RU2784933C1 - Method for producing a sheet of electrotechnical steel with oriented grain structure - Google Patents
Method for producing a sheet of electrotechnical steel with oriented grain structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784933C1 RU2784933C1 RU2021123330A RU2021123330A RU2784933C1 RU 2784933 C1 RU2784933 C1 RU 2784933C1 RU 2021123330 A RU2021123330 A RU 2021123330A RU 2021123330 A RU2021123330 A RU 2021123330A RU 2784933 C1 RU2784933 C1 RU 2784933C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- less
- annealing
- sheet
- steel
- steel sheet
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 111
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 164
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 94
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 63
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims abstract description 38
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 claims description 87
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 57
- 229910001224 Grain-oriented electrical steel Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 20
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 19
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 8
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LRDIEHDJWYRVPT-UHFFFAOYSA-N 4-amino-5-hydroxynaphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC(O)=C2C(N)=CC=C(S(O)(=O)=O)C2=C1 LRDIEHDJWYRVPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000009503 electrostatic coating Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- -1 etc.) Chemical compound 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
[0001] Настоящее изобретение относится к способу изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.[0001] The present invention relates to a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet.
Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-005060, поданной 16 января 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.Priority is claimed from Japanese Patent Application No. 2019-005060, filed January 16, 2019, the contents of which are hereby incorporated by reference.
Известный уровень техникиPrior Art
[0002] Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой представляют собой магнитомягкий материал и используются в основном в качестве материала для железных сердечников трансформаторов. По этой причине листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой должны обладать такими магнитными свойствами, как высокие показатели характеристики намагничивания и низкие потери в стали. Характеристики намагничивания включают в себя плотности магнитного потока, индуцируемого при возбуждении железного сердечника. При увеличении плотности магнитного потока можно уменьшить размеры железных сердечников, что целесообразно как с точки зрения конструкции трансформаторов, так и с точки зрения затрат на изготовление трансформаторов.[0002] Grain-oriented electrical steel sheets are soft magnetic materials and are mainly used as a material for iron cores of transformers. For this reason, grain-oriented electrical steel sheets must have magnetic properties such as high magnetization performance and low steel loss. The magnetization characteristics include the magnetic flux densities induced by excitation of the iron core. With an increase in the magnetic flux density, it is possible to reduce the size of the iron cores, which is advisable both from the point of view of the design of transformers and from the point of view of the cost of manufacturing transformers.
[0003] Чтобы улучшить характеристики намагничивания, необходимо регулировать текстуру для достижения ориентировки кристаллов (ориентировки Госса), при которой плоскость {110} ориентирована параллельно поверхности стального листа, а ось <100> ориентирована в направлении прокатки. Для накопления кристаллов в ориентации Госса обычно в стали используются ингибиторы, такие как AlN, MnS и MnSe, образующие мелкодисперсные выделения, которые позволяют регулировать вторичную рекристаллизацию.[0003] In order to improve the magnetization performance, it is necessary to adjust the texture to achieve a crystal orientation (Goss orientation) in which the {110} plane is oriented parallel to the surface of the steel sheet and the <100> axis is oriented in the rolling direction. To accumulate crystals in the Goss orientation, inhibitors such as AlN, MnS and MnSe are commonly used in steel, forming fine precipitates that allow control of secondary recrystallization.
[0004] Кроме того, необходимыми магнитными свойствами являются высокая плотность магнитного потока (выраженная значением плотности магнитного потока B8 при приложении магнитного поля 800 А/м) и низкие потери в стали (выраженные потерями энергии W17/50(Вт/кг) с плотностью магнитного потока 1,7 тесла (Тл) на частоте 50 герц (Гц)).[0004] In addition, the required magnetic properties are high magnetic flux density (expressed by the magnetic flux density value B8 when applying a magnetic field of 800 A/m) and low steel loss (expressed by the energy loss W 17/50 (W/kg) with density magnetic flux of 1.7 tesla (T) at a frequency of 50 hertz (Hz)).
[0005] Потери в стали - это потери энергии, расходуемой в виде тепловой энергии при возбуждении железных сердечников магнитными полями переменного тока. Для экономии энергии потери в стали должны быть как можно ниже. На уровень потерь в стали влияют магнитная восприимчивость, толщина листа, натяжение пленки, количество примесей, удельное электрическое сопротивление, размер зерен, размер магнитных доменов и т.п. В настоящее время, когда разработаны различные технологии производства листов электротехнической стали, постоянно ведутся исследования и разработки, направленные на снижение потерь в стали, в целях повышения энергетической эффективности.[0005] Steel loss is the loss of energy expended in the form of thermal energy when the iron cores are excited by AC magnetic fields. To save energy, steel losses should be as low as possible. The level of loss in steel is affected by magnetic susceptibility, sheet thickness, film tension, amount of impurities, electrical resistivity, grain size, magnetic domain size, etc. At present, with the development of various technologies for the production of electrical steel sheets, research and development is constantly being carried out to reduce steel losses in order to improve energy efficiency.
[0006] В патентном документе 1 (рассмотренная заявка на патент Японии, вторая публикация № S58-26405) описан способ уменьшения потерь в стали путем облучения стального листа, подвергнутого финишному отжигу, лазерным лучом для обеспечения незначительной локальной деформации стального листа, чтобы магнитные домены разделялись при использовании листа электротехнической стали в качестве пластинчатого железного сердечника.[0006] Patent Document 1 (Japanese Examined Patent Application Second Publication No. S58-26405) discloses a method for reducing steel loss by irradiating a finish annealed steel sheet with a laser beam to cause the steel sheet to be slightly deformed so that magnetic domains are separated when using a sheet of electrical steel as a lamellar iron core.
[0007] Кроме того, в патентном документе 2 (нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № S62-86175) описан способ, в котором эффект уменьшения магнитных доменов не исчезает, даже если лист электротехнической стали подвергнуть обработке для получения железного сердечника, а затем отжигу для снятия напряжений, когда лист электротехнической стали используется для витого железного сердечника. При делении магнитных доменом с помощью этих технических средств значительно снижаются потери в стали. [0007] In addition, Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. S62-86175) describes a method in which the magnetic domain reduction effect does not disappear even if an electrical steel sheet is processed to obtain an iron core and then stress relief annealing, where electrical steel sheet is used for a stranded iron core. When dividing magnetic domains with the help of these technical means, losses in steel are significantly reduced.
[0008] Однако, авторы настоящего изобретения, наблюдая движение магнитного домена при его разделении, как описано выше, обнаружили, что некоторые магнитные домены не двигались. Поэтому авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что для дальнейшего снижения величины потерь в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, такую же важность, как и разделение магнитных доменов, представляет устранение эффекта закрепления, препятствующего перемещению магнитного домена, который обусловлен стеклянной пленкой на поверхности стального листа.[0008] However, the inventors of the present invention, while observing the movement of the magnetic domain as it was separated as described above, found that some of the magnetic domains did not move. Therefore, the inventors of the present invention have come to the conclusion that, in order to further reduce the amount of loss in the steel of the grain-oriented electrical steel sheet, it is as important as separating the magnetic domains to eliminate the pinning effect that prevents the movement of the magnetic domain, which is caused by the glass film on the surface. steel sheet.
[0009] Чтобы облегчить перемещение магнитного домена, как описано выше, целесообразно, чтобы на поверхности стального листа не образовывалась стеклянная пленка. Для решения этой проблемы в патентном документе 3 (описание патента США № 3785882) предложен способ предотвращения образования стеклянной пленки на поверхности стального листа с использованием крупнозернистого оксида алюминия высокой чистоты в качестве отжигового сепаратора. Однако, этот способ не способен устранить включения непосредственно под поверхностью, а предел улучшения показателя потерь в стали составляет не более 2% при W15/60.[0009] In order to facilitate the movement of the magnetic domain as described above, it is expedient that no glass film is formed on the surface of the steel sheet. To solve this problem, Patent Document 3 (US Patent Specification No. 3,785,882) proposes a method for preventing the formation of a glass film on the surface of a steel sheet using high purity coarse alumina as an annealing separator. However, this method is not able to eliminate inclusions directly below the surface, and the limit of improvement in the steel loss index is no more than 2% at W 15/60 .
[0010] В патентном документе 4 (нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № S64-83620) раскрыт способ выполнения химической полировки или электролитической полировки после финишного отжига в качестве способа регулирования включений непосредственно под поверхностью и обеспечения зеркальной чистовой обработки поверхности. Однако, хотя этот способ позволяет осуществлять химическую полировку и электролитическую полировку образца материала на лабораторном уровне, для его осуществления в промышленном масштабе необходимо решить проблемы, касающиеся управления концентрацией и температурой химического раствора и установки оборудования для контроля загрязнений или т.п. Кроме того, с точки зрения производительности этот способ очень сложно реализовать на практике.[0010] Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. S64-83620) discloses a method for performing chemical polishing or electrolytic polishing after finishing annealing as a method for controlling inclusions just below the surface and providing a mirror-like surface finish. However, although this method allows chemical polishing and electropolishing of a material sample to be carried out at the laboratory level, problems regarding the control of the concentration and temperature of the chemical solution and the installation of pollution control equipment or the like must be solved in order to be carried out on an industrial scale. In addition, in terms of performance, this method is very difficult to implement in practice.
[0011] В качестве способа решения этой задачи в патентном документе 5 (нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H07-118750) раскрыт способ, в котором обезуглероживающий отжиг выполняется в газовой атмосфере, имеющей степень окисления, при которой не образуются оксиды на основе железа (Fe2SiO4, FeO и т.п.), и используется оксид алюминия в качестве отжигового сепаратора между листами. Однако очевидно, что даже при осуществлении этого процесса в промышленных масштабах было бы трудно получить хорошие магнитные свойства при стабильном обезуглероживании. [0011] As a method for solving this problem, Patent Document 5 (Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H07-118750) discloses a method in which decarburization annealing is performed in a gas atmosphere having an oxidation state in which oxides based on iron (Fe 2 SiO 4 , FeO, etc.), and aluminum oxide is used as an annealing separator between sheets. However, it is clear that even if this process is carried out on an industrial scale, it would be difficult to obtain good magnetic properties with stable decarburization.
Перечень цитируемых документовList of cited documents
Патентные документыPatent Documents
[0012] Патентный документ 1 - рассмотренная заявка на патент Японии, вторая публикация № S58-026405[0012] Patent Document 1 - Examined Japanese Patent Application Second Publication No. S58-026405
Патентный документ 2 - нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № S62-86175Patent Document 2 - Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. S62-86175
Патентный документ 3 - описание патента США № 3785882.Patent Document 3 - Description of US Patent No. 3,785,882.
Патентный документ 4 - нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № S64-083620.Patent Document 4 - Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. S64-083620.
Патентный документ 5 - нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H07-118750.Patent Document 5 - Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H07-118750.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Техническая задачаTechnical task
[0013] Настоящее изобретение было создано с учетом перечисленных проблем, и его целью является создание способа изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющего хорошие магнитные свойства при удовлетворительном выполнении обезуглероживания в процессе обезуглероживающего отжига.[0013] The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having good magnetic properties while satisfactorily performing decarburization in a decarburization annealing process.
Решение задачиThe solution of the problem
[0014] (1) Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, включающий: процесс производства материала кремнистой стали для получения материала кремнистой стали; процесс горячей прокатки для получения горячекатаного листа, при котором материал кремнистой стали подвергают горячей прокатке; процесс холодной прокатки для получения стального листа конечной толщины, при котором горячекатаный лист подвергают одному процессу холодной прокатки или нескольким процессам холодной прокатки с промежуточным отжигом, выполняемым между процессами холодной прокатки; процесс обезуглероживающего отжига, при котором стальной лист подвергают обезуглероживающему отжигу, и процесс финишного отжига, при котором на стальной лист наносят отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, и затем подвергают стальной лист финишному отжигу, причем материал кремнистой стали содержит, в мас.%: Si: от 0,8 до 7,0%; С: 0,085% или менее; кислоторастворимый Al: от 0,010 до 0,065%; N: от 0,004 до 0,012%; Mn: 1,00% или менее; S: 0,050% или менее; один или оба из Sn и Sb: суммарно от 0,01 до 0,20%, и остальное: Fe и примеси.[0014] (1) A method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet, including: a process for producing a silicon steel material to obtain a silicon steel material; a hot rolling process for producing a hot rolled sheet in which the silicon steel material is subjected to hot rolling; a cold rolling process for producing a steel sheet of a finite thickness, in which the hot-rolled sheet is subjected to one cold rolling process or several cold rolling processes with intermediate annealing performed between the cold rolling processes; a decarburization annealing process in which a steel sheet is subjected to a decarburization annealing process; and a finish annealing process in which an annealing separator containing alumina as a main component is applied to the steel sheet, and then the steel sheet is finish annealed, wherein the silicon steel material contains, by mass .%: Si: 0.8 to 7.0%; C: 0.085% or less; acid soluble Al: 0.010 to 0.065%; N: 0.004 to 0.012%; Mn: 1.00% or less; S: 0.050% or less; one or both of Sn and Sb: 0.01 to 0.20% in total, and the balance: Fe and impurities.
