RU2262540C1 - Method of production of isotropic electrical steel with phosphorus - Google Patents
Method of production of isotropic electrical steel with phosphorus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262540C1 RU2262540C1 RU2004130256/02A RU2004130256A RU2262540C1 RU 2262540 C1 RU2262540 C1 RU 2262540C1 RU 2004130256/02 A RU2004130256/02 A RU 2004130256/02A RU 2004130256 A RU2004130256 A RU 2004130256A RU 2262540 C1 RU2262540 C1 RU 2262540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphorus
- steel
- annealing
- production
- cold rolling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно к производству изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрической аппаратуры, работающей во вращающемся магнитном поле.The present invention relates to metallurgy, specifically to the production of isotropic electrical steel used for the manufacture of magnetic circuits of electrical equipment operating in a rotating magnetic field.
Основными критериями оценки качества изотропной стали являются магнитные и механические свойства. Это удельные потери энергии на перемагничивание, магнитная индукция и их анизотропия, отношение предела текучести к пределу прочности. Удельные потери и анизотропия должны быть минимальными, магнитная индукция - максимальной, а отношение пределов более 0,85. Магнитные свойства стали зависят от параметров микроструктуры и текстуры, неметаллических включений. Удельные потери и анизотропия понижаются, а магнитная индукция повышается с увеличением количества компонента {100}<uvw> в текстуре стали. Удельные потери понижаются, а магнитная индукция повышается с увеличением размера зерна и уменьшением количества неметаллических включений. Магнитные свойства также зависят от химического состава стали, в основном от содержания кремния. С увеличением содержания кремния (0,10÷3,25%) удельные потери и магнитная индукция понижаются. Многие годы кремний являлся основным инструментом воздействия на удельные потери, хотя при этом уменьшение индукции являлось отрицательным фактом. Для двигателей и генераторов малой мощности, в которых более важна магнитная индукция, использовалась сталь с малым содержанием кремния, а для мощной аппаратуры, где более важны удельные потери, - сталь с высоким содержанием кремния. Проблема получения стали с низкими удельными потерями и высокой магнитной индукцией была частично решена путем замены кремния фосфором. Эта замена удачна и с точки зрения механических свойств стали. Требование к определенной величине отношения пределов текучести к прочности вызвано зависимостью штампуемости стали от этой величины. В настоящее время для штамповки применяются высокоскоростные машины. Если сталь мягкая, то штамповка становится невозможной. Требования к механическим свойствам позволял выполнять кремний. Обычно трудности в штамповке возникали при понижении содержания кремния менее 1%. Фосфор не менее эффективно, чем кремний, позволил получать необходимые механические свойства стали.The main criteria for assessing the quality of isotropic steel are magnetic and mechanical properties. This is the specific energy loss for magnetization reversal, magnetic induction and their anisotropy, the ratio of yield strength to ultimate strength. Specific losses and anisotropy should be minimal, magnetic induction should be maximum, and the ratio of the limits should be more than 0.85. The magnetic properties of steel depend on the parameters of the microstructure and texture, non-metallic inclusions. Specific losses and anisotropy decrease, and magnetic induction increases with the amount of component {100} <uvw> in the steel texture. Specific losses are reduced, and magnetic induction increases with increasing grain size and a decrease in the number of non-metallic inclusions. Magnetic properties also depend on the chemical composition of the steel, mainly on the silicon content. With an increase in silicon content (0.10 ÷ 3.25%), specific losses and magnetic induction decrease. For many years, silicon has been the main tool for influencing specific losses, although a decrease in induction was a negative fact. For engines and generators of low power, in which magnetic induction is more important, steel with a low silicon content was used, and for powerful equipment where specific losses are more important, steel with a high silicon content was used. The problem of obtaining steel with low specific losses and high magnetic induction was partially solved by replacing silicon with phosphorus. This replacement is also successful in terms of the mechanical properties of steel. The requirement for a certain value of the ratio of yield strength to strength is caused by the dependence of the formability of steel on this value. Currently, high-speed machines are used for stamping. If the steel is mild, stamping becomes impossible. Requirements for mechanical properties allowed to perform silicon. Typically, stamping difficulties occurred when the silicon content was reduced to less than 1%. Phosphorus is no less effective than silicon, allowed to obtain the necessary mechanical properties of steel.
Известны способы производства изотропной стали, в которых улучшение магнитных свойств достигается за счет легирования стали фосфором и регламентации режимов технологических операций. В способе производства изотропной электротехнической стали, включающем выплавку, горячую прокатку, нормализацию, травление, холодную прокатку и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг (патент РФ №2223338, С1 7 С 21 D 8/12, 2004 г.), концентрация фосфора зависит от содержания кремния и определяется уравнением Р=-0,004[Si,%]2-0,02[Si,%]+0,168±0,02% при содержании углерода в стали после выплавки менее 0,015% и кремния в пределах 1,4÷3,4%. В способе производства изотропной электротехнической стали, включающем выплавку, горячую прокатку, нормализацию, травление, холодную прокатку и обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг (патент РФ №2215796, С1 7 С 21 D 8/12, 2003 г.), температуру нормализации выбирают с учетом содержания кремния и фосфора по уравнению tн=950-45 [Si,%]+100[Р,%]±10°С при изменении содержания кремния в пределах 1,60÷2,69%, фосфора - 0,05÷0,15%.Known methods for the production of isotropic steel, in which the improvement of magnetic properties is achieved by alloying steel with phosphorus and the regulation of the modes of technological operations. In a method for the production of isotropic electrical steel, including smelting, hot rolling, normalization, etching, cold rolling and decarburization-recrystallization annealing (RF patent No. 2223338, C1 7 C 21 D 8/12, 2004), the phosphorus concentration depends on the silicon content and is determined by the equation P = -0.004 [Si,%] 2 -0.02 [Si,%] + 0.168 ± 0.02% when the carbon content in the steel after smelting is less than 0.015% and silicon in the range 1.4 ÷ 3.4 % In a method for the production of isotropic electrical steel, including smelting, hot rolling, normalization, pickling, cold rolling and decarburization-recrystallization annealing (RF patent No. 2215796, C1 7 C 21 D 8/12, 2003), the normalization temperature is selected taking into account the content silicon and phosphorus according to the equation t n = 950-45 [Si,%] + 100 [P,%] ± 10 ° C with a change in the silicon content in the range of 1.60 ÷ 2.69%, phosphorus - 0.05 ÷ 0, fifteen%.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению представляется способ получения изотропной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую и холодную прокатки, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг (патент РФ №2155234, С1 7 С 21 D 8/12, 2000 г.). Способ отличается тем, что температуру окончательного рекристал-лизационного отжига после холодной прокатки определяют с учетом содержания кремния и фосфора из соотношения Т=(3,7[Si,%]1/2/[Р,%])+880±10°С при изменении содержания кремния 1,4÷2,6% и фосфора 0,05÷0,15%. Этот способ выбран в качестве прототипа. Техническим результатом этого способа является исключение из технологии операции нормализации горячекатаных полос. Это позволяет повысить пластичность стали и содержание фосфора до 0,15%, получать магнитные свойства, соответствующие маркам 2411, и снизить себестоимость стали. Исключение операции нормализации вызывает необходимость определения температуры обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига в зависимости от содержания кремния и фосфора. Однако в известном способе не учтены все особенности производства стали с повышенным содержанием фосфора. Это не позволяет существенно улучшить магнитные свойства стали и является недостатком.Closest to the proposed invention is a method for producing isotropic electrical steel, including smelting, hot and cold rolling, decarburization-recrystallization annealing (RF patent No. 2155234, C1 7 C 21 D 8/12, 2000). The method is characterized in that the temperature of the final recrystallization annealing after cold rolling is determined taking into account the content of silicon and phosphorus from the ratio T = (3.7 [Si,%] 1/2 / [P,%]) + 880 ± 10 ° С with a change in the silicon content of 1.4 ÷ 2.6% and phosphorus 0.05 ÷ 0.15%. This method is selected as a prototype. The technical result of this method is the exclusion from the technology of the operation of normalizing hot rolled strips. This makes it possible to increase the ductility of steel and the phosphorus content to 0.15%, to obtain magnetic properties corresponding to grades 2411, and to reduce the cost of steel. The exclusion of the normalization operation necessitates determining the temperature of the decarburization-recrystallization annealing depending on the content of silicon and phosphorus. However, in the known method, all the features of the production of steel with a high phosphorus content are not taken into account. This does not significantly improve the magnetic properties of steel and is a disadvantage.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в улучшении магнитных свойств стали.The technical problem solved by the invention is to improve the magnetic properties of steel.
Она достигается тем, что согласно предлагаемому способу проводят выплавку стали, содержащей 0,05÷0,40% фосфора, горячую и холодную прокатки, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг и дополнительный отжиг в колпаковой печи. При необходимости проводят нормализацию горячекатаных полос.It is achieved by the fact that according to the proposed method, steel is smelted containing 0.05 ÷ 0.40% phosphorus, hot and cold rolling, decarburization-recrystallization annealing and additional annealing in a bell furnace. If necessary, normalize the hot-rolled strips.
Сущность изобретения состоит в следующем. Нашими исследованиями установлено, что при содержании фосфора более 0,03÷0,05% в стали выделяется мелкодисперсная фосфоросодержащая фаза. Ее количество в готовой стали может достигать 1013 шт/см3. Известно, что такие фазы тормозят движение границ доменов при перемагничивании ферромагнитного материала и повышают расход энергии на этот процесс. Это и явилось причиной недостаточного улучшения магнитных свойств стали в известном способе. Фаза формируется при конечном обезуглероживающе-рекристаллизационном отжиге. Для однородного и достаточного обезуглероживания, получения однородных параметров микроструктуры и текстуры по длине и ширине полос отжиг стали осуществляется в проходных печах. Фосфоросодержащая фаза выделяется при температурах 850-900°С. Используемые режимы охлаждения после отжига в проходной печи не могут обеспечить коалесценции и растворения фазы, т.к. скорость охлаждения выше требуемой. Это позволяет осуществить режимы охлаждения стали после отжига в колпаковой печи. На чертеже показано, что отжиг в колпаковой печи позволяет существенно уменьшить удельные потери энергии на перемагничивание. После отжига при 850°С величина P1.0/50 уменьшилась на 20,4%, а P1.5/50 - на 18,7%. Чем выше температура отжига, тем больше времени находится сталь в условиях более полного осуществления коалесценции и растворения фосфоросодержащей фазы, тем значительнее снижение удельных потерь. При этом значения магнитной индукции B1000 увеличиваются на 0,03 Тл, В2500 - на 0,01 Тл, а анизотропия удельных потерь и магнитной индукции уменьшается.The invention consists in the following. Our research has established that with a phosphorus content of more than 0.03 ÷ 0.05%, a finely dispersed phosphorus-containing phase is released in steel. Its amount in the finished steel can reach 10 13 pcs / cm 3 . It is known that such phases inhibit the motion of domain walls during magnetization reversal of ferromagnetic material and increase the energy consumption for this process. This was the reason for the insufficient improvement of the magnetic properties of steel in the known method. The phase is formed during the final decarburization-recrystallization annealing. For uniform and sufficient decarburization, obtaining uniform parameters of the microstructure and texture along the length and width of the strips, the steel is annealed in continuous furnaces. Phosphorus-containing phase is released at temperatures of 850-900 ° C. The cooling modes used after annealing in a continuous furnace cannot provide coalescence and phase dissolution, since cooling rate is higher than required. This allows for the cooling of steel after annealing in a bell furnace. The drawing shows that annealing in a bell furnace can significantly reduce the specific energy loss for magnetization reversal. After annealing at 850 ° С, the value of P 1.0 / 50 decreased by 20.4%, and P 1.5 / 50 - by 18.7%. The higher the annealing temperature, the longer the steel is in conditions of more complete implementation of coalescence and dissolution of the phosphorus-containing phase, the more significant is the decrease in specific losses. In this case, the values of magnetic induction B 1000 increase by 0.03 T, B 2500 - by 0.01 T, and the anisotropy of specific losses and magnetic induction decreases.
Следует отметить, что верхняя граница по содержанию фосфора 0,40 мас.% выбрана исходя из того, что сталь с большим содержанием фосфора становится нетехнологичной, т.е. труднообрабатываемой, особенно при холодной прокатке. Нижняя граница 0,05 мас.% фосфора обусловлена тем, что количество частиц фосфоросодержащей фазы уменьшается настолько, что эффект дополнительного отжига становится незначительным.It should be noted that the upper limit on the phosphorus content of 0.40 wt.% Was chosen based on the fact that steel with a high phosphorus content becomes non-technological, i.e. difficult to handle, especially during cold rolling. The lower limit of 0.05 wt.% Of phosphorus is due to the fact that the number of particles of the phosphorus-containing phase is reduced so that the effect of additional annealing becomes insignificant.
Поиск совокупности признаков предлагаемого способа в русской и зарубежной научно-технической литературе не дал результатов. Можно считать, что предлагаемое изобретение отвечает критерию «Новизна».The search for the totality of the features of the proposed method in the Russian and foreign scientific and technical literature has not yielded results. We can assume that the invention meets the criterion of "Novelty."
Пример реализации способа.An example implementation of the method.
Сталь выплавляют в конверторе, а слябы получают путем непрерывной разливки. Химический состав стали показан в таблице 1. Примеры 1 и 6 выходят за заявляемые параметры по содержанию фосфора. Слябы нагревают в методической печи и проводят горячую прокатку до толщины полос 2,2 мм. Нормализацию проводят для стали с содержанием кремния более мас. 1,2% и менее 0,1 мас.%. Затем полосы подвергают травлению, холодной прокатке до толщины полос 0,50 мм, обезуглероживающе-рекристаллизационному отжигу в проходной печи и дополнительному отжигу в колпаковой печи. В таблице 2 приведены магнитные свойства стали до (Способ прототип) и после дополнительного отжига в колпаковой печи (Заявляемый способ). Результаты свидетельствуют, что во всех случаях происходит уменьшение удельных потерь.Steel is smelted in a converter, and slabs are produced by continuous casting. The chemical composition of the steel is shown in table 1. Examples 1 and 6 go beyond the claimed parameters for the phosphorus content. The slabs are heated in a methodical furnace and hot rolled to a strip thickness of 2.2 mm. Normalization is carried out for steel with a silicon content of more than wt. 1.2% and less than 0.1 wt.%. Then the strips are subjected to etching, cold rolling to a strip thickness of 0.50 mm, decarburization-recrystallization annealing in a continuous furnace and additional annealing in a bell furnace. Table 2 shows the magnetic properties of steel before (Prototype method) and after additional annealing in a bell furnace (The inventive method). The results indicate that in all cases there is a decrease in specific losses.
Заявляемый способ универсален, т.к. в электротехнической стали с фосфором после любой технологии устраняет одну из основных причин повышения удельных потерь - мелкодисперсную фосфоросодержащую фазу.The inventive method is universal, because in electrical steel with phosphorus after any technology eliminates one of the main reasons for the increase in specific losses - finely dispersed phosphorus-containing phase.
Химический состав стали, мас.%Table 1
The chemical composition of steel, wt.%
Удельные потери (P15/50, Вт/кг) и их разница в стали после обезуглероживающе-рекристаллизационного (АНО) и дополнительного отжига в колпаковой печи (КП)table 2
Specific losses (P 15/50 , W / kg) and their difference in steel after decarburization-recrystallization (ANO) and additional annealing in a bell furnace (KP)
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130256/02A RU2262540C1 (en) | 2004-10-12 | 2004-10-12 | Method of production of isotropic electrical steel with phosphorus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130256/02A RU2262540C1 (en) | 2004-10-12 | 2004-10-12 | Method of production of isotropic electrical steel with phosphorus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2262540C1 true RU2262540C1 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35863124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004130256/02A RU2262540C1 (en) | 2004-10-12 | 2004-10-12 | Method of production of isotropic electrical steel with phosphorus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262540C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100441331C (en) * | 2006-12-18 | 2008-12-10 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Electrical steel producing process |
RU2591097C2 (en) * | 2012-03-09 | 2016-07-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Method of producing sheet from normalised silicon steel |
-
2004
- 2004-10-12 RU RU2004130256/02A patent/RU2262540C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100441331C (en) * | 2006-12-18 | 2008-12-10 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Electrical steel producing process |
RU2591097C2 (en) * | 2012-03-09 | 2016-07-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Method of producing sheet from normalised silicon steel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5675950B2 (en) | Method for producing highly efficient non-oriented silicon steel with excellent magnetic properties | |
CN101139681B (en) | High grade cold rolling non-oriented silicon steel and method for manufacturing same | |
RU2590741C2 (en) | Non-textured siliceous steel and manufacturing method thereof | |
CA3146888C (en) | 600mpa grade non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP7159311B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties and its manufacturing method | |
KR20240065119A (en) | Non-oriented silicon steel for new energy drive motors and method for producing the same | |
JP4414727B2 (en) | Magnetic steel sheet with excellent magnetic properties and deformation resistance and manufacturing method thereof | |
JP2004197217A (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties all around and its manufacturing method | |
JP4358550B2 (en) | Method for producing non-oriented electrical steel sheet with excellent rolling direction and perpendicular magnetic properties in the plate surface | |
JP6284813B2 (en) | Hot-rolled steel sheet with excellent cold workability and excellent hardness after processing | |
RU2758511C1 (en) | Method for producing ultra low carbon cold-rolled electrotechnical isotropic steel with high complex of magnetic and mechanical properties | |
CN114901850A (en) | Hot-rolled steel sheet for non-oriented electromagnetic steel sheet | |
RU2262540C1 (en) | Method of production of isotropic electrical steel with phosphorus | |
RU2693277C1 (en) | Method for production of semi-process electrical isotropic steel with low specific magnetic losses | |
JP2005002401A (en) | Method for producing non-oriented electrical steel sheet | |
JP4276391B2 (en) | High grade non-oriented electrical steel sheet | |
JP4267439B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties, manufacturing method thereof and strain relief annealing method | |
RU2270261C1 (en) | Method of production of isotropic electrical steels | |
RU2459876C1 (en) | Method of producing cold-rolled isotropic electric steel | |
RU2764738C1 (en) | Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip | |
JP2004169093A (en) | Manufacturing method of thick steel plate with excellent laser cutting ability | |
RU2779121C1 (en) | Method for production of electrical anisotropic steel | |
RU2540243C2 (en) | Production method of high-permeability electrical isotropic steel | |
JP2002129234A (en) | Manufacturing method of high magnetic flux density thin unidirectional magnetic steel sheet | |
RU2228374C2 (en) | Method of production of cold-rolled electrical isotropic steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061013 |