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EP1263993B1 - Verfahren zum herstellen von nichtkornorientiertem elektroblech - Google Patents

Verfahren zum herstellen von nichtkornorientiertem elektroblech Download PDF

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Publication number
EP1263993B1
EP1263993B1 EP01933708A EP01933708A EP1263993B1 EP 1263993 B1 EP1263993 B1 EP 1263993B1 EP 01933708 A EP01933708 A EP 01933708A EP 01933708 A EP01933708 A EP 01933708A EP 1263993 B1 EP1263993 B1 EP 1263993B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
hot
rolled
hot strip
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01933708A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1263993A1 (de
Inventor
Karl Ernst Friedrich
Brigitte Hammer
Rudolf Kawalla
Olaf Fischer
Jürgen Schneider
Carl-Dieter Wuppermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Stahl AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Stahl AG filed Critical ThyssenKrupp Stahl AG
Publication of EP1263993A1 publication Critical patent/EP1263993A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1263993B1 publication Critical patent/EP1263993B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing non-grain oriented electrical sheet.
  • non-grain oriented electrical steel are listed here the DIN EN 10106 ("final annealed electrical sheet") and DIN EN 10165 (“non-final annealed electrical steel sheet”) covered electrical sheets understood. Beyond that also more anisotropic varieties included as long as they not to be considered grain-oriented electrical sheets.
  • Non-grain oriented electrical sheets in the thickness range of 0.65 to 1 mm for example, use in the Production of engines, each only for short Operating times are turned on.
  • Such engines are in the field of home appliances or used as auxiliary drives in motor vehicles.
  • Such engines should deliver high performance, whereas energy consumption is a subordinate one Role play.
  • a first method for producing Non-grain oriented hot rolled electrical steel is out DE 198 07 122 A1.
  • In the known method becomes one (in mass%) 0.001 to 0.1% C, 0.05 to 3.0% Si, to 0.85% A1, where% Si + 2A1 ⁇ 3.0%, and 0.5 - 2.0% Mn and the remainder iron and usual Impurities containing starting material directly from the Pouring heat or after reheating to one hot rolled at least 900 ° C. in the As part of the hot rolling are targeted two or more Forming stitches in the two-phase area austenite / ferrite carried out. In this way can be saved of time and energy if necessary cold-rolled and finally treated electrical steel produce, which compared to conventional sheets of this Kind has improved magnetic properties.
  • Non-grain oriented electrical sheet like her
  • a Vorbandes from a cast slab can also be thin slabs or direct used, cast pre-bands for generating Electrical sheets are used.
  • Cast tapes also have the option of To cast extremely thin tapes, the dimensions of which Approximated dimensions of the hot strip to be produced are.
  • the magnetic properties of the final product become through each of the individual in the making influenced processing steps. Therefore For example, when hot rolling the stitch sequence and the condition of each rolling pass in the hot strip existing structure depending on the Steel composition determined conversion behavior of the Steel above the temperature at the beginning of rolling and which was carried out between the individual rolling passes Cooling adjusted so that the desired magnetic Properties of the final product can be achieved. As well the properties of the final product are determined by the Annealing temperatures, the reel temperature and the Deformations in the course of cold rolling determined.
  • the object of the invention is a method specify with which in particular thicker Non-grain oriented electrical sheets cost-effective produce good magnetic properties have.
  • an austenite-forming Steel cast strip from the casting heat used directly rolled to a hot strip is used directly rolled to a hot strip.
  • the rolling conditions are during hot rolling chosen so that the complete Ferrite transformation not until the end of rolling is completed. Instead, at least the last stitch in the mixed area austenite / ferrite performed while all other stitches in austenite to be rolled.
  • Electro-plate tapes are produced whose thickness is so low is that she, without again to the thickness reduction cold rolled, delivered to the end user can be. Particularly good results can be achieved achieve a method according to the invention, if the Starting material as a cast thin slab or cast strip is produced and the hot rolling continuously on the Production of the starting material follows. So have hot tapes, in accordance with the invention from a on a Casting mill produced and continuously processed starting material are manufactured, excellent features.
