RU2133285C1

RU2133285C1 - Method of isotropic electrical steel production

Info

Publication number: RU2133285C1
Application number: RU98111117A
Authority: RU
Inventors: В.П. Настич; А.А. Заверюха; Б.И. Миндлин; В.В. Логунов; А.Г. Гвоздев; А.Д. Тищенко; А.Е. Чеглов
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: metallurgy, particularly, production of isotropic electrical steel used in manufacture of electric motor magnetic circuits. SUBSTANCE: method includes melting, hot rolling, cooling, pickling of hot-rolled strips, cold rolling, decarburizing-recrystallization annealing. After hot rolling with at least 13% of reduction in last pass, cooling of hot-rolled strips for 6-20 s is carried out in air and then with water spraying. The cooling process at the end of hot rolling results in fully recrystallized structure with equiaxed grains that leads to increase of favorable texture components, particularly (110). EFFECT: excluded normalizing operation from process without impairing magnetic properties of ready made steel. 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно к производству изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электродвигателей. The present invention relates to metallurgy, specifically to the production of isotropic electrical steel used for the manufacture of magnetic circuits of electric motors.

Качество этой стали оценивается по ее магнитным свойствам. Удельные потери энергии на перемагничивание должны быть минимальны, а магнитная индукция максимальной. Анизотропия свойств вдоль и поперек направления прокатки, оцениваемая по разности магнитных индукций (ΔВ) в этих направлениях, должна быть минимальной. Это обеспечивается тем, что готовая сталь имеет структуру первичной рекристаллизации с различной ориентацией решеток зерен. Компоненты текстуры готовой стали, ведущие к улучшению ее магнитных свойств, - это (100) [uvw) и (110)[uvw]. Плоскость (100) содержит два, а плоскость (110) одно направление наиболее легкого намагничивания [001]. Другие плоскости решетки этого направления не содержат. Увеличение количества зерен, у которых в плоскости листа лежит направление наиболее легкого намагничивания приводит к улучшению свойств стали. Существующая технология производства изотропной электротехнической стали включает последовательно выплавку, горячую прокатку, нормализацию, холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг. Текстура готовой стали, т.е. уровень магнитных свойств, в основном зависит от текстуры и структуры горячекатаных полос. Они формируются при горячей прокатке и нормализации. С точки зрения свойств, эти операции являются наиболее важными для данной технологии. Однако операция нормализации горячекатаных полос очень энергоемка и существенно повышает себестоимость стали. Попытки производства стали без этой операции успеха не имели, т.к. происходило ухудшение ее магнитных свойств. The quality of this steel is evaluated by its magnetic properties. The specific energy losses due to magnetization reversal should be minimal, and magnetic induction maximum. The anisotropy of properties along and across the rolling direction, estimated by the difference of magnetic inductions (ΔВ) in these directions, should be minimal. This is ensured by the fact that the finished steel has a primary recrystallization structure with different orientation of the grain gratings. The components of the texture of the finished steel, leading to an improvement in its magnetic properties, are (100) [uvw) and (110) [uvw]. The (100) plane contains two, and the (110) plane has one direction of easiest magnetization [001]. Other planes of the lattice in this direction do not contain. An increase in the number of grains in which the direction of the easiest magnetization lies in the sheet plane leads to an improvement in the properties of steel. The existing technology for the production of isotropic electrical steel includes sequentially smelting, hot rolling, normalization, cold rolling, decarburization-recrystallization annealing. The texture of the finished steel, i.e. the level of magnetic properties mainly depends on the texture and structure of the hot rolled strips. They are formed during hot rolling and normalization. In terms of properties, these operations are the most important for this technology. However, the normalization operation of hot rolled strips is very energy intensive and significantly increases the cost of steel. Attempts to produce steel without this operation were unsuccessful, because there was a deterioration in its magnetic properties.

Известен способ производства анизотропной электротехнической стали, в котором режимы горячей прокатки подобраны так, что позволяют исключить из технологии операцию нормализации горячекатаной полосы [1]. Этот способ производства анизотропной электротехнической стали включает выплавку, разливку, горячую прокатку, охлаждение, травление, однократную или многократную холодную прокатку с промежуточными отжигами, обезуглероживающий и окончательный отжиги. С целью повышения магнитных свойств при одновременном упрощении способа производства стали охлаждение после горячей прокатки проводят со скоростью 1-10^oC/с до 800-870^oC с дальнейшим охлаждением до температуры не выше 600^oC со скоростью 15-100^oC/с. В известном способе охлаждение после горячей прокатки лимитируется до температур 800-870^oC. В существующей технологии производства изотропной электротехнической стали температура конца горячей прокатки составляет 790-860^oC. Использование режимов горячей прокатки известного способа при производстве изотропной стали невозможно, хотя по технической сущности этот способ является наиболее близким к предлагаемому изобретению и выбран в качестве прототипа.A known method for the production of anisotropic electrical steel, in which the modes of hot rolling are selected so as to exclude from the operation the operation of normalizing the hot rolled strip [1]. This method of producing anisotropic electrical steel involves smelting, casting, hot rolling, cooling, pickling, single or multiple cold rolling with intermediate annealing, decarburization and final annealing. In order to increase magnetic properties while simplifying the method of steel production, cooling after hot rolling is carried out at a speed of 1-10 ^o C / s to 800-870 ^o C with further cooling to a temperature not higher than 600 ^o C at a speed of 15-100 ^o C / s . In the known method, cooling after hot rolling is limited to temperatures of 800-870 ^o C. In the existing technology for the production of isotropic electrical steel, the temperature of the end of hot rolling is 790-860 ^o C. Using the hot rolling modes of the known method in the production of isotropic steel is not possible, although the technical nature this method is the closest to the proposed invention and is selected as a prototype.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение способа производства изотропной электротехнической стали без ухудшения ее магнитных свойств. The objective of the invention is to simplify the production of isotropic electrical steel without deterioration of its magnetic properties.

Технический результат достигается тем, что изотропную электротехническую сталь производят по технологии, включающей выплавку, горячую прокатку, охлаждение, травление горячекатаных полос, холодную прокатку и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг. После горячей прокатки с обжатиями в последнем проходе не менее 13% охлаждение горячекатаных полос в течение 6-20 с ведут на воздухе, а затем путем душирования водой. The technical result is achieved by the fact that isotropic electrical steel is produced by a technology including smelting, hot rolling, cooling, etching of hot rolled strips, cold rolling and decarburization-recrystallization annealing. After hot rolling with reductions in the last pass of at least 13%, the cooling of the hot-rolled strips for 6-20 s is carried out in air, and then by showering with water.

Как уже говорилось выше, магнитные свойства изотропной стали зависят от параметров структуры и текстуры готовой стали. При данной технологии они определяются параметрами структуры и текстуры горячекатаных полос. После горячей прокатки структура стали представлена вытянутыми вдоль направления прокатки полигонизованными зернами. В текстуре наблюдается малое количество зерен с ориентировками (100) [uvw] и особенно (110) [uvw]. Нормализация горячекатаных полос проводится для оптимизации параметров структуры и текстуры. Получается почти полностью рекристаллизованная структура с равноосным зерном. В текстуре увеличивается количество благоприятных компонентов, особенно (110) [uvw]. При соответствующих режимах деформации и охлаждения оптимизацию структуры и текстуры можно осуществлять при горячей прокатке. Это позволяет исключить из технологии операцию нормализации горячекатаных полос, не ухудшая свойства готовой стали. As mentioned above, the magnetic properties of isotropic steel depend on the parameters of the structure and texture of the finished steel. With this technology, they are determined by the parameters of the structure and texture of the hot rolled strips. After hot rolling, the steel structure is represented by polygonized grains elongated along the rolling direction. A small number of grains with orientations of (100) [uvw] and especially (110) [uvw] are observed in the texture. Normalization of hot rolled strips is carried out to optimize the parameters of the structure and texture. It results in an almost completely recrystallized structure with equiaxed grain. The texture increases the number of favorable components, especially (110) [uvw]. With appropriate deformation and cooling modes, the optimization of structure and texture can be carried out during hot rolling. This allows you to exclude from the operation the operation of normalizing hot rolled strips without affecting the properties of the finished steel.

Предлагается проводить горячую прокатку в последнем проходе с обжатиями не менее 13%, а охлаждение горячекатаных полос в течение первых после прокатки 6-20 с вести на воздухе и затем путем душирования водой. Пределы предлагаемого способа объясняются следующим:
Прокатка стали в последнем проходе с обжатиями не менее 13% необходима для того, чтобы в стали накопилось количество дислокаций больше критического. Это позволяет в дальнейшем осуществлять в стали не полигонизацию, а рекристаллизацию. Чем больше обжатия в последнем проходе, тем раньше и за более короткий период времени осуществляется рекристаллизация. Кроме того, с увеличением обжатий в текстуре увеличивается количество компонента (110) [uvw].It is proposed to carry out hot rolling in the last pass with reductions of at least 13%, and the cooling of hot-rolled strips during the first after rolling 6-20 s to lead in air and then by showering with water. The limits of the proposed method are explained by the following:
Steel rolling in the last pass with reductions of at least 13% is necessary so that the number of dislocations accumulated in the steel is more than critical. This allows in the future to carry out in the steel not polygonization, but recrystallization. The greater the reduction in the last pass, the earlier and in a shorter period of time recrystallization takes place. In addition, with an increase in compression in the texture, the amount of the component (110) [uvw] increases.

Для рекристаллизации структуры полос стали после горячей прокатки необходимо время 6-20 с. Для этого в течение 6-20 с полосы движутся по отводящему рольгангу стана горячей прокатки, медленно охлаждаясь на воздухе. Времени менее 6 с недостаточно для осуществления рекристаллизации в требуемом объеме. При меньшем времени магнитные свойства стали ухудшаются. Увеличение времени более 20 с нерационально, т.к. рекристаллизация в требуемом объеме уже прошла. Увеличение времени более 20 с не вызывает улучшения свойств готовой стали. Дальнейшее охлаждение проводится душированием полос водой, что обеспечивает их смотку в рулоны при температурах не выше 700^oC.For recrystallization of the structure of steel strips after hot rolling, a time of 6-20 s is required. To do this, for 6-20 s, the strips move along the discharge roller table of the hot rolling mill, slowly cooling in air. A time of less than 6 s is not enough to effect recrystallization in the required volume. With shorter time, the magnetic properties of the steel deteriorate. An increase in time of more than 20 s is irrational, because recrystallization in the required volume has already passed. An increase in time of more than 20 s does not cause an improvement in the properties of the finished steel. Further cooling is carried out by showering the strips with water, which ensures their winding into rolls at temperatures not exceeding 700 ^o C.

Исследование патентной и научно-технической литературы показало, что технические решения с совокупностью существенных признаков предлагаемого способа отсутствуют. Предлагаемый способ отвечает критерию изобретения "новизна". Только совокупность существенных признаков предлагаемого способа позволяет достичь поставленную цель, поэтому признаки следует рассматривать в совокупности. A study of patent and scientific and technical literature showed that there are no technical solutions with a combination of essential features of the proposed method. The proposed method meets the criteria of the invention of "novelty." Only the totality of the essential features of the proposed method allows to achieve the goal, therefore, the signs should be considered in conjunction.

Примеры опробования предлагаемого способа. Examples of testing the proposed method.

Результаты опробования приведены в таблице. Проводились последовательно выплавка стали с содержанием (мас. %) 2,98 Si, 0,43 А1, 0,035 С, горячая прокатка до толщины 2,0 мм, травление, холодная прокатка до 0,50 мм и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг. При горячей прокатке варьировались обжатия в последнем проходе и режимы охлаждения. Для сравнения часть стали обрабатывалась по существующей технологии с нормализацией горячекатаной полосы (пример 1). The test results are shown in the table. Steel was smelted sequentially with a content (wt%) of 2.98 Si, 0.43 A1, 0.035 C, hot rolling to a thickness of 2.0 mm, etching, cold rolling to 0.50 mm, and decarburization-recrystallization annealing. During hot rolling, the compression in the last pass and the cooling regimes varied. For comparison, part of the steel was processed according to existing technology with the normalization of the hot-rolled strip (example 1).

Результаты опробования свидетельствуют, что предлагаемый способ проще существующего и позволяет получать магнитные свойства на уровне марки 2412. Testing results indicate that the proposed method is simpler than the existing one and allows one to obtain magnetic properties at the level of grade 2412.

Claims

Method for the production of isotropic electrical steel, including smelting, hot rolling, cooling, etching of hot rolled strips, cold rolling, decarburization-recrystallization annealing, characterized in that after hot rolling with reductions in the last pass of at least 13%, cooling of the hot rolled strips for 6 to 20 with lead in the air, and then by showering with water.