[go: up one dir, main page]

RU2693277C1 - Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями - Google Patents

Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями Download PDF

Info

Publication number
RU2693277C1
RU2693277C1 RU2018127444A RU2018127444A RU2693277C1 RU 2693277 C1 RU2693277 C1 RU 2693277C1 RU 2018127444 A RU2018127444 A RU 2018127444A RU 2018127444 A RU2018127444 A RU 2018127444A RU 2693277 C1 RU2693277 C1 RU 2693277C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
semi
annealing
cold rolling
production
Prior art date
Application number
RU2018127444A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Владимирович Черников
Владимир Алексеевич Барыбин
Дмитрий Владимирович Барыбин
Сергей Сергеевич Дегтев
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
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 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority to RU2018127444A priority Critical patent/RU2693277C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693277C1 publication Critical patent/RU2693277C1/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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к производству полупроцессной полосы из электротехнической изотропной стали (технология semi-processed), используемой для изготовления магнитопроводов электрических машин. Для улучшения магнитных свойств полупроцессной полосы из электротехнической изотропной стали осуществляют выплавку стали, содержащую, мас.%: углерод не более 0,010, кремний 0,50-2,50, алюминий 0,30-1,20, сурьму 0,02-0,07, марганец не более 0,25, фосфор не более 0,015, серу не более 0,007, титана не более 0,005, азот не более 0,007, железо и неизбежные примеси – остальное, при выполнении соотношения 0,52 ≤ Si + Sb ≤ 2,57, разливку стали, горячую прокатку, необязательно термообработку горячекатаной полосы, травление, холодную прокатку и отжиг холоднокатаной полосы, при этом отжиг ведут при температуре не выше 768°С, т.е. не выше точки Кюри, температуры магнитного превращения стали. Допускается в способе производства полупроцессной изотропной стали проведение двухстадийной холодной прокатки с проведением промежуточного отжига между ними, причем вторую холодную прокатку проводят с обжатием 1-12%, а промежуточный и окончательный отжиги осуществляют при температуре не выше не выше 768°С. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству полупроцессной электротехнической изотропной стали (технология semi-processed), используемой для изготовления магнитопроводов электрических машин (электродвигателей, генераторов, компрессоров и т.п.).
Полупроцессная ЭИС поставляется в виде полуфабриката по стандартам ГОСТ 33212-2014, EN 10341, ASTM А-683М-99, ASTM А-726М-05. Окончательная обработка изделий (пластин магнитопроводов) из такой стали производится у потребителя в садочных печах.
Использование полупроцессной ЭИС обеспечивает повышение энергоэффективности электрических машин. Характерной особенностью полупроцессной ЭИС является более низкий уровень удельных магнитных потерь и более высокий уровень магнитной индукции. Во многом эти характеристики достигаются оптимизацией структурного и текстурного состояния стали, которые в значительной степени определяются химическим составом и технологией обработки металла.
Одним из способов снижения удельных магнитных потерь и увеличения магнитной индукции является повышение доли кубических (200), (310) и ребровой (220) ориентировок, обеспечивающих существенное улучшение магнитных свойств металла. При этом текстура (111), ухудшающая магнитные свойства, должна быть развита слабо или подавлена. В целях снижения развития текстуры (111) используют добавки специальных элементов, например, сурьмы, что позволяет управлять текстурой.
Сурьма является поверхностно-активным элементом, выделяется по границам зерен и тем самым влияет на процесс рекристаллизации. Сегрегация сурьмы по границам зерен при рекристаллизационном отжиге подавляет развитие текстуры в плоскости (111), неблагоприятной для магнитных свойств, и способствует росту зерен кубической (200)[0vw], (310)[0vw] и ребровой (220)[0vw] ориентировок.
Известен способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали, приведенный в патенте России RU №2180925, С21Д 8/12 от 22.11.1999 г.
Способ предусматривает горячую прокатку сляба с содержанием (в %) 0,20-2,60 кремния; 0,01-0,50 алюминия; не более 0,05 углерода; 0,10-1,50 марганца; 0,01-0,16 фосфора; не более 0,01 серы; отжиг горячекатаной полосы с выдержкой металла в течении 80-200 сек при температуре в зависимости от содержания кремния и марганца исходя из соотношения tв=911+(10-20)⋅(Si-Mn), °C, холодную прокатку, отжиг холоднокатаных полос при температуре 780-850°C с обезуглероживанием металла до содержания углерода не более 0,010% и дрессировку обезуглероженного металла с обжатием 1,0-7,0%.
Недостатком этого способа является сложность получения оптимальной микроструктуры и текстуры стали при обезуглероживающем отжиге холоднокатаной полосы. Это объясняется тем, что, с одной стороны, имеет место разнозеренность микроструктуры стали, вследствие диффузии углерода в процессе обезуглероживания металла. С другой стороны, снижается полюсная плотность кубических ориентировок (200), (310) в текстуре поверхности полос, вследствие окисления стали при обезуглероживающем отжиге.
Магнитные свойства полупроцессной электротехнической изотропной стали при этом ухудшаются.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение магнитных свойств холоднокатаной полупроцессной электротехнической изотропной стали, а именно снижение удельных магнитных потерь и увеличение уровня магнитной индукции.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе производства полупроцессной электротехнической изотропной стали, включающем выплавку, разливку стали, горячую прокатку, термообработку горячекатаной полосы или без нее, травление, холодную прокатку и отжиг холоднокатаной полосы, при выплавке стали выполняется соотношение 0,52% ≤ Si + Sb ≤ 2,57%, при следующем содержании компонентов, мас. %:
- углерод не более 0,010;
- кремний 0,50-2,50;
- алюминий 0,30-1,20;
