Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen mit verbesserten Ummagnetisierungsverlusten

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen mit einer Fertigbanddicke in dem Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm aus Brammen mit der in dem Patentanspruch 1 angegebenen Legierungszusammensetzung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Brammen neben Mangan und Kupfer einen angehobenen S- und einen abgesenkten Al-Gehalt besitzen, die Brammen vor dem Warmwalzen auf eine abgesenkte Temperatur erwärmt und bei dieser Temperatur eine hinreichende Zeit lang gehalten werden, die kleiner als die Lösungstemperatur für die Mangansulfide und größer als die Lösungstemperatur für die Kupfersulfide ist, die Brammen im Anschluß daran ggf. zunächst warm vorgewalzt und anschließend mit einer abgesenkten Endwalztemperatur, vorzugsweise in dem Bereich von 900°C bis 980°C, auf die Warmband-Enddicke fertiggewalzt werden gefolgt von einer Warmbandglühung, vorzugsweise in dem Bereich von 950°C bis 1.100°C. Nach dem ein- oder zweistufigen Kaltwalzen bis auf die Fertigbanddicke, der an sich bekannten rekristallisierenden Glühung mit gleichzeitiger Entkohlung, dem Aufbringen eines Trennmittels, der Hochtemperaturglühung sowie der Schlußglühung mit einer Isolationsbeschichtung werden kornorientierte Elektrobleche erzielt. Im Vergleich zum Stand der Technik (RGO und HGO) besitzen diese Bleche (TGO) bei gleicher magnetischen Induktion verbesserte Ummagnetisierungsverluste.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen mit einer Fertigbanddicke in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm, bei dem durch ein Stranggießen oder Bandgießen erzeugte, mehr als 0,005 %, vorzugsweise 0,02 bis 0,10 % C, 2,5 bis 6,5 % Si und 0,03 bis 0,15 % Mn enthaltende Brammen zunächst bei einer abgesenkten Temperatur in ein oder zwei Stufen durcherwärmt und anschließend bis auf Warmband-Enddicke warm vor- und fertiggewalzt werden, im Anschluß daran die bis auf Enddicke warmgewalzten Bänder geglüht und beschleunigt abgekühlt sowie in einer Kaltwalzstufe oder in mehreren Kaltwalzstufen bis auf die Fertigbanddicke kaltgewalzt werden und die kaltgewalzten Bänder sodann einer rekristallisierenden Glühung in feuchter H₂ und N₂ enthaltenden Atmosphäre mit gleichzeitiger Entkohlung, dem Aufbringen eines im wesentlichen MgO enthaltenden Trennmittels beidseitig auf die Kaltbandoberfläche, einer Hochtemperaturglühung und schließlich einer Schlußglühung mit einer Isolationsbeschichtung unterworfen werden.

[0002] Zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen ist es bekannt, Brammen, vorzugsweise Stranggußbrammen mit einer Dicke in dem Bereich von ca. 150 bis 250 mm, die üblicherweise 0,025 bis 0,085 % C und 2,0 bis 4,0 % Si sowie Mangan, Schwefel, ggf. Aluminium und Stickstoff enthalten, vor dem Warmwalzen in einer oder in zwei Stufen auf eine Temperatur in der Größenordnung von 1350°C bis max. 1450°C zu erwärmen und bei dieser Temperatur eine hinreichende Zeit lang zu halten (durchzuerwärmen), um eine homogene Durcherwärmung der Brammen sicherzustellen. Diese Maßnahme dient dem Zweck, die als Kornwachstums-Inhibitoren bekannten und als Steuerphase bei der Hochtemperaturglühung (Sekundär-Rekristallisation) wirkenden Teilchen, wie z.B. Sulfide (MnS) und Nitride (AlN), vollständig in Lösung zu bringen.

[0003] Um insbesondere bei der zweistufigen Erwärmung und Durcherwärmung bzw. Lösungsglühung der Brammen einem zu starken Wachstum der Körner und damit einer daraus resultierenden unvollständigen sekundären Rekristallisation bei der Hochtemperaturglühung entgegenzuwirken, ist es ferner bekannt (DE-C3 22 52 784, DE-B2 23 16 808), zwischen der ersten und zweiten Stufe ein als "Pre-Rolling" (Zwischenwalzen) bekanntes Vorwalzen vorzusehen. Dabei werden die zunächst nur auf eine Temperatur von ca. 1200°C bis 1300°C erwärmten Brammen nach dieser ersten Stufe mit einem auf ihre Dicke bezogenen Reduktionsgrad bzw. mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 70 % gewalzt, um beispielsweise mehr als 80 % der Körner auf einen mittleren Durchmesser von max. 25 mm einzustellen. Im Anschluß daran schließen sich zum Lösen der Mangansulfide und der Aluminiumnitride die zweite Erwärmungsstufe bis auf eine Temperatur von max. 1450°C und eine Durcherwärmung der Brammen bei dieser Temperatur an, um sodann die bereits in ihrer Dicke reduzierten Brammen zu Warmband mit einer Enddicke in dem Bereich von 1,5 bis ca. 5 mm, max. bis 7 mm warm vor- und fertig zu walzen.

