RU2540243C2 - Production method of high-permeability electrical isotropic steel - Google Patents
Production method of high-permeability electrical isotropic steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540243C2 RU2540243C2 RU2013121534/02A RU2013121534A RU2540243C2 RU 2540243 C2 RU2540243 C2 RU 2540243C2 RU 2013121534/02 A RU2013121534/02 A RU 2013121534/02A RU 2013121534 A RU2013121534 A RU 2013121534A RU 2540243 C2 RU2540243 C2 RU 2540243C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- phosphorus
- heat treatment
- cold
- aluminum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству холоднокатаной электротехнической изотропной стали, используемой для изготовления магнитопроводов электрических машин (электродвигателей, генераторов, дросселей и т.п.).The invention relates to ferrous metallurgy, specifically to the production of cold-rolled electrical isotropic steel used for the manufacture of magnetic circuits of electrical machines (electric motors, generators, chokes, etc.).
Характерной особенностью качества такой стали является более высокий уровень магнитной индукции и относительной пиковой магнитной проницаемости. Во многом эти характеристики достигаются оптимизацией структурного и текстурного состояний стали, которые в значительной степени определяются химическим составом и технологией обработки металла.A characteristic feature of the quality of such steel is a higher level of magnetic induction and relative peak magnetic permeability. In many respects, these characteristics are achieved by optimizing the structural and texture states of steel, which are largely determined by the chemical composition and technology of metal processing.
Одним из способов увеличения значений магнитной индукции и относительной пиковой магнитной проницаемости является повышение доли кубических ориентировок текстуры стали (200), (310), обеспечивающих существенное улучшение магнитных свойств металла вдоль и поперек направления прокатки.One way to increase the values of magnetic induction and relative peak magnetic permeability is to increase the fraction of cubic orientations of the steel texture (200), (310), which provide a significant improvement in the magnetic properties of the metal along and across the rolling direction.
При этом текстура (111), ухудшающая магнитные свойства и ребровая текстура (220), приводящая к анизотропии магнитных свойств вдоль и поперек направления прокатки, должны быть развиты слабо или подавлены.In this case, the (111) texture, which worsens the magnetic properties and the rib texture (220), leading to anisotropy of the magnetic properties along and across the rolling direction, should be weakly developed or suppressed.
В целях снижения развития текстур (111) и (220) используют добавки специальных элементов, например фосфора, что позволяет управлять текстурой.In order to reduce the development of textures (111) and (220), additives of special elements, such as phosphorus, are used, which allows you to control the texture.
Фосфор, сегрегируя по границам зерен, обеспечивает меньший наклеп зерен кубических ориентировок при холодной прокатке, что снижает их поверхностную энергию. В процессе термообработки холоднокатаной стали зерна кубических ориентировок, обладая минимальной энергией, растут за счет зерен с ориентировками (111) и (220).Phosphorus, segregating along the grain boundaries, provides a smaller hardening of the grains of cubic orientations during cold rolling, which reduces their surface energy. In the process of heat treatment of cold rolled steel, grains of cubic orientations, possessing minimal energy, grow due to grains with orientations (111) and (220).
При введении фосфора в сталь необходимо учитывать уровень легирования металла алюминием, так как их соотношение влияет на процесс текстурообразование стали и технологичность обработки проката.When phosphorus is introduced into steel, it is necessary to take into account the level of metal alloying with aluminum, since their ratio affects the texture formation of steel and the processability of rolling processing.
Известен способ изготовления электротехнической изотропной стали, приведенный в патенте Германии, заявка №19918484, С21D 8/12 от 23.04.1999 г., в котором для улучшения магнитных свойств используют алюминий и фосфор.A known method of manufacturing an electrotechnical isotropic steel is given in the German patent, application No. 19918484, C21D 8/12 of 04/23/1999, in which aluminum and phosphorus are used to improve magnetic properties.
Способ включает горячую прокатку стального сляба, содержащего, мас.%: углерода 0,06; кремния 0,02-2,5; алюминия не более 0,40; марганца 0,05-1,0; фосфора 0,08-0,25 до толщины не более 3,5 мм, отжиг горячекатаной полосы при температуре 650-850°C, травление и холодную прокатку на толщину 0,2-1,0 мм с общей деформацией не более 85%, рекристаллизационный отжиг холоднокатаной стали при температуре 580-780°C и дрессировку с обжатием 15%.The method includes hot rolling a steel slab containing, wt.%: Carbon 0.06; silicon 0.02-2.5; aluminum no more than 0.40; manganese 0.05-1.0; phosphorus 0.08-0.25 to a thickness of not more than 3.5 mm, annealing of the hot-rolled strip at a temperature of 650-850 ° C, etching and cold rolling to a thickness of 0.2-1.0 mm with a total deformation of not more than 85%, recrystallization annealing of cold rolled steel at a temperature of 580-780 ° C and training with compression of 15%.
Однако в этом способе не учитывается влияние химического состава, соотношение алюминия и фосфора в металле выбирают произвольно, что ухудшает развитие кубических составляющих текстуры, повышение полюсной плотности кубических ориентировок (200) и (310) достигается не во всем заявленном диапазоне степени деформации при холодной прокатке, а на заключительной стадии технологического процесса производят дрессировку. Это снижает уровень магнитной индукции и относительной пиковой магнитной проницаемости.However, this method does not take into account the influence of the chemical composition, the ratio of aluminum and phosphorus in the metal is chosen arbitrarily, which affects the development of cubic components of the texture, an increase in the pole density of cubic orientations (200) and (310) is not achieved in the entire claimed range of the degree of deformation during cold rolling, and at the final stage of the technological process produce training. This reduces the level of magnetic induction and relative peak magnetic permeability.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение магнитных свойств холоднокатаной электротехнической изотропной стали, а именно повышение степени изотропности при снижении анизотропии удельных магнитных потерь, увеличение уровня магнитной индукции и относительной пиковой магнитной проницаемости.The technical problem to which the invention is directed is to improve the magnetic properties of cold-rolled electrical isotropic steel, namely, increasing the degree of isotropy while reducing the anisotropy of specific magnetic losses, increasing the level of magnetic induction and relative peak magnetic permeability.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе производства высокопроницаемой электротехнической изотропной стали, включающем выплавку, разливку стали, горячую прокатку, термообработку горячекатаной полосы, травление, холодную прокатку и термообработку холоднокатаной полосы, при выплавке стали выполняется соотношение 0,16%≤Al+P≤0,50%, при следующем содержании компонентов, мас.%:To solve the problem in the proposed method for the production of highly permeable electrical isotropic steel, including smelting, steel casting, hot rolling, heat treatment of a hot rolled strip, pickling, cold rolling and heat treatment of a cold rolled strip, the ratio of 0.16% ≤Al + P≤0 , 50%, with the following content of components, wt.%:
где Al - содержание алюминия в стали, мас.%; P - содержание фосфора в стали, мас.%. Полученную после травления полосу из такой стали подвергают холодной прокатке при степени деформации, равной 70-80%.where Al is the aluminum content in steel, wt.%; P is the phosphorus content in steel, wt.%. Obtained after etching, a strip of such steel is subjected to cold rolling at a degree of deformation equal to 70-80%.
Для получения высокопроницаемой электротехнической изотропной стали с высоким уровнем магнитных свойств является необходимым формирование в металле оптимального размера микрозерна и увеличение полюсной плотности кубических ориентировок текстуры (200) и (310).To obtain a highly permeable electrotechnical isotropic steel with a high level of magnetic properties, it is necessary to form the optimal grain size in the metal and increase the pole density of the cubic texture orientations (200) and (310).
Результаты проведенных исследований позволяют утверждать, что для получения оптимального размера микрозерна и повышения полюсной плотности кубических ориентировок (200) и (310) в текстуре холоднокатаных полос необходимо использовать сталь с определенным соотношением содержания алюминия и фосфора, а холодную прокатку такой стали необходимо производить при степени деформации 70-80%.The results of our studies suggest that in order to obtain the optimal micrograin size and increase the pole density of the cubic orientations (200) and (310) in the texture of cold-rolled strips, it is necessary to use steel with a certain ratio of aluminum to phosphorus, and cold rolling of such steel must be carried out at a degree of deformation 70-80%.
На основании проведенных лабораторных и промышленных опытов установлены граничные условия содержания основных элементов в стали. Предлагаемый способ распространяется на электротехнические изотропные стали с содержанием кремния Si=0,10-2,50%. При этом нижний предел обусловлен повышением удельных магнитных потерь готовой стали вследствие снижения удельного электросопротивления металла при содержании кремния менее 0,10%, а верхний предел - снижением технологичности обработки проката из-за повышения жесткости металла при увеличении соотношения (Al+P) более 0,50%.Based on laboratory and industrial experiments, the boundary conditions for the content of the main elements in steel were established. The proposed method extends to electrical isotropic steels with a silicon content of Si = 0.10-2.50%. The lower limit is due to an increase in the specific magnetic losses of the finished steel due to a decrease in the electrical resistivity of the metal with a silicon content of less than 0.10%, and the upper limit is due to a decrease in the processability of rolled products due to an increase in the hardness of the metal with an increase in the ratio (Al + P) of more than 0, fifty%.
Диапазон значений легирования стали алюминием установлен равным 0,10-0,23%. Нижний предел обусловлен уменьшением воздействия на структурно-текстурное состояние готовой стали при содержании алюминия менее 0,10%, а верхний предел - повышением количества неметаллических включений на основе мелкодисперсного оксида Al2O3 при содержании алюминия более 0,23%, что приводит к снижению магнитной индукции и относительной пиковой магнитной проницаемости.The range of alloying steel with aluminum is set equal to 0.10-0.23%. The lower limit is due to a decrease in the effect on the structural and texture state of finished steel with an aluminum content of less than 0.10%, and the upper limit is due to an increase in the number of non-metallic inclusions based on finely dispersed Al 2 O 3 oxide with an aluminum content of more than 0.23%, which leads to a decrease magnetic induction and relative peak magnetic permeability.
Диапазон содержания фосфора в металле, равный 0,06-0,27%, установлен исходя из пределов соотношения алюминия и фосфора 0,16%≤Al+P≤0,50%. Нижний предел содержания фосфора обусловлен снижением эффекта подавления текстур (111) и (220) в поверхности полосы при уменьшении соотношения алюминия и фосфора (Al+P) менее 0,16%, а верхний предел - снижением пластичности метала при холодной прокатке горячекатаного проката с соотношением алюминия и фосфора (Al+P) более 0,50%.The range of phosphorus content in the metal, equal to 0.06-0.27%, is established based on the limits of the ratio of aluminum to phosphorus 0.16% ≤Al + P≤0.50%. The lower limit of phosphorus content is due to a decrease in the effect of suppressing textures (111) and (220) in the strip surface with a decrease in the ratio of aluminum to phosphorus (Al + P) of less than 0.16%, and the upper limit is due to a decrease in the ductility of metal during cold rolling of hot rolled products with a ratio aluminum and phosphorus (Al + P) more than 0.50%.
Диапазон степени деформации при холодной прокатке установлен равным 70-80%.The range of the degree of deformation during cold rolling is set equal to 70-80%.
При этом нижний предел обусловлен повышением анизотропии удельных магнитных потерь готовой стали вследствие повышения доли ребровой текстуры (220) в готовом металле при степени деформации менее 70%, а верхний предел - снижением технологичности обработки проката из-за повышения жесткости металла при степени деформации более 80%.The lower limit is due to an increase in the anisotropy of the specific magnetic losses of the finished steel due to an increase in the fraction of rib texture (220) in the finished metal at a degree of deformation of less than 70%, and the upper limit is due to a decrease in the processability of rolled metal processing due to an increase in the rigidity of the metal at a degree of deformation of more than 80% .
Анализ патентной литературы показывает отсутствие отличительных признаков заявленного способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «изобретательский уровень».Analysis of the patent literature shows the absence of distinctive features of the claimed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Применение изобретения позволяет улучшить магнитные свойства холоднокатаной высокопроницаемой электротехнической изотропной стали, в том числе снизить анизотропию удельных магнитных потерь ΔP1,5/50 на 5-8%, повысить магнитную индукцию на 0,02-0,04 Тл и относительную пиковую магнитную проницаемость µ1,5/50 на 400-600 единиц.The application of the invention improves the magnetic properties of cold-rolled highly permeable electrical isotropic steel, including reducing the anisotropy of specific magnetic losses ΔP 1.5 / 50 by 5-8%, increasing magnetic induction by 0.02-0.04 T and the relative peak magnetic permeability μ 1.5 / 50 for 400-600 units.
Ниже приведен вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.
ПримерExample
Выплавляли электротехническую изотропную сталь при соотношении алюминия и фосфора (Al+P)=0,265% с содержанием углерода 0,034%; кремния 1,60%; алюминия 0,17%; фосфора 0,095%; марганца 0,17%; серы 0,003%; азота 0,005%; железо и неизбежные примеси - остальное. Сталь разливали в слябы и производили горячую прокатку на толщину 2,2 мм. Горячекатаную полосу подвергали термообработке в агрегате нормализации, травлению и холодной прокатке на толщину 0,50 мм при степени деформации 77%.Smelted electrical isotropic steel with a ratio of aluminum and phosphorus (Al + P) = 0.265% with a carbon content of 0.034%; silicon 1.60%; aluminum 0.17%; phosphorus 0.095%; manganese 0.17%; sulfur 0.003%; nitrogen 0.005%; iron and unavoidable impurities are the rest. Steel was poured into slabs and hot rolled to a thickness of 2.2 mm. The hot-rolled strip was subjected to heat treatment in the normalization unit, pickling and cold rolling to a thickness of 0.50 mm with a degree of deformation of 77%.
Далее холоднокатаную полосу подвергали окончательной термообработке в агрегате непрерывного отжига.Next, the cold-rolled strip was subjected to final heat treatment in a continuous annealing unit.
Варианты реализации способа производства высокопроницаемой электротехнической изотропной стали в толщине 0,50 мм при различном содержании кремния, алюминия и фосфора приведены в таблице 1.Implementation options for the production of highly permeable electrical isotropic steel in a thickness of 0.50 mm with different contents of silicon, aluminum and phosphorus are shown in table 1.
Claims (1)
и при соотношении 0,16 ≤ Аl+P ≤ 0,50, где Аl - содержание алюминия в стали, мас.%, Р - содержание фосфора в стали, мас.%, а полученную после травления полосу подвергают холодной прокатке при степени деформации, равной 70-80%. A method for the production of highly permeable electrotechnical isotropic steel, including smelting, steel casting, hot rolling, heat treatment of a hot rolled strip, etching, cold rolling and heat treatment of a cold rolled strip, characterized in that the steel is melted at the following content of components, wt.%:
and at a ratio of 0.16 ≤ Al + P ≤ 0.50, where Al is the aluminum content in steel, wt.%, P is the phosphorus content in steel, wt.%, and the strip obtained after etching is subjected to cold rolling at a degree of deformation, equal to 70-80%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121534/02A RU2540243C2 (en) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Production method of high-permeability electrical isotropic steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121534/02A RU2540243C2 (en) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Production method of high-permeability electrical isotropic steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013121534A RU2013121534A (en) | 2014-11-20 |
RU2540243C2 true RU2540243C2 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013121534/02A RU2540243C2 (en) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Production method of high-permeability electrical isotropic steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2540243C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4108792A4 (en) * | 2020-02-20 | 2023-07-19 | Nippon Steel Corporation | Hot-rolled steel sheet |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2092605C1 (en) * | 1991-10-22 | 1997-10-10 | Поханг Айрон энд Стил Ко., Лтд. | Sheets of isotropic electrotechnical steel and method for their manufacturing |
RU2288282C1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Method of production of cold-rolled semi-finished and finished strips from isotropic electrical steels |
RU2459876C1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Method of producing cold-rolled isotropic electric steel |
EP2508629A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-10-10 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Method for manufacturing non-oriented silicon steel with high-magnetic induction |
-
2013
- 2013-05-07 RU RU2013121534/02A patent/RU2540243C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2092605C1 (en) * | 1991-10-22 | 1997-10-10 | Поханг Айрон энд Стил Ко., Лтд. | Sheets of isotropic electrotechnical steel and method for their manufacturing |
RU2288282C1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Method of production of cold-rolled semi-finished and finished strips from isotropic electrical steels |
EP2508629A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-10-10 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Method for manufacturing non-oriented silicon steel with high-magnetic induction |
RU2459876C1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Method of producing cold-rolled isotropic electric steel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013121534A (en) | 2014-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101407009B1 (en) | Manufacture method of high efficiency non-oriented silicon steel having good magnetic performance | |
EP2960345B1 (en) | Production method for semi-processed non-oriented electromagnetic steel sheet exhibiting superior magnetic properties | |
TWI557240B (en) | Excellent non-directional electrical steel plate with excellent magnetic properties | |
KR101949621B1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
EP2508629A1 (en) | Method for manufacturing non-oriented silicon steel with high-magnetic induction | |
KR20180087374A (en) | Non-oriented electrical steel sheet, and method of manufacturing non-oriented electrical steel sheet | |
TWI550102B (en) | Non-directional electrical steel sheet with excellent magnetic properties | |
CN102925793B (en) | Non-oriented electrical steel with magnetic induction greater than or equal to 1.8 T and production method thereof | |
CN105803324B (en) | A kind of yield strength 450MPa grades high magnetic strength low cost cold rolled magnetic pole steel and its manufacturing method | |
TWI532854B (en) | Nonoriented electromagnetic steel sheet with excellent magnetic property | |
CN103052722A (en) | Process for producing non-oriented electromagnetic steel sheet | |
KR20180011809A (en) | Method for manufacturing non-oriented electromagnetic steel sheet with excellent magnetic properties | |
JP4319889B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent all-round magnetic properties and method for producing the same | |
JP2021502489A (en) | Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties and its manufacturing method | |
JP6763148B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet | |
JP4358550B2 (en) | Method for producing non-oriented electrical steel sheet with excellent rolling direction and perpendicular magnetic properties in the plate surface | |
TWI550104B (en) | Nonoriented electromagnetic steel sheet with excellent high frequency core loss property | |
RU2540243C2 (en) | Production method of high-permeability electrical isotropic steel | |
RU2693277C1 (en) | Method for production of semi-process electrical isotropic steel with low specific magnetic losses | |
JP6575269B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
CN109182907B (en) | Method for producing semi-process non-oriented electrical steel by endless rolling | |
EP3950972A1 (en) | Electromagnetic steel sheet and method for manufacturing same | |
JP6123234B2 (en) | Electrical steel sheet | |
JP2005002401A (en) | Method for producing non-oriented silicon steel sheet | |
JP2015212403A (en) | Method for manufacturing nonoriented electromagnetic steel sheet |