SU1002368A1

SU1002368A1 - Method for producing electrical steel

Info

Publication number: SU1002368A1
Application number: SU802979290A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Лавров; Валентин Иванович Голяев; Аркадий Иванович Третьяков; Анатолий Петрович Шаповалов; Альберт Хаджиевич Кадарметов; Вячеслав Алексеевич Синельников; Валерий Петрович Барятинский; Алексей Григорьевич Петренко; Владимир Дмитриевич Ерохин; Евгений Сергеевич Лялин
Original assignee: Новолипецкий Ордена Ленина Металлургический Завод
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1980-09-01
Publication date: 1983-03-07

Description

. . 1 . . one

Изобретение относитс к черной металлургии,.к обработке стали в расплавленном состо нии.This invention relates to ferrous metallurgy, to treating steel in a molten state.

Известен способ получени электротехнической стали по нитридному варианту путем присадки в жидкую сталь алюмини , который на последующих стади х обработки св зываетс с азотом с образованием нитридов алюмини г стабилизирующих матрицу первичной рекристаллизации 13A known method for producing electrical steel in the nitride variant is by adding aluminum to molten steel, which in subsequent processing stages binds to nitrogen to form aluminum nitrides and stabilizing the primary recrystallization matrix 13

Известный способ не обеспечивает эффективного снижени удельных ваттных потерь в готовой стали, так как не позвол ет уменьшить размер зерна и ваттные потери на вихревые токи.The known method does not effectively reduce the specific watt loss in the finished steel, as it does not allow to reduce the grain size and watt losses for eddy currents.

Известен способ получени электротехнической стали, включающий присадку в металл сурьмы в количестве 0,025-0,035 вес.% 2.A method of producing electrical steel is known, including an additive to antimony metal in an amount of 0.025-0.035 wt.% 2.

Сурьма вводитс в металл дл стабилизации зерна матрицы первичной рекристаллизации, снижени температуры вторичной рекристаллизации и в конечном итоге - улучшени электромагнитных свойств электротехнической; стали. Однако известный способ не позвол ет точно регулировать температурный интервал взаимодействи ингибирующих фаз сульфида марганца, нитрида алюмини перед началом процесса вторичной рекристаллизации в стали. Добавки алюмини в сталь до 0,025-0,035 вес.% повышают на 150с температуру вторичной рекристаллизации , а добавки сурьмы снижают ее. Способность не учитывает также вли ни на процессы текстурообразовани Antimony is introduced into the metal to stabilize the grain of the primary recrystallization matrix, lower the secondary recrystallization temperature and, ultimately, improve the electro-technical electromagnetic properties; become. However, the known method does not allow precise control of the temperature range of interaction of the inhibiting phases of manganese sulfide, aluminum nitride before the process of secondary recrystallization in steel begins. The addition of aluminum to steel to 0.025–0.035 wt.% Increases the temperature of secondary recrystallization by 150 s, and the addition of antimony reduces it. The ability does not take into account the effects on the processes of texturing

10 азота, содержащегос в стали.10 nitrogen contained in steel.

В качестве прототипа можно прин ть наиболее близкий по приемс1М осуществлени способ изготовлени стали, включающий получение расплгша As a prototype, you can adopt the method of steel manufacturing that is the closest to the method of implementation, including

15 в сталеплавильном агрегате, выпуск его, раскисление и легирование, например , кремнием и алюминием, присадку cypbNbi в раскисленный расплав в процессе разливки на слитки .15 in the steelmaking unit, its release, deoxidation and alloying, for example, with silicon and aluminum, the cypbNbi additive into deoxidized melt in the process of casting into ingots.

2020

Сталь, выплавленна в сталеплавильных агрегатах, содержаща ,азот, как правило, в количестве 0,0030 ,015%. Недостатком этого способа вл етс неравномерное распределение Steel smelted in steelmaking aggregates containing nitrogen is generally in the amount of 0.0030.015%. The disadvantage of this method is the uneven distribution

25 сурьмы в объеме металла.25 antimony in the volume of the metal.

Магнитные свойства стали характеризуютс большим разбросом по длине рулона. Ваттные .потери ( ) Вт/кг ( измер ютс при индукции The magnetic properties of steel are characterized by a large variation along the length of the coil. Watt. Loss () W / kg (measured upon induction

30 17000 ГС и переменном токе частотой 50 Гц колебаютс в пределах 1,651 ,93 Вт/кг. Целью изобретени вл етс улучш ние электромаЛнитных свойств стали. Цель достигаетс тем, что по .способу получени стали, содержащей в.качестве примеси 0,003-0,015% азо та, включающему получение расплава в сталеплавильном агрегате, випуск его, легирование кремнием, раскисле ние алюминием и присадку сурьмы в раскисленный расплав, сурьму присаживают в количестве 0,8-2,9 от содержани в расплаве азота при весовом отношении к введенному алюминию 0,4-1,5. В трансформаторной стеши необходимо присутствие соединений, вли ющих на получение ребровой текструры в металле, роль которых про вл етс при вторичной рекристаллизации Эти соединени вли ют на направление плоскостей ориентации зеренной струк туры. Обычно при производстве стали р дового сортамента этими соединени ми вл ютс нитриды алюмини или сульфиды марганца. Эту же роль выполн ют поверхност но-актипные элементы, в частности сурьмы, играющие роль дополнительно го ингибитора. При этомколичество включений и лсонцентраци поверхност но-активного элемента должны быть в строго определенных соотнсшени х. в нашем случае фазами-ингибиторами вл ютс нитриды алюмини и сурьмы. Присадку металлической сурьмы осущёствл ют после дачи ферросицили и алюмини . Введение металлической сурьмы в жидкую сталь при температу рах расплава 1570-1610 С обеспечива ет наибольшее усвоение ее, так как снижение содержани кислорода в стали достигаетс за счет предварительного введени в металл кремни и алюмини . При введении сурьмы в металл, содержащий значительное количество кислорода до присадки ферросицили и алюмини ) , создаютс благопри тные услови не только дл окислени сурьмы, но и дл образовани других соединений, имеющих более низкую тем пературу кипени , чем металлическа сурьма. Л это приводит к дополнительным потер м сурьмы за счет удалени , ее соединений в газовую фазу. При присадке сурьмы в количестве менее 0,8 от весового содержани азота в металле будет недостаточно поверхностно-активного элемента ( сурьмы ) в свободном состо нии, которь1й выполн ет роль ингибитора за счет сегрегации по границам зерна. Это приводит к повышению температуры вторичной рекристаллизации аналогично нитридному варианту производст ва трансформаторной стали, что приводит к увеличению доли потерь на вихревые токи, т.е. к повышению ваттных потерь. При присадке сурьмл более 2,9 от содержани азота в весовом соотношении возрастает температурный интервал вторичной рекристаллизации из-за разности температ5 р перехода в -твердый раствор нитрида алюмини и сегерации сурьмы по границам зерен f850ЭОО С и 800-830°С7 соответственно. Это приводит к снижению степени совершенства текстуры и соответственно снижению магнитной индкуции измер етс стандартный образец в магнитном поле, которое получаетс при помощи катушки, имеющей,25 ампервитков на сантиметр ее длиньг. Присадка сурьмы в весовом количестве 0,8-2,9 от содержани азота недостаточна дл обеспечени требуемого соотношени между нитридами алюмини и сурьмой в готовой стали. Дл этого необходимо сурьг.у вводить в соотношении 0,4-1,5 к количеству введенного . При присадке сурьмы в количестве менее 0,4 от весового содержани азота в готовой стали оказываетс недостаточным количество поверхностно активного элемента (сурьмы), при введении сурьмы в количестве более 1,5 в металле Оказываетс избыток поверхностно-активного элемента. Электротехнические свойства и в том и в другом случае ухудшаютс . Именно эти интервалы соотношений -позвол ют получить минимальное количество вредных вклю.чений на основе глинозема , искажающих доменную структуру , металла. Сурьму рекомендуетс вводить в ковш при. 1570-1610С. Нижний преел вл етс минимальной температуой , необходимой дл разливки на МНЛЗ. Присадка сурьглы при температуре стали более приводит к повышенному испарению ее, получению увеличенной зомл транскристаллизации в непрерывнолитом слитке. Способ опробован при выплавке в 100-тонных электропередачах электротехнической стали состава, вес.%: Углерод . 0,035-0,045 Марганец 0,12-0,15 Кремний2,90-3,15 Алюминий 0,007-0,012 Сурьма . 0,01-0,02 Сера . 0,003-0,030 АЗОТ0,007-0,012 Железо . По балансу до 100 Пример . Металл выплавл ют 100-тонной электропечи по техноогии с совмещением процесса распавлени и окислени углерода, хроа , марганца Металл продувают кислородом с интенсивностью 50 нм/мин до и содержани углерода 0,03%, марганца 0,20%, хрома 0,05%. Затем провод т раскисление ванны чугуном, скачивание окислительного шлака, наводку нового шлака из извести , плавикового шпата и шамота, легирование ферросицилием из расчета получени в металле-3,0% кремли .30 17000 Hz and 50 Hz alternating current in the range of 1.651, 93 W / kg. The aim of the invention is to improve the electromotive properties of steel. The goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining steel containing 0.003-0.015% nitrogen in impurity quality, including obtaining a melt in a steel-smelting unit, pumping it out, alloying it with silicon, deoxidation with aluminum and an additive of antimony in a deoxidized melt, antimony is deposited in the amount 0.8-2.9% of the content of nitrogen in the melt with a weight ratio to the introduced aluminum of 0.4-1.5. In the transformer stack, the presence of compounds that influence the formation of rib structure in the metal, the role of which is manifested in the secondary recrystallization, is necessary. These compounds affect the direction of the grain structure orientation planes. Typically, in the production of a wide range of steel, these compounds are aluminum nitrides or manganese sulfides. The same role is played by surface-actipous elements, in particular, antimony, which play the role of an additional inhibitor. At the same time, the number of inclusions and the loncentration of the surface-active element must be in strictly defined ratios x. in our case, the inhibitor phases are aluminum and antimony nitrides. The addition of metallic antimony is carried out after giving ferrosicyles and aluminum. The introduction of metallic antimony into molten steel at melt temperatures of 1570–1610 ° C ensures its greatest absorption, since a decrease in the oxygen content in the steel is achieved due to the preliminary introduction of silicon and aluminum into the metal. With the introduction of antimony into a metal containing a significant amount of oxygen prior to the addition of ferrosicyles and aluminum, favorable conditions are created not only for the oxidation of antimony, but also for the formation of other compounds having a lower boiling point than metallic antimony. This leads to additional loss of antimony due to the removal of its compounds into the gas phase. When antimony is added in an amount of less than 0.8 by weight of nitrogen in the metal, there will not be enough surface-active element (antimony) in the free state, which acts as an inhibitor due to segregation along the grain boundaries. This leads to an increase in the secondary recrystallization temperature, similar to the nitride variant of transformer steel production, which leads to an increase in the share of eddy current losses, i.e. to increase watt losses. When antimony is added over 2.9% of the nitrogen content in the weight ratio, the temperature range of the secondary recrystallization increases due to the temperature difference between the transition to the solid solution of aluminum nitride and antimony segmentation along the grain boundaries of f850EOO C and 800-830 ° C7, respectively. This leads to a decrease in the degree of perfection of the texture and, accordingly, to a decrease in magnetic induction, a standard sample is measured in a magnetic field, which is obtained using a coil having 25 amps and a centimeter of length. The addition of antimony in the amount of 0.8-2.9 by weight of nitrogen is insufficient to provide the required ratio between aluminum nitride and antimony in the finished steel. For this it is necessary to introduce surrog.u in a ratio of 0.4-1.5 to the amount entered. With the addition of antimony in an amount of less than 0.4 of the weight content of nitrogen in the finished steel, the amount of surfactant element (antimony) is insufficient, with the introduction of antimony in an amount of more than 1.5 in the metal. There is an excess of surface-active element. Electrical properties in both cases deteriorate. It is these intervals of ratios that allow one to obtain the minimum amount of harmful inclusions based on alumina that distort the domain structure of the metal. Antimony is recommended to be injected into the bucket. 1570-1610С. The lower limit is the minimum temperature required for casting on a continuous casting machine. The addition of surlyg at steel temperature more leads to its increased evaporation, obtaining increased zoml transcrystallization in a continuous cast ingot. The method was tested when smelting in 100-ton power lines of electrical steel composition, wt.%: Carbon. 0.035-0.045 Manganese 0.12-0.15 Silicon 2.90-3.15 Aluminum 0.007-0.012 Antimony. 0.01-0.02 Sulfur. 0,003-0,030 AZOT0,007-0,012 Iron. According to balance up to 100 Ex. The metal is smelted by a 100-ton electric furnace using a techno-ogy with combining the process of decomposition and oxidation of carbon, chromium, manganese. The metal is rinsed with oxygen at an intensity of 50 nm / min to carbon content of 0.03%, manganese 0.20%, chromium 0.05%. Then, the bath is deoxidized by cast iron, downloading oxidizing slag, making new slag from lime, fluorspar and fireclay, doping with ferrosicily, based on production in metal-3.0% of the Kremlin.

: Содержание азота в металле составл ет 0,012 вес.%.A: The nitrogen content in the metal is 0.012% by weight.

После этого металл выпускают со шлаком и ковш, переливают во второй коёш, где осуществл ют присадку алюмини . После присадки алюмини в количестве 24 кг в сталь во второй ковш в процессе продувки металла аргоном при 1570 С присаживают металлическую сурьму в количеств 10 кг, т.е. 0,8 от содержащегос в стали азота при отношении к введенному алюминию 0,4. Усвоение сурьмы составл ет 100%, алюмини 50%. Далее металл разливают на МНЛЗ в сл бы сечением 150x890 глм и прокатывают на лист. В толщине 0,35 мм холоднокатана электротехническа сталь имеет удельные ваттные потери П/50 ,5О Вт/кг и магнитную индукцию В2500 1,90-1,92 т, что соответствует требовани м станда та на марку 3405.After that, the metal is discharged with a slag and a ladle, poured into the second container, where aluminum is added. After the addition of aluminum in the amount of 24 kg to steel in the second ladle in the process of metal purging with argon at 1570 ° C, metal antimony is applied in quantities of 10 kg, i.e. 0.8% of nitrogen in steel with a ratio of 0.4 injected aluminum. The absorption of antimony is 100%, aluminum 50%. Then the metal is poured onto the caster into a section with a section of 150x890 gm and rolled onto a sheet. In the thickness of 0.35 mm cold rolled electrical steel has a specific watt loss of P / 50, 5O W / kg and B2500 magnetic induction of 1.90-1.92 tons, which corresponds to the requirements of the standard for mark 3405.

П р и м ё р 2 . Выплавку металла S электропечи и разливку на МНЛЗ провод т согласно примеру 1. Перед вводом алюмини и сурьмы в металле содержитс 0,007% азота. После присадки алюмини в сталь в количестве 14 кг во второй ковш в процессе продувки металла аргоном при присаживают металлическую сурьму в количестве 20 кг на 100-тонную плавку , т.е. 2,9 от содержани азота при отношении к введенному алюлшнию 1,5. В толщине 0,35 мм холоднокатна электротехническа сталь имеет удельные ваттные потери ,7/50 1,44-1,48 BT/KrJ. индукцию 1,92-1,93 т, выход выаией марки 3405 составл ет 37,2%.PRIME 2. The smelting of metal S of an electric furnace and casting on a continuous casting machine are carried out according to Example 1. Before entering aluminum and antimony, 0.007% of nitrogen is contained in the metal. After the addition of aluminum to steel in the amount of 14 kg in the second ladle in the process of flushing the metal with argon, metallic antimony is deposited in the amount of 20 kg per 100 ton melting, i.e. 2.9% of the nitrogen content with respect to the introduced aluminum content of 1.5. In the thickness of 0.35 mm, cold-rolled electrical steel has a specific watt loss of 7/50 1.44-1.48 BT / KrJ. an induction of 1.92-1.93 tons, the yield of brandy 3405 is 37.2%.

П р и м е р 3 . Выплавку металла в электропечи и разливку на МНЛЗPRI me R 3. Smelting of metal in electric furnaces and casting on caster

провод т согласно примеру 1. Металл перед легированием содержит 0,0095 вес.% азота. Во второй ковш после присадки алюмини в количестве 19 кг на 100-тонную цлавку ввод т металлическую сурьму в количестве 15 кг, т.е. 1,6 от содержсйдегос в стали азота при отношении к введенному алюминию 0,8. Удельшле ваттные потери электротехнической ста0 ли в толщине 0,35 мм составл ет 1,37-1,42 ВТ/КГ,- В25оо 1,94-1,95 т, выход высшей марки 3405 составл ет 61,5%.carried out according to Example 1. Before doping, the metal contains 0.0095% by weight of nitrogen. In the second bucket after the addition of aluminum in the amount of 19 kg, metal antimony is introduced in the amount of 15 kg per 100-ton cell, i.e. 1.6% of the content of nitrogen in steel with a ratio to the introduced aluminum of 0.8. The watt loss of the electrical steel in the thickness of 0.35 mm is 1.37-1.42 W / KG, - В25оо 1.94-1.95 t, the yield of the highest grade 3405 is 61.5%.

Холоднокатана электротехническа Cold rolled electrotechnical

5 сталь, выплавленна по способу-прототипу имеет в толщине 0,35 мм, удельные ваттные потери P-t,7/5o более 1,50 Вт/кг, магнитную индкуцию-В уо менее 1,90 т и не соответствует требовани м , предъ вл емым к стали выс0 шей категории марки 3405.5 steel, melted according to the prototype method, has a thickness of 0.35 mm, specific watt loss of Pt, 7/5 o more than 1.50 W / kg, magnetic induction-V o less than 1.90 t and does not meet the requirements for steel of the highest grade 3405 category.

Таким образом, описываемый способ позвол ет улучшить электромагнитные свойства стали и увеличить выхрд металла высших марок.Thus, the described method makes it possible to improve the electromagnetic properties of steel and increase the output of high grade metal.

5five

Claims

1. USSR Authors Certificate No. 358372, ch. C 21 C 5/52, 1971.

2.Patent of France 2213344,

cl. From 22 € 39/46, From 21 From 7/00, published. 1974.

3. Japanese patent number 51-32568, cl. 10 j 14, publ. 1976.