[0004] Andererseits ist aus der DE-C2 29 09 500 ein Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen bekannt, bei dem die Brammen, die 2,0 bis 4,0 % Si, bis zu 0,085 % C und bis zu 0,065 % Al oder einen anderen bekannten Inhibitor enthalten, vor dem Warmwalzen in nur einer Stufe bis auf eine Temperatur von mindestens 1300°C, vorzugsweise größer 1350°C, erwärmt und bei dieser Temperatur durcherwärmt, d.h. eine hinreichende Zeit lang gehalten werden. Dadurch sollen die Inhibitoren vor dem Warmwalzen vollständig aufgelöst und nicht schon vorzeitig ausgeschieden werden, um zu verhindern, daß beim Warmwalzen zu große und grobe Ausscheidungen entstehen. Um eine Ausscheidung der Inhibitoren auch während des sich daran anschließenden Warmwalzens zu vermeiden, ist demgemäß bei diesem bekannten Verfahren vorgesehen, daß das Warmwalzen mindestens ein Rekristallisationswalzen während des Fertigwalzens mit mindestens einer Stichabnahme von mehr als 30 % in einem Temperaturbereich von 960°C bis 1190°C enthält, und zwar expressis verbis mit der Maßgabe, daß die Inhibitoren während des Warmwalzens nicht ausfallen. Eine Ausscheidung der Inhibitoren und insbesondere eine Vergröberung der ggf. doch ausgeschiedenen Teilchen werden nach diesem bekannten Verfahren vorzugsweise dann vermieden, wenn das Rekristallisationswalzen der zuvor bei einer Temperatur von mindestens 1350°C durcherwärmten Brammen in dem Temperaturbereich von 1050°C bis 1150°C durchgeführt wird.

[0005] Insbesondere im Falle von Al enthaltenden Brammen verursachen ihre einstufige Durcherwärmung bei einer abgesenkten Temperatur und zusätzlich das Warmwalzen in einem ebenfalls abgesenkten Temperaturbereich eine Ausfällung und Vergröberung von Aluminiumnitrid mit dem Ergebnis, daß die sekundäre Rekristallisation in den sich daran anschließenden Stufen bzw. Verfahrensschritten unvollständig ist. Dies führt zu schlechten magnetischen Eigenschaften der in dieser Weise hergestellten kornorientierten Elektrobleche. Trotz dieses Hinweises in der DE-C2 29 09 500 wird bei dem aus der EP-B1 0 219 611 bekannten Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen, von dem die Erfindung ausgeht, vorgeschlagen, die Brammen vor dem Warmwalzen, d.h. vor dem Vor- und Fertigwalzen, auf eine Temperatur von in jedem Fall größer 1000°C bis zu max. 1270°C zu erwärmen und bei dieser Temperatur durchzuerwärmen. Dabei enthalten die Brammen 1,5 bis 4,5 % Si sowie gemäß den Ausführungsbeispielen die üblichen Gehalte an Kohlenstoff, Mangan, Aluminium und Stickstoff, jedoch vorzugsweise nur einen Schwefelgehalt von weniger als 0,007 %.

[0006] Bei diesem bekannten Verfahren werden die Brammen in üblicher Weise warmgewalzt, das warmgewalzte Band wärmebehandelt bzw. geglüht und dann ebenfalls in an sich bekannter Weise einstufig oder zweistufig auf die endgültige Blechdicke kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Band wird anschließend zur Entkohlung geglüht, im Anschluß daran ein Trennmittel beidseitig auf die Kaltbandoberfläche aufgetragen und schließlich einer Hochtemperaturglühung zur sekundären Rekristallisation unterworfen. Die bei Anwendung dieses Verfahrens primär auftretenden Ausscheidungen von (Si,Al)N-Teilchen werden als Inhibitor offenbar jedoch nur dann wirksam bzw. die kornorientierten Elektrobleche mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften können nur dann hergestellt werden, wenn das kaltgewalzte Band am Ende der Primärrekristallisations- und Entkohlungsglühung und vor der Einleitung der sekundären Rekristallisation einer Nitrierung, d.h. einem zusätzlichen weiteren Verfahrensschritt, unterworfen wird.

