйм текстурным состоянием по сечению металла после заключительного отжига, а также неудовлет ворительное качество поверхности и большая разнотолшинность готового металла,02376 4 45 50 55 3 10связанная с особенностями процесса холодной прокатки,Целью изобретения; является уменьшениеанизотропии, повышение уровня магнитныхсвойств и улучшение микрогеометрии поверхности,Цель достигается тем, что по способупроизводства изотропной стали, включающему выплавку, горячую прокатку, холод/ную прокатку до окончательного размера, .обезуглероживающий и заключительныйотжиги, с прокатанной до окончательногоазмера полосы удаляют човерхностныйслой металла на глубину 1-10% оконча-тельного размера, При этом удалениеповерхностного слоя осуществляетсяпосле холодной прокатки, обезуглерожи-ваюшего или заключительного отжигов.Холодная деформация железокремнистых сплавов приводит к формированиюсущественной текстурной неоднородностипо сечению прокатанного металла. Поверхностные слои, глубина которых достигает 1% толшины полосы, непосредственно контактируют с поверхностью валков ихарактеризуются практически бестекстурным состоянием. В подповерхностных зонах, лежащих на глубине 1-10% толщины(в зависимости от химического составаи условий прокатки) от поверхности листа, осуществляется разворот кристаллитов с формированием компоненты111112, Текстура остального металла описывается деформационными ориентировками типа 112110) ) 100011) и 111110 Ъ .Текстурная неоднородность, созданная в процессе холодной прокатки, наследуется че только при последующем обезуглероживании, но и после заключительного отжига, При этом локализация слоев, характеризующихся различным текстурным состоянием по сечению отожженного металла, аналогична их распределению в листе после холодной прокатки.Так, после заключительного отжига поверхностные слои (до 1% толщины полосы) имеют бестекстурное состояние,Подповерхностная зона, локализованнаяна расстоянии 1-10% толщины листа отповерхности, имеет текстуру111 3( 112 ) 30, в то время как остальной металл характеризуется ориентировками 100) (3 уЖ, Цо.001 Ъ.Компонента подповерхностной зоныпосле заключительного отжига - 111(112) + 30 - является неблагоприятной, так как существенно повьццает анизотропию магнитных свойств при одновременном снижении их уровня. Поэтому)изобретение предусматривает удаление слоев металла, расположенных на расстоянии 1-10% толщины от поверхности листа, на любой стадии обработки после холодной деформации: как непосредственно после прокатки или обезуглероживания, что ликвидирует слои металла, в которых после заключительного отжига локализуется неблагоприятная ориентировка 111 112)30) так и после заключительного отжига, что обеспечивает непосредственное удаление слоев с этой ориентировкой и получение однородноготекстурного состояния готового металла.Удаление поверхностной зоны на глубину менее 1% толщины листа не приводит к улучшению .магнитных свойств по Оравне,нию с исходным металлом, так как при этом удаляется зоча бестекстурной составляюшей структуры, не влияющая на анизотропию и уровень свойств.Удаление поверхностной зоны на глубину более 10% толщины полосы не улучшает магнитные характеристики по сравнению с металлом, у которого глубина удаляемого слоя составляет 1-10%, поскольку при этом удаляются текстурные слои, в которых после заключительного отжига формируются благоприятные текстурные компоненты100с (3 Ую и РЬ(001 Л.формирующаяся при холодной прокатке текстурная неоднородность не наследуется ог горячекатаного состояния. Доказательством этого является тот экспериментальный факт, что при холодной деформации текстурно однородного горячекатаного подката (с этой целью шлифуют поверхностные слои горячекатаной полосы на глубину 30% толщины листа) также формируется вышеуказанная: текстурная неоднородность по сечению холоднокатаного листа. Следовательно, именно холодная деформация ответственна за наблюдающиеся текстурные различия по сечению метал.ла.Кроме того, предлагаемый способ осуществляется на другой стадии производства изотропной холоднокатаной электротехнической стали по сравнению с известным 1 2 3 . Так по известному способу перед холодной прокаткой дополнительно проводят удаление поверхностной рекристаллизованной зоны, в то время как для металла после. холодной прокатки, обезуглероживающего и заключительного отжигов отсутствует само понятие поверх- .1 ., 11ностная рекристаллизованная эона, поТа блица 1 Влияние вариантов обработок горячекатаного подката на уровень магнитных характеристик и разнотолщииность готового металла 1Измеряемые пара- метры Магнитная анизотропия (6 ВТл 0 0,09 0 Удельные потери (лг 1 5/50)Вт/кг 2 2,5 7 Разнотолшинность по длинелиста, мм 0,0 0 0,0 0 5 10023скольк в холоднокатаном металле зона .