Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2764738C1 - Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip - Google Patents

Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip Download PDF

Info

Publication number
RU2764738C1
RU2764738C1 RU2021105103A RU2021105103A RU2764738C1 RU 2764738 C1 RU2764738 C1 RU 2764738C1 RU 2021105103 A RU2021105103 A RU 2021105103A RU 2021105103 A RU2021105103 A RU 2021105103A RU 2764738 C1 RU2764738 C1 RU 2764738C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
cold
rolled strip
carried out
hot
Prior art date
Application number
RU2021105103A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Михайлович Губанов
Олег Владимирович Черников
Владимир Алексеевич Барыбин
Дмитрий Владимирович Барыбин
Валерий Валентинович Шевелев
Александр Иванович Сухов
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
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 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority to RU2021105103A priority Critical patent/RU2764738C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2764738C1 publication Critical patent/RU2764738C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying 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
    • C21D8/1233Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying 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
    • C21D8/1266Modifying 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 between cold rolling steps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying 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
    • C21D8/1272Final recrystallisation annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, namely to the production of electrical isotropic steel (EIS) of HF (high frequency) class in the form of a cold-rolled strip used for the manufacture of magnetic cores of high-frequency electric machines, in particular electric vehicle engines operating at high frequencies (400 Hz or more). Steel is smelted containing components at the following content, wt. %: carbon no more than 0.005, silicon 2.70-3.40, aluminum 0.70-1.30, manganese 0.10-0.30, antimony 0.007-0.04, phosphorus no more than 0.015, sulfur no more than 0.005, titanium no more than 0.005, nitrogen no more than 0.004, iron and the inevitable impurities the rest. Casting of steel into slabs, hot rolling of slabs to obtain a hot-rolled strip, heat treatment of a hot-rolled strip, etching, cold rolling to obtain a cold-rolled strip and its final annealing are carried out. Cold rolling is carried out in two stages with intermediate annealing between them, while the second stage of cold rolling is carried out with a degree of deformation of 40-65%. Intermediate and final annealing is carried out at a temperature of 900-930°C.
EFFECT: magnetic and mechanical properties of electrotechnical isotropic steel are improved.
1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству электротехнической изотропной стали (ЭИС) класса HF - high freguency, используемой для изготовления магнитопроводов высокочастотных электрических машин с высокой энергоэффективностью (электродвигателей, генераторов и т.п.).The invention relates to ferrous metallurgy, specifically to the production of electrical isotropic steel (EIS) class HF - high freguency, used for the manufacture of magnetic cores of high-frequency electrical machines with high energy efficiency (electric motors, generators, etc.).

В последние годы с усиливающейся общей тенденцией к энергосбережению для электротехнической изотропной стали насущным вопросом является улучшение магнитных свойств при достижении более низких удельных потерь и более высокой плотности магнитного потока с целью уменьшения габаритов электрооборудования, что особенно актуально при производстве высокочастотной электротехники и двигателей для электромобилей.In recent years, with the increasing general trend towards energy saving for electrical isotropic steel, an urgent issue is to improve the magnetic properties while achieving lower specific losses and higher magnetic flux density in order to reduce the size of electrical equipment, which is especially important in the production of high-frequency electrical engineering and motors for electric vehicles.

В ЭИС снижение удельных магнитных потерь достигается посредством добавления элементов, позволяющих увеличить электрическое сопротивление материала, а также регулированием степени деформации при холодной прокатке и оптимизацией размера кристаллических зерен стали после отжига для повышения доли кубической ориентировки {100}<001>в текстуре металла.In EIS, a decrease in specific magnetic losses is achieved by adding elements that increase the electrical resistance of the material, as well as by controlling the degree of deformation during cold rolling and optimizing the size of steel crystal grains after annealing to increase the proportion of the {100}<001> cubic orientation in the metal texture.

Наряду с легированием стали, эффективным методом снижения магнитных потерь в ЭИС является также снижение толщины полосы. Этот метод особенно актуален для электротехнической изотропной стали, используемой в магнитопроводах электрических машин при высоких частотах, в частности при изготовлении магнитопроводов электродвигателей для электромобилей, работающих при частотах 400 Гц и более.Along with steel alloying, an effective method for reducing magnetic losses in EIS is also reducing the strip thickness. This method is especially relevant for electrical isotropic steel used in the magnetic cores of electrical machines at high frequencies, in particular in the manufacture of magnetic cores of electric motors for electric vehicles operating at frequencies of 400 Hz or more.

С повышением частоты намагничивающего поля магнитная проницаемость падает, а удельные магнитные потери увеличиваются. Резкое снижение проницаемости начинается с частоты, при которой глубина проникновения магнитного поля становится меньше половины толщины листа. Удельные магнитные потери возрастают главным образом за счет потерь от вихревых токов, которые с увеличением частоты растут быстрее потерь от гистерезиса. Поэтому для уменьшения потерь от вихревой составляющей необходимо уменьшить толщину листа. При снижении потерь от вихревых токов общие удельные магнитные потери в металле уменьшаются.With an increase in the frequency of the magnetizing field, the magnetic permeability decreases, and the specific magnetic losses increase. A sharp decrease in permeability begins with a frequency at which the depth of penetration of the magnetic field becomes less than half the thickness of the sheet. Specific magnetic losses increase mainly due to eddy current losses, which increase faster than hysteresis losses with increasing frequency. Therefore, to reduce losses from the vortex component, it is necessary to reduce the sheet thickness. With a decrease in losses from eddy currents, the total specific magnetic losses in the metal decrease.

Драйвером развития производства тонкой электротехнической изотропной стали является повышение энергоэффективности высокочастотной электротехники и быстрорастущая индустрия электромобилей. Развитие производства электромобилей вызывает потребность в электротехнической изотропной стали, обеспечивающей высокую скорость вращения и значительного повышения крутящего момента электродвигателей транспортных средств. В условиях работы при высокой температуре повышение тяговых характеристик электродвигателей достигается применением высокопрочной ЭИС (High-Strength Electrical Steels) с высоким уровнем механических свойств - пределом текучести (Gт) и временным сопротивлением разрыву (Gв).The driver for the development of the production of thin electrical isotropic steel is the increase in the energy efficiency of high-frequency electrical engineering and the rapidly growing industry of electric vehicles. The development of the production of electric vehicles causes the need for electrical isotropic steel, which provides a high rotation speed and a significant increase in the torque of electric motors of vehicles. Under operating conditions at high temperatures, an increase in the traction characteristics of electric motors is achieved by using high-strength EIS (High-Strength Electrical Steels) with a high level of mechanical properties - yield strength (Gt) and tensile strength (Gv).

Базовым элементом, определяющим магнитные свойства холоднокатаных полос электротехнической изотропной стали, является кремний. Он снижает удельные магнитные потери в металле за счет повышения удельного электросопротивления материала. Вредное влияние кремния проявляется в снижении величины магнитной индукции насыщения, что вызывает затруднения при производстве холоднокатаных полос ЭИС с низкими магнитными потерями и высокой магнитной индукцией.Silicon is the basic element that determines the magnetic properties of cold-rolled strips of electrical isotropic steel. It reduces the specific magnetic losses in the metal by increasing the electrical resistivity of the material. The harmful effect of silicon is manifested in a decrease in the saturation magnetic induction, which causes difficulties in the production of cold-rolled EIS strips with low magnetic losses and high magnetic induction.

Наряду с кремнием в электротехнической изотропной стали основным элементом является также алюминий. Механизм действия алюминия, как легирующего элемента, аналогичен механизму воздействия кремния - повышение электрического сопротивления стали, уменьшение магнитной индукции насыщения. Полезное действие алюминия обусловлено его влиянием на текстурообразование металла.Along with silicon in electrical isotropic steel, aluminum is also the main element. The mechanism of action of aluminum as an alloying element is similar to the mechanism of action of silicon - an increase in the electrical resistance of steel, a decrease in the saturation magnetic induction. The beneficial effect of aluminum is due to its effect on the texture formation of the metal.

При легировании кремнистой стали алюминием в процессе термообработки горячекатаных и холоднокатаных полос облегчается формирование кубических ориентировок текстуры (200) и (310), обеспечивающих снижение удельных магнитных потерь и повышением магнитной индукции.When silicon steel is alloyed with aluminum during the heat treatment of hot-rolled and cold-rolled strips, the formation of cubic texture orientations (200) and (310) is facilitated, which ensures a decrease in specific magnetic losses and an increase in magnetic induction.

Кроме кремния и алюминия в электротехническую изотропную сталь добавляют марганец, который необходим для предотвращения, вызываемого присутствием серы, трещинообразования при горячей прокатке и снижения вредного воздействия азота в ЭИС, который является причиной магнитного старения, ухудшения магнитных свойств при увеличении удельных магнитных потерь. Марганец тормозит диффузию атомов азота в феррите, образуя нитриды марганца Mn3N2 и Mn4N, что обуславливает его положительное влияние на уменьшение магнитного старения стали. Интенсивное коагулирование нитридов марганца тормозит процесс образования фаз внедрения - мелкодисперсных нитридов алюминия (A|N), кремния (Si3N) и титана (TiN), снижающих процесс развития кубических составляющих текстуры. В тоже время, из-за наличия в металле серы марганец может также выпадать в виде включений сульфида марганца (MnS), что тормозит процесс развития кубических составляющих текстуры и ухудшает магнитные свойства.In addition to silicon and aluminum, manganese is added to electrical isotropic steel, which is necessary to prevent cracking during hot rolling caused by the presence of sulfur and reduce the harmful effects of nitrogen in EIS, which is the cause of magnetic aging, deterioration of magnetic properties with an increase in specific magnetic losses. Manganese inhibits the diffusion of nitrogen atoms in ferrite, forming manganese nitrides Mn 3 N 2 and Mn 4 N, which causes its positive effect on reducing the magnetic aging of steel. Intense coagulation of manganese nitrides inhibits the formation of interstitial phases - fine aluminum (A|N), silicon (Si 3 N), and titanium (TiN) nitrides, which reduce the development of cubic texture components. At the same time, due to the presence of sulfur in the metal, manganese can also precipitate in the form of inclusions of manganese sulfide (MnS), which inhibits the development of cubic texture components and worsens magnetic properties.

Улучшение магнитных свойств достигается за счет хорошего развития благоприятных компонент текстуры (200), (310), при этом текстура (111), ухудшающая магнитные свойства, должна быть развита слабо или подавлена. Одним из методов подавления текстуры (111), вредной с точки зрения магнитных свойств, является добавка специальных элементов, например, сурьмы, что позволяет управлять текстурой. Сурьма, сегрегируя по границам кристаллических зерен, снижает поверхностную энергию зерен кубических ориентировок текстуры (200) [0vw], (310) [0vw] и способствует их росту за счет зерен с ориентировкой (111).The improvement of the magnetic properties is achieved due to the good development of the favorable texture components (200), (310), while the texture (111), which worsens the magnetic properties, should be developed weakly or suppressed. One of the methods for suppressing texture (111), which is harmful from the point of view of magnetic properties, is the addition of special elements, for example, antimony, which makes it possible to control the texture. Antimony, segregating along the boundaries of crystal grains, reduces the surface energy of grains of cubic texture orientations (200) [0vw], (310) [0vw] and promotes their growth due to grains with (111) orientation.

Известен способ получения листа из электротехнической изотропной стали, приведенный в патенте RU 2529258 С21Д 8/12 от 25.08.2011 г., в котором для улучшения магнитных свойств используют добавки сурьмы.A known method for producing a sheet of electrical isotropic steel, given in patent RU 2529258 S21D 8/12 dated 25.08.2011, in which antimony additives are used to improve the magnetic properties.

Способ включает получение стального сляба, содержащего, мас. %: углерода 0,01-0,10; кремния не более 4,0; марганца 0,05-3,0; алюминия не более 3,0; сурьмы 0,005-0,10; серы не более 0,005; азота не более 0,005; остальное железо и неизбежные примеси, горячую прокатку, холодную прокатку и окончательный отжиг, при этом окончательный отжиг проводят путем нагрева листа со средней скоростью нагрева не менее 100°С/сек до температуры выдержки в диапазоне 750-1100°С. После окончательного отжига лист подвергают обезуглероживающему отжигу. Однако в этом способе не учитывается влияние других легирующих и примесных элементов, что ухудшает развитие кубических составляющих текстуры, повышение полюсной плотности кубических ориентировок (200) и (310) достигается не во всем заявленном диапазоне температуры выдержки при окончательном отжиге листа, а проведение окончательного отжига при температуре выдержки ниже 900°С и обезуглероживающего отжига на заключительной стадии технологического процесса приводит, во-первых, к неоптимальному размеру зерна готовой ЭИС и внутренним напряжениям в металле, во-вторых, к окислению металла, что обуславливает неоднородность прочностных характеристик стали - предела текучести (σт), временного сопротивления разрыву (σв) и повышает удельные магнитные потери.The method includes obtaining a steel slab containing, wt. %: carbon 0.01-0.10; silicon not more than 4.0; manganese 0.05-3.0; aluminum not more than 3.0; antimony 0.005-0.10; sulfur not more than 0.005; nitrogen not more than 0.005; the rest iron and unavoidable impurities, hot rolling, cold rolling and final annealing, wherein the final annealing is carried out by heating the sheet at an average heating rate of at least 100°C/sec to a holding temperature in the range of 750-1100°C. After the final annealing, the sheet is subjected to a decarburization annealing. However, this method does not take into account the influence of other alloying and impurity elements, which worsens the development of the cubic components of the texture; holding temperature below 900°C and decarburizing annealing at the final stage of the technological process leads, firstly, to a non-optimal grain size of the finished EMS and internal stresses in the metal, and secondly, to metal oxidation, which causes inhomogeneity of the strength characteristics of steel - yield strength ( σ t ), tensile strength (σ in ) and increases specific magnetic losses.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение магнитных и механических свойств холоднокатаной электротехнической стали, а именно снижение удельных магнитных потерь и получение оптимальных прочностных характеристик - предела текучести и временного сопротивления разрыву. Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе производства высокопрочной электротехнической изотропной стали в виде холоднокатаной полосы, включающий выплавку стали, ее разливку в слябы, горячую прокатку слябов с получением горячекатаной полосы, термообработку горячекатаной полосы, травление, холодную прокатку с получением холоднокатаной полосы и ее окончательный отжиг, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую компоненты при следующем содержании, мас.%:The technical problem to be solved by the invention is to improve the magnetic and mechanical properties of cold-rolled electrical steel, namely the reduction of specific magnetic losses and obtaining optimal strength characteristics - yield strength and tensile strength. To solve the problem in the proposed method for the production of high-strength electrical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip, including steel smelting, casting it into slabs, hot rolling of slabs to obtain a hot-rolled strip, heat treatment of a hot-rolled strip, pickling, cold rolling to obtain a cold-rolled strip and its final annealing , characterized in that steel is smelted containing components with the following content, wt.%:

углеродcarbon не более 0,005no more than 0.005 кремнийsilicon 2,70-3,402.70-3.40 алюминийaluminum 0,70-1,300.70-1.30 марганецmanganese 0,10-0,300.10-0.30 сурьмаantimony 0,007-0,040.007-0.04 фосфорphosphorus не более 0,015no more than 0.015 сераsulfur не более 0,005no more than 0.005 титанtitanium не более 0,005no more than 0.005 азотnitrogen не более 0,004no more than 0.004 железо и неизбежные примесиiron and inevitable impurities остальное,rest,

а холодную прокатку производят в две стадии с проведением промежуточного отжига между ними, при этом вторую стадию холодной прокатки выполняют со степенью деформации 40-65%, а промежуточный и окончательный отжиги осуществляют при температуре 900-930°С.and cold rolling is carried out in two stages with intermediate annealing between them, while the second stage of cold rolling is performed with a degree of deformation of 40-65%, and intermediate and final annealing is carried out at a temperature of 900-930°C.

Необходимым условием получения высокого уровня магнитных и механических свойств высокопрочной электротехнической изотропной стали с низкими магнитными потерями является получение в металле оптимального размера кристаллических зерен и увеличение полюсной плотности кубических ориентировок (200), (310) в текстуре готовой стали.A necessary condition for obtaining a high level of magnetic and mechanical properties of high-strength electrical isotropic steel with low magnetic losses is to obtain the optimal size of crystal grains in the metal and increase the pole density of cubic orientations (200), (310) in the texture of the finished steel.

Вследствие наличия структурной и текстурной наследственности, указанные параметры высокопрочной электротехнической изотропной стали с низкими магнитными потерями определяются структурой и текстурой холоднокатаных полос после промежуточного и окончательного отжига холоднокатаного металла.Due to the presence of structural and textural heredity, these parameters of high-strength electrical isotropic steel with low magnetic losses are determined by the structure and texture of cold-rolled strips after intermediate and final annealing of cold-rolled metal.

Проведенные исследования позволяют утверждать, что для формирования однородной структуры металла по толщине полосы и увеличения количества кубических (200), (310) ориентировок в текстуре холоднокатаных полос, ее промежуточный и окончательный отжиг необходимо проводить при температуре 900 - 930°С.The conducted studies allow us to state that in order to form a uniform metal structure over the thickness of the strip and increase the number of cubic (200), (310) orientations in the texture of cold-rolled strips, its intermediate and final annealing must be carried out at a temperature of 900–930°C.

В случае проведения промежуточного и окончательного отжига ниже 900°С, при существенном снижении температуры от критической точки АС3 (911°С - температура фазового превращения перлита в аустенит), происходит неравномерный рост зерен, что приводит к получению неоднородной структуры, внутренним напряжениям в металле и снижению доли кубических ориентировок в текстуре готовой стали. Это обуславливает повышение удельных магнитных потерь и вызывает неоднородность прочностных свойств стали. А при проведении промежуточного и окончательного отжига выше 930°С увеличивается средний размер зерен, что приводит к снижению прочностных характеристик металла.In the case of intermediate and final annealing below 900°C, with a significant decrease in temperature from the critical point AC 3 (911°C - the temperature of the phase transformation of pearlite into austenite), uneven grain growth occurs, which leads to an inhomogeneous structure, internal stresses in the metal and reducing the proportion of cubic orientations in the texture of the finished steel. This causes an increase in specific magnetic losses and causes inhomogeneity of the strength properties of steel. And when carrying out intermediate and final annealing above 930°C, the average grain size increases, which leads to a decrease in the strength characteristics of the metal.

Диапазон значений величин степени деформации при второй холодной прокатке в пределах 40-65% объясняется необходимостью получения оптимального размера кристаллических зерен после окончательного отжига. При больших и меньших значениях не будет обеспечиваться оптимальная величина зерна, что приведет к ухудшению прочностных характеристик готовой стали и повышению ваттных потерь в магнитопроводах электрических машин.The range of values of the degree of deformation during the second cold rolling within 40-65% is explained by the need to obtain the optimal size of crystalline grains after final annealing. For larger and smaller values, the optimal grain size will not be ensured, which will lead to a deterioration in the strength characteristics of the finished steel and an increase in watt losses in the magnetic circuits of electrical machines.

На основании проведенных лабораторных и промышленных опытов установлены граничные условия содержания основных элементов в стали.On the basis of laboratory and industrial experiments, the boundary conditions for the content of the main elements in steel were established.

Предлагаемый способ распространяется на ЭИС с содержанием кремния Si=2,70-3,40%. При этом нижний предел обусловлен повышением удельных магнитных потерь готовой стали вследствие снижения удельного электросопротивления металла при содержании кремния менее 2,70%, а верхний предел - снижением технологичности обработки проката из-за повышения жесткости металла при увеличении содержания кремния более 3,40% и сурьмы более 0,04%.The proposed method applies to EIS with silicon content Si=2.70-3.40%. At the same time, 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 2.70%, and the upper limit is due to a decrease in the manufacturability of rolled metal processing due to an increase in the rigidity of the metal with an increase in the silicon content of more than 3.40% and antimony more than 0.04%.

Диапазон значений легирования ЭИС алюминием установлен равным 0,70-1,30%. Нижний предел обусловлен уменьшением воздействия на структурно-текстурное состояние готовой стали при содержании алюминия менее 0,70%, а верхний предел -повышением количества неметаллических включений на основе мелкодисперсного оксида Al2O3 при содержании алюминия более 1,30%, что приводит к снижению магнитной индукции.The range of alloying EIS with aluminum is set equal to 0.70-1.30%. The lower limit is due to a decrease in the impact on the structural and textural state of the finished steel with an aluminum content of less than 0.70%, and the upper limit is due to an increase in the number of non-metallic inclusions based on fine oxide Al 2 O 3 with an aluminum content of more than 1.30%, which leads to a decrease magnetic induction.

Диапазон содержания марганца в металле выбран равным 0,10-0,30%. Нижний предел содержания марганца обусловлен ухудшением технологичности из-за появления эффекта растрескивания полосы при горячей прокатке, вследствие увеличения количества свободной серы по границам кристаллических зерен при содержании марганца менее 0,10%, а верхний предел - увеличением количества сульфида (MnS), что создает барьеры для межзеренной сегрегации сурьмы, вследствие чего ухудшается развитие кубических ориентировок текстуры при содержании марганца более 0,30%.The range of manganese content in the metal is chosen to be 0.10-0.30%. The lower limit of the manganese content is due to the deterioration of processability due to the appearance of the effect of strip cracking during hot rolling, due to an increase in the amount of free sulfur along the boundaries of crystalline grains with a manganese content of less than 0.10%, and the upper limit is due to an increase in the amount of sulfide (MnS), which creates barriers for intergranular segregation of antimony, as a result of which the development of cubic texture orientations worsens at a manganese content of more than 0.30%.

Диапазон содержания сурьмы в металле установлен равным 0,007-0,040%. Нижний предел содержания сурьмы обусловлен снижением эффекта подавления текстуры (111) в поверхности полосы при содержании сурьмы менее 0,007%, а верхний предел -снижением пластичности металла при холодной прокатке горячекатаного подката с содержанием сурьмы более 0,040% и кремния более 3,40%.The range of antimony content in the metal is set to 0.007-0.040%. The lower limit of the antimony content is due to a decrease in the effect of texture suppression (111) in the surface of the strip with an antimony content of less than 0.007%, and the upper limit is due to a decrease in the ductility of the metal during cold rolling of hot-rolled steel with an antimony content of more than 0.040% and silicon of more than 3.40%.

Диапазон содержания азота в металле установлен в пределах не более 0,004%. Это обусловлено увеличением количества мелкодисперсных нитридов алюминия, кремния и титана (A|N, Si3N, TiN) в металле при увеличении содержания азота более 0,004%.The range of nitrogen content in the metal is set to not more than 0.004%. This is due to an increase in the amount of fine aluminum, silicon and titanium nitrides (A|N, Si 3 N, TiN) in the metal with an increase in the nitrogen content of more than 0.004%.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».The analysis of scientific, technical and patent literature shows that the distinguishing features of the proposed method do not match the features of known technical solutions. Based on this, a conclusion is made about the compliance of the proposed solution with the criterion of "inventive step".

Применение изобретения позволяет улучшить магнитные и механические свойства пластин магнитопроводов, а именно снизить уровень удельных магнитных потерь P1,0/400 в среднем на 0,40-0,81 Вт/кг и уменьшить разброс механических свойств стали (Gт, Gв) на 15-18 Н/мм2.The application of the invention makes it possible to improve the magnetic and mechanical properties of the magnetic core plates, namely, to reduce the level of specific magnetic losses P 1.0/400 by an average of 0.40-0.81 W/kg and to reduce the spread of the mechanical properties of steel (Gt, Gv) by 15 -18 N / mm 2.

Ниже приведен вариант осуществления изобретения, не исключающие другие варианты в пределах формулы изобретения.The following is an embodiment of the invention, not excluding other variations within the claims.

Пример.Example.

Выплавляли электротехническую изотропную сталь при содержании углерода 0,004%; кремния 3,08%; алюминия 1,05%; марганца 0,17%; сурьмы 0,029%; фосфора 0,006%; серы 0,002%; титана 0,004%; азота 0,003%; железо и неизбежные примеси - остальное. Сталь разливали в слябы и производили горячую прокатку на толщину 2,0 мм. Горячекатаную полосу подвергали термообработке в агрегате нормализации, затем травлению. Далее производили первую холодную прокатку на толщину 0,65 мм и промежуточный отжиг холоднокатаной полосы при температуре 905°С (выше 900°С), затем производили вторую холодную прокатку на толщину 0,30 мм со степенью деформации 54% и окончательный отжиг полосы и при температуре 910°С (выше 900°С).Smelted electrical isotropic steel with a carbon content of 0.004%; silicon 3.08%; aluminum 1.05%; manganese 0.17%; antimony 0.029%; phosphorus 0.006%; sulfur 0.002%; titanium 0.004%; nitrogen 0.003%; iron and inevitable impurities - the rest. The steel was cast into slabs and hot rolled to a thickness of 2.0 mm. The hot-rolled strip was subjected to heat treatment in a normalization unit, then pickling. Next, the first cold rolling was carried out to a thickness of 0.65 mm and the intermediate annealing of the cold-rolled strip at a temperature of 905°C (above 900°C), then the second cold rolling was carried out to a thickness of 0.30 mm with a degree of deformation of 54% and the final annealing of the strip and at temperature 910°C (above 900°C).

Варианты реализации способа производства высокопрочной электротехнической изотропной стали с низкими магнитными потерями в толщине 0,27-0,35 мм при различном содержании углерода, кремния, алюминия, марганца, сурьмы, фосфора, серы, титана и азота приведены в таблице 1.Options for the implementation of the method for the production of high-strength electrical isotropic steel with low magnetic losses in a thickness of 0.27-0.35 mm with different contents of carbon, silicon, aluminum, manganese, antimony, phosphorus, sulfur, titanium and nitrogen are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (3)

Способ производства высокопрочной электротехнической изотропной стали в виде холоднокатаной полосы, включающий выплавку стали, ее разливку в слябы, горячую прокатку слябов с получением горячекатаной полосы, термообработку горячекатаной полосы, травление, холодную прокатку с получением холоднокатаной полосы и ее окончательный отжиг, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую компоненты при следующем содержании, мас.%:A method for the production of high-strength electrical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip, including steel smelting, casting it into slabs, hot rolling of slabs to obtain a hot-rolled strip, heat treatment of a hot-rolled strip, pickling, cold rolling to obtain a cold-rolled strip and its final annealing, characterized in that steel containing components with the following content, wt.%: углеродcarbon не более 0,005no more than 0.005 кремнийsilicon 2,70-3,402.70-3.40 алюминийaluminum 0,70-1,300.70-1.30 марганецmanganese 0,10-0,300.10-0.30 сурьмаantimony 0,007-0,040.007-0.04 фосфорphosphorus не более 0,015no more than 0.015 сераsulfur не более 0,005no more than 0.005 титанtitanium не более 0,005no more than 0.005 азотnitrogen не более 0,004no more than 0.004 железо и неизбежные примесиiron and inevitable impurities остальное,rest,
а холодную прокатку производят в две стадии с проведением промежуточного отжига между ними, при этом вторую стадию холодной прокатки выполняют со степенью деформации 40-65%, а промежуточный и окончательный отжиги осуществляют при температуре 900-930°С.and cold rolling is carried out in two stages with intermediate annealing between them, while the second stage of cold rolling is performed with a degree of deformation of 40-65%, and intermediate and final annealing is carried out at a temperature of 900-930°C.
RU2021105103A 2021-02-25 2021-02-25 Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip RU2764738C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105103A RU2764738C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105103A RU2764738C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764738C1 true RU2764738C1 (en) 2022-01-20

Family

ID=80040237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021105103A RU2764738C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764738C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2219253C2 (en) * 2002-01-28 2003-12-20 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of production of cold-rolled electrical-sheet non-oriented steel
JP2005133175A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Nippon Steel Corp Magnetic steel sheet having excellent magnetic property and deformation resistance, and its production method
RU2398894C1 (en) * 2006-06-16 2010-09-10 Ниппон Стил Корпорейшн Sheet of high strength electro-technical steel and procedure for its production
JP2018021242A (en) * 2016-08-05 2018-02-08 新日鐵住金株式会社 Nonoriented electromagnetic steel sheet, manufacturing method of nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method of motor core
JP2018021241A (en) * 2016-08-05 2018-02-08 新日鐵住金株式会社 Nonoriented electromagnetic steel sheet, manufacturing method of nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method of motor core
RU2693277C1 (en) * 2018-07-25 2019-07-02 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method for production of semi-process electrical isotropic steel with low specific magnetic losses

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2219253C2 (en) * 2002-01-28 2003-12-20 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of production of cold-rolled electrical-sheet non-oriented steel
JP2005133175A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Nippon Steel Corp Magnetic steel sheet having excellent magnetic property and deformation resistance, and its production method
RU2398894C1 (en) * 2006-06-16 2010-09-10 Ниппон Стил Корпорейшн Sheet of high strength electro-technical steel and procedure for its production
JP2018021242A (en) * 2016-08-05 2018-02-08 新日鐵住金株式会社 Nonoriented electromagnetic steel sheet, manufacturing method of nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method of motor core
JP2018021241A (en) * 2016-08-05 2018-02-08 新日鐵住金株式会社 Nonoriented electromagnetic steel sheet, manufacturing method of nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method of motor core
RU2693277C1 (en) * 2018-07-25 2019-07-02 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method for production of semi-process electrical isotropic steel with low specific magnetic losses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5995002B2 (en) High magnetic flux density non-oriented electrical steel sheet and motor
CN108474070B (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for producing non-oriented electrical steel sheet
JP5675950B2 (en) Method for producing highly efficient non-oriented silicon steel with excellent magnetic properties
CN113166869B (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same
CN110114478B (en) Method for manufacturing oriented electrical steel sheet
CN102925816B (en) Non-oriented silicon steel for electric drive motor and production method thereof
RU2686424C1 (en) Method for production of sheets of non-oriented electrical steel having excellent magnetic properties
CN110678568A (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same
CN114514332B (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same
CN115176044A (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
JP4414727B2 (en) Magnetic steel sheet with excellent magnetic properties and deformation resistance and manufacturing method thereof
CN114277309A (en) High magnetic induction oriented silicon steel and manufacturing method thereof
JP2005120403A (en) Non-oriented electrical steel sheet with low core loss in high-frequency region
RU2764738C1 (en) Method for production of high-strength electrotechnical isotropic steel in the form of a cold-rolled strip
JPH0742501B2 (en) Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties before and after magnetic annealing
JP6123234B2 (en) Electrical steel sheet
JP2022509675A (en) Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetism and its manufacturing method
JP2017066425A (en) Nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method therefor
JPWO2020188783A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method
JP4424075B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet, non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, and production method thereof
JP3357602B2 (en) Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties
JP2003013190A (en) High-grade non-oriented magnetic steel sheet
CN114901850A (en) Hot-rolled steel sheet for non-oriented electromagnetic steel sheet
JP4267439B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties, manufacturing method thereof and strain relief annealing method
JP3818025B2 (en) Method for producing cold-rolled steel sheet with small anisotropy