[0007] Die Absenkung der für die Durcherwärmung bzw. Lösungsglühung der Brammen erforderlichen und in den entsprechenden Öfen einzustellenden Temperatur bedeutet in erster Linie, daß die Ausbildung von flüssiger Schlacke in diesen Öfen in vorteilhafter Weise vermieden wird. Darüber hinaus bedeutet eine solche Absenkung der Durcherwärmungstemperatur eine deutliche Energieeinsparung, wesentlich längere Ofenstandzeiten und insbesondere ein verbessertes und kostengünstigeres Ausbringen der durcherwärmten Brammen. Aus diesem Grund werden in einer Reihe von weiteren europäischen Patentanmeldungen jüngeren Datums (EP-A1 0 321 695, EP-A1 0 339 474, EP-A1 0 390 142, EP-A1 0 400 549) ebenfalls Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen vorgeschlagen und zwar mit einer für die Durcherwärmung der Brammen erforderlichen Temperatur von weniger als ca. 1200°C.

[0008] In den genannten Fällen, in denen die Brammen dabei vorzugsweise 0,010 bis 0,060 % Al, jedoch weniger als ca. 0,010 % S enthalten, können Aluminiumnitride bei der Lösungsglühung der Brammen nur unvollständig in Lösung gebracht werden. Die erforderlichen Inhibitoren werden daher im Anschluß an die Entkohlungsglühung - wie bei dem aus der EP-B1 0 219 611 bekannten Verfahren - durch eine Aufstickung oder auch bzw. Nitrierung des Bandes erzeugt. Dies kann beispielsweise durch die Einstellung einer besonderen ammoniakhaltigen Gasatmosphäre nach der Entkohlungsglühung und vor der Hochtemperaturglühung und/oder durch die Zugabe von stickstoffhaltigen Verbindungen zu dem im wesentlichen MgO enthaltenden Trennmittel erfolgen (z.B. gemäß EP-A1 0 339 474, EP-A1 0 390 142).

[0009] Der Nachteil aller dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß zur Erzeugung der erforderlichen Inhibitoren und damit für die Einstellung der Steuerphase vor der abschließenden Hochtemperaturglühung mindestens ein zusätzlicher weiterer Verfahrensschritt erforderlich ist. Durch zusätzliche Verfahrensschritte wird beispielsweise eine reproduzierbare Herstellung von kornorientierten Elektroblechen mit vorgegebenen gewünschten magnetischen Eigenschaften erschwert. Darüber hinaus ist die Realisierung dieser Verfahrensschritte im Produktionsablauf mit technischen Schwierigkeiten verbunden, wie z.B. die exakte Einstellung der besonderen Gasatmosphäre bei der Aufstickungs-Behandlung.

[0010] Aus der EP-B1 0 098 324 und der EP-A2 0 392 535 sind Verfahren bekannt, bei denen die Durcherwärmungstemperatur unter 1280°C liegt und ein zusätzlicher Verfahrensschritt, wie z.B. das Nitrieren, nicht zwingend notwendig ist. Die Stabilisierung der Sekundärrekristallisation wird gemäß EP-A2 0 392 535 durch die Einstellung der Warmwalzparameter, wie Endwarmwalztemperatur, Verformungsgrad (bezogen auf die drei letzten Warmwalzstiche) oder Haspeltemperatur erreicht. Der EP-B1 0 098 324 folgend wird diese Stabilisierung durch die Abstimmung der Glühbedingungen, der Warmwalz- und Kaltwalzparameter erreicht.

[0011] Keine der vorangehend genannten Schriften geht von Kupfer- und Schwefelgehalten aus, wie sie dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegen. Elektrobleche mit einer solchen Zusammensetzung sind z.B. aus DE- A1 24 22 073 oder DE-C2 35 38 609 bekannt. Die DE-C2 32 29 295 beschreibt, daß eine Verbesserung der Eigenschaften durch die Zugabe von Zinn und Kupfer erfolgen kann. Keine der drei letztgenannten Schriften beschreibt jedoch ein Verfahren, welches die fast ausschließliche Wirkung von Kupfersulfiden als Inhibitor unterstützt oder Durcherwärmungstemperaturen kleiner 1350°C nahelegt.

[0012] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art mit der in vorteilhafter Weise abgesenkten Temperatur für die Lösungsglühung der Brammen dahingehend zu verbessern, daß für die magnetischen Eigenschaften der Elektrobleche, insbesondere für die Ummagnetisierungsverluste P_1,7/50, ohne Benutzung von weiteren Verfahrensschritten günstigere Werte erreicht werden.

[0013] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Maßnahmen und Verfahrensschritte (1) bis (4) im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.