  • the finished hot rolled and if necessary, cooled hot rolled strip. there the reel temperature is preferably at least 700 ° C.
  • a hot strip annealing all or at least be saved to a substantial extent.
  • the hot strip is already softened in the coil, with his Characteristics determining characteristics, such as grain size, Texture and excretions are positively affected.
  • the band using the coil heat of a passive Annealing is subjected.
  • Such from the coil heat "in-line" annealing performed at high temperature coiled, not significantly cooled in the coil Hot strip may otherwise fail completely replace required hot band bake annealing.
  • annealed hot strips with particularly good magnetic and technological properties produce.
  • the required time and Energy expenditure is considerably lower than with the conventionally for improving the properties of Electric sheet performed hot strip annealing.
  • the properties to be set can do this necessitate the tape following the reeling be subjected to an annealing.
  • the hot strip annealing in which form the hot strip annealing is performed can It may be beneficial to the annealing in a conventional manner under an oxygen-reduced atmosphere perform.
  • the Reeling at these temperatures leads to the to a solidified alloy Hot strip state.
  • total change in shape ⁇ h is understood to mean the ratio of the decrease in thickness during rolling in the respective phase region to the thickness of the strip when it enters the relevant phase region.
  • a hot strip produced according to the invention has, for example, a thickness h 0 after rolling in the austenite region. In the course of the subsequent rolling in the two-phase mixing zone, the thickness of the hot strip is reduced to h 1 .
  • the final annealing after pickling at one lower annealing temperature of at least 650 ° C carried out so is a non-annealed Get electrical tape, which if necessary one Final annealing can be subjected to the end user.
  • Both annealing treatments can, depending on the Peculiarities of the respective alloy, the desired Properties of the electric sheet and the available standing facilities, either in the hood furnace or in the Continuous furnace be performed.
  • Hot rolled strip can be improved by that the pickled hot strip at a degree of deformation of more than 3% to 15% temper rolling. Also this Nachwalzen does not lead to structural changes that would be comparable with the changes that occur during cold rolling because of This achieved high degrees of deformation usually targeted be brought about.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the hot rolling in the mixing area done with lubrication.
  • hot rolling with Lubrication occur on the one hand lower shear deformations so that the rolled strip results in a more homogeneous Structure over the cross section receives.
  • the rolling forces so that over the respective Walzstich a higher thickness decrease is possible.
  • the final thickness of the hot strip is 0.65 mm up to 1 mm. At low cost and consequently produced inexpensively marketable bands of this thickness a high demand.
  • the process according to the invention is particularly suitable for Processing of such steels, which has a Si content of have at most 1 wt .-%.
  • Such steels have a pronounced austenite phase, so that the transition from the austenite to the mixed phase austenite / ferrite can be controlled very precisely.
  • J2500 designate the magnetic polarization at magnetic field strengths of 2500 A / m, 5000 A / m and 10000 A / m, respectively.
  • P 1.0 or P 1.5 is the Loss of magnetization at a polarization of 1.0 T. or 1.5 T and a frequency of 50 Hz understood.
  • Magnetic properties are each on individual strips measured along the rolling direction.
  • compositions formed melts have been continuously cast in a continuous casting plant to each a pre-band, which has also been continuously fed into a multi-roll stand comprising hot rolling.
  • Tables 2a-2c show the magnetic properties J 2500 , J 5000 , J 10000 , P 1.0 and P 1.5 for each of three electrical sheets A1-A3 or B1-B3 produced from steels A and B, respectively.
  • the center of gravity of the deformation has been placed in each case in the area in which the respective strip was in the austenitic state.
  • austenite / ferrite only one rolling pass has been carried out.
  • the total deformation ⁇ H achieved here was less than 35%, in particular 30%.
