RU2840327C2 - Sheet of non-textured steel with corresponding magnetic characteristics and method of its manufacturing - Google Patents
Sheet of non-textured steel with corresponding magnetic characteristics and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2840327C2 RU2840327C2 RU2024119973A RU2024119973A RU2840327C2 RU 2840327 C2 RU2840327 C2 RU 2840327C2 RU 2024119973 A RU2024119973 A RU 2024119973A RU 2024119973 A RU2024119973 A RU 2024119973A RU 2840327 C2 RU2840327 C2 RU 2840327C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheet
- steel sheet
- oriented electrical
- electrical steel
- steel
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к стальному листу и способу его изготовления, в частности. к листу из нетекстурированной электротехнической стали и способу его изготовления.The present invention relates to a steel sheet and a method for producing the same, in particular to a sheet of non-oriented electrical steel and a method for producing the same.
Известный уровень техникиPrior art
Рынок и пользователи уже давно преследуют цель энергосбережения и снижения потребления железных сердечников различных электроприборов, электроинструментов и т.п. Другими словами, листы из нетекстурированной электротехнической стали, которые являются сырьём для изготовления этих железных сердечников, должны иметь соответствующие характеристики: высокую магнитную индукцию и низкие потери в железе.The market and users have long been pursuing the goal of energy saving and reducing the consumption of iron cores of various electrical appliances, power tools, etc. In other words, non-textured electrical steel sheets, which are the raw material for the production of these iron cores, must have the appropriate characteristics: high magnetic induction and low iron loss.
Исследования показывают, что для получения листа из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими электромагнитными характеристиками необходимо в достаточной степени контролировать химический состав стали, а также улучшать размер зерна и оптимальную текстуру готового стального листа.Research shows that in order to obtain non-oriented electrical steel sheet with appropriate electromagnetic properties, it is necessary to sufficiently control the chemical composition of the steel and improve the grain size and optimum texture of the finished steel sheet.
Многие исследователи провели обширные исследования известного уровня техники по изучению улучшения электромагнитных характеристик листа из нетекстурированной электротехнической стали и достигли определённых результатов исследований.Many researchers have conducted extensive studies on the prior art to study the improvement of the electromagnetic characteristics of non-oriented electrical steel sheet and achieved certain research results.
Например, в JP 2008260980 с датой публикации 30 октября 2008 г. и названием «Способ изготовления листа из высококачественной нетекстурированной электротехнической стали» описан лист из нетекстурированной электромагнитной стали. В технических решениях, раскрытых в этой заявке, размер зерна и кристаллическая текстура горячекатаного листа улучшаются за счёт увеличения температуры на выходе горячекатаного сляба, которая обычно составляет 1230-1320°С. Подготовленный готовый стальной лист имеет подходящее состояние поверхности и высокую магнитную индукцию. Однако, чтобы предотвратить полное растворение и диспергирование неметаллических включений, таких как S и N, во время нагрева и прокатки сляба после повышения температуры на выходе сляба, что может ухудшить потери в железе готового стального листа, эта технология также использует способ добавки 0,005-0,03% кальцийсодержащего сплава или редкоземельных элементов для очистки расплавленной стали и строго требует, чтобы содержание S и N было менее 0,0015%. Такая технологическая схема не только усложняет контроль плавки, но также увеличивает себестоимость продукции и требует специального оборудования для нагрева слябов, что не способствует популяризации и применению.For example, JP 2008260980, published on October 30, 2008 and titled "Method for Manufacturing High-Quality Non-Oriented Electrical Steel Sheet," discloses a non-orientated electromagnetic steel sheet. In the technical solutions disclosed in this application, the grain size and crystal texture of the hot-rolled sheet are improved by increasing the exit temperature of the hot-rolled slab, which is generally 1230 to 1320°C. The prepared finished steel sheet has a favorable surface condition and high magnetic induction. However, in order to prevent non-metallic inclusions such as S and N from being completely dissolved and dispersed during the heating and rolling of the slab after the slab outlet temperature rises, which may worsen the iron loss of the finished steel sheet, this technology also adopts the method of adding 0.005-0.03% calcium-containing alloy or rare earth elements to purify the molten steel, and strictly requires the content of S and N to be less than 0.0015%. This process flow chart not only makes it difficult to control the melting, but also increases the production cost and requires special equipment for heating the slab, which is not conducive to popularization and application.
В качестве другого примера, CN 101343683 A с датой публикации 14 января 2009 г. и названием «Способ изготовления нетекстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе и высокой магнитной индукцией» раскрывает способ изготовления нетекстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе и высокой магнитной индукцией. В технических решениях, раскрытых в настоящей заявке, технологическими стадиями являются: регулирование температуры нагрева отливки до 900-1150°С, проведение нормализации и кислотного травления горячекатаного листа с последующей однократной холодной прокаткой до толщины 0,50 мм и, наконец, проведение отжига для снятия напряжений в газовой смеси водорода и азота для получения продукта из нетекстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе и высокой магнитной индукцией. Преимущества заключаются в том, что конечный продукт из нетекстурированной электротехнической стали имеет подходящие магнитные характеристики, P15/50=3,1-3,8 Вт/кг, B5000=1,69-1,81 Тл, и что сляб содержит 1,0-2,0% Si и 0-0,60% Al и 1,5%≤Si+3Al≤3,2% и не содержит легирующих элементов, таких как Sn, Sb, Bi, Cu, Cr, Ni, B, Ca и Ce, и себестоимость продукции значительно снижается, и выпускается готовая нетекстурированная электротехническая сталь с соответствующими магнитными характеристиками.As another example, CN 101343683 A, published on January 14, 2009, and titled "Method for producing non-oriented electrical steel with low iron loss and high magnetic induction" discloses a method for producing non-oriented electrical steel with low iron loss and high magnetic induction. In the technical solutions disclosed in this application, the process steps are: adjusting the heating temperature of the casting to 900-1150 °C, normalizing and acid pickling the hot-rolled sheet, followed by a single cold rolling to a thickness of 0.50 mm, and finally, performing stress relieving annealing in a gas mixture of hydrogen and nitrogen to obtain a product of non-oriented electrical steel with low iron loss and high magnetic induction. The advantages are that the final product of non-oriented electrical steel has suitable magnetic properties, P 15/50 = 3.1-3.8 W/kg, B 5000 = 1.69-1.81 T, and that the slab contains 1.0-2.0% Si and 0-0.60% Al and 1.5%≤Si+3Al≤3.2% and does not contain alloying elements such as Sn, Sb, Bi, Cu, Cr, Ni, B, Ca and Ce, and the production cost is greatly reduced, and the finished non-oriented electrical steel with suitable magnetic properties is produced.
В качестве другого примера, CN104073715A с датой публикации 1 октября 2014 г. и названием «Нетекстурированная электротехническая сталь с высокой магнитной индукцией и способ её изготовления» раскрывает нетекстурированную электротехническую сталь с высокой магнитной индукцией. В технических решениях, раскрытых в этой заявке, за счёт регулирования скорости нагрева секции нормализации и скорости охлаждения секции нормализации, а также применения надлежащей системы процесса механического и кислотного травления обеспечиваются материалы с высоким качеством листов для последующего процесса, и магнитная индукция B50 может быть увеличена на 200-500 Гаусс, и фактический уровень физического качества потерь в железе может быть увеличен на 3-5% без добавления дополнительных легирующих элементов или изменения процесса непрерывного отжига. Кроме того, магнитные характеристики продукта можно дополнительно улучшить за счёт оптимизации процесса отжига, что позволяет ещё больше увеличить магнитную индукцию. Нетекстурированная электротехническая сталь с высокой магнитной индукцией отвечает требованиям обычных двигателей, а также требованиям высокой магнитной индукции электротехнической стали для высокоэффективных и с регулируемой частотой сердечников двигателей, а также может повысить эффективность двигателя и снизить потребление энергии и шум изделия.As another example, CN104073715A with a publication date of October 1, 2014 and the title "Non-oriented electrical steel with high magnetic induction and a method for producing the same" discloses a non-oriented electrical steel with high magnetic induction. In the technical solutions disclosed in this application, by adjusting the heating rate of the normalizing section and the cooling rate of the normalizing section and adopting a proper mechanical and acid pickling process system, high-quality sheet materials for the subsequent process are provided, and the magnetic induction B 50 can be increased by 200-500 gauss, and the actual physical quality level of iron loss can be increased by 3-5% without adding additional alloying elements or changing the continuous annealing process. In addition, the magnetic characteristics of the product can be further improved by optimizing the annealing process, which can further increase the magnetic induction. Non-textured high magnetic induction electrical steel meets the requirements of ordinary motors and also the high magnetic induction requirements of electrical steel for high-efficiency and variable-frequency core motors, and can improve the efficiency of the motor and reduce the energy consumption and noise of the product.