[0015] (2) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с (1), процесс обезуглероживающего отжига может включать: выполнение обезуглероживающего отжига с применением печи обезуглероживающего отжига, содержащей зону нагрева и зону выдержки, степень окисления P1 газовой атмосферы в зоне нагрева удовлетворяет следующему выражению 1, и степень окисления P2 газовой атмосферы в зоне выдержки удовлетворяет следующему выражению 2:[0015] (2) In the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet according to (1), the decarburization annealing process may include: performing decarburization annealing using a decarburization annealing furnace comprising a heating zone and a holding zone, an oxidation state P1 of the gaseous atmosphere in the heating zone satisfies the following expression 1, and the oxidation state P2 of the gas atmosphere in the holding zone satisfies the following expression 2:
0,01≤P1≤0,15 (выражение 1) и0.01≤P1≤0.15 (expression 1) and
0,01≤P2≤0,15 (выражение 2).0.01≤P2≤0.15 (expression 2).
[0016] (3) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с (1) или (2) материал кремнистой стали может дополнительно содержать, в мас.%, Cr: от 0,02 до 0,50%.[0016] (3) In the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet according to (1) or (2), the silicon steel material may further contain, in wt %, Cr: 0.02 to 0.50%.
[0017] (4) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии (2) или (3) вышеупомянутые P1 и P2 могут удовлетворять следующему выражению 3:[0017] (4) In the manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet according to (2) or (3), the above P1 and P2 may satisfy the following expression 3:
P1>P2 (выражение 3).P1>P2 (expression 3).
[0018] (5) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с любым из (1)-(4) материал кремнистой стали может дополнительно содержать, в мас.%: Cu: от 0% или более до 0,4% или менее; Р: от 0% или более до 0,5% или менее; Ni: от 0% или более до 1,0% или менее; В: от 0% или более до 0,008% или менее; V: от 0% или более до 0,15% или менее; Nb: от 0% или более до 0,20% или менее; Мо: от 0% или более до 0,10% или менее; Ti: от 0% или более до 0,015% или менее; и Bi: от 0% или более до 0,010% или менее.[0018] (5) In the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet according to any of (1) to (4), the silicon steel material may further contain, in wt %: Cu: 0% or more to 0, 4% or less; P: 0% or more to 0.5% or less; Ni: 0% or more to 1.0% or less; B: 0% or more to 0.008% or less; V: 0% or more to 0.15% or less; Nb: 0% or more to 0.20% or less; Mo: 0% or more to 0.10% or less; Ti: 0% or more to 0.015% or less; and Bi: 0% or more to 0.010% or less.
[0019] (6) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с любым из (1)-(5), способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой может дополнительно включать процесс азотирующей обработки, проводимый в период, начинающийся до процесса обезуглероживающего отжига и заканчивающийся до начала вторичной рекристаллизации в процессе финишного отжига.[0019] (6) In the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to any of (1) to (5), the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet may further include a nitriding treatment process conducted in the period starting before the process of decarburizing annealing and ending before the start of secondary recrystallization in the process of finishing annealing.
[0020] (7) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с любым из пп.(1)-(6), способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой может дополнительно включать: процесс отжига в горячем состоянии (отжиг горячей ленты), при котором горячекатаный лист, полученный в процессе горячей прокатки, подвергают отжигу после процесса горячей прокатки и до процесса холодной прокатки.[0020] (7) In the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet according to any one of (1) to (6), the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet may further include: a hot annealing process ( hot strip annealing) in which the hot-rolled sheet obtained in the hot rolling process is subjected to annealing after the hot rolling process and before the cold rolling process.
Эффекты изобретенияInvention Effects
[0021] Согласно вышеупомянутому аспекту настоящего изобретения можно предоставить способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющей хорошие магнитные свойства, при удовлетворительном выполнении обезуглероживания при обезуглероживающем отжиге.[0021] According to the above aspect of the present invention, it is possible to provide a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having good magnetic properties while satisfactorily performing decarburization in decarburization annealing.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
[0022] На фиг. 1 представлена блок-схема, поясняющая способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления настоящего изобретения.[0022] FIG. 1 is a flowchart for explaining a manufacturing method of a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
Варианты реализации изобретенияEmbodiments of the invention
[0023] Хотя описанные выше исследования проводились в целях улучшения магнитных свойств листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в предшествующем уровне техники, все еще остаются требующие решения проблемы, такие как упомянутые выше.[0023] Although the studies described above were carried out in order to improve the magnetic properties of the grain-oriented electrical steel sheet in the prior art, there still remain problems to be solved, such as those mentioned above.
Для решения этих проблем авторы настоящего изобретения провели различные эксперименты. В результате было обнаружено, что при включении в состав стали соответствующего количества Sn и/или Sb можно изготовить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой с хорошими магнитными свойствами, ели выполнить удовлетворительное обезуглероживание. Кроме того, было обнаружено, что этот эффект улучшается путем регулирования степени окисления (PH2O/PH2) газовой атмосферы в области нагрева и области выдержки в процессе обезуглероживающего отжига.In order to solve these problems, the inventors of the present invention carried out various experiments. As a result, it has been found that by including an appropriate amount of Sn and/or Sb in the steel composition, it is possible to produce a grain-oriented electrical steel sheet with good magnetic properties if the decarburization is performed satisfactorily. In addition, it has been found that this effect is improved by adjusting the oxidation state (P H2O /P H2 ) of the gas atmosphere in the heating region and the holding region in the decarburization annealing process.
[0024] Далее будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. При этом понятно, что настоящее изобретение не ограничивается химическими составами, раскрытыми в этих вариантах осуществления, и возможны различные модификации, не выходящие за рамки сущности настоящего изобретения.[0024] Next, preferred embodiments of the present invention will be described. It is understood that the present invention is not limited to the chemical compositions disclosed in these embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
Также понятно, что независимые элементы следующих вариантов осуществления можно объединять друг с другом в рамках объема настоящего изобретения.It is also understood that the independent elements of the following embodiments may be combined with each other within the scope of the present invention.
[0025] Кроме того, в следующих вариантах осуществления численно ограниченный диапазон включает в себя нижнее предельное значение и верхнее предельное значение. Однако, числовые значения, указанные с использованием термина "превосходящий" и выражения "менее чем", не включаются в этот числовой диапазон.[0025] In addition, in the following embodiments, the numerically limited range includes a lower limit value and an upper limit value. However, numerical values indicated using the term "superior" and the expression "less than" are not included in this numerical range.
Кроме того, если не указано иное, "%" химического компонента в следующих вариантах реализации означает "мас.%".In addition, unless otherwise indicated, "%" of a chemical component in the following embodiments means "wt.%".
[0026] Далее будет описан способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления настоящего изобретения.[0026] Next, a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described.
[0027] Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно следующим вариантам осуществления включает в себя: процесс производства материала кремнистой стали для получения материала кремнистой стали; процесс горячей прокатки для получения горячекатаного листа путем горячей прокатки материала кремнистой стали; процесс холодной прокатки для получения стального листа конечной толщины, при котором горячекатаный лист подвергают одному процессу холодной прокатки или нескольким процессам холодной прокатки с промежуточным отжигом, выполняемым между процессами холодной прокатки; процесс обезуглероживающего отжига, при котором стальной лист подвергают обезуглероживающему отжигу, и процесс финишного отжига, при котором на стальной лист наносят отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, и подвергают стальной лист финишному отжигу, причем материал кремнистой стали содержит в мас.%: Si: от 0,8 до 7,0%; С: 0,085% или менее; кислоторастворимый Al: от 0,010 до 0,065%; N: от 0,004 до 0,012%; Mn: 1,00% или менее; S: 0,050% или менее; один или оба Sn и Sb: суммарно 0,01 до 0,20%; остальное: Fe и примеси. Кроме того, в способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно вышеописанному варианту осуществления может быть дополнительно предусмотрен процесс отжига горячей полосы, при котором горячекатаный лист, полученный в процессе горячей прокатки, может быть дополнительно подвергнут отжигу после горячего прокатки и перед процессом холодной прокатки.[0027] A method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to the following embodiments includes: a silicon steel material manufacturing process to obtain a silicon steel material; a hot rolling process for producing a hot rolled sheet by hot rolling a silicon steel material; a cold rolling process for producing a steel sheet of a finite thickness, in which the hot-rolled sheet is subjected to one cold rolling process or several cold rolling processes with intermediate annealing performed between the cold rolling processes; a decarburization annealing process in which a steel sheet is subjected to decarburization annealing; and a finish annealing process in which an annealing separator containing alumina as a main component is applied to the steel sheet and subjected to finish annealing of the steel sheet, wherein the silicon steel material contains in wt % : Si: 0.8 to 7.0%; C: 0.085% or less; acid soluble Al: 0.010 to 0.065%; N: 0.004 to 0.012%; Mn: 1.00% or less; S: 0.050% or less; one or both Sn and Sb: total 0.01 to 0.20%; the rest: Fe and impurities. In addition, in the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet according to the above-described embodiment, a hot strip annealing process can be further provided in which the hot-rolled sheet obtained in the hot rolling process can be further annealed after the hot rolling and before the cold rolling process. .
[0028] Химические компоненты материала кремнистой стали[0028] Chemical components of silicon steel material
При увеличении содержания Si возрастает электрическое сопротивление и улучшаются показатели потерь в стали. Однако, если содержание Si превышает 7,0%, холодная прокатка становится чрезвычайно трудной, и стальной материал может растрескиваться во время прокатки. По этой причине верхний предел содержания Si составляет 7,0%. Предпочтительно, верхний предел содержания Si составляет 4,5% и более предпочтительно 4,0%.With an increase in the Si content, the electrical resistance increases and the losses in the steel improve. However, if the Si content exceeds 7.0%, cold rolling becomes extremely difficult and the steel material may crack during rolling. For this reason, the upper limit of the Si content is 7.0%. Preferably, the upper limit of the Si content is 4.5% and more preferably 4.0%.
Кроме того, если содержание Si меньше 0,8%, во время финишного отжига происходит γ-превращение и ухудшается ориентация кристаллов стального листа. По этой причине нижний предел содержания Si составляет 0,8%. Предпочтительно, нижний предел содержания Si составляет 2,0% и более предпочтительно 2,5%.In addition, if the Si content is less than 0.8%, γ-transformation occurs during finish annealing and the crystal orientation of the steel sheet deteriorates. For this reason, the lower limit of the Si content is 0.8%. Preferably, the lower limit of the Si content is 2.0%, and more preferably 2.5%.
[0029] C является элементом, который эффективно регулирует структуру первичной рекристаллизации, но отрицательно влияет на магнитные свойства. Следовательно, перед финишным отжигом необходимо удалить C, выполнив процесс обезуглероживания.[0029] C is an element that effectively regulates the primary recrystallization structure, but adversely affects the magnetic properties. Therefore, before finishing annealing, it is necessary to remove C by performing a decarburization process.
Если содержание C в материале кремнистой стали составляет более 0,085%, увеличивается время обезуглероживающего отжига и снижается производительность промышленного процесса. По этой причине верхний предел содержания C составляет 0,085%. Более предпочтительно, верхний предел содержания C составляет 0,070%.If the content of C in the silicon steel material is more than 0.085%, the decarburization annealing time increases and the productivity of the industrial process decreases. For this reason, the upper limit of the C content is 0.085%. More preferably, the upper limit of the C content is 0.070%.
[0030] В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с этим вариантом осуществления кислоторастворимый Al является важным элементом для выполнения функции ингибитора при связывании с N в форме (Al, Si)N. Содержание кислоторастворимого Al, при котором вторичная рекристаллизация является стабильной, составляет от 0,010 до 0,065%.[0030] In the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, acid-soluble Al is an important element for acting as an inhibitor when binding to N in the form of (Al, Si)N. The content of acid-soluble Al, at which the secondary recrystallization is stable, is from 0.010 to 0.065%.
Предпочтительно, нижний предел содержания кислоторастворимого Al составляет 0,020% и более предпочтительно 0,025%. Предпочтительно, верхний предел содержания кислоторастворимого Al составляет 0,040% и более предпочтительно 0,030%.Preferably, the lower limit of the content of acid-soluble Al is 0.020% and more preferably 0.025%. Preferably, the upper limit of the content of acid-soluble Al is 0.040% and more preferably 0.030%.
[0031] Если содержание N превышает 0,012%, в стальном листе во время холодной прокатки возникают пустоты, называемые пузырями. Поэтому желательно, чтобы содержание N не превышало 0,012%. Кроме того, для связывания с Al и выполнения функции ингибитора содержание N должно составлять 0,004% или более. Нижний предел содержания N предпочтительно составляет 0,006%, более предпочтительно 0,007%. Верхний предел содержания N составляет предпочтительно 0,010% и более предпочтительно 0,009%.[0031] If the N content exceeds 0.012%, voids called bubbles occur in the steel sheet during cold rolling. Therefore, it is desirable that the N content does not exceed 0.012%. In addition, in order to bind to Al and act as an inhibitor, the N content must be 0.004% or more. The lower limit of the N content is preferably 0.006%, more preferably 0.007%. The upper limit of the N content is preferably 0.010% and more preferably 0.009%.
[0032] Mn и S желательно добавлять в диапазоне, удовлетворяющем Mn/(S+Se)≥4, чтобы предотвратить возникновение трещин при горячей прокатке. При увеличении содержания Mn уменьшается магнитный поток насыщения. Поэтому содержание Mn предпочтительно составляет 1,00% или меньше. Содержание S предпочтительно составляет 0,050% или меньше, более предпочтительно 0,015% или меньше, еще более предпочтительно 0,010% или меньше, и еще более предпочтительно 0,007% или меньше.[0032] Mn and S are desirably added in a range satisfying Mn/(S+Se)≥4 to prevent hot rolling cracks. As the Mn content increases, the saturation magnetic flux decreases. Therefore, the Mn content is preferably 1.00% or less. The S content is preferably 0.050% or less, more preferably 0.015% or less, even more preferably 0.010% or less, and even more preferably 0.007% or less.
Кроме того, часть S можно заменить на Se. По этой причине, если в состав входит Se, то предпочтительно иметь S+Se: 0,050% или менее, и желательно установить диапазон, удовлетворяющий Mn/(S+Se)≥4.In addition, the part S can be replaced by Se. For this reason, if Se is included, it is preferable to have S+Se: 0.050% or less, and it is desirable to set a range satisfying Mn/(S+Se)≥4.
[0033] В некоторых случаях в качестве ингибиторов вторичной рекристаллизации могут использоваться Mn и S. В этих случаях содержание Mn, при котором обеспечивается стабильная вторичная рекристаллизация, находится в диапазоне от 0,02 до 0,30%. Нижний предел содержания Mn предпочтительно составляет 0,05%, более предпочтительно 0,07%. Верхний предел содержания Mn предпочтительно составляет 0,15% и более предпочтительно 0,10%. Кроме того, в этом случае предпочтительное содержание S находится в диапазоне от 0,010 до 0,050%. Содержание S предпочтительно составляет 0,015% или более, более предпочтительно 0,020% или более. Еще более предпочтительно содержание S составляет 0,040% или менее. Кроме того, S также можно заменить на Se.[0033] In some cases, Mn and S can be used as inhibitors of secondary recrystallization. In these cases, the content of Mn, which ensures stable secondary recrystallization, is in the range from 0.02 to 0.30%. The lower limit of the Mn content is preferably 0.05%, more preferably 0.07%. The upper limit of the Mn content is preferably 0.15% and more preferably 0.10%. In addition, in this case, the preferred content of S is in the range of 0.010 to 0.050%. The S content is preferably 0.015% or more, more preferably 0.020% or more. Even more preferably, the S content is 0.040% or less. In addition, S can also be replaced by Se.
[0034] В способе производства Taguchi, Sakakura et al. (например, описанном в рассмотренной заявке на патент Японии, вторая публикация № S40-15644) в качестве ингибиторов вторичной рекристаллизации используются Mn и S. С другой стороны, в способе производства Komatsu et al. (например, описанном в рассмотренной заявке на патент Японии, вторая публикация № S62-45285), Mn и S не используются в качестве ингибиторов для вторичной рекристаллизации.[0034] In the production method of Taguchi, Sakakura et al. (such as described in Examined Japanese Patent Application Second Publication No. S40-15644) Mn and S are used as secondary recrystallization inhibitors. On the other hand, in the production method of Komatsu et al. (such as described in Examined Japanese Patent Application , Second Publication No. S62-45285), Mn and S are not used as inhibitors for secondary recrystallization.
Sn и Sb являются хорошо известными элементами сегрегации по границам зерен. Также до настоящего времени было известно, что Sb и Sn в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой улучшают герметизирующие свойства поверхности и предотвращают окисление в атмосфере с высокой точкой росы, но не было известно, что они способствуют обезуглероживанию в атмосфере с низкой точкой росы.Sn and Sb are well known grain boundary segregation elements. Also, up to now, Sb and Sn in grain-oriented electrical steel sheet have been known to improve surface sealing properties and prevent oxidation in a high dew point atmosphere, but they have not been known to promote decarburization in a low dew point atmosphere.
[0036] Чтобы получить способствующий обезуглероживанию эффект от Sn и/или Sb, необходимо, чтобы общее содержание одного или обоих Sn и Sb было 0,01% или более. Нижний предел общего содержания Sn и/или Sb предпочтительно составляет 0,03%, и более предпочтительно 0,05%. Верхний предел общего содержания Sn и/или Sb составляет 0,20%. Даже если общее содержание Sn и/или Sb превышает 0,20%, эффект, способствующий обезуглероживанию, является по существу интенсивным.[0036] In order to obtain the decarburizing effect of Sn and/or Sb, it is necessary that the total content of one or both of Sn and Sb be 0.01% or more. The lower limit of the total content of Sn and/or Sb is preferably 0.03%, and more preferably 0.05%. The upper limit of the total content of Sn and/or Sb is 0.20%. Even if the total content of Sn and/or Sb exceeds 0.20%, the decarburization promoting effect is substantially strong.
[0037] Cr является элементом, который влияет на характер образования оксидного слоя при обезуглероживающем отжиге, улучшает свойства обезуглероживания и способствует последующему сглаживанию поверхности. По этой причине Cr может быть включен в состав. При включении Cr в состав его содержание предпочтительно составляет от 0,02 до 0,50%, при этом достигается эффект улучшения свойств обезуглероживания. Более предпочтительно, нижний предел содержания Cr составляет 0,05%. Кроме того, более предпочтительно верхний предел содержания Cr составляет 0,39%.[0037] Cr is an element that affects the nature of the formation of the oxide layer during decarburization annealing, improves the properties of decarburization, and contributes to the subsequent smoothing of the surface. For this reason, Cr may be included. When Cr is included in the composition, its content is preferably 0.02 to 0.50%, and the effect of improving the decarburization properties is achieved. More preferably, the lower limit of the Cr content is 0.05%. In addition, more preferably, the upper limit of the Cr content is 0.39%.
[0038] Кроме того, в этом варианте осуществления материал кремнистой стали может содержать взятый по выбору элемент в дополнение к описанным выше основным элементам и примесям. Например, вместо части железа (Fe), которое составляет описанное выше остальное, может содержаться один или несколько взятых по выбору элементов из группы, состоящей из Cu, P, Ni, B, V, Nb, Mo, Ti и Bi.[0038] Further, in this embodiment, the silicon steel material may contain an optional element in addition to the base elements and impurities described above. For example, instead of the part of iron (Fe) that makes up the rest described above, one or more optional elements from the group consisting of Cu, P, Ni, B, V, Nb, Mo, Ti and Bi.
Содержание этих взятых по выбору элементов может соответствовать их назначению. Следовательно, нет необходимости ограничивать нижние пределы взятых по выбору элементов, а нижние пределы могут составлять 0%. Кроме того, даже если эти взятые по выбору элементы содержатся в виде примесей, вышеуказанные эффекты не ухудшаются.The content of these optional elements may correspond to their purpose. Therefore, it is not necessary to limit the lower limits of the selectable elements, and the lower limits may be 0%. In addition, even if these optional elements are contained as impurities, the above effects are not impaired.
[0039] Cu: от 0% или более до 0,4% или менее[0039] Cu: 0% or more to 0.4% or less
Медь (Cu) - это элемент, который повышает электрическое сопротивление и снижает потери в стали. Следовательно, содержание Cu может составлять 0,4% или меньше. Если содержание Cu выше 0,4%, эффект снижения потерь в стали достигает предела, и в некоторых случаях во время горячей прокатки это может вызвать поверхностный дефект, называемый "медной коркой". Нижний предел содержания Cu предпочтительно составляет 0,05%, более предпочтительно 0,1%. Верхний предел содержания Cu составляет предпочтительно 0,3%, более предпочтительно 0,2%.Copper (Cu) is an element that increases electrical resistance and reduces losses in steel. Therefore, the Cu content may be 0.4% or less. If the Cu content is higher than 0.4%, the steel loss reduction effect reaches a limit, and in some cases during hot rolling, it may cause a surface defect called "copper peel". The lower limit of the Cu content is preferably 0.05%, more preferably 0.1%. The upper limit of the Cu content is preferably 0.3%, more preferably 0.2%.
[0040] P: 0% или более и 0,5% или менее[0040] P: 0% or more and 0.5% or less
Фосфор (P) является элементом, эффективным для увеличения электрического сопротивления и уменьшения потерь в стали. Поэтому содержание P может составлять 0,5% или меньше. Если содержание P выше 0,5%, в некоторых случаях может возникнуть проблема с прокатываемостью листа кремнистой стали. Нижний предел содержания P предпочтительно составляет 0,005% и более предпочтительно 0,01%. Верхний предел содержания P составляет предпочтительно 0,2% и более предпочтительно 0,15%.Phosphorus (P) is an element effective in increasing electrical resistance and reducing losses in steel. Therefore, the P content may be 0.5% or less. If the P content is higher than 0.5%, there may be a problem with the rollability of the silicon steel sheet in some cases. The lower limit of the P content is preferably 0.005% and more preferably 0.01%. The upper limit of the P content is preferably 0.2% and more preferably 0.15%.
[0041] Ni: 0% или более и 1,0% или менее[0041] Ni: 0% or more and 1.0% or less
Никель (Ni) является элементом, повышающим электрическое сопротивление и уменьшающим потери в стали. Кроме того, Ni является эффективным элементом для регулирования металлографической структуры горячекатаного листа и улучшения магнитных свойств. Поэтому содержание Ni может составлять 1,0% или меньше. Если содержание Ni превышает 1,0%, в некоторых случаях может быть нестабильной вторичная рекристаллизация. Нижний предел содержания Ni предпочтительно составляет 0,01%, более предпочтительно 0,02%. Верхний предел содержания Ni предпочтительно составляет 0,2%, более предпочтительно 0,1%.Nickel (Ni) is an element that increases electrical resistance and reduces losses in steel. In addition, Ni is an effective element for adjusting the metallographic structure of the hot-rolled sheet and improving the magnetic properties. Therefore, the Ni content may be 1.0% or less. If the Ni content exceeds 1.0%, secondary recrystallization may be unstable in some cases. The lower limit of the Ni content is preferably 0.01%, more preferably 0.02%. The upper limit of the Ni content is preferably 0.2%, more preferably 0.1%.
[0042] B: 0% или более и 0,008% или менее[0042] B: 0% or more and 0.008% or less
Бор (B) является элементом, эффективным для оказания ингибирующего действия в форме BN. Поэтому содержание B может составлять 0,008% или меньше. Если содержание B превышает 0,008%, возникает опасность ухудшения магнитных свойств. Нижний предел содержания B предпочтительно составляет 0,0005%, более предпочтительно 0,001%. Верхний предел содержания B предпочтительно составляет 0,005%, более предпочтительно 0,003%.Boron (B) is an element effective to exert an inhibitory effect in the form of BN. Therefore, the B content may be 0.008% or less. If the content of B exceeds 0.008%, there is a danger of deterioration of the magnetic properties. The lower limit of B content is preferably 0.0005%, more preferably 0.001%. The upper limit of the B content is preferably 0.005%, more preferably 0.003%.
