Патент на изобретение №2348704

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2348704 (13) C2
(51) МПК

C21D8/12 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 08.09.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2006135627/02, 10.10.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

10.10.2006

(43) Дата публикации заявки: 20.04.2008

(46) Опубликовано: 10.03.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2180357 C1, 10.03.2002. RU 2180356 C1, 10.03.2002. RU 2199594 C1, 27.02.2003. RU 2237729 C1, 10.10.2004.

Адрес для переписки:

620219, г.Екатеринбург, ГСП-715, ООО “ВИЗ-Сталь”, директору по технологии М.Б. Цырлину

(72) Автор(ы):

Цырлин Михаил Борисович (RU),
Лобанов Михаил Львович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “ВИЗ-Сталь” (RU)

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ С ПОВЫШЕННОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться при производстве электротехнической анизотропной (трансформаторной) стали. Для формирования дополнительной ингибиторной фазы способ включает выплавку стали, содержащей, мас.%: углерод не более 0,05, марганец 0,15-0,4, кремний 3,0-3,5, медь 0,4-0,6, алюминий 0,018-0,03, азот 0,008-0,012, железо и неизбежные примеси – остальное, при выполнении соотношения: алюминий/азот в пределах 2,3-3,5, непрерывную разливку стали, черновую и чистовую горячую прокатки, двухкратную холодную прокатку с промежуточным обезуглероживающим отжигом для удаления углерода, азотирование в интервале температур 700-850°С в атмосфере, содержащей диссоциированный аммиак, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к производству электротехнических сталей.

Известно, что магнитные свойства анизотропной электротехнической стали в значительной мере определяются степенью совершенства текстуры {110}<001> (ребровая текстура), формирующейся в ходе вторичной рекристаллизации. При переделе анизотропной стали необходимо выполнить ряд следующих условий, соблюдение которых позволит повысить совершенство текстуры:

1) стабилизация структуры матрицы включениями второй фазы (главным образом нитриды алюминия, сульфиды и селениды марганца или их комбинация);

2) преобладание в текстуре матрицы, легко поглощаемой октаэдрической ({111}<112>) компоненты текстуры;

3) наличие в текстуре матрицы достаточно острой ребровой компоненты, которая в ходе вторичной рекристаллизации интенсивно поглощает октаэдрическую.

При производстве высокопроницаемой стали для выполнения первого условия используют следующие два технологических направления:

1) создание оптимальной стабилизирующей фазы на первых этапах передела (выплавка, разливка, высокотемпературный нагрев слябов, горячая прокатка, отжиг горячекатаных рулонов) [1, 2];

2) азотирование металла в конечной толщине после (или в процессе) обезуглероживающего отжига [3, 4].

Второе условие в обоих случаях реализуется за счет холодной прокатки с высокой степенью деформации (85-90%) [5].

Для реализации третьего условия также в обоих случаях используется «теплая» (˜200°С) прокатка, обеспечивающая так называемое деформационное старение, а также модифицирование стали оловом.

Недостатком первого направления является необходимость высокотемпературного нагрева слябов. В процессе нагрева образуется «железная» окалина, которую необходимо непрерывно удалять, что обуславливает высокие трудовые, материальные и энергетические затраты.

Второе направление требует весьма точное сочетание параметров горячей прокатки, нормализации и термообработки в конечной толщине, что не всегда удается совместить. Небольшое отклонение параметров прокатки и термообработки от оптимума чревато ухудшением свойств стали вплоть до отбраковки части полос.

Предлагаемый в настоящей заявке вариант отличается от описанных тем, что он реализуется при двукратной холодной прокатке, не требует высокотемпературного нагрева слябов и деформационного старения, а также не требует «ювелирного» сочетания параметров прокатки и термообработки, т.е. характеризуется относительной простотой и стабильностью. Кроме того, в предлагаемом варианте отсутствует операция отжига горячекатаных полос, что значительно уменьшает затраты.

В качестве прототипа взят патент Японии [4], как наиболее близкое решение аналогичной технологической задачи. Стабилизация структуры частично осуществляется за счет нитридов алюминия, формирующихся при горячей прокатке, частично – образующихся при химико-термической обработке за счет азотирования в промежуточной или конечной толщине. Усиление октаэдрической компоненты в текстуре матрицы, равно как и обострение ребровой, осуществляется за счет введения в сталь меди (0,4-0,6 мас.%) и медленного нагрева металла в интервале температур возврата и первичной рекристаллизации (400-650°С).