- сурьма 0,02-0,07;
- марганец не более 0,25;
- фосфор не более 0,015;
- сера не более 0,007;
- титан не более 0,005;
- азот не более 0,007;
железо и неизбежные примеси - остальное, где:
Si - содержание кремния в стали, мас. %;
Sb - содержание сурьмы в стали, мас. %.
Полученную после холодной прокатки полосу из такой стали подвергают отжигу при температуре не выше Ас2, где:
Ас2=768°С - точка Кюри, температура магнитного превращения стали. При необходимости холодную прокатку осуществляют в две стадии с проведением промежуточного отжига между ними, вторую холодную прокатку проводят с обжатием 1-12%, а промежуточный и окончательный отжиги холоднокатаной полосы производят при температуре не выше АС2.
Необходимым условием получения высокого уровня магнитных свойств полупроцессной электротехнической изотропной стали, после отжига пластин магнитопроводов у потребителя, является получение в металле оптимального размера зерен и увеличение полюсной плотности кубической (200), (310) и ребровой (220) ориентировок в текстуре стали.
Вследствие наличия структурной и текстурной наследственности, указанные параметры полупроцессной электротехнической изотропной стали определяются структурой и текстурой холоднокатаных полос после промежуточного и окончательного отжига холоднокатаного металла у производителя.
Проведенные исследования позволяют утверждать, что для формирования однородной структуры металла по толщине полосы и увеличения количества кубической (200), (310) и ребровой (220) ориентировок в текстуре холоднокатаных полос, ее промежуточный и окончательный отжиг необходимо проводить при температуре не выше Ас2 (768°С).
В случае проведения промежуточного и окончательного отжига выше Ас2 в процессе последующего охлаждения полосы и прохождении критической точки Кюри (768°С) сталь из парамагнитного состояния переходит в ферромагнитное, при этом изменяется взаимодействие магнитных моментов электронов, которое влияет на межатомные расстояния, что приводит к возникновению дополнительных внутренних напряжений в металле. Это обуславливает получение неоднородной структуры и снижение доли кубической и ребровой ориентировок в текстуре полупроцессной стали после обработки металла у потребителя, что ухудшает магнитные свойства.
Диапазон значений величин обжатия полосы при второй холодной прокатке в пределах 1-12% объясняется необходимостью получения оптимального размера зерна после окончательного отжига. При больших и меньших значениях не будет обеспечиваться оптимальная величина зерна, что приведет к повышению ваттных потерь в магнитопроводах.
На основании проведенных лабораторных и промышленных опытов установлены граничные условия содержания основных элементов в стали.
Предлагаемый способ распространяется на ЭИС с содержанием кремния Si=0,50-2,50%. При этом нижний предел обусловлен повышением удельных магнитных потерь полупроцессной стали вследствие снижения удельного электросопротивления металла при содержании кремния менее 0,50%, а верхний предел - снижением технологичности обработки проката из-за повышения жесткости металла при увеличении суммарного содержания кремния и сурьмы (Si+Sb) более 2,57%.
Диапазон значений легирования полупроцессной ЭИС алюминием установлен равным 0,30-1,20%. Нижний предел обусловлен уменьшением воздействия на структурно-текстурное состояние полупроцессной стали при содержании алюминия менее 0,30%, а верхний предел - повышением количества неметаллических включений на основе мелкодисперсного оксида Al2O3 при содержании алюминия более 1,20%, что приводит к снижению магнитной индукции.
Диапазон содержания сурьмы в металле выбран равным 0,02-0,07%. Нижний предел содержания сурьмы обусловлен снижением эффекта подавления текстуры (111) в поверхности полосы при содержании сурьмы менее 0,02%, а верхний предел - снижением пластичности металла при холодной прокатке горячекатаного подката с суммарным содержанием кремния и сурьмы (Si+Sb) более 2,57%.
Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Применение изобретения позволяет улучшить электромагнитные свойства пластин магнитопроводов, в том числе снизить удельные магнитные потери P1,5/50 на 0,15-0,50 Вт/кг и увеличить магнитную индукцию B2500 на 0,02-0,03 Тл.
Ниже приведены варианты осуществления изобретения, не исключающие другие варианты в пределах формулы изобретения.
Пример 1.
Выплавляли электротехническую изотропную сталь с соотношением кремния и сурьмы (Si+Sb)=1.091% при содержании углерода 0,003%; кремния 1,06%; сурьмы 0.031%; алюминия 0,98%; марганца 0,16%; фосфора 0,009%; титана 0,002%; азота 0,003%; железо и неизбежные примеси - остальное. Разлитую в слябы сталь подвергали горячей прокатке на толщину 2.0 мм. Горячекатаную полосу подвергали травлению и холодной прокатке на толщину 0,50 мм. Отжиг холоднокатаной полосы производили при температуре 680°С (менее АС2).
Пример 2.
Выплавляли электротехническую изотропную сталь при соотношении кремния и сурьмы (Si+Sb)=1,918% с содержанием углерода 0,007%; кремния 1,88%; сурьмы 0,038%; алюминия 1,0%; марганца 0,20%; фосфора 0,008%; серы 0,004%; титана 0,003%; азота 0,005%; железо и неизбежные примеси - остальное. Сталь разливали в слябы и производили горячую прокатку на толщину 2,0 мм. Горячекатаную полосу подвергали термообработке в агрегате нормализации, затем травлению. Далее производили первую холодную прокатку на толщину 0,50 мм и промежуточный отжиг холоднокатаной полосы при температуре 730°С (менее Ас2), затем производили вторую холодную прокатку на толщину 0,48 мм с обжатием 4,0% и окончательный отжиг полосы при температуре 700°С (менее Ас2).
Отжиг тестируемых эпштейновских образцов для определения магнитных свойств пластин магнитопроводов производили по режимам в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ 33212-2014, EN 10341.
Варианты реализации способа производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями в толщине 0,48-0,65 мм при различном содержании кремния, сурьмы и алюминия приведены в таблице 1.
Figure 00000001
Примечание: * - обработка без учета режимных параметров производства стали,
** - хрупкий металл, обработке не подвергался.