Однако, в отличие от вышеупомянутых существующих технических решений, авторы настоящего изобретения, рассчитывая получить новый лист из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками, используют совершенно новую идею разработки, которая оптимизирует химический состав стали и определяет приемлемый производственный процесс, который может эффективно улучшить электромагнитные характеристики листа из нетекстурированной электротехнической стали, уменьшить потери в железе и увеличить магнитную индукцию.However, unlike the above-mentioned existing technical solutions, the inventors of the present invention, in order to obtain a new non-oriented electrical steel sheet with suitable magnetic characteristics, use a completely new development idea that optimizes the chemical composition of steel and determines an appropriate manufacturing process that can effectively improve the electromagnetic characteristics of the non-oriented electrical steel sheet, reduce iron loss and increase magnetic induction.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ SUMMARY OF THE INVENTION
Одной из целей настоящего изобретения является создание листа из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками. Лист из нетекстурированной электротехнической стали имеет соответствующие магнитные характеристики: потери в железе P15/50 составляют 3,2 Вт/кг или менее, и магнитная индукция B50 составляет 1,75 Тл или более, и его можно эффективно использовать для изготовления железного сердечника и использовать в различных электроприборах и электроинструментах, т.е. он имеет подходящие перспективы популяризации и применения.One of the objects of the present invention is to provide a non-oriented electrical steel sheet with appropriate magnetic characteristics. The non-oriented electrical steel sheet has appropriate magnetic characteristics: iron loss P 15/50 is 3.2 W/kg or less, and magnetic induction B 50 is 1.75 T or more, and it can be effectively used for producing an iron core and used in various electrical appliances and power tools, that is, it has suitable prospects for popularization and application.
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение предлагает лист из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками, включающий помимо Fe и неизбежных примесей, следующие химические элементы, в массовых процентах:In order to achieve the above object, the present invention provides a sheet of non-oriented electrical steel with appropriate magnetic characteristics, comprising, in addition to Fe and inevitable impurities, the following chemical elements, in mass percentages:
0<C≤0,0025%, Si: 0,2-1,6%, Mn: 0,2-0,6%, Al: 0,2-0,6%, V: 0,001-0,008%, N: 0,002-0,0045%, 0<Nb≤0,003% и 0<Ti<0,003%.0<C≤0.0025%, Si: 0.2-1.6%, Mn: 0.2-0.6%, Al: 0.2-0.6%, V: 0.001-0.008%, N: 0.002-0.0045%, 0<Nb≤0.003% and 0<Ti<0.003%.
Предпочтительно, лист из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, включает следующие химические элементы в массовых процентах:Preferably, the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention comprises the following chemical elements in mass percentages:
0<C≤0,0025%, Si: 0,2-1,6%, Mn: 0,2-0,6%, Al: 0,2-0,6%, V: 0,001-0,008%, N: 0,002-0,0045%, 0<Nb≤0,003%, 0<Ti≤0,003%, остальное составляет Fe и неизбежные примеси.0<C≤0.0025%, Si: 0.2-1.6%, Mn: 0.2-0.6%, Al: 0.2-0.6%, V: 0.001-0.008%, N: 0.002-0.0045%, 0<Nb≤0.003%, 0<Ti≤0.003%, the rest is Fe and inevitable impurities.
В листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, принцип выбора каждого химического элемента заключается в следующем.In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the principle of selecting each chemical element is as follows.
С: В листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, содержание С в стали не должно быть слишком высоким. При содержании С в стали выше 0,0025% будет образовываться большое количество С-содержащих включений, что приведёт к значительному увеличению магнитного старения готового стального листа. Поэтому в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание С регулируют на уровне 0<C<0,0025%.C: In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the C content in the steel should not be too high. When the C content in the steel is higher than 0.0025%, a large number of C-containing inclusions will be formed, which will lead to a significant increase in the magnetic aging of the finished steel sheet. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the mass percentage of C is adjusted to 0<C<0.0025%.
Si: В листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, содержание Si составляет от среднего до низкого. Для настоящего технического решения, когда содержание Si превышает 1,6%, не только увеличивается себестоимость стали, но также значительно снижается магнитная индукция готового стального листа; тогда как, когда содержание Si ниже 0,2%, эффект существенного снижения потерь в железе не может быть достигнут. Поэтому в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание Si регулируют на уровне 0,2-1,6%.Si: In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the Si content is medium to low. For the present technical solution, when the Si content exceeds 1.6%, not only the cost of steel increases, but also the magnetic induction of the finished steel sheet decreases significantly; whereas, when the Si content is below 0.2%, the effect of significantly reducing iron loss cannot be achieved. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the mass percentage of Si is adjusted to 0.2-1.6%.
Mn: В листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, когда содержание добавленного Mn превышает 0,6%, приемлемая текстура готового листа из нетекстурированной электротехнической стали будет значительно ухудшаться; а при содержании Mn в стали ниже 0,2% эффекта контроля S-содержащих включений достичь невозможно. Поэтому, учитывая влияние содержания Mn на свойства стали, в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание Mn регулируют на уровне 0,2-0,6%.Mn: In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, when the added Mn content exceeds 0.6%, the acceptable texture of the finished non-oriented electrical steel sheet will be significantly deteriorated; and when the Mn content in the steel is less than 0.2%, the effect of controlling S-containing inclusions cannot be achieved. Therefore, considering the effect of the Mn content on the properties of steel, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the mass percentage of Mn is adjusted to 0.2-0.6%.
Al: В листе из нетекстурированной электротехнической стали по настоящему изобретению, когда содержание добавленного Al превышает 0,6%, текучесть расплавленной стали будет явно снижена; тогда как, когда содержание Al в стали ниже 0,2%, эффект существенного снижения потерь в железе не может быть достигнут. Поэтому чтобы гарантировать, что Al может оказывать своё положительное воздействие, в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание Al регулируют на уровне 0,2-0,6%.Al: In the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, when the added content of Al exceeds 0.6%, the fluidity of the molten steel will be obviously reduced; whereas, when the Al content in the steel is below 0.2%, the effect of significantly reducing the iron loss cannot be achieved. Therefore, in order to ensure that Al can exert its beneficial effect, in the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, the mass percentage of Al is adjusted to 0.2-0.6%.
V: В известном уровне техники элемент V в нетекстурированной электротехнической стали является примесным элементом, попадающим в процессе изготовления стали, и его содержание строго контролируется. Чем ниже содержание, тем лучше. Напротив, в настоящем изобретении V используется в качестве полезного элемента в процессе изготовления стали, и содержание V преднамеренно регулируется. Настоящее изобретение отличается от предыдущего способа максимально возможного снижения содержания V с целью максимально возможного снижения содержания вредных включений, тем, что преднамеренно добавляют определённое количество V. Путём контроля типа и количества N-содержащих включений в сочетании с корректировкой производственного процесса, настоящее изобретение максимизирует безопасное использование содержания Nb, V и Ti. Таким образом, реализуется сочетание химических компонентов, которые способствуют получению соответствующих магнитных характеристик и приемлемых исходных условий для контроля типов включений.V: In the prior art, the V element in the non-oriented electrical steel is an impurity element added in the steelmaking process, and its content is strictly controlled. The lower the content, the better. In contrast, in the present invention, V is used as a useful element in the steelmaking process, and the V content is intentionally adjusted. The present invention differs from the previous method of reducing the V content as much as possible in order to reduce the content of harmful inclusions as much as possible, in that a certain amount of V is intentionally added. By controlling the type and amount of N-containing inclusions in combination with the adjustment of the production process, the present invention maximizes the safe use of the Nb, V and Ti content. Thus, a combination of chemical components is realized that contributes to obtaining appropriate magnetic characteristics and acceptable initial conditions for controlling the types of inclusions.
В листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, когда содержание V в стали ниже 0,001%, эффект контроля C- и N-содержащих включений, не может быть достигнут. Однако следует отметить, что количество добавляемого в сталь элемента V не должно быть слишком большим. При содержании V в стали более 0,008% количество C- и N-содержащих включений, содержащих V, будет значительно увеличено, а их размеры будут небольшими. Поэтому в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание V регулируется на уровне 0,001-0,008%.In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, when the V content in the steel is lower than 0.001%, the effect of controlling the C and N-containing inclusions cannot be achieved. However, it should be noted that the amount of the V element added to the steel should not be too large. When the V content in the steel is more than 0.008%, the amount of C and N-containing inclusions containing V will be significantly increased, and their sizes will be small. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the mass percentage of V is controlled at 0.001-0.008%.
N: В листе из нетекстурированной электротехнической стали согласно настоящему изобретению, когда содержание N ниже 0,002%, эффект надлежащего контроля C- и N-содержащих включений не может быть достигнут. Однако следует отметить, что содержание N в стали не должно быть слишком высоким. Когда содержание N в стали превышает 0,0045%, количество N-содержащих включений значительно увеличивается, что будет препятствовать росту зерна готового стального листа и ухудшать электромагнитные характеристики готового стального листа. Поэтому в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание N регулируют на уровне 0,002-0,0045%.N: In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, when the N content is lower than 0.002%, the effect of properly controlling the C and N-containing inclusions cannot be achieved. However, it should be noted that the N content in the steel should not be too high. When the N content in the steel exceeds 0.0045%, the amount of N-containing inclusions increases significantly, which will hinder the grain growth of the finished steel sheet and deteriorate the electromagnetic characteristics of the finished steel sheet. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the mass percentage of N is adjusted to 0.002-0.0045%.
Между тем, следует отметить, что учитывая, что трудно получить низкое содержание N и что, когда содержание Al составляет 0,2-0,6%, легко образуется большое количество мелких включений AlN, изобретатели выбрали добавление в сталь 0,002-0,0045% N вместе с 0,001-0,008% V. Здесь основные причины добавления V в качестве полезного элемента заключаются в следующем: карбиды и нитриды V оказывают гораздо меньшее ухудшающее воздействие на электромагнитные характеристики готовых стальных листов, чем карбиды и нитриды Al, Nb, Ti и т.п.; и карбиды и нитриды V относительно стабильны.Meanwhile, it should be noted that, considering that it is difficult to obtain a low N content and that when the Al content is 0.2-0.6%, a large number of small AlN inclusions are easily formed, the inventors chose to add 0.002-0.0045% N together with 0.001-0.008% V to the steel. Here, the main reasons for adding V as a useful element are as follows: V carbides and nitrides have much less deteriorating effects on the electromagnetic characteristics of finished steel sheets than Al, Nb, Ti, etc. carbides and nitrides; and V carbides and nitrides are relatively stable.
Nb: В настоящих технических решениях, когда содержание Nb превышает 0,003%, C- и N-содержащие включения в стали будут аномально увеличиваться, тем самым приводя к резкому увеличению потерь в железе готового стального листа. Поэтому в настоящем изобретении содержание Nb контролируют так, чтобы оно соответствовало: 0<Nb≤0,003%.Nb: In the present technical solutions, when the Nb content exceeds 0.003%, C- and N-containing inclusions in the steel will increase abnormally, thereby causing a sharp increase in the iron loss of the finished steel sheet. Therefore, in the present invention, the Nb content is controlled to be: 0<Nb≤0.003%.
Ti: В настоящих технических решениях, когда содержание Ti превышает 0,003%, C- и N-содержащие включения в стали также будут аномально увеличиваться, тем самым приводя к резкому увеличению потерь в железе готового стального листа. Поэтому в настоящем изобретении содержание Ti регулируют так, чтобы оно соответствовало: 0<Ti≤0,003%.Ti: In the present technical solutions, when the Ti content exceeds 0.003%, the C and N-containing inclusions in the steel will also increase abnormally, thereby causing a sharp increase in the iron loss of the finished steel sheet. Therefore, in the present invention, the Ti content is adjusted to be: 0<Ti≤0.003%.
Предпочтительно, в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, массовое процентное содержание V составляет 0,0015-0,0045%.Preferably, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the mass percentage of V is 0.0015-0.0045%.
Предпочтительно, в листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, неизбежные примеси включают: S≤0,002%.Preferably, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the unavoidable impurities include: S≤0.002%.
В отличие от распространённых идей прошлого, настоящее изобретение не только строго контролирует содержание C, чтобы уменьшить образование C-содержащих включений, но также строго контролирует содержание S. Это связано с тем, что чем выше содержание S в стали, тем больше количество S-содержащих включений, образующихся в конце затвердевания расплавленной стали или в конце горячей прокатки, а мелкий размер S-содержащих включений ухудшает электромагнитные характеристики стали гораздо сильнее, чем N-содержащие включения. Однако следует отметить, что сложность контроля содержания S значительно меньше, чем N. Чтобы получить более низкое содержание серы, существует множество технических средств, которые можно выбрать в реальном производственном процессе, например, ограничение содержания серы в сырье и вспомогательных материалах для изготовления чугуна и стали, а также глубокая десульфуризация путём добавления десульфуратора при предварительной обработке чугуна, конвертерная плавка и RH (циркуляционное вакуумирование) рафинирование.Different from the popular ideas in the past, the present invention not only strictly controls the C content to reduce the formation of C-containing inclusions, but also strictly controls the S content. This is because the higher the S content in steel, the greater the amount of S-containing inclusions formed at the end of solidification of molten steel or at the end of hot rolling, and the small size of S-containing inclusions deteriorates the electromagnetic performance of steel much more than N-containing inclusions. However, it should be noted that the difficulty of controlling the S content is much less than that of N. In order to obtain a lower sulfur content, there are many technical means that can be selected in the actual production process, such as limiting the sulfur content of raw materials and auxiliary materials for making iron and steel, and deep desulfurization by adding a desulfurizer in the pretreatment of iron, converter smelting and RH (recirculation vacuum) refining.
В приведённых выше решениях, чем меньше неизбежных примесей в стали, тем лучше, если это позволяют технические условия и себестоимость изготовления. Когда содержание S превышает 0,002%, количество S-содержащих включений значительно увеличивается, что тормозит рост зёрен готового стального листа и ухудшает электромагнитные характеристики готового стального листа.In the above solutions, the less the unavoidable impurities in the steel, the better, if the technical conditions and production cost allow it. When the S content exceeds 0.002%, the amount of S-containing inclusions increases significantly, which inhibits the grain growth of the finished steel sheet and deteriorates the electromagnetic characteristics of the finished steel sheet.
Предпочтительно, лист из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, содержит включения, которые представляют собой C- и N-содержащие включения, в основном состоящие из AlN, VN, VC и V(CN).Preferably, the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention contains inclusions which are C- and N-containing inclusions mainly consisting of AlN, VN, VC and V(CN).
В настоящем изобретении принят выбор химического элемента согласно настоящему раскрытию, и плавка осуществляется в соответствующих условиях плавки, так что могут быть получены C- и N-содержащие включения. C- и N-содержащие включения в стали имеют крупные размеры и малочисленны, причём основными включениями являются AlN, VN, VC и V(CN), а также включения включают небольшое количество TiC, TiN, Ti(CN) и NbC, NbN и Nb(CN).In the present invention, the selection of a chemical element according to the present disclosure is adopted, and the melting is carried out under appropriate melting conditions, so that C- and N-containing inclusions can be obtained. The C- and N-containing inclusions in steel are large in size and few in number, and the main inclusions are AlN, VN, VC and V(CN), and the inclusions also include a small amount of TiC, TiN, Ti(CN) and NbC, NbN and Nb(CN).
Предпочтительно в листе из нетекстурированной электротехнической стали согласно настоящему изобретению C- и N-содержащие включения имеют размер 200-500 нм.Preferably, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the C- and N-containing inclusions have a size of 200-500 nm.
Предпочтительно в листе из нетекстурированной электротехнической стали согласно настоящему изобретению включения контролируют так, чтобы они удовлетворяли следующей формуле: 1,5≤содержание AlN/(содержание VN+содержание VC+содержание V(CN))≤4,0. Использование этого контроля полезно для роста зерна и снижения потерь железа в стальном листе во время отжига.Preferably, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the inclusions are controlled so that they satisfy the following formula: 1.5≤AlN content/(VN content+VC content+V(CN) content))≤4.0. Using this control is useful for grain growth and reducing iron loss in the steel sheet during annealing.
