способ производства изотропной электротехнической стали

Формула изобретения

Способ производства изотропной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, нормализацию, травление, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую 0,05% С, 1,4-3,4% Si, 0,04-0,12% P, а после горячей прокатки при выходе полосы из чистовой клети перед душированием водой проводят ее охлаждение на воздухе с временем, устанавливаемым из соотношения

=4,1+7,3[Si,%]-95,0[P,%]2 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к листу изотропной электротехнической стали, используемой для сердечников электрических машин, электродвигателей, генераторов, дросселей и т.д. Основным требованием качества изотропной электротехнической стали является высокий уровень и изотропность магнитных свойств, которые характеризуются низкими удельными ваттными потерями, высокой магнитной индукцией и малой анизотропией этих величин.

Высокий уровень магнитных свойств достигается за счет подбора химического состава, получения оптимальной текстуры и структуры в готовой стали. Сталь должна иметь размер зерна в пределах 100-200 мкм и максимальное количество зерен с кристаллографическими ориентировками параллельно поверхности листа (200), (310) и (110) <uvw>. Текстура и структура в изотропной стали формируется по технологическим переделам, включая выплавку, горячую прокатку, нормализацию, холодную прокатку и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг.

Известен способ производства изотропной электротехнической стали, где достаточно высокий уровень магнитных свойств достигается за счет легирования ее фосфором. Химический состав этой стали включает: 0,02-0,05%С, 1,5-3,3%Si, 0,02-0,10%P, 0,1-0,4%Мn, 0,3-0,6%Аl. Однако в этом способе регламентированы режимы охлаждения при горячей прокатке, повышенное содержание углерода на стадии выплавки способствует большому выделению углеродосодержащей фазы, что снижает пластичность стали, и в процессе обезуглероживающе - рекристаллизационного отжига возникает значительная зона внутреннего окисления, снижающая магнитные свойства (а.с. 1786134, СССР, С 21 D 8/12, 1993).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения изотропной электротехнической стали (а.с. 2133285, С 21 D 8/12, 1999), включающий выплавку, горячую прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг. В этом способе после горячей прокатки с обжатием в последнем проходе не менее 13%, охлаждение горячекатаных полос в течение 6-20 с ведут на воздухе, а затем путем душирования водой.

Недостатком данного способа является то, что не учитывается влияние кремния на время охлаждения горячекатаной полосы на воздухе. В связи с этим глубина рекристаллизованной зоны по сечению листа не достигает максимальной величины, в результате чего уровень магнитных свойств недостаточно высок.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение магнитных свойств изотропной электротехнической стали, содержащей 1,4-3,4%Si и легированной фосфором до 0,12%. Технический результат достигается тем, что электротехническую сталь изготавливают по технологии, включающей выплавку, горячую прокатку с регулируемым душированием, учитывающим химический состав стали, нормализацию, холодную прокатку и совмещенный обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг.

Время охлаждения горячекатаных полос на отводящем рольганге перед душированием водой влияет на глубину рекристаллизованной зоны и, следовательно, на магнитные свойства.

Предлагаемая формула

=4,1+7,3[Si,%]-95,0[P,%]

учитывает связь между содержанием кремния, фосфора и временем охлаждения горячекатаного металла. Кремний уменьшает диффузионную подвижность атомов и с его увеличением процессы рекристаллизации в горячекатаной полосе замедляются, что приводит к уменьшению протяженности рекристаллизованной зоны. Легирование стали фосфором приводит к увеличению напряженного состояния железокремнистого твердого раствора и способствует ускорению процессов нерекристаллизации. Это в свою очередь расширяет рекристаллизованную зону горячекатаного металла.

Было установлено, что в кремнистых сталях процессы структуротекстурообразования не обеспечивают наиболее высокий уровень магнитных свойств, если не учитывать содержание кремния и фосфора в стали.

Легирование фосфором способствует снижению неблагоприятных ориентировок типа (111) <uvw>, (112) <uvw> и увеличению благоприятных ориентировок типа (001) <uvw>, что в целом приводит к улучшению магнитных свойств.

Пример осуществления предлагаемого изобретения.

Предлагаемый способ производства изотропной стали осуществляется в промышленных условиях. Выплавку стали, содержащей 0,05%С, 1,4-3,4%Si, 0,04-0,12%Р, 0,3-0,5%Аl проводили в 160-тонных конвертерах, внепечную обработку жидкого металла в ковше вакуумированием и аргоном. Сталь разливали в слябы на УНРС, горячую прокатку проводили на широкополосном стане "2000" на толщину 2,0 м с регулируемым душированием. Время охлаждения на воздухе полос после ее выхода из чистовой клети перед душированием водой устанавливали в зависимости от содержания кремния в стали по формуле:

=4,1+7,3[Si,%]-95,0[P,%]2 с.

В дальнейшем металл подвергали нормализации при 800-850^oС, после чего проводили травление и холодную прокатку на толщину 0,5 мм и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг в агрегате непрерывного отжига. Массовая доля основных элементов, время охлаждения, рассчитанное по предлагаемой формуле, горячекатаной полосы и магнитные свойства приведены в таблице.