Claims (7)

1. Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями, включающий выплавку, разливку стали, горячую прокатку, термообработку горячекатаной полосы или без нее, травление, холодную прокатку и отжиг холоднокатаной полосы, отличающийся тем, что выплавляют сталь при следующем содержании компонентов, мас.%:
углерод не более 0,010 кремний 0,50-2,50 алюминий 0,30-1,20 сурьма 0,02-0,07 марганец не более 0,25 фосфор не более 0,015 сера не более 0,007 титан не более 0,005 азот не более 0,007 железо и неизбежные примеси остальное,
при выполнении соотношения 0,52≤Si+Sb≤2,57, где
Si - содержание кремния в стали
Sb - содержание сурьмы в стали,
при этом после холодной прокатки полосу подвергают отжигу при температуре не выше точки Кюри, 768°С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что холодную прокатку производят в две стадии с проведением промежуточного отжига между ними, при этом вторую холодную прокатку выполняют с обжатием 1-12%, а промежуточный и окончательный отжиги осуществляют при температуре не выше точки Кюри, 768°С.
RU2018127444A 2018-07-25 2018-07-25 Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями RU2693277C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127444A RU2693277C1 (ru) 2018-07-25 2018-07-25 Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127444A RU2693277C1 (ru) 2018-07-25 2018-07-25 Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693277C1 true RU2693277C1 (ru) 2019-07-02

Family

ID=67252154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018127444A RU2693277C1 (ru) 2018-07-25 2018-07-25 Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693277C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764738C1 (ru) * 2021-02-25 2022-01-20 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства высокопрочной электротехнической изотропной стали в виде холоднокатаной полосы
RU2775241C1 (ru) * 2021-11-23 2022-06-28 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства электротехнической изотропной стали
GB2618974A (en) * 2021-03-08 2023-11-29 Bilstein Gmbh & Co Kg Method of making soft, magnetic, and metallic intermediate product

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2180925C2 (ru) * 1999-11-22 2002-03-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства холоднокатаной полуобработанной электротехнической стали
RU2414513C1 (ru) * 2007-04-05 2011-03-20 Ниппон Стил Корпорейшн Способ непрерывного отжига полосовой стали, имеющей точку кюри, и устройство для непрерывного отжига такой стали
RU2489500C1 (ru) * 2012-05-03 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства холоднокатаной электротехнической изотропной стали с улучшенной плоскостностью
RU2529326C1 (ru) * 2013-08-13 2014-09-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства холоднокатаной полуобработанной легированной электротехнической стали

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2180925C2 (ru) * 1999-11-22 2002-03-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства холоднокатаной полуобработанной электротехнической стали
RU2414513C1 (ru) * 2007-04-05 2011-03-20 Ниппон Стил Корпорейшн Способ непрерывного отжига полосовой стали, имеющей точку кюри, и устройство для непрерывного отжига такой стали
RU2489500C1 (ru) * 2012-05-03 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства холоднокатаной электротехнической изотропной стали с улучшенной плоскостностью
RU2529326C1 (ru) * 2013-08-13 2014-09-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства холоднокатаной полуобработанной легированной электротехнической стали

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764738C1 (ru) * 2021-02-25 2022-01-20 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства высокопрочной электротехнической изотропной стали в виде холоднокатаной полосы
GB2618974A (en) * 2021-03-08 2023-11-29 Bilstein Gmbh & Co Kg Method of making soft, magnetic, and metallic intermediate product
RU2775241C1 (ru) * 2021-11-23 2022-06-28 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства электротехнической изотропной стали

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
KR101591222B1 (ko) 무방향성 전기 강판의 제조 방법
JP6842546B2 (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR20150093807A (ko) 자기 특성이 우수한 세미프로세스 무방향성 전기 강판의 제조 방법
KR20250004271A (ko) 고속 모터용 무방향성 규소강 및 그 제조 방법
CN103834858A (zh) 一种低铁损无取向硅钢的制造方法
JP7462737B2 (ja) 600MPa級無方向性電磁鋼板及びその製造方法
CN110735088A (zh) 一种薄板坯生产的无取向硅钢及其制造方法
CN101654757A (zh) 涂层半工艺无取向电工钢板及制造方法
RU2693277C1 (ru) Способ производства полупроцессной электротехнической изотропной стали с низкими удельными магнитными потерями
KR20220106185A (ko) 무방향성 전자 강판용 열연 강판
JP2004197217A (ja) 全周磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板及びその製造方法
CN104294185B (zh) 一种高效电机用无取向电工钢及生产方法
JP4358550B2 (ja) 圧延方向とその板面内垂直方向磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
KR20250120394A (ko) 높은 자기 유도 및 낮은 철 손실을 동반하는 무방향성 전기 강철 플레이트 그리고 그 제조 방법
JP2005120403A (ja) 高周波域の鉄損が低い無方向性電磁鋼板
JP6622919B2 (ja) 方向性電磁鋼板及びその製造方法
JPH0742501B2 (ja) 磁性焼鈍前後の磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
RU2489500C1 (ru) Способ производства холоднокатаной электротехнической изотропной стали с улучшенной плоскостностью
JP2005200755A (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
JP3483265B2 (ja) 磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法
JP2005187846A (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
RU2540243C2 (ru) Способ производства высокопроницаемой электротехнической изотропной стали
RU2806222C1 (ru) Экономичный лист из нетекстурированной электротехнической стали с очень низким содержанием алюминия и способ его изготовления
RU2790231C1 (ru) Лист из cu-содержащей нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления