2.2. I этап разработки технологии производства высокопроницаемой электротехнической изотропной стали (эис)

По существующей технологии производства марки М470-65А используется подкат 0302, содержание кремния в котором составляет 2,0-2,3 %. При таком содержании кремния проблематично получить уровень магнитной индукции, удовлетворяющий требованиям заказчика.

Как отмечалось ранее [1] кремний благоприятно влияет на магнитные свойства, но при чрезмерно высоких значениях происходит «конфликт» магнитной индукции и удельных магнитных потерь, т.е. при определенном содержании дальнейшее увеличение кремния приводит к уменьшению удельных магнитных потерь и в то же время ведет к снижению магнитной индукции. В связи с этим было принято решение разработать технологию, позволяющую получить уровень свойств, удовлетворяющий заказ фирмы «Siemens».

Для отработки технологии был использован подкат 0214 с более низким содержанием кремния(табл.2.4)

Содержание углерода в вакуумированном подкате повышено до 0,005% для получения низких магнитных потерь (поскольку снижая содержание кремния существует риск не получить требуемые магнитные потери).

Выплавка стали в КЦ-1.

На первом этапе осуществляется выплавка 2 плавок ЭИС 2 группы легирования марки 0214 следующего химического состава:

Таблица 2.4. Химический состав марки 0214, % по массе

Сталь	Содержание элементов, %
	С*, не более	Si	Mn	Al	P	S	Cr	Ni	Cu	Ti	N*
1	0,005	1,10-1,25	0,15-0,25	0,12-0,22	0,11-0,14	≤0,006	≤ 0,10	≤ 0,10	≤ 0,15	≤0,015	≤0,005
2	0,005	1,10-1,25	0,15-0,25	0,12-0,22	0,11-0,14	≤0,006	≤0,10	0,15-0,35	0,15-0,25	≤0,015	≤0,005
* - допускается массовая доля углерода до 0,006 % и азота до 0,006 %.

Выплавка, внепечная обработка и разливка стали производится согласно ТИ 05757665-КЦ1-05-2011, ТИ 05757665-КЦ1-48-2005со следующимиизменениями

и дополнениями:

- в качестве металлошихты используют металлический лом 1 сорта и десульфурированный чугун с серой менее 0,003 %;

- при выплавке стали с химическим составом по варианту 2 для получения заданных массовых долей никеля и меди в завалку с металлическим ломом присаживают никельсодержащие и медьсодержащие материалы с расходом в соответствии с п.5.4 ТИ 05757665-КЦ1-05-2011.

- для наведения рафинировочного шлака используют синтетический шлак с расходом 1,0-1,5 т на плавку;

- материалы для раскисления и легирования стали при выпуске из конвертера не присаживают;

- температура металла на выпуске из конвертера должна быть 1680-1710°С (на первой плавке в серии 1700-1730 °С);

- для раскисления и легирования металла на АЦВ применяют ферросилиций ФС75 с содержанием углерода менее 0,02 %, марганец металлический Мн965 (или брикетированный), феррофосфор (с содержанием углерода менее 0,10 %) и алюминий гранулированный марки АГ-2;

- температура металла после обработки на АЦВ должна быть 1590-1605°С (на первой плавке в серии 1600-1615 °С);

- разливка стали производится на УНРС-4, 6;

- температура металла в промежуточном ковше 1540 – 1555°С (на первой плавке в серии 1540-1565 °С).

Горячая прокатка на стане 2000.

Нагрев слябов производят по позиции №5 подпозиции №501 технологического режима на нагрев (Приложение Д ТИ 05757665-ПГП-01-2007). Согласно этой позиции подкат обрабатывается по режиму приведенному в таблице 2.5:

Таблица 2.5. Технологический режим нагрева металла в методических печах стана 2000

Температура раската за клетью № 5, С	Время нагрева, ч-мин	Температура в зонах печей, С
		1	2	3	4	5, 6
970-1020	не менее 3-00	1200-1220	1200-1220	1280-1300	1170-1220	1200-1250

Горячую прокатку металла в линии стана производят по позиции №21 шифр №21(Приложение Г ТИ 05757665-ПГП-01-2007).Эта позиция предусматривает обработку сляба по режиму приведенному в таблице 2.6:

Таблица 2.6. Технологический режим прокатки металла на стане 2000

Ширина слябов, мм	Температура, за клетью 5, С	Толщина готовой полосы, мм	Температура, С		Примечание
			конца прокатки	смотки
950-1290	960-1000	2,20	790-860	610-650	Для слябов толщиной 240 мм
	970-1010	2,20	790-860	610-650	Для слябов толщиной 250 мм

Обработка металла в ПДС.

Обработка производится в соответствии с ТИ 05757665-ПДС-01-2010 по технологической схеме № 78 назначением на марки М470-65А, М530-65А, М600-65А, М470-50А, М530-50А по EN10106; 2212 по ГОСТ 21427.2.

Обработка металла производится с нормализацией горячекатаного подката при температуре полосы Т = 860, 900, 930, 950±10 С на скорости транспортировки полосы V = 20-25 м/мин.

Термическая обработка холоднокатаных полос в линии АНО.

Температурный режим:

– Температура в зоне № 1-6– 830±20ºС;

– Температура в зоне № 7–860±20ºС;

– Температура в зоне № 8– 900±20ºС;

– Температура в зоне № 9– 940±20ºС;

– Температура в зоне № 10-13– 980±20ºС;

– Температура в зоне № 14-17– 800±20 ºС;( температура зон 14-17 факультативна, замедленное охлаждение).

Газовый режим:

- увлажненная азото-водородная атмосфера при подключении 2-3-х увлажнителей: t1ув = +32±3ºС, t2-3ув = +32±3ºС;

- расход газа N₂H₂ (зоны 1-13) = 230-240 м2/ч, NH_х (зоны 14-17) = 140-150 м2/ч;

- содержание H₂ (зона 3) –(11-14) %; H₂ (зона 14) –(4-9) %.

Скорость транспортировки полосы в АНО:

- при Сх/к ≤ 0,006 % V = 25±2 м/мин;

- при Сх/к > 0,006 % V = 21±2 м/мин.

В качестве электроизоляционного покрытия при проведении работы используется электроизоляционный лак «Remisol EB5308». Толщина лаковой пленки от 2 до 4 мкм. Технология нанесения электроизоляционного лака «Remisol EB5308» в соответствии с п. 10.15 ТИ 05757665-ПДС-01-2010.

Определение магнитных и механических свойств стали, проведение металлографического анализа металла.

Для определения магнитных и механических свойств стали отбор контрольных карт производят на агрегате непрерывного отжига перед смоткой полос в рулон (по две пробы от каждой партии) для первичного и повторного. Отбор карт производят от начала рулона-партии.

Проба для испытания магнитных свойств должна состоять из 2-х одинаковых частей:

а) образец №1 состоит из полосок (30±0,2)×(305±0,5) мм, вырезанных вдоль направления прокатки;

б) образец №2 состоит из полосок того же размера, вырезанных поперек прокатки.

Для испытаний на механические свойства (σ_т, σ_в, δ₄, НV₅, гибы) из отобранной карты вырезают 8 образцов размером (20,0±0,1)×(210,0±0,5) мм. При этом 4 образца вырезают на расстоянии от 30 до 90 мм от кромки (2 долевых, 2 поперечных) и 4 образца из середины карты (2 долевых, 2 поперечных).

Удельные магнитные потери и магнитную индукцию измеряли в аппарате Эпштейна (установка "PMS 3000") по ГОСТ 12119-98 с точностью соответственно ±2,5% и ±1,5%. Механические свойства измеряли на машине универсальной испытательной "Zwick 20" по ГОСТ 11701-84 (допустимая погрешность ±1,5%). Измерение твердости по Виккерсу проводили на "Твердомере Виккерса 5030 SKV" согласно ГОСТ ИСО 6507-1-2007 (допустимая погрешность ±3%). Величину зерна определяли на оптическом микроскопе Neophot по ГОСТ 5639 методом подсчета пересечения границ зерен.

Результаты измерений магнитныхи механическихсвойств ЭИС марки М470-65АР по разработанной технологии на I этапе приведены в таблицах 2.7-2.8.

Таблица 2.7. Магнитные свойства ЭИС марки М470-65АР

№ п/п	Плавка	Партия	Вес, т		P1,0/50, Вт/кг		P1,5/50, Вт/кг		∆ P1,5/50, %		В2500, Тл		В5000, Тл		В10000, Тл
1	6196905	722842	6,46		2,02		4,62		4		1,64		1,72		1,85
		722843	9,94		2,06		4,69		3		1,63		1,72		1,83
		722844	16,08		2,08		4,69		3		1,64		1,73		1,84
2	7120656	722845	16,4		2,19		4,87		3		1,65		1,73		1,84
		722846	16,4		2,03		4,60		4		1,64		1,72		1,84
		722847	16,36		1,99		4,59		5		1,64		1,72		1,84
		722848	16,56		2,06		4,63		3		1,64		1,73		1,84
		722849	15,90		2,02		4,59		3		1,65		1,73		1,84
Требования потребителя:				≤2,0		≤4,7		–		≥1,62		≥1,72		≥1,82

Таблица 2.8. Механические свойства ЭИС марки М470-65АР

№ п/п	Плавка	Партия	Вес, т		σт, Н/мм2		σв, Н/мм2		σт / σв		δ4,%		HV5, ед
1	6196905	722842	6,46		225		387		0,58		31		141
		722843	9,94		224		386		0,58		31		140
		722844	16,08		224		385		0,58		31		137
2	7120656	722845	16,4		229		388		0,59		33		133
		722846	16,4		225		382		0,59		31		135
		722847	16,36		220		374		0,59		35		141
		722848	16,56		230		390		0,59		31		137
		722849	15,90		225		381		0,59		31		140
Требования потребителя:				≥250		≥380		≥0,60		25-35		–