  • Diagram 2 is logarithmic for the three According to the invention produced electrical sheets a, b, c and the conventionally produced sheet d of the respective Course of the specific loss of magnetization over the magnetic polarization has been applied.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientiertem Elektroblech. Unter dem Begriff "nichtkornorientiertes Elektroblech" werden hier unter die DIN EN 10106 ("schlußgeglühtes Elektroblech") und DIN EN 10165 ("nicht schlußgeglühtes Elektroblech") fallende Elektrobleche verstanden. Darüber hinaus werden auch stärker anisotrope Sorten einbezogen, solange sie nicht als kornorientierte Elektrobleche gelten.
Nichtkornorientierte Elektrobleche im Dickenbereich von 0,65 bis 1 mm finden beispielsweise Verwendung bei der Herstellung von Motoren, die jeweils nur für kurze Betriebszeiten eingeschaltet werden. Typischerweise werden solche Motoren im Bereich der Haushaltstechnik oder als Hilfsantriebe in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Derartige Motoren sollen eine hohe Leistung liefern, wogegen der Energieverbrauch eine nur untergeordnete Rolle spielt.
Ein erstes Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientiertem warmgewalzten Elektroblech ist aus der DE 198 07 122 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein (in Masse-%) 0,001 bis 0,1 % C, 0,05 bis 3,0 % Si, bis 0,85 % A1, wobei %Si + 2A1 ≤ 3,0 %, und 0,5 - 2,0 % Mn sowie als Rest Eisen und übliche Verunreinigungen enthaltendes Vormaterial direkt aus der Gießhitze oder nach einem Wiedererwärmen auf eine mindestens 900 °C betragende Temperatur warmgewalzt. Im Zuge des Warmwalzens werden dabei gezielt zwei oder mehr Umformstiche im Zweiphasengebiet Austenit/Ferrit durchgeführt. Auf diese Weise läßt sich bei Einsparung von Zeit und Energie ein erforderlichenfalls kaltgewalztes und schlußbehandeltes Elektroblech erzeugen, welches gegenüber herkömmlichen Blechen dieser Art verbesserte magnetische Eigenschaften besitzt.
Bei der herkömmlichen Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech, wie sie beispielsweise in der EP 0 897 993 A1 beschrieben ist, wird üblicherweise eine aus einem Stahl bestimmter Zusammensetzung gegossene Bramme oder Dünnbramme zu einem Vorband vorgewalzt. Dieses Vorband wird anschließend in mehreren Stichen warmgewalzt. Sofern erforderlich, wird das warmgewalzte Band geglüht. Anschließend wird es gehaspelt. Nach dem Haspeln erfolgt in der Regel ein Beizen und weiteres Glühen des Warmbandes, welches schließlich in einem Schritt oder in mehreren Schritten mit zwischengeschaltetem Glühen auf Enddicke kaltgewalzt wird. Erforderlichenfalls wird ein ergänzendes Dressierwalzen durchgeführt. Sofern der Endverarbeiter dies fordert, wird das kaltgewalzte Band schließlich auch noch schlußgeglüht.
Anstelle des Vorwalzens eines Vorbandes aus einer gegossenen Bramme können auch Dünnbrammen oder direkt eingesetzte, gegossene Vorbänder zum Erzeugen von Elektroblechen verwendet werden. Bei der Verwendung von gegossenen Vorbändern besteht zudem die Möglichkeit, extrem dünne Bänder zu gießen, deren Abmessungen den Abmessungen des zu erzeugenden Warmbandes angenähert sind. Indem das Gießen eines solchen Vorbands und das Warmwalzen dieses Bandes in einen kontinuierlichen Prozeß integriert werden, können technologische und kostenmäßige Vorteile erzielt werden.
Die magnetischen Eigenschaften des Endprodukts werden durch jeden der einzelnen bei der Herstellung durchlaufenen Verarbeitungsschritte beeinflußt. Daher werden beispielsweise beim Warmwalzen die Stichfolge und der Zustand des bei jedem Walzstich im Warmband vorhandenen Gefüges in Abhängigkeit vom durch die Stahlzusammensetzung bestimmten Umwandlungsverhalten des Stahls über die Temperatur beim Beginn des Walzens und die zwischen den einzelnen Walzstichen durchgeführte Kühlung so eingestellt, daß die gewünschten magnetischen Eigenschaften des Endproduktes erreicht werden. Ebenso werden die Eigenschaften des Endprodukts durch die Glühtemperaturen, die Haspeltemperatur und die Verformungen im Zuge des Kaltwalzens bestimmt.