Ниже в качестве примеров приведены результаты экспериментов, обосновывающих новизну и полезность настоящей заявки на патент.

Пример 1. Металл, содержащий 0,03 мас.% С, 0,17 мас.% Mn, 3,08 мас.% Si, 0,022 мас.% Al, 0,50 мас.% Cu и 0,008 мас.% N, выплавляли в кислородных конверторах и разливали на машинах непрерывного литья слябов. Слябы нагревали до температуры 1250°С и прокатывали на широкополосном стане горячей прокатки на толщину 2,5 мм. Температура завершения черновой прокатки составляла 1040-1050°С; чистовой прокатки 915-920°С; смотки полос 560-570°С. Далее металл подвергали травлению, первой холодной прокатке на толщину 0,7 мм, обезуглероживающему отжигу при температуре 850°С в увлажненной азотоводородной смеси, азотированию в атмосфере, содержащей диссоциированный аммиак, второй холодной прокатке на толщину 0,30 мм, нанесению термостойкого покрытия, высокотемпературному отжигу. Для сравнения часть металла не подвергали азотированию.

Из данных таблицы 1 следует, что введение в технологический цикл операции азотирования стали после завершения обезуглероживания способствует увеличению значений индукции с 1,86-1,87 Тл до 1,90-1,94 Тл, характерных для высокопроницаемой стали.

Таблица 1
Сопоставление магнитных свойств стали, полученной по стандартной технологии и технологии с азотированием в промежуточной толщине
Вариант технологии Номер испытания Содержание азота после термообработки, % Магнитные свойства
В800, Тл P1,7/50, Вт/кг
Стандартный (без азотирования) 1 0,008 1,86 1,23
2 0,008 1,87 1,19
С азотированием в промежуточной толщине 1 0,011 1,90 1,10
2 0,015 1,92 1,05
3 0,015 1,92 1,04
4 0,017 1,94 1,00
5 0,020 1,91 1,08
6 0,026 1,90 1,11

Важно учесть, что эффективность азотирования реализуется только при переделе стали с умеренной степенью стабилизации структуры нитридными включениями, формирующимися при горячей прокатке.

При пониженной степени стабилизации структуры в процессе нагрева металла при высокотемпературном отжиге в интервале температур 700-950°С развивается собирательная рекристаллизация (до аномального роста зерна). Вторичная рекристаллизация происходит в условиях повышенной стабилизации структуры (увеличенный размер зерен матрицы и появление дополнительной ингибиторной фазы за счет азотирования), что способствует росту зерен с наиболее совершенной ребровой ориентировкой.

Из результатов исследований следует, что наилучшие магнитные свойства имеет сталь, которая характеризовалась отношением алюминия к азоту в интервале 2.3-3.5.

Таким образом, введение операции азотирования стали в промежуточной толщине в технологический цикл передела стали нитридного варианта позволяет получать высокопроницаемую сталь.

Источники информации

1. Европейский патент ЕР №219611, 1986 г.

2. Европейский патент ЕР №420238, 1990 г.

3. Европейский патент ЕР №339474, 1989 г.

4. Европейский патент ЕР №392534, 1990 г.

5. Европейский патент ЕР №566986, 1993 г.

Формула изобретения

Способ производства анизотропной электротехнической стали, включающий выплавку стали, содержащей углерод, кремний, марганец, алюминий, азот, медь, железо и неизбежные примеси, непрерывную разливку стали, горячую прокатку, двухкратную холодную прокатку с обезуглероживающим отжигом полосы, азотирование, нанесение термостойкого покрытия и высокотемпературный отжиг, отличающийся тем, что осуществляют выплавку стали, содержащей компоненты при следующем соотношении, мас.%:

углерод не более 0,05
марганец 0,15-0,4
кремний 3,0-3,5
медь 0,4-0,6
алюминий 0,018-0,03
азот 0,005-0,012
железо и неизбежные примеси остальное,

причем отношение алюминия к азоту устанавливают в пределах 2,3-3,5, а азотирование ведут в интервале температур 700-850°С в атмосфере, содержащей диссоциированный аммиак после обезуглероживающего отжига в промежуточной толщине полосы.


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 11.10.2008

Извещение опубликовано: 20.02.2010 БИ: 05/2010


NF4A – Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.05.2010

Извещение опубликовано: 20.05.2010 БИ: 14/2010


Categories: BD_2348000-2348999