[0014] Erfindungswesentlich ist gemäß (1), daß die Brammen neben dem üblichen Gehalt an Stickstoff in dem Bereich von 0,0045 bis 0,0120 % zusätzlich 0,020 bis 0,300 % Cu und mehr als 0,010 % S, jedoch weniger als 0,035 % Al enthalten. Zusätzlich dazu bewirken die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte (2) und (3), daß Mangansulfide praktisch nicht in Lösung gebracht werden und daher bereits nach dem Warmwalzen überwiegend als grobe Teilchen ausgeschieden vorliegen. Insbesondere im Unterschied zu der konventionellen Herstellung von sogenannten RGO-Elektroblechen (RGO = Regular Grain Oriented) bedeutet dies, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens Mangansulfide als Inhibitor in den nachfolgenden Stufen bzw. Verfahrensschritten nicht wirksam werden. Ferner bewirkt die erfindungsgemäße Durcherwärmung der Brammen gemäß (2), daß Aluminiumnitride nur zu einem geringen Anteil in Lösung gebracht werden und daher nach erfolgtem Warmwalzen gemäß (3) ebenfalls überwiegend als grobe Teilchen ausgeschieden vorliegen. Auch dieser Anteil kann in den nachfolgenden Verfahrensschritten nicht mehr als Inhibitor wirksam werden.

[0015] Im Unterschied zu der konventionellen Herstellung von sogenannten HGO-Elektroblechen (HGO = High-permeability Grain Oriented) wird vielmehr nach Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte (1) bis (4) gefunden, daß entscheidender Kornwachstums-Inhibitor sehr fein verteilt ausgeschiedene Kupfer-Sulfid-Teilchen sind mit einem mittleren Durchmesser von weniger als ca. 100 nm, vorzugsweise kleiner 50 nm, die in den nachfolgenden Stufen bzw. Verfahrensschritten die eigentliche, wesentliche und wirksame Steuerphase darstellen. Nur noch zu einem sehr geringen Anteil werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (4) ebenfalls ausgeschiedene und fein verteilte Aluminiumnitride als Inhibitor wirksam. Dies zeigen insbesondere nicht-erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele, indem das erfindungsgemäße Verfahren bei sonst gleichen Merkmalen und Verfahrensschritten auf Brammen angewendet wird, die jedoch nur einen Schwefelgehalt von weniger als 0,005 % besitzen. In diesen Fällen liegen keine als Inhibitor wirkende Teilchen in genügend großer Anzahl vor.

[0016] Im Unterschied zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ist bei der bisherigen konventionellen Herstellung von RGO-Elektroblechen (z.B. nach der DE-A1 41 16 240) kennzeichnend, daß in diesem Fall die Brammen nur max. 0,005 % Al enthalten, diese vor dem Warmwalzen bei einer Temperatur in der Größenordnung von ca. 1400°C durcherwärmt werden, durch das Warmwalzen und durch die sich ggfs. daran anschließende Wärmebehandlung der gewalzten Bänder in dem Temperaturbereich von ca. 900°C bis 1100°C als wesentlich wirkender Inhibitor fein verteilte MnS-Teilchen eingestellt werden und die Elektrobleche in der Regel nur eine magnetische Induktion B₈ von weniger als etwa 1,88 T besitzen.

[0017] Bei den bisherigen konventionellen Verfahren zur Herstellung von HGO-Elektroblechen (z.B. nach der DE-C2 29 09 500) ist kennzeichnend, daß die Brammen ca. 0,010 bis zu 0,065 % Al enthalten, die Brammen vor dem Warmwalzen ebenfalls bei einer Temperatur in der Größenordnung von ca. 1400°C durcherwärmt werden, durch das Warmwalzen und durch die sich daran anschließende Warmbandglühung wesentlicher Inhibitor fein verteilte AlN-Teilchen sind und solche Elektrobleche vorzugsweise eine magnetische Induktion B₈ von größer 1,88 T besitzen.

[0018] Wie anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispielen gezeigt und das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen erläutert wird, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr kornorientierte Elektrobleche hergestellt werden mit der gleichen magnetischen Induktion B₈ in Tesla (T), wie sie RGO- und auch HGO-Elektrobleche besitzen, jedoch mit verbesserten Werten für den Ummagnetisierungsverlust P_1,7/50 in Watt pro kg (W/kg).

[0019] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst mit Hilfe des bekannten Stranggieß-Verfahrens Brammen mit einer Ausgangsdicke in dem Bereich von 150 bis 300 mm, vorzugsweise in dem Bereich von 200 bis 250 mm, erzeugt. Alternativ können die Brammen auch sogenannte Dünnbrammen mit einer Ausgangsdicke in dem Bereich von ca. 30 bis 70 mm sein. In vorteilhafter Weise kann in diesen Fällen bei der Herstellung des Warmbandes nach dem Verfahrensschritt (3) auf das Vorwalzen auf eine Zwischendicke verzichtet werden. Ferner können kornorientierte Elektrobleche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch aus Brammen oder Bändern mit einer noch geringeren Ausgangsdicke hergestellt werden, wenn diese Brammen oder Bänder zuvor mit Hilfe des Bandgießens erzeugt wurden.