Die große Anzahl von Fertigungsschritten macht die Produktion von Elektroblechen technisch aufwendig und teuer. Dies erweist sich insbesondere bei größeren Blechdicken als nachteilig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich insbesondere dickere nichtkornorientierte Elektrobleche kostengünstig herstellen lassen, die gute magnetische Eigenschaften besitzen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientiertem warmgewalzten Elektroblech gelöst, bei dem aus einem Vormaterial, wie gegossenen Brammen, Bändern, Vorbändern oder Dünnbrammen, das aus einem Stahl mit (in Gewichts-%)
C:
0,0001 - 0,05 %,
Si:
≤ 1,5 %,
Al :
≤ 0,5 %, wobei [%Si] + 2[%Al] ≤ 1,8,
Mn:
0,1 - 1,2 %,
wahlweise bis insgesamt 1,5 % an Legierungszusätzen von P, Sn, Sb, Zr, V, Ti, N, Ni, Co, Nb und / oder B
Rest Eisen sowie übliche Verunreinigungen,
hergestellt ist, in einer Fertigwalzstaffel bei oberhalb der Ar1-Temperatur liegenden Temperaturen ein Warmband mit einer Dicke ≤ 1,5 mm gewalzt wird, wobei mindestens der letzte Umformstich des Warmwalzens im Mischgebiet Austenit / Ferrit durchgeführt wird und die gesamte im Zuge des Walzens im Mischgebiet Austenit / Ferrit erreichte Formänderung εH < 35 % ist.
Erfindungsgemäß wird ein aus einem austenitbildenden Stahl gegossenes Band aus der Gießhitze direkt eingesetzt zu einem Warmband gewalzt. Dabei sind die Walzbedingungen während des Warmwalzens so gewählt, daß die vollständige Ferritumwandlung bis zum Ende des Walzens nicht abgeschlossen ist. Statt dessen wird mindestens der letzte Stich im Mischgebiet Austenit / Ferrit durchgeführt, während alle anderen Stiche im Austenit gewalzt werden.
Indem das Erzeugen des Vormaterials und das Warmwalzen des Elektroblechs in einem erfindungsgemäßen Prozeß durchgeführt werden, können nichtkornorientierte Elektroblechbänder erzeugt werden, deren Dicke so gering ist, daß sie, ohne noch einmal zur Dickenreduzierung kaltgewalzt zu werden, dem Endverwender ausgeliefert werden können. Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erreichen, wenn das Vormaterial als gegossene Dünnbramme oder gegossenes Band erzeugt wird und das Warmwalzen kontinuierlich auf die Erzeugung des Vormaterials folgt. So weisen Warmbänder, die in erfindungsgemäßer Weise aus einem auf einer Gießwalzanlage erzeugten und kontinuierlich weiterverarbeiteten Vormaterial hergestellt sind, hervorragende Eigenschaften auf.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei Beachtung der erfindungsgemäß vorgesehenen Betriebsbedingungen warmgewalzte nichtkornorientierte Elektrobleche herstellen lassen, die in ihren Eigenschaften denjenigen Elektroblechen mindestens ebenbürtig sind, die in herkömmlicher Weise im Anschluß an die Warmbanderzeugung kaltgewalzt worden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es folglich, unter Einsparung kostenträchtiger und zeitaufwendiger Arbeitsschritte, die im Stand der Technik stets für erforderlich gehalten worden sind, hochwertige Elektrobleche mit guten magnetischen Eigenschaften kostengünstig herzustellen.
Üblicherweise wird das fertig warmgewalzte und erforderlichenfalls abgekühlte Warmband gehaspelt. Dabei beträgt die Haspeltemperatur vorzugsweise mindestens 700 °C. Erfahrungsgemäß kann bei Einhaltung dieser Haspeltemperatur eine Warmbandglühung ganz oder zumindest zum wesentlichen Teil eingespart werden. Das Warmband wird nämlich schon im Coil entfestigt, wobei die seine Eigenschaften bestimmenden Merkmale, wie Korngröße, Textur und Ausscheidungen, positiv beeinflußt werden. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn das Band unter Nutzung der Coilhitze einer passiven Glühung unterzogen wird. Eine solche aus der Coilhitze "in-line" ausgeführten Glühung des bei hoher Temperatur aufgehaspelten, im Coil nicht wesentlich abgekühlten Warmbandes kann eine andernfalls unter Umständen erforderliche Warmbandhaubenglühung vollständig ersetzen. So lassen sich geglühte Warmbänder mit besonders guten magnetischen und technologischen Eigenschaften herstellen. Der dazu erforderliche Zeit- und Energieaufwand ist erheblich geringer als bei der herkömmlicherweise zur Verbesserung der Eigenschaften von Elektroblech durchgeführten Warmbandglühung.
Alternativ oder ergänzend zur "passiven" Glühung im Coil kann, sofern die einzustellenden Eigenschaften dies erforderlich machen, das Band im Anschluß an das Haspeln einer Glühung unterzogen werden. Unabhängig davon, in welcher Form die Warmbandglühung durchgeführt wird, kann es vorteilhaft sein, die Glühung in herkömmlicher Weise unter einer sauerstoffreduzierten Atmosphäre durchzuführen.
Gemäß einer anderen, insbesondere für die Verarbeitung eines Stahls mit einem Si-Gehalt von mindestens 0,7 Gew.-% besonders geeigneten Ausgestaltung der Erfindung wird das Warmband nach dem Walzen in der Fertigstaffel bei einer Haspeltemperatur von weniger als 600 °C, insbesondere weniger als 550 °C, gehaspelt. Das Haspeln bei diesen Temperaturen führt bei den betreffenden Legierungen zu einem verfestigten Warmbandzustand. Dabei können weitere Verbesserungen der Eigenschaften derart gehaspelter und legierter Elektrobleche dadurch erreicht werden, daß das gehaspelte Warmband unmittelbar anschließend an das Haspeln im Coil beschleunigt abgekühlt wird.
Praktische Versuche haben ergeben, daß sich Elektroblech-Warmband mit besonders guten Eigenschaften erzeugen läßt, wenn der Schwerpunkt der Verformung während des Warmwalzens deutlich im Austenitgebiet liegt. Daher ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die diesem Ergebnis Rechnung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zuge des Walzens im Mischgebiet Austenit / Ferrit erreichte Formänderung εh auf 10 % - 15 % beschränkt ist.
Unabhängig davon, wie stark das Warmband im Mischgebiet γ/α verformt wird, kann durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses von Umformgrad und Umformgeschwindigkeit, d.h. Ausnutzung der bei der Umformung entstehenden Wärme, eine optimale Temperaturführung im Sinne der Vermeidung einer Abkühlung des Walzgutes und damit eine vollständige Umwandlung in Ferrit vermieden werden.
Unter der "Gesamtformänderung εh" wird in diesem Zusammenhang das Verhältnis der Dickenabnahme während des Walzens im jeweiligen Phasengebiet zur Dicke des Bandes beim Eintritt in das betreffende Phasengebiet verstanden. Dieser Definition entsprechend weist ein gemäß der Erfindung hergestelltes Warmband beispielsweise nach dem Walzen im Austenitgebiet eine Dicke h0 auf. Im Zuge des darauffolgenden Walzens im Zweiphasenmischgebiet wird die Dicke des Warmbands auf h1 reduziert. Definitionsgemäß ergibt sich damit die beispielsweise während des Mischwalzens erreichte Gesamtformänderung εh zu (h0 - h1) / h0 mit h0 = Dicke beim Eintritt in das erste im Mischzustand Austenit / Ferrit durchlaufene Walzgerüst und h1 = Dicke beim Verlassen des letzten im Mischzustand durchlaufenen Walzgerüsts.
Zur Verbesserung der Beschaffenheit der Bandoberfläche und der weiteren Verarbeitbarkeit ist es günstig, wenn das Warmband nach dem Haspeln gebeizt wird.
Fordert der Endverwender ein schlußgeglühtes Elektroblech, so ist es zweckmäßig, das Warmband nach dem Beizen bei einer Glühtemperatur von mindestens 740 °C zu einem schlußgeglühten Elektroband zu glühen. Wird dagegen das abschließende Glühen nach dem Beizen bei einer niedrigeren Glühtemperatur von mindestens 650 °C durchgeführt, so wird ein nichtschlußgeglühtes Elektroband erhalten, welches erforderlichenfalls einer Schlußglühung beim Endverwender unterzogen werden kann. Beide Glühbehandlungen können, abhängig von den Eigenarten der jeweiligen Legierung, den gewünschten Eigenschaften des Elektroblechs und den zur Verfügung stehenden Einrichtungen, entweder im Haubenofen oder im Durchlaufofen durchgeführt werden.
Eine weitere Verbesserung der Verarbeitbarkeit des erfindungsgemäß erzeugten und ausgelieferten Elektrowarmbandes läßt sich dadurch erreichen, daß das gebeizte Warmband bei einem Umformgrad von bis zu 3 % glattgewalzt wird. Bei diesem Walzen werden Unebenheiten der Bandoberfläche geglättet, ohne daß es zu einer nennenswerten Beeinflussung des im Zuge des Warmwalzens erzeugten Gefügezustands kommt.
Alternativ oder ergänzend zu einem reinen Glättstich der voranstehend erläuterten Art kann die Maßhaltigkeit und Oberflächenbeschaffenheit des erfindungsgemäß erzeugten, warmgewalzten Bandes dadurch noch verbessert werden, daß das gebeizte Warmband bei einem Umformgrad von mehr als 3 % bis 15 % dressiergewalzt wird. Auch dieses Nachwalzen führt zu keinen Gefügeänderungen, die vergleichbar wären mit den Veränderungen, die beim Kaltwalzen wegen der dabei erzielten hohen Umformgrade üblicherweise gezielt herbeigeführt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Warmwalzen im Mischgebiet mit Schmierung erfolgt. Durch das Warmwalzen mit Schmierung treten einerseits geringere Scherverformungen auf, so daß das gewalzte Band im Ergebnis eine homogenere Struktur über den Querschnitt erhält. Andererseits werden durch die Schmierung die Walzkräfte vermindert, so daß über dem jeweiligen Walzstich eine höhere Dickenabnahme möglich ist.
Vorzugsweise beträgt die Enddicke des Warmbandes 0,65 mm bis 1 mm. An kostengünstig produzierten und folglich preisgünstig vermarktbaren Bändern dieser Dicke besteht ein hoher Bedarf.
Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung solcher Stähle, die einen Si-Gehalt von höchstens 1 Gew.-% aufweisen. Derartige Stähle besitzen eine ausgeprägte Austenitphase, so daß sich der Übergang von der Austenit- in die Mischphase Austenit / Ferrit besonders präzise steuern läßt.
Liegt der Kohlenstoffgehalt des Stahles über
0,005 Gew.-%, so ist es zweckmäßig, wenn das Warmband vor einer Konfektionierung und Auslieferung entkohlend geglüht wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:
"J2500", "J5000" bzw. "J10000" bezeichnen im folgenden die magnetische Polarisation bei magnetischen Feldstärken von 2500 A/m, 5000 A/m bzw. 10000 A/m.
Unter "P 1,0" bzw. "P 1,5" wird der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,0 T bzw. 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz verstanden.
Die in den nachfolgenden Tabellen angegebenen magnetischen Eigenschaften sind jeweils an Einzelstreifen längs der Walzrichtung gemessen worden.
In Tabelle 1 sind für zwei zur erfindungsgemäßen Herstellung von Elektroblech verwendete Stähle die Gehalte der für die Eigenschaften wesentlichen Legierungsbestandteile in Gewichts-% angegeben.
Stahl C Si Al Mn
A 0,008 0,10 0,12 0,34
B 0,007 1,19 0,13 0,23
Entsprechend den in Tabelle 1 angegebenen
Zusammensetzungen gebildete Schmelzen sind in einer Gießwalzanlage kontinuierlich zu jeweils einem Vorband gegossen worden, welches ebenso kontinuierlich in eine mehrere Walzgerüste umfassende Warmwalzstaffel geleitet worden ist.
In den Tabellen 2a - 2c sind die magnetischen Eigenschaften J2500, J5000, J10000, P1,0 und P1,5 für jeweils drei aus den Stählen A bzw. B erzeugte Elektrobleche A1 - A3 bzw. B1 - B3 angegeben. Beim Warmwalzen dieser Elektrobleche A1 - A3 und B1 - B3 ist der Schwerpunkt der Verformung jeweils in den Bereich gelegt worden, in denen das jeweilige Band sich im austenitischen Zustand befand. Im Mischgebiet Austenit / Ferrit ist dagegen nur ein Walzstich durchgeführt worden. Die dabei erzielte Gesamtverformung εH betrug weniger als 35 %, insbesondere 30 %.
Im Anschluß an das Walzen sind die Warmbänder bei einer Haspeltemperatur von 750 °C gehaspelt worden.
Blech J2500 [T] J5000 [T] J10000 [T] P1,0 [W/kg] P1,5 [W/kg]
A1 1,623 1,704 1,513 5,494 12,457
B1 1,646 1,717 1,556 4,466 9,593
Blech J2500 [T] J5000 [T] J10000 [T] P1,0 [W/kg] P1,5 [W/kg]
A2 1,651 1,726 1,564 5,354 13,548
B2 1,638 1,716 1,550 3,614 8,554
Blech J2500 J5000 J10000 P1,0 P1,5
[T] [T] [T] [W/kg] [W/kg]
A3 1,658 1,728 1,578 4,892 11,073
B3 1,611 1,690 1,532 3,062 7,641
Im Fall der Beispiele A1, B1 (Tabelle 2a) sind die Warmbänder nach der Abkühlung direkt zu handelsüblichen Elektroblechen konfektioniert und an den Endverwender ausgeliefert worden. Im Fall der Beispiele A2, B2 (Tabelle 2b) sind die Warmbänder vor ihrer Auslieferung an den Endverwender gebeizt und zusätzlich einem Glättstich unterworfen worden. Bei diesem Glättstich ist eine Verformung εH von maximal 3 % erreicht worden. Die Bänder A3, B3 (Tabelle 2c) sind vor ihrer Auslieferung nach einem Beizen jeweils dressiergewalzt worden.
Vergleichsuntersuchungen, die an 1 mm dicken, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Elektroblechen und Elektroblechen durchgeführt worden sind, die in konventioneller Weise warm- und kaltgewalzt worden sind, zeigen, daß die erzielbaren Werte der magnetischen Polarisation und die erzielbaren Werte des spezifischen Ummagnetisierungsverlustes der erfindungsgemäß erzeugten Elektrobleche in engen Bereichen mit denjenigen Werten übereinstimmen, die für die betreffenden Eigenschaften an herkömmlich erzeugten Elektroblechen ermittelt werden konnten.
In Diagramm 1 ist logarithmisch für drei erfindungsgemäß erzeugte Elektrobleche a, b, c und ein in herkömmlicher Weise erzeugtes Blech d der jeweilige Verlauf der magnetischen Polarisation über die magnetische Feldstärke aufgetragen wurden. Das Blech a wurde direkt eingesetzt, Blech b geglättet und Blech c dressiert.
In Diagramm 2 ist logarithmisch für die drei erfindungsgemäß erzeugten Elektrobleche a, b, c und das in herkömmlicher Weise erzeugte Blech d der jeweilige Verlauf des spezifischen Ummagnetisierungsverlustes über der magnetischen Polarisation aufgetragen worden.
Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die Eigenschaften der erfindungsgemäß erzeugten Bleche a,b,c nur geringfügig von den Eigenschaften des herkömmlich erzeugten Elektroblechs abweichen. Dies zeigt, daß sich mit der erfindungsgemäß vorgenommenen Optimierung der beim Warmwalzen gewählten Walzstrategie unter Einsparung des kostspieligen Kaltwalzens hochwertige, marktfähige Elektrobleche herstellen lassen.

Claims (25)

  1. Verfahren zum Herstellen von nichtkornorientiertem warmgewalzten Elektroblech, bei dem aus einem Vormaterial, wie gegossenen Brammen, Bändern, Vorbändern oder Dünnbrammen, das aus einem Stahl mit (in Gewichts-%)
    C:
    0,0001 - 0,05 %,
    Si:
    ≤ 1,5 %,
    Al:
    ≤ 0,5 %, wobei [%Si] + 2[%Al] ≤ 1,8,
    Mn:
    0,1 - 1,2 %,
    wahlweise bis insgesamt 1,5% an Legierungszusätzen von P, Sn, Sb, Zr, V, Ti, N, Ni, Co, Nb und/oder B,
       Rest Eisen sowie übliche Verunreinigungen,
    hergestellt ist, in einer Fertigwalzstaffel bei oberhalb der Ar1-Temperatur liegenden Temperaturen ein Warmband mit einer Dicke ≤ 1,5 mm gewalzt wird, wobei mindestens der letzte Umformstich des Warmwalzens im Mischgebiet Austenit / Ferrit durchgeführt wird und die gesamte im Zuge des Walzens im Mischgebiet Austenit / Ferrit erreichte Formänderung εH < 35 % ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bis insgesamt 1,5 % an Legierungszusätzen von P, Sn, Sb, Zr, V, Ti, N, Ni, Co, Nb und / oder B enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormaterial als gegossene Dünnbramme oder gegossenes Band erzeugt wird und daß das Warmwalzen kontinuierlich auf die Erzeugung des Vormaterials folgt.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Warmband gehaspelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspeltemperatur mindestens 700 °C beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband unter Nutzung der Coilhitze einer passiven Glühung unterzogen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband im Anschluß an das Haspeln geglüht wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmbandglühung unter einer sauerstoffreduzierten Atmosphäre durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspeltemperatur ≤ 600 °C beträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gehaspelte Warmband unmittelbar anschließend an das Haspeln im Coil beschleunigt abgekühlt wird.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Formänderung εH während des Walzens im Mischgebiet Austenit / Ferrit 10 % - 15 % beträgt.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband nach dem Haspeln gebeizt wird.
  13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband bei einer Glühtemperatur von mindestens 740 °C zu einem schlußgeglühten Elektroband geglüht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband bei einer Glühtemperatur von mindestens 650 °C zu einem nichtschlußgeglühten Elektroband geglüht wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen im Haubenofen durchgeführt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen im Durchlaufofen durchgeführt wird.
  17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband ohne kaltgewalzt zu werden konfektioniert und ausgeliefert wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband bei einem Umformgrad von ≤ 3 % glattgewalzt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das glattgewalzte Band konfektioniert und ausgeliefert wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband bei einem Umformgrad von > 3 % - 15 % dressiergewalzt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das dressierte Band konfektioniert und ausgeliefert wird.
  22. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enddicke des Warmbandes 0,65 bis 1 mm beträgt.
  23. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmwalzen im Mischgebiet mit Schmierung erfolgt.
  24. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Si-Gehalt des Stahles höchstens 1 Gew.-% beträgt.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17, 19 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der C-Gehalt des Stahles mehr als 0,005 Gew.-% beträgt und daß das Warmband vor seiner Konfektionierung und Auslieferung entkohlend geglüht wird.
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