[0043] V: 0% или более и 0,15% или менее[0043] V: 0% or more and 0.15% or less
Nb: 0% или более и 0,20% или менееNb: 0% or more and 0.20% or less
Ti: 0% или более и 0,015% или менееTi: 0% or more and 0.015% or less
Ванадий (V), ниобий (Nb) и титан (Ti) являются элементами, эффективными для выполнения функции ингибиторов при связывании с N или C. Поэтому V, Nb и/или Ti могут содержаться в диапазонах 0,15% или менее, 0,20% или менее и/или 0,015% или менее, соответственно. Если эти элементы остаются в готовой продукции, и содержание V превышает 0,15%, содержание Nb превышает 0,20% или содержание Ti превышает 0,015%, то возникает проблема ухудшения магнитных свойств.Vanadium (V), niobium (Nb) and titanium (Ti) are elements effective to function as inhibitors when bound to N or C. Therefore, V, Nb and/or Ti may be contained in the ranges of 0.15% or less, 0, 20% or less and/or 0.015% or less, respectively. If these elements remain in the finished product, and the V content exceeds 0.15%, the Nb content exceeds 0.20%, or the Ti content exceeds 0.015%, there is a problem of deteriorating magnetic properties.
Нижний предел содержания V составляет предпочтительно 0,002% и более предпочтительно 0,01%. Верхний предел содержания V составляет предпочтительно 0,10% и более предпочтительно 0,05%.The lower limit of the V content is preferably 0.002% and more preferably 0.01%. The upper limit of the V content is preferably 0.10% and more preferably 0.05%.
Нижний предел содержания Nb предпочтительно составляет 0,005%, более предпочтительно 0,02%. Верхний предел содержания Nb составляет предпочтительно 0,10% и более предпочтительно 0,08%.The lower limit of the Nb content is preferably 0.005%, more preferably 0.02%. The upper limit of the Nb content is preferably 0.10% and more preferably 0.08%.
Нижний предел содержания Ti предпочтительно составляет 0,002%, более предпочтительно 0,004%. Верхний предел содержания Ti предпочтительно составляет 0,010%, более предпочтительно 0,008%.The lower limit of the Ti content is preferably 0.002%, more preferably 0.004%. The upper limit of the Ti content is preferably 0.010%, more preferably 0.008%.
[0044] Мо: 0% или более и 0,10% или менее[0044] Mo: 0% or more and 0.10% or less
Молибден (Mo) также является эффективным элементом для увеличения электрического сопротивления и уменьшения потерь в стали. Поэтому Мо может содержаться в диапазоне 0,10% или меньше. Если содержание Mo превышает 0,10%, в некоторых случаях может возникнуть проблема с прокатываемостью стального листа. Нижний предел содержания Мо предпочтительно составляет 0,005%, более предпочтительно 0,01%. Верхний предел содержания Мо предпочтительно составляет 0,08%, более предпочтительно 0,05%.Molybdenum (Mo) is also an effective element for increasing electrical resistance and reducing steel losses. Therefore, Mo may be contained in the range of 0.10% or less. If the Mo content exceeds 0.10%, there may be a problem with the rollability of the steel sheet in some cases. The lower limit of Mo content is preferably 0.005%, more preferably 0.01%. The upper limit of the Mo content is preferably 0.08%, more preferably 0.05%.
[0045] Bi: 0% или более и 0,010% или менее[0045] Bi: 0% or more and 0.010% or less
Висмут (Bi) является элементом, который эффективен для стабилизации выделений, таких как сульфиды, и усиления функции в качестве ингибитора. Поэтому Bi может содержаться в диапазоне 0,010% или меньше. Если содержание Bi превышает 0,010%, в некоторых случаях могут ухудшиться магнитные свойства. Нижний предел содержания Bi предпочтительно составляет 0,001%, более предпочтительно 0,002%. Верхний предел содержания Bi предпочтительно составляет 0,008%, более предпочтительно 0,006%.Bismuth (Bi) is an element that is effective for stabilizing excretions such as sulfides and enhancing the function as an inhibitor. Therefore, Bi may be contained in the range of 0.010% or less. If the Bi content exceeds 0.010%, the magnetic properties may deteriorate in some cases. The lower limit of the Bi content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%. The upper limit of the Bi content is preferably 0.008%, more preferably 0.006%.
[0046] Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой[0046] A method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet
Для изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющей текстуру, развитую в ориентации {110} <001> из материала кремнистой стали, имеющего описанный выше химический состав, выполняются следующие этапы.To manufacture a grain-oriented electrical steel sheet having a texture developed in the {110} <001> orientation from a silicon steel material having the above-described chemical composition, the following steps are performed.
[0047] Сначала расплавленную сталь, имеющую вышеописанный химический состав, разливают (S100), чтобы получить материал кремнистой стали и горячекатаный лист, изготовленный из этого материала кремнистой стали путем обычного этапа горячей прокатки (S102). В качестве альтернативы вместо этапа горячей прокатки (S102) жидкую сталь можно непрерывно разливать для образования тонкой полосы.[0047] First, molten steel having the above-described chemical composition is cast (S100) to obtain a silicon steel material and a hot-rolled sheet made from this silicon steel material by a conventional hot rolling step (S102). Alternatively, instead of the hot rolling step (S102), the liquid steel can be continuously cast to form a thin strip.
[0048] Горячекатаный лист или непрерывно литая тонкая полоса подвергаются этапу холодной прокатки (S106) сразу или после этапа отжига в горячем состоянии (S104).[0048] The hot-rolled sheet or continuously cast thin strip is subjected to a cold rolling step (S106) immediately or after a hot annealing step (S104).
Отжиг на этапе отжига в горячем состоянии (S104) может выполняться в диапазоне температур от 750 до 1200°C в течение периода времени от 30 секунд до 30 минут.Annealing in the hot annealing step (S104) may be performed in a temperature range of 750 to 1200° C. for a period of 30 seconds to 30 minutes.
[0049] Этап отжига в горячем состоянии эффективен для улучшения магнитных свойств изделия. Наличие или отсутствие этапа отжига в горячем состоянии может быть определено в соответствии со свойствами и производственными затратами, необходимыми для конечного изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и этап отжига в горячем состоянии можно пропустить.[0049] The hot annealing step is effective in improving the magnetic properties of the article. The presence or absence of the hot annealing step can be determined according to the properties and production cost required for the final production of the grain oriented electrical steel sheet, and the hot annealing step can be omitted.
[0050] Холодная прокатка на этапе холодной прокатки (S106) выполняется однократно или многократно с отжигом между этапами холодной прокатки. При однократном этапе холодной прокатки обжатие при прокатке предпочтительно составляет 80% или более. При выполнении многократной холодной прокатки с отжигом между этапами холодной прокатки обжатие при конечной холодной прокатке после последнего отжига предпочтительно составляет 80% или более. Холоднокатаный лист, полученный на этом этапе, представляет собой стальной лист, имеющий конечную толщину листа.[0050] Cold rolling in the cold rolling step (S106) is performed once or repeatedly with annealing between the cold rolling steps. In the single cold rolling step, the rolling reduction is preferably 80% or more. When performing multiple cold rolling with annealing between cold rolling steps, the final cold rolling reduction after the last annealing is preferably 80% or more. The cold rolled sheet obtained in this step is a steel sheet having a final sheet thickness.
[0051] Материал, который подвергли холодной прокатке, подвергают этапу обезуглероживающего отжига (S108) для удаления углерода, содержащегося в стали.[0051] The material that has been cold rolled is subjected to a decarburization annealing step (S108) to remove the carbon contained in the steel.
[0052] В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно этому варианту осуществления на этапе обезуглероживающего отжига (S108) обезуглероживающий отжиг выполняют во влажной водородной атмосфере. Отжиг выполняется с регулированием газовой атмосферы на этапе обезуглероживающего отжига (S108) до такой степени окисления, при которой не образуется оксид на основе железа (Fe).[0052] In the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, in the decarburization annealing step (S108), decarburization annealing is performed in a humid hydrogen atmosphere. Annealing is performed by adjusting the gas atmosphere in the decarburization annealing step (S108) to an oxidation state such that iron-based oxide (Fe) is not formed.
[0053] На этапе обезуглероживающего отжига (S108), когда обезуглероживающий отжиг выполняется с использованием печи обезуглероживающего отжига, содержащей зону нагрева и зону выдержки, желательно, чтобы степень окисления P1 газовой атмосферы в зоне нагрева удовлетворяла выражению 1:[0053] In the decarburization annealing step (S108), when decarburization annealing is performed using a decarburization annealing furnace comprising a heating zone and a holding zone, it is desirable that the oxidation state P1 of the gaseous atmosphere in the heating zone satisfies Expression 1:
0,01≤P1≤0,15 (Выражение 1).0.01≤P1≤0.15 (Expression 1).
[0054] Желательно, чтобы степень окисления газовой атмосферы P2 в зоне выдержки на этапе обезуглероживающего отжига (S108) удовлетворяла выражению 2:[0054] It is desirable that the oxidation state of the gas atmosphere P2 in the holding zone in the decarburization annealing step (S108) satisfies expression 2:
0,01≤P2≤0,15 (Выражение 2).0.01≤P2≤0.15 (Expression 2).
[0055] Степень окисления P1 и степень окисления P2 представляют собой степени окисления, выраженные отношением "PH2O/PH2" парциального давления водяного пара к парциальному давлению водорода в газовой атмосфере, содержащей водород, азот и водяной пар.[0055] The oxidation state P1 and the oxidation state P2 are oxidation states expressed as the ratio "P H2O /P H2 " of the partial pressure of water vapor to the partial pressure of hydrogen in a gas atmosphere containing hydrogen, nitrogen and water vapor.
Если степень окисления P1 газовой атмосферы в зоне нагрева и степень окисления P2 на этапе обезуглероживающего отжига (S108) определяются с использованием вышеуказанных выражений 1 и 2, считается, что Sn и/или Sb сегрегируют на поверхность во время нагревания, изменяя первоначальную оксидную пленку на внешней поверхности и улучшая свойства обезуглероживания.If the oxidation state P1 of the gas atmosphere in the heating zone and the oxidation state P2 in the decarburization annealing step (S108) are determined using the above expressions 1 and 2, it is considered that Sn and/or Sb segregate on the surface during heating, changing the original oxide film on the outer surface and improving decarburization properties.
[0056] Для нанесения отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия в качестве основного компонента в последующем процессе, для ламинирования стального листа и сглаживания поверхности стального листа, который подвергли финишному отжигу, желательно выполнять отжиг при степени окисления, при которой в процессе этого обезуглероживающего отжиге не образуются оксиды на основе Fe (Fe2SiO4, FeO и т.п.). Например, в диапазоне температур от 800 до 850°C, в котором обычно проводят обезуглероживающий отжиг, можно подавить образование оксидов на основе Fe путем регулирования степени окисления P1 газовой атмосферы в зоне нагрева и степени окисления P2 газовой атмосферы в зоне выдержки до 0,15 или менее.[0056] In order to apply an annealing separator containing alumina as a main component in a subsequent process for laminating a steel sheet and smoothing the surface of a steel sheet that has been finish annealed, it is desirable to carry out annealing at an oxidation state at which no oxides based on Fe (Fe 2 SiO 4 , FeO, etc.). For example, in the temperature range of 800 to 850°C, in which decarburization annealing is usually carried out, it is possible to suppress the formation of Fe-based oxides by adjusting the oxidation state P1 of the gas atmosphere in the heating zone and the oxidation state P2 of the gas atmosphere in the holding zone to 0.15 or less.
[0057] Если степень окисления P1 или степень окисления P2 больше 0,15, под поверхностью изделия образуются включения, что препятствует снижению потерь в стали. При этом, если какая-либо из степеней окисления слишком сильно снижается, также снижается степень обезуглероживания. Когда они обе принимаются во внимание, в этом диапазоне температур степень окисления P1 и степень окисления P2 (PH2O/PH2) предпочтительно находятся в пределах диапазона от 0,01 до 0,15.[0057] If the oxidation state P1 or the oxidation state P2 is greater than 0.15, inclusions are formed under the surface of the product, which prevents the loss of steel from being reduced. Meanwhile, if any of the oxidation states is too much lowered, the decarburization rate is also lowered. When both are taken into account, in this temperature range, the P1 oxidation state and the P2 oxidation state (P H2O /P H2 ) are preferably within the range of 0.01 to 0.15.
[0058] Кроме того, для дополнительного уменьшения углерода и улучшения показателя потерь в стали в процессе обезуглероживающего отжига, еще более желательно, чтобы степень окисления P1 газовой атмосферы в зоне нагрева и степень окисления P2 газовой атмосферы в зоне выдержки удовлетворяла следующее выражение 3:[0058] In addition, in order to further reduce carbon and improve the steel loss rate in the decarburization annealing process, it is even more desirable that the oxidation state P1 of the gas atmosphere in the heating zone and the oxidation state P2 of the gas atmosphere in the holding zone satisfy the following expression 3:
P1>P2 (Выражение 3).P1>P2 (Expression 3).
[0059] В процессе обезуглероживания скорость нагрева от комнатной температуры до температуры зоны выдержки (скорость нагрева в зоне нагрева) предпочтительно составляет в среднем 7°C/сек или больше, более предпочтительно 9°C/сек или больше. Если скорость нагрева слишком мала, свойства обезуглероживания ухудшаются. При этом нет необходимости указывать верхний предел, но, если скорость нагрева слишком высокая, будет трудно контролировать температуру выдержки.[0059] In the decarburization process, the heating rate from room temperature to the holding zone temperature (heating zone heating rate) is preferably 7°C/sec or more on average, more preferably 9°C/sec or more. If the heating rate is too slow, the decarburization properties deteriorate. There is no need to specify an upper limit, but if the heating rate is too high, it will be difficult to control the holding temperature.
[0060] Температура зоны выдержки и время пребывания в зоне выдержки предпочтительно составляют от 750 до 900°C и от 10 до 600 секунд. Если температура (температура отжига) зоны выдержки ниже 750°C, скорость обезуглероживания снижается и уменьшается производительность. С другой стороны, если температура зоны выдержки выше 900°C, размер зерна первичной рекристаллизации превышает желаемый размер и поэтому ухудшаются магнитные свойства после финишного отжига. Кроме того, если время пребывания меньше 10 секунд, обезуглероживание не может быть выполнено в достаточной степени. С другой стороны, если время пребывания превышает 600 секунд, снижается производительность.[0060] The temperature of the holding zone and the residence time in the holding zone are preferably 750 to 900°C and 10 to 600 seconds. If the temperature (annealing temperature) of the holding zone is lower than 750°C, the decarburization rate decreases and the productivity decreases. On the other hand, if the temperature of the holding zone is higher than 900° C., the primary recrystallization grain size exceeds the desired size, and therefore the magnetic properties deteriorate after the finish annealing. In addition, if the residence time is less than 10 seconds, decarburization cannot be performed sufficiently. On the other hand, if the residence time exceeds 600 seconds, the performance is degraded.
[0061] В период, начинающийся до этапа (S108) обезуглероживающего отжига и заканчивающийся до начала вторичной рекристаллизации на этапе финишного отжига (S112) может быть предусмотрен этап азотирующей обработки (S110).[0061] In the period starting before the decarburization annealing step (S108) and ending before the start of the secondary recrystallization in the finish annealing step (S112), a nitriding treatment step (S110) may be provided.
[0062] Этап азотирующей обработки не имеет особых ограничений. Известен способ, выполняемый в атмосфере газа, обладающего способностью к азотированию, такого как аммиак, а также способ, в котором в отжиговый сепаратор добавляют нитрид, обладающий способностью к азотированию, и т.д.[0062] The nitriding treatment step is not particularly limited. A method is known in which a nitride capable of being nitrided, such as ammonia, is added to an annealing separator, and so on.
Например, желательно, чтобы на этапе азотирующей обработки (S110) применялась азотирующая обработка согласно способу производства Komatsu et al., в котором в качестве основного ингибитора используется (Al, Si)N (рассмотренная заявка на патент Японии, вторая публикация № S62-45285 или т.п.).For example, in the nitriding treatment step (S110), it is desirable to apply the nitriding treatment according to the production method of Komatsu et al., which uses (Al, Si)N as the main inhibitor (Japanese Patent Application Examined , Second Publication No. S62-45285 or etc.).
[0063] На этапе финишного отжига (S112) используется отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента (50 мас.% или более оксида алюминия). Желательно, чтобы в дополнение к оксиду алюминия отжиговый сепаратор содержал от 5 до 50 мас.% оксида магния. Присутствие оксида магния подавляет образование включений, таких как муллит (3Al2O3∙2SiO2), на поверхности стального листа и стабильно улучшает показатель потерь в стали.[0063] In the finishing annealing step (S112), an annealing separator containing alumina as the main component (50 mass% or more of alumina) is used. Desirably, in addition to alumina, the annealing separator contains from 5 to 50% by weight of magnesium oxide. The presence of magnesium oxide suppresses the formation of inclusions such as mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) on the surface of the steel sheet and stably improves the steel loss index.
При финишном отжиге описанный выше отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, наносят на поверхность стального листа, имеющего оксидный слой, и сушат. После сушки стальной лист сматывают в рулон и подвергают финишному отжигу (отжигу для вторичной рекристаллизации).In the finish annealing, the above-described annealing separator containing alumina as a main component is applied to the surface of a steel sheet having an oxide layer and dried. After drying, the steel sheet is coiled and subjected to finishing annealing (secondary recrystallization annealing).
[0064] При использовании отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия (Al2O3) в качестве основного компонента, даже если стальной лист подвергается финишному отжигу, можно подавить образование пленки неорганического минерального вещества, такого как форстерит, на поверхности стального листа.[0064] By using an annealing separator containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component, even if the steel sheet is finish annealed, it is possible to suppress the formation of a film of an inorganic mineral substance such as forsterite on the surface of the steel sheet.
[0065] Что касается нанесения отжигового сепаратора, если обезуглероженному отожженному листу придают слоистую форму (сматывают), поверхность, которая была подвергнута финишному отжигу, можно зеркально отполировать, а потери в стали можно значительно уменьшить с помощью отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия в качестве основного компонента, который с трудом вступает в реакцию с диоксидом кремния, в виде водной суспензии путем нанесения покрытия электростатическим методом и т.п.[0065] Regarding the application of the annealing separator, if the decarburized annealed sheet is laminated (coiled), the surface that has been finish annealed can be mirror polished, and steel loss can be greatly reduced by using an annealing separator containing alumina as the main a component that hardly reacts with silica, in the form of an aqueous suspension by electrostatic coating, and the like.
[0066] Этот слоистый обезуглероженный отожженный лист подвергают финишному отжигу, чтобы вызвать вторичную рекристаллизацию и очистку от нитридов, сульфидов или т.п. Осуществление вторичной рекристаллизации в заданном диапазоне температур с использованием таких средств, как выдержка вторичной рекристаллизации при постоянной температуре, эффективно для увеличения плотности магнитного потока.[0066] This layered decarburized annealed sheet is finish annealed to cause secondary recrystallization and purification from nitrides, sulfides or the like. Performing secondary recrystallization in a given temperature range using means such as keeping the secondary recrystallization at a constant temperature is effective in increasing the magnetic flux density.
Хотя финишный отжиг можно выполнять, например, в условиях, когда температура повышается до 1150-1250°C, а отжиг выполняется в течение 10-30 часов в газовой атмосфере, содержащей водород и азот, при выполнении очистки и т.п. от нитридов и сульфидов или т.п., после завершения вторичной рекристаллизации желательно выполнить отжиг при температуре 1100°C или выше в 100%-ном водороде.Although the finish annealing can be performed, for example, under conditions where the temperature is raised to 1150 to 1250°C and annealing is performed for 10 to 30 hours in a gas atmosphere containing hydrogen and nitrogen, when cleaning and the like is performed. from nitrides and sulfides or the like, after completion of the secondary recrystallization, it is desirable to perform annealing at a temperature of 1100° C. or higher in 100% hydrogen.
[0067] После этапа финишного отжига (S112) на этапе формирования изоляционного покрытия (S114) на поверхности стального листа может быть сформировано изоляционное покрытие, предназначенное для приложения натяжения к стальному листу.[0067] After the finish annealing step (S112), in the insulation coating forming step (S114), an insulation coating for applying tension to the steel sheet can be formed on the surface of the steel sheet.
[0068] Кроме того, при необходимости между описанными процессами может выполняться обработка для измельчения магнитных доменов механическим методом с использованием профиля зуба или т.п., химическим методом с использованием травления или т.п., лазерным облучением, облучением электронным пучком или т.п.[0068] In addition, if necessary, between the described processes, processing for grinding magnetic domains by a mechanical method using a tooth profile or the like, a chemical method using etching or the like, laser irradiation, electron beam irradiation, or the like can be performed. P.
[0069] Как было описано выше, в процессе обезуглероживающего отжига, при котором обезуглероживающий отжиг выполняется во влажной водородной атмосфере, для удаления углерода, содержащегося в стали, подвергнутой холодной прокатке, отжиг, выполняемый при регулировании газовой атмосферы, чтобы получить степень окисления, при которой не образуется оксид на основе железа, является основной характеристикой способа изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления настоящего изобретения.[0069] As described above, in the decarburization annealing process in which decarburization annealing is performed in a humid hydrogen atmosphere to remove carbon contained in cold-rolled steel, the annealing performed under gas atmosphere control to obtain an oxidation state in which no iron-based oxide is formed is the main feature of the manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
[0070] Кроме того, в способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно описанному выше варианту осуществления можно дополнительно предусмотреть процесс азотирующей обработки, проводимый в период, начинающийся до процесса обезуглероживающего отжига и заканчивающийся до начала вторичной рекристаллизации в процессе финишного отжига (например, в диапазоне температур от 600 до 1000°C). В частности, процесс азотирующей обработки может выполняться автономно перед процессом обезуглероживающего отжига, выполняться на одном или нескольких этапах из этапа нагрева, этапа выдержки и этапа охлаждения в процессе обезуглероживающего отжига, выполняться автономно после процесса обезуглероживающего отжига, или же выполняться перед началом вторичной рекристаллизации в процессе финишного отжига путем добавления соединения азота в отжиговый сепаратор.[0070] In addition, in the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to the above embodiment, it is possible to further provide a nitriding treatment process conducted in a period starting before the decarburization annealing process and ending before the start of secondary recrystallization in the finish annealing process (for example, in the temperature range from 600 to 1000°C). In particular, the nitriding treatment process can be performed offline before the decarburization annealing process, performed in one or more of the heating step, the holding step and the cooling step in the decarburization annealing process, be performed offline after the decarburization annealing process, or be performed before the start of secondary recrystallization in the finish annealing process by adding a nitrogen compound to the annealing separator.
[0071] Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученный способом изготовления согласно вышеописанному варианту осуществления, может использоваться в основном в качестве железного сердечника трансформатора или других электрических устройств.[0071] The grain-oriented electrical steel sheet obtained by the manufacturing method according to the above-described embodiment can be used mainly as the iron core of a transformer or other electrical devices.
ПримерыExamples
[0072] Несмотря на то, что ниже будут описаны примеры настоящего изобретения, понятно, что условия, принятые в этих примерах, представляют собой варианты осуществления, подтверждающие осуществимость и технический результат настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления.[0072] Although examples of the present invention will be described below, it is understood that the conditions adopted in these examples are embodiments confirming the feasibility and technical result of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments.
[0073] Авторы настоящего изобретения предположили, что оксидный слой, сформировавшийся на начальной стадии обезуглероживающего отжига, существенно влияет на характер последующего обезуглероживания относительно характера обезуглероживания на поверхности листа кремнистой стали, и провели различные эксперименты, связанные с этим предположением.[0073] The inventors of the present invention assumed that the oxide layer formed in the initial stage of decarburization annealing significantly affects the character of subsequent decarburization relative to the character of decarburization on the surface of the silicon steel sheet, and conducted various experiments related to this assumption.
[0074] Авторы настоящего изобретения исследовали стабильность реакции обезуглероживания на этапе обезуглероживающего отжига, при котором обезуглероживающий отжиг проводят в атмосфере влажного водорода для удаления углерода, содержащегося в стали, подвергнутой холодной прокатке, когда Sn или Sb содержатся в виде компонентов материала кремнистой стали и дополнительно содержится Cr.[0074] The present inventors investigated the stability of the decarburization reaction in the decarburization annealing step in which the decarburization annealing is carried out in a humid hydrogen atmosphere to remove carbon contained in cold-rolled steel when Sn or Sb is contained as components of a silicon steel material and is further contained cr.
[0075] <Пример 1>[0075] <Example 1>
Сляб из кремнистой стали, полученный путем литья и содержащий в мас.%: 3,3% Si,; Mn: 0,14%; С: 0,05%; S: 0,007%; кислоторастворимый Al: 0,027%; N 0,008%; остальное: Fe и примеси, нагревали, а затем подвергали горячей прокатке для получения листа толщиной 2,0 мм. Горячекатаный лист нагревали до 1100°C и, снизив температуру горячекатаного листа до 900°C, выдерживали в течение 30 секунд, а затем подвергали одной холодной прокатке до конечной толщины листа 0,22 мм.Silicon steel slab obtained by casting and containing in wt.%: 3.3% Si,; Mn: 0.14%; C: 0.05%; S: 0.007%; acid-soluble Al: 0.027%; N 0.008%; the rest: Fe and impurities, heated, and then subjected to hot rolling to obtain a sheet with a thickness of 2.0 mm. The hot-rolled sheet was heated to 1100°C, and after lowering the temperature of the hot-rolled sheet to 900°C, held for 30 seconds, and then subjected to one cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm.
[0076] Этот холоднокатаный лист подвергали обезуглероживающему отжигу, при котором степень окисления (PH2O/PH2) изменяли путем изменения точки росы в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, повышали температуру до 830°C при скорости нагревания 7°C/сек и выдерживали в течение 120 секунд. В примере 1 степень окисления в зоне нагрева равна степени окисления в зоне выдержки.[0076] This cold-rolled sheet was subjected to decarburization annealing, in which the oxidation state (P H2O /P H2 ) was changed by changing the dew point in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, raising the temperature to 830°C at a heating rate of 7° C/sec and kept for 120 seconds. In example 1, the degree of oxidation in the heating zone is equal to the degree of oxidation in the exposure zone.
[0077] После этого количество азота в стали увеличивали до 0,02 мас.% в газообразном аммиаке и усиливали ингибитор.[0077] After that, the amount of nitrogen in the steel was increased to 0.02 wt.% in ammonia gas and strengthened inhibitor.
[0078] Обезуглероженный отожженный лист подвергали финишному отжигу, при котором наносили на него отжиговый сепаратор (80 мас.% оксида алюминия+20 мас.% оксида магния), содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в виде водной суспензии, температуру повышали до 1200°C в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, эту газовую атмосферу заменяли газовой атмосферой 100% водорода, и затем проводили отжиг при 1200°C в течение 20 часов.[0078] The decarburized annealed sheet was subjected to finish annealing, in which an annealing separator (80 wt.% alumina + 20 wt.% magnesium oxide) containing alumina as a main component in the form of an aqueous suspension was applied thereon, the temperature was raised to 1200 °C in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, this gas atmosphere was replaced by a gas atmosphere of 100% hydrogen, and then annealing was carried out at 1200°C for 20 hours.
[0079] Образцы, приготовленные на указанных выше этапах, промывали водой, разрезали, подвергали отжигу для снятия напряжения, формировали на них изоляционное покрытие, обеспечивающее натяжение стального листа (требуется нанесение создающего натяжения покрытия), подвергали лазерному облучению, и выполняли магнитные измерения методом SST. В таблице 1 показаны количества углерода после обезуглероживающего отжига и показатели потерь в стали (W17/50), полученные путем упомянутых магнитных измерений.[0079] The samples prepared in the above steps were washed with water, cut, subjected to stress relief annealing, formed with an insulating coating to provide tension to the steel sheet (requires application of a tension coating), subjected to laser irradiation, and performed magnetic measurements by SST . Table 1 shows the amounts of carbon after decarburization annealing and steel loss rates (W 17/50 ) obtained by said magnetic measurements.
[0080] Таблица 1[0080] Table 1
[0081] В таблице 1 "Ex" означает отличный результат, "G" - хороший диапазон (допустимый), а "B" - плохой результат.[0081] In Table 1, "Ex" means an excellent result, "G" a good range (allowable), and "B" a poor result.
[0082] Из таблицы 1 видно, что когда отжиг проводился в атмосфере влажного газа (смесь водяного пара, водорода и азота) со степенью окисления от 0,01 до 0,15, количество углерода снижалось до 0,02% или менее. Следовательно, ориентировка кристаллов не была нарушена в результате превращения во время финишного отжига, и были получены хорошие показатели потерь в стали, составляющие 0,70 Вт/кг или менее. Однако, поскольку количество углерода в стали превышало 0,0030% (30 частей на миллион), существует опасение, что происходит магнитное старение (ухудшение магнитных свойств из-за старения).[0082] It can be seen from Table 1 that when annealing was carried out in a humid gas atmosphere (a mixture of steam, hydrogen and nitrogen) with an oxidation state of 0.01 to 0.15, the amount of carbon decreased to 0.02% or less. Therefore, the orientation crystal was not broken by transformation during finish annealing, and good steel loss performance of 0.70 W/kg or less was obtained. However, since the amount of carbon in the steel exceeded 0.0030% (30 ppm), there is concern that magnetic aging (deterioration of magnetic properties due to aging) occurs.
Кроме того, когда отжиг проводился в атмосфере влажного газа, имеющего степень окисления 0,20 или более, количество углерода в стали составляло 0,0030% или менее, но хороший показатель потерь в стали не был достигнут.In addition, when annealing was carried out in a humid gas atmosphere having an oxidation state of 0.20 or more, the amount of carbon in the steel was 0.0030% or less, but a good loss rate in the steel was not achieved.
[0083] Считается, что причиной, по которой количество углерода не снижалось до 0,0030% или менее, была зависимость от качества и морфологии оксида, образовавшегося на поверхности стального листа при нагреве в процессе обезуглероживающего отжига. На поверхности, подвергнутой обезуглероживающему отжигу, реакция обезуглероживания (окисление углерода в стали) и реакция образования диоксида кремния (окисление кремния в стали) или т.п. обычно противостояла влаге в атмосфере.[0083] It is believed that the reason why the amount of carbon did not decrease to 0.0030% or less was the dependence on the quality and morphology of the oxide formed on the surface of the steel sheet when heated in the process of decarburization annealing. On the surface subjected to the decarburization annealing, a decarburization reaction (oxidation of carbon in steel) and a reaction to form silicon dioxide (oxidation of silicon in steel) or the like. usually resisted moisture in the atmosphere.
По результатам примера 1 было обнаружено, что, когда отжиг проводился в атмосфере газа с низкой степенью окисления, которая не образует оксидов на основе железа, на поверхности стального листа образовывался обычно диоксид кремния в виде плотной пленки, препятствующей обезуглероживанию.From the results of Example 1, it was found that when annealing was carried out in a gas atmosphere with a low oxidation state that does not form iron-based oxides, silicon dioxide was generally formed on the surface of the steel sheet as a dense film preventing decarburization.
[0084] <Пример 2>[0084] <Example 2>
Было исследовано влияние элементов, формирующих сегрегацию на поверхности, и оксидообразующих элементов на реакцию образования диоксида кремния. Результаты будут представлены ниже в примере 2.The effect of surface segregation-forming elements and oxide-forming elements on the silica formation reaction was investigated. The results will be presented below in example 2.
[0085] Сляб из кремнистой стали, полученный путем литья и содержащий в мас.% Si: 3,3% Mn: 0,14%; С: 0,05%; S: 0,007%; кислоторастворимый Al: 0,027%; N 0,008%; Sn: 0,07%; остальное: Fe и примеси, нагревали, а затем подвергали горячей прокатке для получения листа толщиной 2,0 мм. Горячекатаный лист нагревали до 1100°C, охлаждали до 900°C, выдерживали в течение 30 секунд и затем подвергали одной холодной прокатке до конечной толщины листа 0,22 мм.[0085] Silicon steel slab obtained by casting and containing in wt.% Si: 3.3% Mn: 0.14%; C: 0.05%; S: 0.007%; acid-soluble Al: 0.027%; N 0.008%; Sn: 0.07%; the rest: Fe and impurities, heated, and then subjected to hot rolling to obtain a sheet with a thickness of 2.0 mm. The hot rolled sheet was heated to 1100°C, cooled to 900°C, held for 30 seconds, and then subjected to one cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm.
[0086] Холоднокатаный лист подвергли обезуглероживающему отжигу, при котором степень окисления (PH2O/PH2) изменяли путем изменения точки росы в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, повышали температуру до 830°C при скорости нагревании 7°C/сек и выдерживали в течение 120 секунд. В примере 2 степень окисления в зоне нагрева была равна степени окисления в зоне выдержки.[0086] The cold-rolled sheet was subjected to decarburization annealing, in which the oxidation state (P H2O /P H2 ) was changed by changing the dew point in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, raising the temperature to 830°C at a heating rate of 7°C /sec and kept for 120 seconds. In example 2, the degree of oxidation in the heating zone was equal to the degree of oxidation in the exposure zone.
[0087] После этого увеличивали количество азота в стали до 0,02 мас.% (азотирующая обработка) в газообразном аммиаке для усиления ингибитора.[0087] After that, the amount of nitrogen in the steel was increased to 0.02 wt.% (nitriding treatment) in ammonia gas to enhance the inhibitor.
[0088] Обезуглероженный отожженный лист подвергали финишному отжигу, при котором наносили на него отжиговый сепаратор (50 мас.% оксида алюминия+50 мас.% оксида магния), содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в виде водной суспензии, повышали температуру до 1200°C в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, эту газовую атмосферу заменяли газовой атмосферой 100% водорода, и затем осуществляли отжиг при 1200°C в течение 20 часов. Образцы, приготовленные в результате перечисленных этапов, промывали водой, разрезали, подвергали отжигу для снятия напряжений, наносили на них изоляционное покрытие, создающее натяжение стального листа (требуется нанесение создающего натяжение покрытия), подвергали лазерному облучению, и осуществляли магнитные измерения методом SST. В таблице 2 показаны количества углерода после обезуглероживающего отжига и показатели потерь в стали (W17/50), полученные с помощью вышеуказанных магнитных измерений.[0088] The decarburized annealed sheet was subjected to finishing annealing, in which an annealing separator (50 wt.% alumina + 50 wt.% magnesium oxide) containing alumina as the main component in the form of an aqueous suspension was applied thereon, the temperature was raised to 1200 °C in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, this gas atmosphere was replaced by a gas atmosphere of 100% hydrogen, and then annealing was carried out at 1200°C for 20 hours. The samples prepared by the above steps were washed with water, cut, subjected to stress relief annealing, coated with an insulating coating to create a tension of the steel sheet (requires the application of a tension coating), subjected to laser irradiation, and carried out magnetic measurements by the SST method. Table 2 shows the amounts of carbon after decarburization annealing and steel loss rates (W 17/50 ) obtained using the above magnetic measurements.
[0089] Таблица 2[0089] Table 2
[0090] В таблице 2 "Ex" означает отличный результат, "G" - хороший диапазон, а "B" - плохой результат.[0090] In Table 2, "Ex" means an excellent result, "G" a good range, and "B" a poor result.
Из таблицы 2 видно, что, когда отжиг проводился в атмосфере влажного газа (смесь водяного пара, водорода и азота) со степенью окисления от 0,01 до 0,15, были получены хорошие показатели потерь в стали и количество углерода в стали было 0,0030% или меньше.It can be seen from Table 2 that when annealing was carried out in a humid gas atmosphere (a mixture of steam, hydrogen and nitrogen) with an oxidation state of 0.01 to 0.15, good steel loss performance was obtained and the amount of carbon in steel was 0. 0030% or less.
[0091] Из приведенного выше эксперимента можно видеть, что при содержании соответствующего количества Sn реакция обезуглероживания ускоряется, если обезуглероживающий отжиг выполняется в газовой атмосфере с низкой степенью окисления, в которой не образуется оксид железа. Даже когда содержится Sb, достигается тот же эффект, что и с Sn, и этот эффект может быть обеспечен общим количеством Sb и Sn. Предполагается, что Sb и Sn являются элементами сегрегации и они оба сегрегируют на поверхности стального листа, подавляя диффузию Si к поверхности и подавляя образование поверхностной пленки диоксида кремния.[0091] From the above experiment, it can be seen that when an appropriate amount of Sn is contained, the decarburization reaction is accelerated if the decarburization annealing is performed in a low oxidation gas atmosphere in which iron oxide is not generated. Even when Sb is contained, the same effect is achieved as with Sn, and this effect can be provided by the total amount of Sb and Sn. It is assumed that Sb and Sn are segregation elements, and they both segregate on the surface of the steel sheet, suppressing the diffusion of Si to the surface and suppressing the formation of a surface film of silicon dioxide.