Предпочтительно в листе из нетекстурированной электротехнической стали согласно настоящему изобретению потери в железе P15/50 составляют ≤3,2 Вт/кг, а магнитная индукция B50 составляет ≥1,75 Тл.Preferably, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the iron loss P 15/50 is ≤3.2 W/kg and the magnetic induction B 50 is ≥1.75 T.
Соответственно другой целью настоящего изобретения является создание простого и легко осуществимого способа изготовления вышеупомянутого листа из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками. Используя этот способ изготовления, можно получить листы из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками (потери в железе P15/50 ≤3,2 Вт/кг, магнитная индукция B50 ≥1,75 Тл).Accordingly, another object of the present invention is to provide a simple and easily implementable method for producing the above-mentioned non-oriented electrical steel sheet with the corresponding magnetic characteristics. Using this manufacturing method, it is possible to obtain non-oriented electrical steel sheets with the corresponding magnetic characteristics (iron loss P 15/50 ≤3.2 W/kg, magnetic induction B 50 ≥1.75 T).
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение предлагает способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали с подходящими магнитными характеристиками, включающий стадии:In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a sheet of non-oriented electrical steel with suitable magnetic properties, comprising the steps of:
(1) плавка и разливка расплавленной стали для получения сляба;(1) melting and pouring molten steel to produce a slab;
(2) проведение горячей прокатки сляба для получения стального рулона, при этом стальной рулон не подвергают нормализующему отжигу или отжигу в колпаковой печи после горячей прокатки, а непосредственно подают на следующую стадию;(2) hot rolling the slab to obtain a steel coil, wherein the steel coil is not subjected to normalizing annealing or bell furnace annealing after hot rolling, but is directly fed to the next stage;
(3) проведение кислотного травления для получения протравленного кислотой стального листа;(3) carrying out acid pickling to obtain acid-picked steel sheet;
(4) холодная прокатка травленого кислотой стального листа для получения холоднокатаного стального листа; и(4) cold rolling the acid-pickled steel sheet to obtain cold-rolled steel sheet; and
(5) непрерывный отжиг, при котором холоднокатаный стальной лист нагревают до заданной температуры выдержки со скоростью нагрева 80-1000°С/с.(5) continuous annealing, in which the cold-rolled steel sheet is heated to a predetermined holding temperature at a heating rate of 80-1000°C/s.
В настоящем изобретении изобретатели оптимизируют химический состав стали, намеренно добавляют в сталь V и строго ограничивают содержание вредных элементов C и N в стали, чтобы эффективно контролировать вредные C- и N-содержащие включения в стали. В то же время, исходя из необходимости контроля вредных включений в стали, изобретатели также предлагают приемлемый производственный процесс. Соответствующий сляб, полученный выплавкой и разливкой, не подвергается нормализующему отжигу или отжигу в колпаковой печи после горячей прокатки, а непосредственно подвергается кислотному травлению и однократной холодной прокатке до заданной толщины, а затем подвергается непрерывному отжигу, который может быть выполнен электромагнитным индукционным устройством с функцией быстрого нагрева, что позволяет получить лист из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками, отвечающими требованиям настоящего изобретения. В настоящем изобретении не существует особых ограничений на горячую прокатку, кислотное травление и холодную прокатку, и принцип состоит в том, чтобы не увеличивать производственные затраты и сложность изготовления стали.In the present invention, the inventors optimize the chemical composition of steel, intentionally add V to steel, and strictly limit the content of harmful elements C and N in steel, so as to effectively control harmful C- and N-containing inclusions in steel. At the same time, based on the need to control harmful inclusions in steel, the inventors also propose an appropriate production process. The corresponding slab obtained by smelting and casting is not subjected to normalizing annealing or bell furnace annealing after hot rolling, but is directly subjected to acid pickling and single cold rolling to a predetermined thickness, and then subjected to continuous annealing, which can be performed by an electromagnetic induction device with a rapid heating function, so as to obtain a non-oriented electrical steel sheet with appropriate magnetic characteristics that meets the requirements of the present invention. In the present invention, there are no particular limitations on hot rolling, acid pickling and cold rolling, and the principle is to not increase the production cost and difficulty of steel production.
Кроме того, следует отметить, что в известном уровне техники, хотя и существуют некоторые технические решения, не требующие нормализующего отжига или отжига в колпаковой печи, большинство этих сталей являются высококремнистыми сталями с высоким содержанием Si. В отличие от известного уровня техники, сталь по настоящему изобретению имеет содержание Si всего 0,2-1,6% и представляет собой сталь со средним или низким содержанием кремния. В настоящем изобретении используется сталь со средним или низким содержанием кремния, но не требуется вышеуказанный нормализующий отжиг или обработка отжигом в колпаковой печи.In addition, it should be noted that in the prior art, although there are some technical solutions that do not require normalizing annealing or annealing in a bell furnace, most of these steels are high-silicon steels with a high Si content. Unlike the prior art, the steel of the present invention has an Si content of only 0.2-1.6% and is a steel with a medium or low silicon content. The present invention uses a steel with a medium or low silicon content, but does not require the above-mentioned normalizing annealing or annealing treatment in a bell furnace.
На стадии (5) вышеуказанного способа изготовления по настоящему изобретению используется электромагнитное индукционное устройство с функцией быстрого нагрева. Устройство не ограничивается продольным или поперечным вектором магнитного поля, но его тепловая мощность должна соответствовать требованию быстрого нагрева холоднокатаного стального листа до целевой температуры выдержки со скоростью нагрева 80-1000°C/с.In step (5) of the above manufacturing method according to the present invention, an electromagnetic induction device with a rapid heating function is used. The device is not limited to a longitudinal or transverse magnetic field vector, but its heating power must meet the requirement of rapidly heating the cold-rolled steel sheet to a target holding temperature at a heating rate of 80-1000°C/s.
По сравнению с традиционным способом отжига с использованием газового и электрического нагрева (обычно ниже 30°C/с) в настоящем изобретении используется устройство электромагнитного индукционного нагрева с функцией быстрого нагрева для непрерывного отжига, чтобы реализовать быстрый нагрев холоднокатаного стального листа до целевой температуры выдержки за короткое время. Начальная температура нагрева может быть любой температурой ниже температуры выдержки, например, нагрев можно начинать с комнатной температуры. Используя этот способ отжига, можно эффективно подавить восстановление холоднокатаного стального листа во время непрерывного отжига, а запасённую энергию остаточной деформации холоднокатаного стального листа перед рекристаллизацией можно значительно увеличить, что может привести к накоплению и увеличению движущей силы зародышеобразования и усилению зародышеобразования и миграции границ зёрен с большим углом. В то же время предпочтительная ориентировка кристаллического ядра также уменьшается, и, наконец, прочность компонентов текстуры рекристаллизации <111>//ND может быть уменьшена, таким образом обеспечивая более высокую магнитную индукцию и меньшие потери в железе.Compared with the conventional annealing method using gas and electric heating (usually below 30°C/s), the present invention uses an electromagnetic induction heating device with a rapid heating function for continuous annealing to realize rapid heating of the cold rolled steel sheet to a target soaking temperature in a short time. The starting heating temperature may be any temperature lower than the soaking temperature, for example, heating may be started from room temperature. By using this annealing method, the recovery of the cold rolled steel sheet during continuous annealing can be effectively suppressed, and the stored residual strain energy of the cold rolled steel sheet before recrystallization can be significantly increased, which can lead to the accumulation and increase of the driving force of nucleation and the enhancement of nucleation and migration of large-angle grain boundaries. At the same time, the preferable orientation of the crystal core is also reduced, and finally, the strength of the <111>//ND recrystallization texture components can be reduced, thereby achieving higher magnetic flux density and lower iron loss.
Следует отметить, что при быстром отжиге холоднокатаного стального листа необходимо ограничивать скорость нагрева холоднокатаного стального листа до 80-1000°С/с, предпочтительно 150-850°С/с, и более предпочтительно 250-750°С/с, чтобы дополнительно увеличить движущую силу зародышеобразования и роста, чтобы контролировать конечный эффект рекристаллизации и улучшить его, а также обеспечить крупную и однородную структуру зерна с небольшой долей вредных ориентировок зёрен после непрерывного отжига. Когда скорость нагрева при быстром нагреве слишком мала (скорость нагрева ниже 80°С/с), накопленная энергия деформации холодной прокатки высвобождается слишком быстро, что не способствует последующему контролю подходящей текстуры; когда скорость быстрого нагрева слишком высока (скорость нагрева превышает 1000°C/с), требования к мощности оборудования слишком высоки, что приводит к значительным затратам на оборудование и к тому, что холоднокатаный лист будет находиться в высокотемпературном режиме слишком долго, что приводит к недостаточной однородности структуры зерна.It should be noted that, in the rapid annealing of the cold-rolled steel sheet, it is necessary to limit the heating rate of the cold-rolled steel sheet to 80-1000°C/s, preferably 150-850°C/s, and more preferably 250-750°C/s, so as to further enhance the driving force of nucleation and growth, so as to control and improve the final recrystallization effect, and ensure a large and uniform grain structure with a small proportion of harmful grain orientations after continuous annealing. When the heating rate in rapid heating is too slow (the heating rate is lower than 80°C/s), the accumulated deformation energy of cold rolling is released too quickly, which is not conducive to the subsequent control of suitable texture; When the rapid heating speed is too high (the heating speed exceeds 1000°C/s), the equipment power requirement is too high, resulting in high equipment costs and the cold rolled sheet will be in high temperature condition for too long, resulting in insufficient uniformity of grain structure.
Предпочтительно, в способе изготовления по настоящему изобретению на стадии (5) целевая температура выдержки составляет 800-1000°С.Preferably, in the manufacturing method of the present invention, in step (5), the target holding temperature is 800-1000°C.
Предпочтительно, в способе изготовления по настоящему изобретению, в процессе разливки на стадии (1), перегрев расплавленной стали контролируют на уровне 10-35°C, а время перехода между твёрдой фазой и жидкой фазой контролируют на уровне 10 с - 120 мин. При протекании разливки расплавленной стали температура разливки находится в пределах 900-1150°С, а охлаждение сляба осуществляют со скоростью 10°С/мин и менее.Preferably, in the manufacturing method according to the present invention, in the casting process in step (1), the superheating of the molten steel is controlled at a level of 10-35°C, and the transition time between the solid phase and the liquid phase is controlled at a level of 10 s - 120 min. During the casting of the molten steel, the casting temperature is in the range of 900-1150°C, and the cooling of the slab is carried out at a rate of 10°C/min or less.
В приведённых выше технических решениях настоящего изобретения для обеспечения подходящего эффекта осаждения карбидов и нитридов V в процессе разливки может быть предпочтительным контролировать перегрев расплавленной стали в диапазоне 10-35°С и регулировать время перехода между твёрдой фазой и жидкой фазой в диапазоне от 10 с до 120 мин.In the above technical solutions of the present invention, in order to ensure a suitable effect of precipitation of V carbides and nitrides in the casting process, it may be preferable to control the superheating of the molten steel in the range of 10-35°C and adjust the transition time between the solid phase and the liquid phase in the range of 10 s to 120 min.
Кроме того, с точки зрения эффективности изготовления и эффекта контроля размера включений, время перехода между твёрдой фазой и жидкой фазой дополнительно предпочтительно контролируют так, чтобы оно находилось в пределах от 20 с до 50 мин, более предпочтительно в пределах 2-50 мин и ещё более предпочтительно в диапазоне 10-50 мин. Предполагается, что во время разливки и затвердевания расплавленной стали температура отливки находится в пределах 900-1150°С, а сляб охлаждается со скоростью 10°С/мин или менее.In addition, from the viewpoint of the manufacturing efficiency and the effect of controlling the size of inclusions, the transition time between the solid phase and the liquid phase is further preferably controlled to be in the range of 20 s to 50 min, more preferably in the range of 2 to 50 min, and still more preferably in the range of 10 to 50 min. It is assumed that during the casting and solidification of the molten steel, the casting temperature is in the range of 900 to 1150°C, and the slab is cooled at a rate of 10°C/min or less.
Предпочтительно, в способе изготовления согласно настоящему изобретению на стадии (2) во время горячей прокатки время пребывания сляба в печи регулируют так, чтобы оно составляло 120-360 мин, начальная температура прокатки составляла 1050-1150°С, конечная температура прокатки 650-950°С, температура намотки 500-900°С.Preferably, in the manufacturing method according to the present invention, in step (2), during hot rolling, the residence time of the slab in the furnace is adjusted to be 120-360 min, the initial rolling temperature is 1050-1150°C, the final rolling temperature is 650-950°C, and the winding temperature is 500-900°C.
Предпочтительно, в способе изготовления, согласно настоящему изобретению, на стадии (2) целевую толщину горячекатаного стального листа контролируют на уровне 0,8-3,5 мм; на стадии (4) заданная толщина холодной прокатки достигается путём однократной холодной прокатки.Preferably, in the manufacturing method according to the present invention, in step (2), the target thickness of the hot-rolled steel sheet is controlled at 0.8-3.5 mm; in step (4), the specified cold rolling thickness is achieved by single cold rolling.
По сравнению с известным уровнем техники лист из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками и способ его изготовления, согласно настоящему изобретению, имеют следующие преимущества и положительные эффекты. В отличие от традиционного образа мышления, в процессе изготовления стали согласно настоящему изобретению V рассматривается как полезный элемент, и содержание V сознательно корректируется.Compared with the prior art, the non-oriented electrical steel sheet with corresponding magnetic characteristics and the manufacturing method thereof according to the present invention have the following advantages and positive effects. Unlike the conventional way of thinking, in the manufacturing process of the steel according to the present invention, V is regarded as a useful element, and the V content is deliberately adjusted.
В листе из нетекстурированной электротехнической стали, согласно настоящему изобретению, изобретатели приняли оптимизированный выбор соотношения химических элементов. Сляб, полученный путём выплавки и разливки, не нуждается в нормализующем отжиге или отжиге в колпаковой печи после горячей прокатки, а непосредственно подвергается кислотному травлению и холодной прокатке, а затем подвергается быстрому нагреву, чтобы гарантировать, что холоднокатаный стальной лист быстро нагревают до целевой температуры выдержки с высокой скоростью нагрева, так что можно получить электромагнитные характеристики, требуемые замыслом настоящего изобретения.In the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the inventors adopted an optimized selection of the ratio of chemical elements. The slab obtained by smelting and casting does not need normalizing annealing or bell furnace annealing after hot rolling, but is directly subjected to acid pickling and cold rolling, and then subjected to rapid heating to ensure that the cold-rolled steel sheet is quickly heated to the target soaking temperature at a high heating rate, so that the electromagnetic characteristics required by the concept of the present invention can be obtained.
Идея выбора химических элементов настоящего изобретения полностью отличается от идеи известного уровня техники. Кроме того, способ изготовления по настоящему изобретению прост и легко осуществим. Полученный лист из нетекстурированной электротехнической стали имеет характеристики высокой магнитной индукции и низких потерь в железе, при этом потери в железе P15/50 составляют 3,2 Вт/кг или менее, а магнитная индукция B50 составляет 1,75 Тл или более, так что лист из нетекстурированной электротехнической стали может эффективно использоваться для изготовления железных сердечников и имеет подходящие перспективы применения и практической ценности. The idea of selecting chemical elements of the present invention is completely different from that of the prior art. In addition, the manufacturing method of the present invention is simple and easy to implement. The obtained non-oriented electrical steel sheet has the characteristics of high magnetic flux density and low iron loss, and the iron loss of P 15/50 is 3.2 W/kg or less, and the magnetic flux density of B 50 is 1.75 T or more, so that the non-oriented electrical steel sheet can be effectively used for manufacturing iron cores and has favorable application prospects and practical value.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Фиг. 1 представляет фотографию микроструктуры готового листа из нетекстурированной электротехнической стали Примера 5.Fig. 1 is a photograph of the microstructure of the finished sheet of non-oriented electrical steel Example 5.
Фиг. 2 представляет фотографию микроструктуры стального листа Сравнительного примера 3.Fig. 2 is a photograph of the microstructure of the steel sheet of Comparative Example 3.
Фиг. 3 схематически представляет связь между средним размером карбидных и нитридных включений и потерями железа в готовом листе из нетекстурированной электротехнической стали. Fig. 3 schematically shows the relationship between the average size of carbide and nitride inclusions and iron loss in the finished sheet of non-oriented electrical steel.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Листы из нетекстурированной электротехнической стали с соответствующими магнитными характеристиками и способ их изготовления, согласно настоящему изобретению, будут дополнительно объяснены и проиллюстрированы со ссылкой на прилагаемые чертежи и конкретные примеры. Однако пояснения и иллюстрации не ограничивают технические решения настоящего изобретения.The sheets of non-oriented electrical steel with corresponding magnetic characteristics and the method for producing them, according to the present invention, will be further explained and illustrated with reference to the accompanying drawings and specific examples. However, the explanations and illustrations do not limit the technical solutions of the present invention.
Примеры 1-10 и Примеры сравнения 1-3Examples 1-10 and Comparison Examples 1-3
В таблице 1 приведены массовые проценты содержания химических элементов в листах из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 и стальных листах Сравнительных примеров 1-3.Table 1 shows the mass percentages of chemical elements in the non-oriented electrical steel sheets of Examples 1-10 and the steel sheets of Comparative Examples 1-3.
В настоящем изобретении листы из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 и стальные листы из Сравнительных примеров 1-3 изготовлены с помощью следующих стадий (1)-(5).In the present invention, the non-oriented electrical steel sheets of Examples 1 to 10 and the steel sheets of Comparative Examples 1 to 3 were produced by the following steps (1) to (5).
(1) Плавку и разливку проводят в соответствии с соотношением химического состава, указанным в таблице 1. Во время разливки перегрев расплавленной стали контролируют на уровне 10-35°С, время перехода между твёрдой фазой и жидкой фазой контролируют на уровне 10 с - 120 мин, а скорость охлаждения сляба контролируют на уровне 10°С/мин или менее в диапазоне 900-1150°С с продолжением разливки расплавленной стали.(1) Melting and casting are carried out in accordance with the chemical composition ratio specified in Table 1. During casting, the superheat of molten steel is controlled at 10-35°C, the transition time between the solid phase and the liquid phase is controlled at 10 s - 120 min, and the cooling rate of the slab is controlled at 10°C/min or less in the range of 900-1150°C with continued casting of molten steel.
(2) Горячая прокатка: при горячей прокатке время пребывания сляба в печи контролируют на уровне 120-360 мин, начальную температуру прокатки поддерживают на уровне 1050-1150°С, окончательную прокатку проводят за 2-8 проходов, конечную температуру прокатки поддерживают на уровне 650-950°С, а температуру намотки на уровне 500-900°С. Рулоны стали не подвергают нормализующему отжигу или отжигу в колпаковой печи после горячей прокатки, а подают непосредственно на следующую стадию.(2) Hot rolling: In hot rolling, the residence time of the slab in the furnace is controlled at 120-360 min, the initial rolling temperature is maintained at 1050-1150°C, the final rolling is carried out in 2-8 passes, the final rolling temperature is maintained at 650-950°C, and the winding temperature is maintained at 500-900°C. The steel coils are not subjected to normalizing annealing or bell annealing after hot rolling, but are fed directly to the next stage.
(3) Для получения протравленных кислотой стальных листов проводят кислотное травление.(3) Acid pickling is carried out to obtain acid-etched steel sheets.
(4) Холодная прокатка стальных листов, протравленных кислотой: стальные листы, протравленные кислотой, подвергают однократной холодной прокатке до заданной толщины холодной прокатки 0,50 мм.(4) Cold rolling of acid-pickled steel sheets: The acid-pickled steel sheets are subjected to single cold rolling to a specified cold rolling thickness of 0.50mm.
(5) Непрерывный отжиг: холоднокатаные стальные листы быстро нагревают до целевой температуры выдержки 800-1000°C со скоростью нагрева 80-1000°C/с.(5) Continuous annealing: Cold rolled steel sheets are rapidly heated to a target soaking temperature of 800-1000°C at a heating rate of 80-1000°C/s.
Следует отметить, что в настоящем изобретении химический состав и соответствующие параметры процесса для листа из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 соответствуют требованиям настоящего изобретения. Однако, химические составы и параметры процесса в Сравнительных примерах 1-3 не соответствуют требованиям настоящего изобретения.It should be noted that in the present invention, the chemical composition and the corresponding process parameters of the non-oriented electrical steel sheet of Examples 1 to 10 meet the requirements of the present invention. However, the chemical compositions and process parameters of Comparative Examples 1 to 3 do not meet the requirements of the present invention.
Из окончательно подготовленных листов из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 и сравнительных стальных лист из Сравнительных Примеров 1-3 соответственно отбирают образцы и образцы стальных листов Примеров 1-10 и сравнительных Примеров 1-3 исследуют и анализируют. Установлено, что все стали Примеров и сталях Сравнительных Примеров содержат C- и N-содержащие включения, которыми являются в основном включения AlN, VN, VC и V(CN), а также содержат небольшое количество TiC, TiN, Ti(CN) и NbC, NbN, Nb(CN), образующиеся из Nb и Ti.From the final prepared non-oriented electrical steel sheets of Examples 1 to 10 and the comparative steel sheets of Comparative Examples 1 to 3, samples were respectively taken and the samples of the steel sheets of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 were examined and analyzed. It was found that all the steels of the Examples and the steels of Comparative Examples contained C- and N-containing inclusions, which were mainly AlN, VN, VC and V(CN) inclusions, and also contained a small amount of TiC, TiN, Ti(CN) and NbC, NbN, Nb(CN) formed from Nb and Ti.
Посредством дальнейшего анализа и испытаний были соответственно определены размеры C- и N-содержащих включений и доля содержания AlN в (содержание VN+содержание VC+содержание V(CN)) в стальных листах Примеров и стальных листах Сравнительных Примеров. Соответствующие результаты наблюдений и анализа приведены в следующей таблице 3.Through further analysis and testing, the sizes of C- and N-containing inclusions and the proportion of AlN content in (VN content + VC content + V(CN) content) in the steel sheets of Examples and the steel sheets of Comparative Examples were respectively determined. The corresponding results of observation and analysis are shown in the following Table 3.
Примечание. В таблице 3 A* представляет средний размер C- и N-содержащих включений; B* представляет содержание AlN/(содержание VN + содержание VC + содержание V(CN)).Note: In Table 3, A* represents the average size of C- and N-containing inclusions; B* represents the AlN content/(VN content + VC content + V(CN) content).
Соответственно, после того как изучение и анализ вышеуказанных включений были завершены, из окончательно подготовленных листов из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 и сравнительных стальных листов Сравнительных Примеров 1-3 снова отбирали образцы и определяли магнитную индукцию B50 и потери в железе P15/50 образцов стальных листов Примеров и Сравнительных Примеров. Полученные результаты испытаний приведены в следующей Таблице 4.Accordingly, after the examination and analysis of the above inclusions were completed, samples were again taken from the final prepared non-oriented electrical steel sheets of Examples 1 to 10 and the comparative steel sheets of Comparative Examples 1 to 3, and the magnetic flux density B 50 and iron loss P 15/50 of the steel sheets of the Examples and Comparative Examples were determined. The test results obtained are shown in the following Table 4.
Соответствующие методы тестирования характеристик следующие.The corresponding performance testing methods are as follows.
Испытание магнитной индукции B50: В соответствии с национальным стандартом GB/T 3655-2008, испытание характеристик потерь в железе проводят с аппаратом Эпштейна. Температура испытания составляет постоянную температуру 20°C, размер образца составляет 30×300 мм, а целевая масса составляет 0,5 кг. Параметром испытания была магнитная индукция B50 стальных листов Примеров и Сравнительных Примеров.B 50 magnetic induction test: According to the national standard GB/T 3655-2008, the iron loss characteristics test is carried out with Epstein apparatus. The test temperature is a constant temperature of 20°C, the sample size is 30×300mm, and the target mass is 0.5kg. The test parameter was the B 50 magnetic induction of the steel sheets of Examples and Comparative Examples.
Испытание потерь в железе P15/50: В соответствии с национальным стандартом GB/T 3655-2008 испытание на потери в железе проводят с аппаратом Эпштейна. Температура испытания составляет постоянную температуру 20°C, размер образца составляет 30×300 мм, а целевая масса составляет 0,5 кг. Параметром испытания были потери в железе P15/50 стальных лист Примеров и Сравнительных Примеров.Iron loss test P 15/50 : According to the national standard GB/T 3655-2008, the iron loss test is carried out with Epstein apparatus. The test temperature is a constant temperature of 20°C, the sample size is 30×300mm, and the target mass is 0.5kg. The test parameter was iron loss P 15/50 of steel sheet Examples and Comparative Examples.
В таблице 4 приведены результаты испытаний магнитной индукции B50 и потерь в железе P15/50 листа из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 и сравнительных стальных лист Сравнительных Примеров 1-3.Table 4 shows the test results of magnetic induction B 50 and iron loss P 15/50 of non-oriented electrical steel sheet Examples 1-10 and comparative steel sheet Comparative Examples 1-3.
Как показано в Таблице 4 выше, в настоящем изобретении листы из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 имеют магнитную индукцию B50 в диапазоне 1,75-1,79 Тл, а потери в железе P15/50 в диапазоне 2,72-3,18 Вт/кг. Магнитные характеристики листа из нетекстурированной электротехнической стали Примеров 1-10 значительно превосходят характеристики листа из сравнительной стали Сравнительных Примеров 1-3. Поскольку Сравнительные примеры 1-3 не соответствуют условиям, определённым в настоящем изобретении, эффекты реализации Сравнительных Примеров 1-3 уступают эффектам Примеров 1-10.As shown in Table 4 above, in the present invention, the non-oriented electrical steel sheets of Examples 1 to 10 have a magnetic flux density B 50 in the range of 1.75 to 1.79 T, and the iron loss P 15/50 in the range of 2.72 to 3.18 W/kg. The magnetic properties of the non-oriented electrical steel sheets of Examples 1 to 10 are significantly superior to those of the comparative steel sheets of Comparative Examples 1 to 3. Since Comparative Examples 1 to 3 do not conform to the conditions specified in the present invention, the effects of implementing Comparative Examples 1 to 3 are inferior to those of Examples 1 to 10.
Обращаясь к таблицам 1-4, можно видеть, что в Сравнительном примере 1 содержание V составляет 0,0004%, что ниже предусмотренного нижнего предела 0,001% настоящего изобретения; содержание S составляет 0,0027%, что превышает предусмотренный верхний предел 0,002% настоящего изобретения. Соответственно, средний размер карбидных и нитридных включений в стали составляет 84 нм, что ниже предусмотренного нижнего предела настоящего изобретения в 200 нм; B* составляет 0,8, что ниже предусмотренного нижнего предела 1,5 настоящего изобретения. Кроме того, в Сравнительном примере 1 для непрерывного отжига используется только обычная скорость нагрева 15°C/с, поэтому электромагнитные характеристики готового сравнительного стального листа из Сравнительного примера 1 не являются подходящими, с потерями в железе P15/50, равными 3,16 Вт/кг и магнитной индукцией B50 1,73 Тл. Магнитная индукция B50 ниже предусмотренного требования настоящего изобретения.Referring to Tables 1 to 4, it can be seen that in Comparative Example 1, the V content is 0.0004%, which is lower than the specified lower limit of 0.001% of the present invention; the S content is 0.0027%, which is higher than the specified upper limit of 0.002% of the present invention. Accordingly, the average size of the carbide and nitride inclusions in the steel is 84 nm, which is lower than the specified lower limit of 200 nm of the present invention; B* is 0.8, which is lower than the specified lower limit of 1.5 of the present invention. In addition, in Comparative Example 1, only a conventional heating rate of 15°C/s is used for the continuous annealing, so the electromagnetic characteristics of the finished comparative steel sheet of Comparative Example 1 are not suitable, with an iron loss P 15/50 of 3.16 W/kg and a magnetic induction B 50 of 1.73 T. The magnetic induction B 50 is below the requirement of the present invention.
Напротив, в Сравнительном примере 2 содержание Al составляет 0,0025%, что ниже предусмотренного нижнего предела 0,2% настоящего изобретения; содержание N составляет 0,0067%, что превышает предусмотренный верхний предел 0,0045% настоящего изобретения. Соответственно, средний размер карбидных и нитридных включений в стали составляет 117 нм, что ниже предусмотренного нижнего предела настоящего изобретения в 200 нм; B* составляет 1,3, что ниже предусмотренного нижнего предела 1,5 настоящего изобретения. Между тем, перегрев расплавленной стали во время разливки составляет 40°С, что превышает предусмотренный верхний предел в 35°С настоящего изобретения; и температура сляба, когда скорость охлаждения сляба ограничена, достигает 1350°C, что превышает предусмотренный верхний предел в 1150°C настоящего изобретения. Кроме того, в Сравнительном примере 2 для непрерывного отжига используется только обычная скорость нагрева 15°C/с, поэтому электромагнитные характеристики готового сравнительного стального листа из Сравнительного примера 2 не являются соответствующими, с потерями в железе P15/50, равными 3,41 Вт/кг и магнитной индукцией B50 1,71 Тл. Потери в железе P15/50 и магнитная индукция B50 ниже предусмотренных требований настоящего изобретения.On the contrary, in Comparative Example 2, the Al content is 0.0025%, which is lower than the specified lower limit of 0.2% of the present invention; the N content is 0.0067%, which is higher than the specified upper limit of 0.0045% of the present invention. Accordingly, the average size of the carbide and nitride inclusions in the steel is 117 nm, which is lower than the specified lower limit of 200 nm of the present invention; B* is 1.3, which is lower than the specified lower limit of 1.5 of the present invention. Meanwhile, the superheat of the molten steel during casting is 40°C, which is higher than the specified upper limit of 35°C of the present invention; and the temperature of the slab when the cooling rate of the slab is restricted reaches 1350°C, which is higher than the specified upper limit of 1150°C of the present invention. In addition, in Comparative Example 2, only a conventional heating rate of 15°C/s is used for continuous annealing, so the electromagnetic characteristics of the finished comparative steel sheet of Comparative Example 2 are not adequate, with an iron loss P 15/50 of 3.41 W/kg and a magnetic induction B 50 of 1.71 T. The iron loss P 15/50 and the magnetic induction B 50 are below the stipulated requirements of the present invention.
Напротив, в Сравнительном примере 3 содержание Mn составляет 0,65%, что превышает предусмотренный верхний предел 0,6% настоящего изобретения; содержание S составляет 0,0042%, что превышает предусмотренный верхний предел 0,002% настоящего изобретения; содержание V составляет 0,0008%, что ниже предусмотренного нижнего предела 0,001% настоящего изобретения. Соответственно, средний размер карбидных и нитридных включений в стали составляет 52 нм, что ниже предусмотренного нижнего предела настоящего изобретения в 200 нм; B* составляет 0,2, что ниже предусмотренного нижнего предела 1,5 настоящего изобретения. Кроме того, в Сравнительном примере 3 температура сляба, когда скорость охлаждения сляба ограничена, составляет 750°С, что ниже предусмотренного нижнего предела в 900°С настоящего изобретения. Таким образом, электромагнитные характеристики готового сравнительного стального листа Сравнительного примера 3 не являются соответствующими: потери в железе P15/50 составляют 4,54 Вт/кг, а магнитная индукция B50 равна 1,70 Тл. Потери в железе P15/50 и магнитная индукция B50 оба ниже предусмотренных требований настоящего изобретения.On the contrary, in Comparative Example 3, the Mn content is 0.65%, which is higher than the specified upper limit of 0.6% of the present invention; the S content is 0.0042%, which is higher than the specified upper limit of 0.002% of the present invention; the V content is 0.0008%, which is lower than the specified lower limit of 0.001% of the present invention. Accordingly, the average size of the carbide and nitride inclusions in the steel is 52 nm, which is lower than the specified lower limit of 200 nm of the present invention; B* is 0.2, which is lower than the specified lower limit of 1.5 of the present invention. Further, in Comparative Example 3, the slab temperature when the slab cooling rate is restricted is 750°C, which is lower than the specified lower limit of 900°C of the present invention. Thus, the electromagnetic characteristics of the finished comparative steel sheet of Comparative Example 3 are not adequate: the iron loss P 15/50 is 4.54 W/kg, and the magnetic induction B 50 is 1.70 T. The iron loss P 15/50 and the magnetic induction B 50 are both below the stipulated requirements of the present invention.