рекристаллизации вообше не обнаруживается а после обезуглероживаюшего и заключительного отжигов этот слой занимает100% объема металла. Таким образом,решение, предлагаемое в прототипе, неприемлемо для металла после холоднойпрокатки обезуглероживаюшего и заключительного отжигов, так как оно не осушествимо, 30Наряду с формированием текстурнойнеоднородности по толшине листа, холоднаяпрокатка приводит к ухудшению поверхности (образованию поверхностных дефектов, "елочки и т.д.) и увеличению разнотолщинности листа. Поэтому удалениеповерхностных слоевполосы после холодной прокатки обезуглероживающего илизаключительного отжигов заметно улучшает микрогеометрию листа. 20Способ осуществляется следующимобразом,В качестве исходного материала используют 2,5 мм горячекатаный подкатпромышленной электротехнической стали 25следующего состава, %; С 0,005; 5127; Ми 0,2; б 0,005; Р 0,01; г 004;И 1 0,05; Со 0,05; АВО 035; И 0,008;В остальное.П р и м е р 1, Обработка по известному способу (прототипу) заключается вдвусторонней механической шлифовке подката (по 0,1 мм с каждой поверхности) 76 бс последующей двухкратной холодной прокаткой до толщины 0,5 мм, обезуглерэживанием при,850 С в течение 5 мин(+тр. " 28 С) и заключительным отжигом при 1000 С в течение 5 ч (+т.р.= 60 С) - 1 вариант.Обработка по заявляемому способуосуществлялась по 3 вариантам.Двукратная прокатка до 0,5 мм, двусторонняя механическая шлифовка полосы(1000 С, 5 + т.р.-60 С) - 2 вариант,Двукратная холодная прокатка до0,5 мм, обезуглероживание (850 С,о5 мин + т.р. ф 28 С), двусторонняямеханическая шлифовка (по 0,005 ммс каждой поверхности) и заключительныйотжиг (1000 С, 5 ч + т.р. = -60 С)3 вариант.Лвукратная холодная прокатка до0,5 мм, обезуглероживаиие (850 С,5 мин + т.р. =" 28 С), заключительныйотжиг (1000 оС, 5 ч + т.р. = -60 С)и двусторонняя механическая шлифовка(по 0,005 мм с каждой поверхности)4 вариант.Результаты определения магнитныххарактеристик и разнотолшинности к металле, обработанном по вариантам 1-4,показаны в табл, 1.Та блица 2 Влияние, глубины удаляемого поверхноатного слоя на уровень магнитных характеристик и разнотолщинность готового металлаОбработка по варианту Изме,ряемыепараметры Анизотропия магнитных свойств(РмВт/кг 2,7 2,4 Разнотолщинностьпо длине листа,мм 002 0,02 0,04 0,02 7 1002Результаты, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что проведение обработки по предлагаемому способу ло сравнению с прототипом позволяет уменьшить анизотропию на 0,01-0,02 Тл, удельные потери на 0,2-0,3 Вт/кг и разнотолщинность на 0,02 мм.П р и м е р 2, Горячекатаный подкат подвергают двукратной холодной прокатке до 0,5 мм, двусторонней механической 10 Из сопоставления результатов табл. 2видно, что удаление поверхностного слояна глубину менее 1% окончательного раз,мера листа (вариант А) сопровождаетсяувеличением магнитной анизотропии (на0,01-0,02 Тл), повышением удельныхйотерь (на 0,2-0,3 Вт/кг) и ростомразнотолщинности (на 0,02 мм) по сравнению с металлом, обработанным по предлагаемому способу (варианты А и В),Удаление ловерхностных слоев на глубинуболее 10% толщины листа (вариант Р) необеспечивает дальнейшего улучшениясвойств и поэтому нецелесообразно всвязи с большим расходом металла,Применение способа по изобретениюпозволяет получатьизотропьую солоднокатаную электротехническую сталь; снизитьанизотролию магнитных свойств; повыситьуровень магнитных характеристик изотропной холоднокатаной электротехнической55стали; улучшить микрогеометрию поверхности листа, повысить коэффициент заполнения магнитопроводов, уменьшить габариты электрических аппаратов. 376 8шлифовке по 0,003 (вариант А), 0,005 мм+ т.р= 28 С) и заключительному отжигу (1000 С, 5 ч + т.р. = -60 С),Разультаты замера магнитных характеристик и разнотолщинности в готовомметалле, обработанном по вариантам А,В, С,З, показаны в табл, 2,Зкономический эффект от внедренияпредлагаемого способа составит 336 тыс,руб, при экономии электроэнергии 33,610 квт/ч,Формула изобретения 1. Способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, травление, холодную прокатку до окончательного разм е ра, обезуглероживающий и заключительный отжиги, о т л ичающийс ятем, что, сцелью уменьшения анизотропии, повышения магнитных свойств и улучшения микрометрии поверхности, с пукатанной до окончательного размера лблосы удаляют поверхностный слой металла на глубину 1-10% окончательного размера,2.Слособлоп, 1,отличаю - щ и й с я тем, что поверхностный слой удаляют после холодной прокатки.3. Способ ло п, 1, о т л и ч а ю - Щ И И С Я ТЕМ ЧТО ЦОВЕРХНОСТНЬй АЛОЙ. Способ цо и. 1, о т л и ч а ю -щ ц й с я тм, что поверхностный слойудаляют посге заключительного отжигаИсточники ццформа 1 ии,принятые во внимание при экспертизе 101. Зайдман И. Д., Борисенко В. Г.,Уцроценная технология производствахолодцокатаной малотекстурованнойэлектротехнической стали, М., "Сталью,% 722959, кл. С 219 8/12, 1980, Составитель Г, ДудикРедактор О. Юркава Техред Т,фанта Корректор О. БилакЗаказ 1731/11 Тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комиеета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектная 4