[0092] <Пример 3>[0092] <Example 3>
В примере 3 исследовали стабилизацию реакции обезуглероживания, когда вместе с Sn и Sb (элементы сегрегации) в примере 2 содержалось соответствующее количество Cr.In Example 3, the stabilization of the decarburization reaction was studied when an appropriate amount of Cr was contained together with Sn and Sb (segregation elements) in Example 2.
[0093] Сляб из кремнистой стали, полученный путем литья и содержащий в мас.%: Si: 3,3%; Mn: 0,14%; С: 0,05%; S: 0,007%; кислоторастворимый Al: 0,027%; N 0,008%; Sn: 0,05%; Sb: 0,01%, Cr: 0,12%; остальное: Fe и примеси, нагревали, а затем подвергали горячей прокатке для получения листа толщиной 2,0 мм. Горячекатаный лист нагревали до 1100°C, выдерживали в течение 30 секунд и затем подвергали одной холодной прокатке до конечной толщины листа 0,22 мм.[0093] Silicon steel slab obtained by casting and containing in wt .%: Si: 3.3%; Mn: 0.14%; C: 0.05%; S: 0.007%; acid-soluble Al: 0.027%; N 0.008%; Sn: 0.05%; Sb: 0.01%, Cr: 0.12%; the rest: Fe and impurities, heated, and then subjected to hot rolling to obtain a sheet with a thickness of 2.0 mm. The hot rolled sheet was heated to 1100° C., held for 30 seconds, and then subjected to one cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm.
[0094] Холоднокатаный лист подвергали обезуглероживающему отжигу, при котором степень окисления (PH2O/PH2) изменяли путем изменения точки росы в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, повышали температуру до 830°C при скорости нагрева 7°C/секунду и выдерживали при 830°C в течение 120 секунд. В примере 3 степень окисления в зоне нагрева равна степени окисления в зоне выдержки.[0094] The cold-rolled sheet was subjected to decarburization annealing, in which the oxidation state (P H2O /P H2 ) was changed by changing the dew point in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, the temperature was raised to 830°C at a heating rate of 7°C /second and kept at 830°C for 120 seconds. In example 3, the degree of oxidation in the heating zone is equal to the degree of oxidation in the exposure zone.
[0095] После этого увеличивали количество азота в стали до 0,02 мас.% в газообразном аммиаке для усиления ингибитора.[0095] After that, the amount of nitrogen in the steel was increased to 0.02 wt.% in ammonia gas to enhance the inhibitor.
[0096] Обезуглероженный отожженный лист подвергали финишному отжигу, при котором на него наносили отжиговый сепаратор (70 мас.% оксида алюминия+30 мас.% оксида магния), содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в виде водной суспензии, повышали температуру до 1200°C в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, заменяли газовую атмосферу газовой атмосферой 100% водорода, и затем осуществляли отжиг при 1200°C в течение 20 часов.[0096] The decarburized annealed sheet was subjected to finishing annealing, in which an annealing separator (70 wt.% alumina + 30 wt.% magnesium oxide) containing alumina as a main component in the form of an aqueous suspension was applied to it, the temperature was raised to 1200 °C in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, the gas atmosphere was replaced with a gas atmosphere of 100% hydrogen, and then annealing was carried out at 1200°C for 20 hours.
[0097] Образцы, приготовленные на перечисленных выше этапах, промывали водой, разрезали, подвергли отжигу для снятия напряжений, формировали на них изоляционное покрытие, обеспечивающее натяжение стального листа (требуется нанесение создающего натяжение покрытия), подвергали лазерному облучению, и осуществляли магнитные измерения методом SST.[0097] The samples prepared in the above steps were washed with water, cut, subjected to stress relief annealing, formed with an insulating coating to provide tension to the steel sheet (requires application of a tension coating), subjected to laser irradiation, and carried out magnetic measurements by the SST method .
[0098] В таблице 3 показаны количества углерода после обезуглероживающего отжига и показатели потерь в стали (W17/50), полученные путем вышеуказанных магнитных измерений.[0098] Table 3 shows the amounts of carbon after decarburization annealing and steel loss rates (W 17/50 ) obtained from the above magnetic measurements.
[0099] Таблица 3[0099] Table 3
[0100] В таблице 3 "Ex" означает отличный результат, "G" - хороший диапазон, а "B" - плохой результат.[0100] In Table 3, "Ex" means an excellent result, "G" a good range, and "B" a poor result.
Из таблицы 3 видно, что при проведении отжига в атмосфере влажного газа (смесь водяного пара, водорода и азота) со степенью окисления от 0,01 до 0,20 были получены хорошие показатели потерь в стали и количество углерода в стали составляло 0,0030% или меньше. В случае присутствия Cr верхний предел степени окисления может быть расширен. В отличие от Sn и Sb предполагается, что содержащийся Cr влияет на образование пленки диоксида кремния и способствует реакции обезуглероживания, когда в процессе нагрева при обезуглероживающем отжиге образуется оксид.It can be seen from Table 3 that when annealing was carried out in a humid gas atmosphere (a mixture of steam, hydrogen and nitrogen) with an oxidation state of 0.01 to 0.20, good steel loss indicators were obtained and the amount of carbon in the steel was 0.0030% or less. In the case of the presence of Cr, the upper limit of the oxidation state can be extended. In contrast to Sn and Sb, it is assumed that the contained Cr influences the formation of a silica film and promotes the decarburization reaction when an oxide is formed during the heating process of the decarburization annealing.
[0101] <Пример 4>[0101] <Example 4>
В примере 4 исследовали стабилизацию реакции обезуглероживания при изменении степени окисления в области нагрева и степени окисления в области выдержки.In example 4, the stabilization of the decarburization reaction was investigated by changing the oxidation state in the heating region and the oxidation state in the holding region.
[0102] Сляб из кремнистой стали, полученный путем литья и содержащий в мас.%: Si: 3,3,; Mn: 0,14%; С: 0,05%; S: 0,007%; кислоторастворимый Al: 0,027%; N 0,008%; Sn: 0,05%; и Sb: 0,01%, остальное: Fe и примеси, нагревали, и затем подвергали горячей прокатке для получения листа толщиной 2,0 мм. Горячекатаный лист подвергали отжигу, при котором горячекатаный лист нагревали до 1120°C, затем охлаждали до 950°C и выдерживали в течение 30 секунд, а затем подвергали одной холодной прокатке до конечной толщины листа 0,22 мм.[0102] Silicon steel slab obtained by casting and containing in wt.%: Si: 3.3,; Mn: 0.14%; C: 0.05%; S: 0.007%; acid-soluble Al: 0.027%; N 0.008%; Sn: 0.05%; and Sb: 0.01%, balance: Fe and impurities, heated, and then subjected to hot rolling to obtain a sheet with a thickness of 2.0 mm. The hot-rolled sheet was subjected to annealing in which the hot-rolled sheet was heated to 1120°C, then cooled to 950°C and held for 30 seconds, and then subjected to one cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm.
[0103] Холоднокатаный лист подвергали обезуглероживающему отжигу, при котором изменяли степень окисления (PH2O/PH2) путем изменения точки росы в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, повышали температуру до 830°C со скоростью нагрева 7°C/сек и выдерживали при 830°C в течение 120 секунд. В примере 4 степень окисления в зоне выдержки была установлена на 0,08, а степень окисления в зоне нагрева была изменена.[0103] The cold-rolled sheet was subjected to decarburization annealing, in which the oxidation state (P H2O/PH2 ) was changed by changing the dew point in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, the temperature was raised to 830°C with a heating rate of 7°C/ sec and kept at 830°C for 120 seconds. In Example 4, the oxidation state in the holding zone was set to 0.08, and the oxidation state in the heating zone was changed.
[0104] После этого увеличивали количество азота в стали до 0,02 мас.% в газообразном аммиаке для усиления ингибитора.[0104] After that, the amount of nitrogen in the steel was increased to 0.02 wt.% in ammonia gas to enhance the inhibitor.
[0105] Обезуглероженный отожженный лист подвергали финишному отжигу, при котором на него наносили отжиговый сепаратор (70 мас.% оксида алюминия+30 мас.% оксида магния), содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в виде водной суспензии, повышали температуру до 1200°С в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, заменяли газовую атмосферу газовой атмосферой 100% водорода, и затем выполняли отжиг при 1200°C в течение 20 часов.[0105] The decarburized annealed sheet was subjected to finish annealing, in which an annealing separator (70 wt.% alumina + 30 wt.% magnesium oxide) containing alumina as a main component, in the form of an aqueous suspension, was applied to it, the temperature was increased to 1200 °C in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, the gas atmosphere was replaced with a gas atmosphere of 100% hydrogen, and then annealing was performed at 1200° C. for 20 hours.
[0106] Образцы, приготовленные на вышеуказанных этапах, промывали водой, разрезали, подвергли отжигу для снятия напряжений, формировали на них изоляционное покрытие для обеспечения натяжения стального листа (требуется нанесение создающего натяжение покрытия), подвергали лазерному облучению и осуществляли магнитные измерения методом SST.[0106] The samples prepared in the above steps were washed with water, cut, subjected to stress relief annealing, formed with an insulating coating to provide tension to the steel sheet (requires application of a tension coating), subjected to laser irradiation, and carried out magnetic measurements by the SST method.
[0107] В таблице 4 показаны количества углерода после обезуглероживающего отжига и показатели потерь в стали (W17/50), полученные посредством вышеуказанных магнитных измерений.[0107] Table 4 shows the amounts of carbon after decarburization annealing and steel loss rates (W 17/50 ) obtained by the above magnetic measurements.
[0108] Таблица 4[0108] Table 4
[0109] Из таблицы 4 видно, что, если степень окисления влажного газа (смесь водяного пара, водорода и азота) в зоне нагрева выше, чем степень окисления (0,08) в зоне выдержки, количество углерода дополнительно снижается и достигаются еще лучшие показатели потерь в стали.[0109] Table 4 shows that if the oxidation state of the wet gas (a mixture of steam, hydrogen and nitrogen) in the heating zone is higher than the oxidation state (0.08) in the holding zone, the amount of carbon is further reduced and even better performance is achieved. steel losses.
[0110] <Пример 5>[0110] <Example 5>
Также исследовался процесс холодной прокатки. Результаты будут объяснены ниже на примере 5.The cold rolling process was also investigated. The results will be explained below with Example 5.
[0111] Сляб из кремнистой стали, полученный путем литья и содержащий в мас.%: Si: 3,2; Mn: 0,1%; С: 0,05%; S: 0,006%; кислоторастворимый Al: 0,028%; N 0,008%; Sn: 0,05%; Cr: 0,11%; остальное: Fe и примеси, нагревали, а затем подвергали горячей прокатке для получения листа толщиной 2,6 мм. Часть горячекатаного листа отжигали (подвергали отжигу в горячем состоянии) при 1100°C, подвергли отжигу, при котором осуществляли холодную прокатку до толщины листа 2,0 мм и нагрев до 1120°C, затем осуществляли отжиг, при котором температуру снижали до 950°C и делали выдержку в течение 30 секунд (промежуточный отжиг), и затем проводили холодную прокатку до конечной толщины листа 0,22 мм (процесс A). Оставшийся горячекатаный лист подвергали отжигу, при котором выполняли холодную прокатку, чтобы получить лист толщиной 2,0 мм без отжига в горячем состоянии, нагревали до 1120°C и осуществляли отжиг, в котором температуру понижали до 950°C и делали выдержку в течение 30 секунд, а затем осуществляли холодную прокатку до конечной толщины листа 0,22 мм (процесс B). Степень обжатия при холодной прокатки после финишного отжига в каждом случае составляла 89%.[0111] Silicon steel slab obtained by casting and containing in wt.%: Si: 3.2; Mn: 0.1%; C: 0.05%; S: 0.006%; acid-soluble Al: 0.028%; N 0.008%; Sn: 0.05%; Cr: 0.11%; the rest: Fe and impurities, heated, and then subjected to hot rolling to obtain a sheet with a thickness of 2.6 mm. A portion of the hot-rolled sheet was annealed (hot annealed) at 1100°C, subjected to annealing in which cold rolling to a sheet thickness of 2.0 mm and heating to 1120°C was performed, and then annealing was performed in which the temperature was reduced to 950°C. and holding for 30 seconds (intermediate annealing), and then performing cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm (process A). The remaining hot-rolled sheet was subjected to annealing in which cold rolling was performed to obtain a sheet with a thickness of 2.0 mm without hot annealing, heated to 1120°C, and annealing was carried out in which the temperature was lowered to 950°C and held for 30 seconds. and then cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm was performed (Process B). The reduction ratio during cold rolling after finishing annealing was 89% in each case.