Фиг. 1 представляет фотографию микроструктуры готового листа из нетекстурированной электротехнической стали примера 5.Fig. 1 is a photograph of the microstructure of the finished sheet of non-oriented electrical steel of Example 5.
Как показано на фиг. 1, в режиме реализации примера 5 микроструктура листа из нетекстурированной электротехнической стали полностью рекристаллизована, и все рекристаллизованные зёрна представляют собой относительно симметричные равноосные зёрна с крупными и сформировавшимися размерами зёрен.As shown in Fig. 1, in the implementation mode of Example 5, the microstructure of the non-oriented electrical steel sheet is completely recrystallized, and all the recrystallized grains are relatively symmetrical equiaxed grains with large and formed grain sizes.
Фиг. 2 представляет фотографию микроструктуры сравнительного стального листа Сравнительного примера 3.Fig. 2 is a photograph of the microstructure of the comparative steel sheet of Comparative Example 3.
Как показано на фиг. 2, в режиме реализации сравнительного примера 3 микроструктура сравнительной стали была полностью рекристаллизована, но рекристаллизованные зёрна имеют низкую долю равноосных зёрен и имеют небольшой размер и с относительно высокой дисперсией размера зёрен. Среди них зёрна с более крупным размером зерна представляют собой аномально выросшие «островные зёрна».As shown in Fig. 2, in the implementation mode of Comparative Example 3, the microstructure of the comparative steel was completely recrystallized, but the recrystallized grains have a low proportion of equiaxed grains and are small in size and with a relatively high dispersion of grain size. Among them, the grains with a larger grain size are abnormally grown "island grains".
Фиг. 3 схематически показывает связь между средним размером карбидных и нитридных включений и потерями в железе в готовом листе из нетекстурированной электротехнической стали.Fig. 3 schematically shows the relationship between the average size of carbide and nitride inclusions and iron loss in the finished sheet of non-oriented electrical steel.
Как показано на фиг. 3, с увеличением среднего размера карбидных и нитридных включений в стали потери в железе готового листа из нетекстурированной электротехнической стали постепенно уменьшаются и остаются стабильными в диапазоне 200-500 нм и соответствуют требованиям контроля предусмотренного верхнего предела 3,2 Вт/кг настоящего изобретения. Однако, когда размер превышает 500 нм, потери в железе готового листа из нетекстурированной электротехнической стали увеличиваются с увеличением среднего размера карбидных и нитридных включений в стали и не могут соответствовать требованиям по контролю потерь в железе, разработанным в настоящем изобретении.As shown in Fig. 3, with the increase of the average size of the carbide and nitride inclusions in the steel, the iron loss of the finished non-oriented electrical steel sheet gradually decreases and remains stable in the range of 200-500 nm, and meets the control requirement of the stipulated upper limit of 3.2 W/kg of the present invention. However, when the size exceeds 500 nm, the iron loss of the finished non-oriented electrical steel sheet increases with the increase of the average size of the carbide and nitride inclusions in the steel, and cannot meet the iron loss control requirement developed in the present invention.
Следует отметить, что комбинация признаков настоящего изобретения не ограничивается комбинациями, описанными в формуле изобретения или конкретных осуществлений, и все признаки настоящего изобретения могут свободно комбинироваться или комбинироваться любым способом, если они не противоречит друг другу.It should be noted that the combination of features of the present invention is not limited to the combinations described in the claims or specific embodiments, and all features of the present invention can be freely combined or combined in any way, if they do not contradict each other.
Следует также отметить, что перечисленные выше варианты осуществления являются лишь конкретными примерами настоящего раскрытия. Очевидно, что настоящее раскрытие не ограничивается вышеуказанными вариантами осуществления, и аналогичные варианты или модификации, которые специалисты в данной области могут непосредственно получить из настоящего раскрытия или которые могут быть легко изменены, подпадают под объем охраны формулы изобретения. It should also be noted that the above embodiments are only specific examples of the present disclosure. It is obvious that the present disclosure is not limited to the above embodiments, and similar variations or modifications that those skilled in the art can directly obtain from the present disclosure or that can be easily changed fall within the scope of protection of the claims.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210016156.3 | 2022-01-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024119973A RU2024119973A (en) | 2024-08-13 |
| RU2840327C2 true RU2840327C2 (en) | 2025-05-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030188805A1 (en) * | 2000-03-16 | 2003-10-09 | Friedrich Karl Ernst | Method for producing non-grain-oriented electric sheets |
| JP2008174773A (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Non-oriented electrical steel sheet for rotor and manufacturing method thereof |
| US20090202383A1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-08-13 | Ichirou Tanaka | Non-Oriented Electrical Steel Sheet and Production Process Thereof |
| RU2527827C2 (en) * | 2010-10-25 | 2014-09-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Production of random-orientation electric steel with high magnetic induction |
| CN104141092A (en) * | 2014-07-17 | 2014-11-12 | 北京首钢股份有限公司 | Non-oriented electrical steel used for stereoscopic transformer with rolled iron core and production method thereof |
| RU2590741C2 (en) * | 2012-03-26 | 2016-07-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Non-textured siliceous steel and manufacturing method thereof |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030188805A1 (en) * | 2000-03-16 | 2003-10-09 | Friedrich Karl Ernst | Method for producing non-grain-oriented electric sheets |
| US20090202383A1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-08-13 | Ichirou Tanaka | Non-Oriented Electrical Steel Sheet and Production Process Thereof |
| JP2008174773A (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Non-oriented electrical steel sheet for rotor and manufacturing method thereof |
| RU2527827C2 (en) * | 2010-10-25 | 2014-09-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Production of random-orientation electric steel with high magnetic induction |
| RU2590741C2 (en) * | 2012-03-26 | 2016-07-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Non-textured siliceous steel and manufacturing method thereof |
| CN104141092A (en) * | 2014-07-17 | 2014-11-12 | 北京首钢股份有限公司 | Non-oriented electrical steel used for stereoscopic transformer with rolled iron core and production method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2590405C2 (en) | Non-textured siliceous steel and manufacturing method thereof | |
| JP5991484B2 (en) | Manufacturing method of low iron loss grain oriented electrical steel sheet | |
| CN115198203B (en) | Non-oriented electrical steel plate free of normalizing intermediate annealing and manufacturing method thereof | |
| EP4001450A1 (en) | 600mpa grade non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| CN113969371B (en) | Non-oriented electrical steel plate for simultaneously cutting stator and rotor iron core and manufacturing method thereof | |
| CN114737129B (en) | High-performance non-oriented silicon steel for wound motor iron core and production method thereof | |
| JP2022545889A (en) | Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| US20250109466A1 (en) | Non-oriented electrical steel plate with good magnetic performance and manufacturing method therefor | |
| CN113981307A (en) | Non-oriented electrical steel plate with high magnetic induction and low iron loss and manufacturing method thereof | |
| CN115704073B (en) | Non-oriented electrical steel plate with good surface state and manufacturing method thereof | |
| JP4331969B2 (en) | Method for producing non-oriented electrical steel sheet | |
| JP2020056105A (en) | Method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet | |
| RU2840327C2 (en) | Sheet of non-textured steel with corresponding magnetic characteristics and method of its manufacturing | |
| JP4660474B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent punching workability and magnetic properties after strain relief annealing and its manufacturing method | |
| CN110640104B (en) | Non-oriented electrical steel plate with excellent magnetic property and manufacturing method thereof | |
| CN113737089B (en) | Low-cost and extremely-low-aluminum non-oriented electrical steel plate and manufacturing method thereof | |
| RU2842343C2 (en) | Sheet of non-textured steel with corresponding magnetic characteristics and method of its manufacturing | |
| EP4435131A1 (en) | Non-oriented electrical steel plate with good magnetic performance and manufacturing method therefor | |
| JPH09104923A (en) | Method for manufacturing unidirectional electrical steel sheet | |
| RU2806222C1 (en) | Economical sheet of non-textured electrical steel with very low aluminum content and method of its manufacture | |
| CN116790999B (en) | A high-grade non-oriented silicon steel with low magnetic anisotropy and its preparation method | |
| WO2025242032A1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet having excellent punchability and manufacturing method therefor | |
| CN118291859A (en) | Non-oriented silicon steel for high-power-density new energy automobile driving motor and production method thereof | |
| JP2025525631A (en) | High magnetic induction non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| JPH0967655A (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent low magnetic field characteristics |