[0020] Die Brammen, Dünnbrammen oder Bänder, im folgenden kurz Brammen genannt und so definiert, enthalten den im Oberbegriff und im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Gehalt an Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Stickstoff und Kupfer sowie im Vergleich zum Stand der Technik (gemäß der EP-B1 0 219 611) den erfindungsgemäß angehobenen Schwefelgehalt in dem Bereich von mehr als 0,010, vorzugsweise größer 0,015 %, bis zu 0,050 % und den gezielt in den unteren bekannten Bereich abgesenkten Aluminiumgehalt in dem Bereich von 0,010 bis zu 0,030 %, max. bis zu 0,035 %, Rest Fe einschließlich Verunreinigungen. Vorzugsweise werden die in dem Patentanspruch 2 angegebenen Gehalte an Aluminium und Schwefel eingestellt. Auch der Gehalt der übrigen Legierungsbestandteile liegt vorzugsweise für jedes Legierungselement einzeln oder in Kombination innerhalb der in dem Patentanspruch 2 angegebenen Bereiche.

[0021] In vorteilhafter Weise werden nach erfolgtem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (3) nur in geringem Umfang Risse an den Warmbandkanten festgestellt und damit gute Warmbandkanten und dementsprechend ein hohes Ausbringen erzielt, nach durchgeführtem Verfahrensschritt (4) eine feinere Verteilung der als wesentlicher Inhibitor wirkenden Kupfer-Sulfid-Teilchen gefunden und insgesamt nach Beendigung des Verfahrens gemäß Oberbegriff kornorientierte Elektrobleche mit hohen Werten für die magnetische Induktion B₈ dann erzeugt, wenn der Gehalt der Brammen an Mangan, Kupfer und Schwefel so eingestellt wird, daß die Abstimmungsregel gemäß Patentanspruch 3 erfüllt ist und insbesondere zusätzlich der Mangan- und Schwefel-Gehalt in den beiden in dem Patentanspruch 4 angegebenen Bereichen liegt.

[0022] Nach den Patentansprüchen 5 oder 6 kann der Zusammensetzung noch Zinn bis zu 0,15 %, vorzugsweise jedoch nur 0,02-0,06 %, zugegeben werden. Die magnetischen Eigenschaften werden hierdurch nicht weiter verbessert.

[0023] Im Anschluß an die Erzeugung der Brammen mit der in dem Patentanspruch 1, vorzugsweise mit der in den Patentansprüchen 2, 3 und 4, angegebenen Legierungszusammensetzung werden diese auf eine Temperatur erwärmt und bei dieser Temperatur durcherwärmt, die in dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (2) angegebenen Temperaturbereich liegt. Dabei muß diese von dem vorgegebenen Mangan-, Schwefel- und Silizium-Gehalt abhängige Temperatur in jedem Fall kleiner sein als die zugehörige Lösungstemperatur T₁ für Mangansulfide und gleichzeitig deutlich oberhalb der zugehörigen Lösungstemperatur T₂ für Kupfersulfide liegen. Dieser Temperaturbereich ist aus Figur 3 ersichtlich, die eine gemeinsame Darstellung der Löslichkeitskurven gemäß Figur 1 und gemäß Figur 2 zeigt.

[0024] Figur 1 zeigt die Löslichkeitskurve T₁=f (Mn, S, 3,0 % - 3,2 % Si) für Mangansulfid, Figur 2 die Löslichkeitskurve T₂=f (Cu, S, 3,0 % - 3,2 % Si) für Kupfersulfid. Die Figuren 1, 2 und 3 verdeutlichen das Lösungsverhalten für kornorientierte Elektrobleche mit üblichen Si-Gehalten. Die berücksichtigten Gehalte entsprechen den in Tabelle 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen.

[0025] Die Durchführung des Verfahrensschrittes (2) bewirkt, daß bei der Durcherwärmung der Brammen vor dem Warmwalzen Mangansulfide praktisch nicht in Lösung gebracht werden. Da die entsprechenden Löslichkeitskurven für Aluminiumnitride den Löslichkeitskurven für Mangansulfide ähnlich bzw. vergleichbar sind, wird bei der erfindungsgemäßen Durcherwärmung der Brammen auch bereits der überwiegende Anteil an Aluminiumnitriden ausgeschieden. Nach Beendigung dieses Verfahrensschrittes befinden sich praktisch nur Kupfersulfide fast vollständig in Lösung.

[0026] Nach erfolgter Lösungsglühung der Brammen werden diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (3) ggf. zunächst in Abhängigkeit von der Ausgangsdicke der Brammen in 3 bis 7 Stichen vorgewalzt und anschließend in 5 bis 9 Stichen auf die Warmband-Enddicke in dem Bereich von 1,5 bis 5 mm, max. bis 7 mm fertiggewalzt. Dabei erfolgt das Vorwalzen von Brammen mit einer Ausgangsdicke in dem Bereich von 150 bis 300 mm, vorzugsweise in dem Bereich von 200 bis 250 mm, bis auf eine Vorband-Dicke in dem Bereich von ca. 30 bis 60 mm. Handelt es sich jedoch um mit Hilfe des Bandgießens hergestellte Dünnbrammen oder Bänder, so kann in vorteilhafter Weise auf das Vorwalzen verzichtet werden. Insgesamt richtet sich dabei die Anzahl der Stiche während des Vorwalzens und während des Fertigwalzens nach der Ausgangsdicke der Brammen und nach der gewünschten Warmband-Enddicke.

[0027] Wesentliches Merkmal des Verfahrensschrittes (3) ist jedoch, daß die Bänder mit einer möglichst niedrigen Endwalztemperatur in dem Bereich von 880°C bis 1000°C, vorzugsweise in dem Bereich von 900°C bis 980°C, fertiggewalzt werden. Dabei wird die untere Grenze dadurch bestimmt, daß noch eine problemlose Verformung bzw. ein Walzen der Bänder ohne auftretende Schwierigkeiten, wie z.B. Bandunebenheiten und Bandprofilabweichungen, möglich sein muß. In Verbindung mit dem Verfahrensschritt (2) wird nach Beendigung des Verfahrensschrittes (3) gefunden, daß in dem Warmband grobe MnS-Teilchen und sehr viele grobe AlN-Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von mehr als 100 nm ausgeschieden vorliegen. Nach der Beendigung des erfindungsgemäßen Warmwalzens liegen mehr als 60 % des Gesamtstickstoffgehaltes an Aluminium gebunden in Form von AlN vor. Ein Maß für die Menge Stickstoff, die an Aluminium gebunden vorliegt, ist der N-Beeghley-Wert. Seine Bestimmung erfolgt nach einem chemischen Verfahren, das in "Analytical Chemistry, Volume 21, No. 12, Dezember 1949" beschrieben ist. Demgegenüber liegen bei den Verfahren zur Herstellung von HGO-Elektroblechen nach der Lösungsglühung der Brammen und nach Beendigung des Warmwalzens nur sehr wenige MnS-Teilchen und praktisch keine AlN-Teilchen mit dieser Teilchengröße (d.h. kleiner 100 nm) vor.

[0028] Im Anschluß daran erfolgt die Wärmebehandlung der warmgewalzten Bänder nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (4) in dem Temperaturbereich von 880°C bis 1150°C, vorzugsweise in nur einer Stufe in dem Temperaturbereich vom 950°C bis 1100°C. Sie kann jedoch auch mehrstufig erfolgen. Durch diese Wärmebehandlung werden die in den nachfolgenden Verfahrensschritten als Inhibitor wirkenden Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von weniger als 100 nm, vorzugsweise kleiner 50 nm, ausgeschieden. So werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der Warmbandglühung eine große Anzahl feiner Kupfer-Sulfid-Teilchen dieser Teilchengröße und im Vergleich dazu nur eine sehr geringe Anzahl feiner AlN-Teilchen gefunden. Demgegenüber liegen bei den Verfahren zur Herstellung von HGO-Elektroblechen praktisch ausschließlich feine AlN-Teilchen dieser Größe vor.

[0029] Tabelle 4 verdeutlicht, wie durch das erfindungsgemäße Verfahren die Art und Größe der Ausscheidungen, und damit ihre Wirksamkeit als Inhibitor, beeinflußt werden. Es zeigt ferner die Unterschiede gegenüber den vorliegenden Ausscheidungen, die durch Verfahren gemäß dem Stand der Technik (HGO, RGO) erzielt werden.

[0030] Wie die in Tabelle 3 angegebenen Vergleichsbeispiele 14 und 15 zeigen, sind wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Brammen notwendigerweise einen Schwefelgehalt größer 0,010 %, vorzugsweise größer 0,015 %, enthalten müssen und daß in jedem Fall zur Ausscheidung der feinen Kupfer-Sulfid-Teilchen die Warmbandglühung gemäß Verfahrensschritt (4) durchzuführen ist. Entfällt die Warmbandglühung (4), so liegen keine als Inhibitor in den nachfolgenden Verfahrensschritten wirkenden Teilchen kleiner 100 nm, vorzugsweise kleiner 50 nm, in genügend großer Anzahl vor, und zwar wegen des vorzeitigen Ausscheidens von groben MnS- und AlN-Teilchen aufgrund dar Verfahrensschritte (2) und (3).

[0031] Nach durchgeführter Warmbandglühung (4) erfolgt das Kaltwalzen der Bänder vorzugsweise einstufig bis auf die Fertigbanddicke in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm. In Abhängigkeit von der WarmbandEnddicke kann das Kaltwalzen gemäß Patentanspruch 6 auch in zwei Stufen erfolgen, wobei gemäß Patentanspruch 7 vor der ersten Kaltwalzstufe vorzugsweise eine Vorglühung durchgeführt wird. Diese trägt in vorteilhafter Weise zur Stabilisierung der Sekundärrekristallisation in der nachfolgenden Hochtemperaturglühung bei.

[0032] Im Anschluß an das Kaltwalzen bis auf die gewünschte Enddicke erfolgt das an sich bekannte rekristallisierende und entkohlende Glühen der Bänder bei einer Temperatur in dem Bereich von 750°C bis 900°C, vorzugsweise bei einer Temperatur in dem Bereich von 820°C bis 880°C, in einer feuchten H₂ und N₂ enthaltenden Atmosphäre. Daran anschließend wird ein primär MgO enthaltender Glühseperator aufgetragen. Die Bänder werden anschließend in bekannter Weise in einer Langzeit-Haubenglühung mit einer langsamen Aufheizung von 10 bis 100 K/h, vorzugsweise 15 bis 25 K/h, auf mindestens 1150°C bei dieser Temperatur in einer aus H₂ und N₂ bestehenden Atmosphäre geglüht und nach einem Halten für 0,5 bis 30 h langsam wieder abgekühlt. Zum Abschluß erfolgt die ebenfalls bekannte Isolationsbeschichtung mit der dazugehörigen Schlußglühung.

[0033] Anhand von acht Ausführungsbeispielen zeigt Tabelle 1 die Ergebnisse bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Patentanspruch 1 auf Brammen mit einer Ausgangsdicke von 215 mm. In Tabelle 2 sind weitere Ergebnisse zusammengestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Patentanspruch 1 in Kombination mit den Verfahrensschritten gemäß den Unteransprüchen 6 und 7 erzielt werden. Das Kaltwalzen erfolgte in diesen Fällen in zwei Stufen ohne und auch mit der Vorglühung vor der ersten Kaltwalzstufe gemäß Patentanspruch 7.

[0034] Wie sich aus den Tabellen 1 und 2 ergibt, können kornorientierte Elektrobleche hergestellt werden, die eine magnetische Induktion B₈ besitzen, wie sie auch kornorientierte Elektrobleche sowohl der Güte RGO als auch der Güte HGO aufweisen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden diese Güten nunmehr jedoch nur durch die Anwendung eines einzigen Verfahrens mit den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten erzielt. Ferner werden neben den Vorteilen der abgesenkten Temperatur für die Lösungsglühung der Brammen in den entsprechenden Öfen in vorteilhafter Weise wesentlich günstigere Werte für die zugehörigen Ummagnetisierungsverluste erreicht. Dies verdeutlicht Figur 4, in der für kornorientierte Elektrobleche mit einer Fertigbanddicke von 0,30 mm die in Tabelle 1 und 2 angegebenen Werte für die magnetische Induktion und den Ummagnetisierungsverlust grafisch als Kurve TGO (Thyssen Grain Oriented) dargestellt sind. Ferner sind im Vergleich dazu der Figur 4 die entsprechenden und typischen Wertepaare für kornorientierte Elektrobleche der Güten RGO und HGO zu entnehmen, die bisher nur in bekannter Weise mit Hilfe von zwei getrennten unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden können.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen mit einer Fertigbanddicke in dem Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm, bei dem durch ein Stranggießen oder Bandgießen erzeugte, mehr als 0,005 %, vorzugsweise 0,02 bis 0,10 % C, 2,5 bis 6,5 % Si und 0,03 bis 0,15 % Mn, enthaltende Brammen zunächst in ein oder zwei Stufen durcherwärmt und anschließend bis auf Warmband-Enddicke warm vor- und fertiggewalzt werden, im Anschluß daran die bis auf Enddicke warmgewalzten Bänder geglüht und beschleunigt abgekühlt sowie in einer Kaltwalzstufe oder in mehreren Kaltwalzstufen bis auf die Fertigbanddicke kaltgewalzt werden und die kaltgewalzten Bänder sodann einer rekristallisierenden Glühung in feuchter H₂ und N₂ enthaltenden Atmosphäre mit gleichzeitiger Entkohlung, dem Aufbringen eines im wesentlichen MgO enthaltenden Trennmittels beidseitig auf die Kaltbandoberfläche, einer Hochtemperaturglühung und schließlich einer Schlußglühung mit einer Isolationsbeschichtung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) die Brammen zusätzlich mehr als
   0,010 bis 0,050 % S,
   0,010 bis max. 0,035 % Al,
   0,0045 bis 0,0120 % N,
   0,020 bis 0,300 % Cu,
   Rest Fe, einschließlich Verunreinigungen
enthalten, (2) die erzeugten Brammen vor dem Warmwalzen bei einer

Temperatur durcherwärmt werden, die kleiner ist als die Löslichkeitstemperatur T₁ für Mangansulfide abhängig vom jeweiligen Si-Gehalt und größer ist als die Löslichkeitstemperatur T₂ für Kupfersulfide abhängig vom jeweiligen Si-Gehalt.

(3) die durcherwärmten Brammen im Anschluß daran zunächst auf eine Zwischendicke warm vorgewalzt und anschließend oder unmittelbar mit einer Einsatztemperatur von mindestens 960°C, und mit einer Endwalztemperatur in dem Bereich von 880°C bis 1000°C, bis auf eine Warmband-Enddicke in dem Bereich von 1,5 bis 7 mm warm fertiggewalzt werden - zur Ausscheidung von Stickstoff in einer Menge von mindestens 60 % des Gesamt-Stickstoffgehaltes als grobe AlN-Teilchen,

(4) die warmgewalzten Bänder im Anschluß daran 100 bis 600 s lang bei einer Temperatur in dem Bereich von 880°C bis 1150°C, geglüht und sodann mit einer Abkühlrate von großer 15 K/s, abgekühlt werden - zur Ausscheidung von Stickstoff bis zu der maximal möglichen Menge des Gesamt-Stickstoffgehaltes als grobe und feine AlN-Teilchen und zur Ausscheidung von feinen Kupfer-Sulfid-Teilchen.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen
   3,0 bis 3,3 % Si,
   0,040 bis 0,070 % C,
   0,050 bis 0,150 % Mn,
   0,020 bis 0,035 % S,
   0,015 bis 0,025 % Al,
   0,0070 bis 0,0090 % N,
   0,020 bis 0,200 % Cu,
   Rest Fe, einschließlich Verunreinigungen enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mn-, Cu- und S-Gehalt der Brammen so eingestellt werden, daß das Produkt aus dem Mn- und Cu-Gehalt dividiert durch den S-Gehalt in dem Bereich von 0,1 bis 0,4 liegt:

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen
   0,070 bis 0,100 % Mn und
   0,020 bis 0,025 % S
enthalten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen zusätzlich bis zu 0,15 % Sn enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen 0,02 % - 0,06 % Sn enthalten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatztemperatur beim Warmwalzen größer 1000 °C ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Endwalztemperatur in dem Bereich von 900 °C bis 980 °C liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Glühung des warmgewalzten Bandes im Temperaturbereich von 950 °C bis 1100 °C liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung nach der Glühung des warmgewalztes Bandes mit einer Abkühlrate größer 25 K/s erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die bis auf die Warmband-Enddicke gewalzten Bänder beschleunigt auf eine Haspeltemperatur von weniger als 700 °C abgekühlt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die warmge
walzten Bänder vor dem Verfahrensschritt (4) zunächst in der ersten Kaltwalzstufe auf eine Zwischendicke vorgewalzt und im Anschluß an den Verfahrensschritt (4) die geglühten Bänder in der zweiten Kaltwalzstufe mit einem Reduktionsgrad von mindestens 65 % bis auf die Fertigbanddicke gewalzt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die geglühten Bänder in der zweiten Kaltwalzstufe mit einem Reduktionsgrad von mindestens 75 % gewalzt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die bis auf die Warmband-Enddicke gewalzten Bänder vor der ersten vorgeschobenen Kaltwalzstufe bei einer Temperatur in dem Bereich von 800 °C bis 1000 °C geglüht werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder in der letzten Kaltwalzstufe während mindestens eines Stiches auf eine Temperatur in dem Bereich von 100°C bis 300°C gehalten werden.

16. Kornorientiertes Elektroblech, hergestellt nach einem
Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Glühung des warmgewalzten Bandes mehr als 60% Kupfersulfidteilchen als Inhibitor vorliegen.

17. Kornorientiertes Elektroblech nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 80 % Kupfersulfidteilchen vorliegen.

18. Kornorientiertes Elektroblech nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kupfersulfildteilchen als Kupfer-Eisen-Sulfidteilchen der Kupfer-Mangan-Sulfidteilchen vorliegen.

19. Kornorientiertes Elektroblech nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorliegenden Kupfersulfidteilchen einen mittleren Durchmesser kleiner 100 nm aufweisen.

20. Kornorientiertes Elektroblech nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorliegenden Kupfersulfidteilchen einen mittleren Durchmesser kleiner 50 nm aufweisen.

Zeichnung