[0112] Холоднокатаный лист подвергали обезуглероживающему отжигу, при котором повышали температуру до 830°C со скоростью нагрева 30°C/сек при степени окисления (PH2O/PH2) 0,06 в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, и выдерживали 120 секунд. В примере 5 степень окисления в зоне нагрева равна степени окисления в зоне выдержки.[0112] The cold rolled sheet was subjected to a decarburization annealing in which the temperature was raised to 830°C at a heating rate of 30°C/sec at an oxidation state (P H2O/PH2 ) of 0.06 in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, and held for 120 seconds. In example 5, the degree of oxidation in the heating zone is equal to the degree of oxidation in the exposure zone.
[0113] После этого повышали количество азота в стали 0,025 мас.% в газообразном аммиаке для усиления ингибитора.[0113] After that, the amount of nitrogen in the steel was increased to 0.025 wt.% in ammonia gas to enhance the inhibitor.
[0114] Обезуглероженный отожженный лист подвергали финишному отжигу, при котором наносили на него отжиговый сепаратор (90 мас.% оксида алюминия+10 мас.% оксида магния), содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в виде водной суспензии, повышали температуру до 1200°С в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, заменяли газовую атмосферу газовой атмосферой 100% водорода, и затем проводили отжиг при 1200°C в течение 20 часов.[0114] The decarburized annealed sheet was subjected to finish annealing, in which an annealing separator (90 wt.% alumina + 10 wt.% magnesium oxide) containing alumina as the main component, in the form of an aqueous suspension, was applied to it, the temperature was increased to 1200 °C in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, the gas atmosphere was replaced with a gas atmosphere of 100% hydrogen, and then annealing was carried out at 1200°C for 20 hours.
Образцы, приготовленные на вышеуказанных этапах, промывали водой, разрезали, подвергали отжигу для снятия напряжений, формировали на них изоляционное покрытие для обеспечения натяжения стального листа (требуется нанесение создающего натяжение покрытия), подвергали лазерному облучению, и проводили магнитные измерения методом SST.The samples prepared in the above steps were washed with water, cut, subjected to stress relief annealing, formed with an insulating coating to provide tension to the steel sheet (tension coating is required), subjected to laser irradiation, and magnetic measurements were taken by the SST method.
В таблице 5 показаны количества углерода после обезуглероживающего отжига и показатели потерь в стали (W17/50), полученные посредством вышеуказанных магнитных измерений. Table 5 shows the amounts of carbon after decarburization annealing and steel loss rates (W 17/50 ) obtained by the above magnetic measurements.
[0115] Таблица 5[0115] Table 5
[0116] В таблице 5 "Ex" означает отличный результат.[0116] In Table 5, "Ex" means an excellent result.
Как видно из таблице 5, независимо от того, какой этап был осуществлен, если количество углерода в стали, которая была подвергнута обезуглероживанию, составляло 0,0030% (30 частей на миллион) или менее, были получены хорошие показатели потерь в стали.As can be seen from Table 5, no matter which step was carried out, if the amount of carbon in the steel that was subjected to decarburization was 0.0030% (30 ppm) or less, good steel loss performance was obtained.
[0117] <Пример 6>[0117] <Example 6>
Сляб из кремнистой стали, содержащий компоненты, показанные в таблице 6, и остальное: Fe и примеси, полученный литьем, нагревали, а затем подвергали горячей прокатке до толщины листа 2,3 мм. Горячекатаный лист подвергали отжигу, при котором повышали температуру до 1100°C, выдерживали в течение 60 секунд, а затем подвергали одной холодной прокатке до конечной толщины листа 0,22 мм.A silicon steel slab containing the components shown in Table 6 and the rest of Fe and impurities obtained by casting was heated and then hot rolled to a sheet thickness of 2.3 mm. The hot-rolled sheet was subjected to annealing in which the temperature was raised to 1100° C., held for 60 seconds, and then subjected to one cold rolling to a final sheet thickness of 0.22 mm.
[0118] Холоднокатаный лист подвергали обезуглероживающему отжигу, при котором повышали температуру до 830°C со скоростью нагрева 30°C/сек при степени окисления (PH2O/PH2) 0,10 в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, и заменяли степень окисления (PH2O/PH2) на степень окисления (PH2O/PH2) 0,06, и выдерживали в течение 120 секунд.[0118] The cold rolled sheet was subjected to a decarburization annealing in which the temperature was raised to 830°C at a heating rate of 30°C/sec at an oxidation state (P H2O/PH2 ) of 0.10 in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, and change the oxidation state (P H2O/PH2 ) to the oxidation state (P H2O/PH2 ) 0.06, and hold for 120 seconds.
[0119] После этого повышали количество азота в стали до 0,025 мас.% в газообразном аммиаке для усиления ингибитора.[0119] Thereafter, the amount of nitrogen in the steel was increased to 0.025 wt.% in ammonia gas to enhance the inhibitor.
[0120] Обезуглероженный отожженный лист подвергали финишному отжигу, при котором на него наносили отжиговый сепаратор (60 мас.% оксида алюминия+40 мас.% оксида магния), содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в виде водной суспензии, повышали температуру до 1200°C в газовой атмосфере, содержащей 75% водорода и 25% азота, заменяли газовую атмосферу газовой атмосферой 100% водорода, и затем проводили отжиг при 1200°C в течение 20 часов. Образцы, приготовленные на указанных выше этапах, промывали водой, а затем разрезали, отжигали для снятия напряжений, формировали на них изоляционное покрытие, обеспечивающее натяжение стального листа (требуется нанесение создающего натяжение покрытия), подвергали лазерному облучению, и осуществляли магнитные измерения методом SST. В таблице 6 показаны количества углерода после обезуглероживающего отжига и показатели потерь в стали (W17/50), полученные посредством вышеуказанных магнитных измерений.[0120] The decarburized annealed sheet was subjected to finish annealing, in which an annealing separator (60 wt.% alumina + 40 wt.% magnesium oxide) containing alumina as a main component in the form of an aqueous suspension was applied to it, the temperature was raised to 1200 °C in a gas atmosphere containing 75% hydrogen and 25% nitrogen, the gas atmosphere was replaced with a gas atmosphere of 100% hydrogen, and then annealing was carried out at 1200°C for 20 hours. The samples prepared in the above steps were washed with water and then cut, stress relieved annealed, formed with an insulating coating to provide tension to the steel sheet (tension coating required), subjected to laser irradiation, and magnetic measurements were taken by SST. Table 6 shows the amounts of carbon after decarburization annealing and steel loss rates (W 17/50 ) obtained by the above magnetic measurements.
[0121] Таблица 6[0121] Table 6
Продолжение таблицы 6Table 6 continued
[0122] Как видно из таблицы 6, независимо от состава сляба из кремнистой стали, предназначенного для использования, если количество углерода в стали, подвергнутой обезуглероживанию, составляло 0,0030% (30 частей на миллион) или менее, были получены хорошие показатели потерь в стали.[0122] As can be seen from Table 6, regardless of the composition of the silicon steel slab to be used, if the amount of carbon in the steel subjected to decarburization was 0.0030% (30 ppm) or less, good loss performance was obtained. become.
[0123] Приведенные выше результаты показывают, что реакция обезуглероживания протекает стабильно, и что можно получить изделие с хорошими показателями потерь в стали, если способствовать сглаживанию поверхности стального листа, когда сляб из кремнистой стали содержит в качестве компонентов Sn и Sb и содержит соответствующее количество Cr, на этапе обезуглероживающего отжига при выполнении обезуглероживающего отжига во влажной водородной атмосфере для удаления углерода, содержащегося в стали, которая была подвергнута холодной прокатке.[0123] The above results show that the decarburization reaction proceeds stably, and that a product with good steel loss performance can be obtained if the surface of the steel sheet is promoted to smooth when the silicon steel slab is contains in as components of Sn and Sb and contains a corresponding amount of Cr, in the decarburization annealing step of performing decarburization annealing in a humid hydrogen atmosphere to remove carbon contained in steel that has been cold rolled.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
[0124] Настоящее изобретение позволяет создать способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющего хорошие магнитные свойства, при удовлетворительном выполнении обезуглероживания в процессе обезуглероживающего отжига. Следовательно, настоящее изобретение имеет высокую промышленную применимость.[0124] The present invention provides a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having good magnetic properties while satisfactorily performing decarburization in a decarburization annealing process. Therefore, the present invention has a high industrial applicability.
Claims (37)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-005060 | 2019-01-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784933C1 true RU2784933C1 (en) | 2022-12-01 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002060843A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-28 | Nippon Steel Corp | Method for manufacturing mirror-oriented unidirectional electrical steel sheet with high magnetic flux density |
RU2553789C1 (en) * | 2011-08-12 | 2015-06-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method to produce textured sheet of electric steel |
RU2572947C2 (en) * | 2011-09-16 | 2016-01-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of plate manufacturing out of textured electric steel with superior iron losses |
RU2595190C1 (en) * | 2012-07-26 | 2016-08-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of making sheet of textured electrical steel |
RU2597464C2 (en) * | 2012-07-26 | 2016-09-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method for making sheets of textured electrical steel |
CN108699621A (en) * | 2016-03-09 | 2018-10-23 | 杰富意钢铁株式会社 | Manufacturing method of grain oriented electrical steel sheet |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002060843A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-28 | Nippon Steel Corp | Method for manufacturing mirror-oriented unidirectional electrical steel sheet with high magnetic flux density |
RU2553789C1 (en) * | 2011-08-12 | 2015-06-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method to produce textured sheet of electric steel |
RU2572947C2 (en) * | 2011-09-16 | 2016-01-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of plate manufacturing out of textured electric steel with superior iron losses |
RU2595190C1 (en) * | 2012-07-26 | 2016-08-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of making sheet of textured electrical steel |
RU2597464C2 (en) * | 2012-07-26 | 2016-09-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method for making sheets of textured electrical steel |
CN108699621A (en) * | 2016-03-09 | 2018-10-23 | 杰富意钢铁株式会社 | Manufacturing method of grain oriented electrical steel sheet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2595190C1 (en) | Method of making sheet of textured electrical steel | |
KR101963990B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method of manufacturing same | |
WO2017006955A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing same | |
JP6436316B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
JP2003096520A (en) | Method of producing high magnetic flux density grain oriented silicon steel sheet having excellent film property and high magnetic field core loss | |
CN111868272A (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet and grain-oriented electrical steel sheet | |
JP7180694B2 (en) | Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet | |
JPH10152724A (en) | Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet with extremely low iron loss | |
JPH10130726A (en) | Manufacturing method of low iron loss mirror-oriented unidirectional electrical steel sheet with high magnetic flux density | |
RU2784933C1 (en) | Method for producing a sheet of electrotechnical steel with oriented grain structure | |
JP3329641B2 (en) | Method for producing Al-containing grain-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties and steel sheet edge shape | |
JP4873770B2 (en) | Unidirectional electrical steel sheet | |
RU2778108C1 (en) | Method for manufacturing a sheet of electrical steel with an oriented grain structure | |
US12359275B2 (en) | Method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet | |
JP2003041320A (en) | Method for manufacturing mirror-oriented electrical steel sheet with good iron loss | |
JP7230931B2 (en) | Method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet | |
JP2680532B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet with low iron loss | |
RU2805838C1 (en) | Method for producing anisotropic electrical steel sheet | |
JP3154935B2 (en) | Manufacturing method of low iron loss mirror-oriented unidirectional electrical steel sheet with high magnetic flux density | |
KR20230159875A (en) | Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet | |
WO2022210503A1 (en) | Production method for grain-oriented electrical steel sheet | |
KR20250107895A (en) | Prediction model for oxygen per unit area after decarburization annealing, its preparation method, and manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet |