Unter dem Begriff"nichtkornorientiertes Elektroblech" wird in diesem Zusammenhang ein Stahlblech oder ein Stahlband verstanden, welches unabhängig von seiner Textur unter die in DIN 46 400 Teil 1 oder 4 genannten Bleche fällt und dessen Verlustanisotropie die in DIN 46 400 Teil 1 festgelegten Höchstwerte nicht überschreitet.

Die Begriffe"Blech"und"Band"werden hier synonym verwendet.

Konventionell umfaßt die Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech (NO-Elektroblech) die Schritte : - Erschmelzen des Stahls, - Vergießen des Stahls zu Brammen oder Dünnbrammen, - soweit erforderlich, Wiedererwärmen der Brammen oder Dünnbrammen, - Einsetzen der Brammen oder Dünnbrammen in einer Warmwalzstraße, - Vorwalzen der Brammen oder Dünnbrammen, - Fertigwarmwalzen der Brammen oder Dünnbrammen zu einem Warmband, dessen Enddicke typischerweise zwischen 2 mm und 3 mm liegt, -soweit erforderlich Glühen und Beizen des Warmbands, wobei diese Warmbandbehandlungen als kombiniertes Glühbeizen ausgeführt werden können, - ein-oder mehrstufig mit zwischengeschalteter Glühung erfolgendes Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband, und - Schlußglühen solcher Kaltbänder, die mit einem betragenden Gesamtumformgrad > 65 % kaltgewalzt worden sind, oder - Glühen und Nachwalzen solcher Kaltbänder, die mit einem höchstens 20 % betragenden Gesamtumformgrad kalt nachgewalzt worden sind.

Die Vielzahl der bei solch konventioneller Vorgehensweise durchzuführenden Arbeitsschritte führt zu hohem apparativen und kostenmäßigen Aufwand. Daher wird seit jüngerer Zeit verstärkt daran gearbeitet, das Vergießen des Stahls und die anschließenden Walzprozesse bei der Warmbandherstellung so aufeinander abzustimmen, daß eine kontinuierliche Abfolge des Gieß-und des Walzvorgangs unter Einsparung des Wiedererwärmens und des Vorwalzens ermöglicht ist.

Zu diesem Zweck sind sogenannte"Gieß-Walz-Anlagen" errichtet worden. In diesen auch"CSP-Anlagen"genannten Vorrichtungen wird der Stahl zu einem kontinuierlich abgezogenen Strang vergossen, von dem"in-line" Dünnbrammen abgeteilt werden, die dann ebenso"in-line" zu Warmband warmgewalzt werden. Die beim Betrieb von Gieß-Walz-Anlagen gewonnenen Erfahrungen und die Vorteile des"in-line"erfolgenden Gieß-Walzens sind beispielsweise in W. Bald u. a. "Innovative Technologie zur Banderzeugung", Stahl und Eisen 119 (1999) Nr. 3, Seiten 77-85, oder C. Hendricks u. a."Inbetriebnahme und erste Ergebnisse der Gießwalzanlage der Thyssen Krupp Stahl AG", Stahl und Eisen 120 (2000) Nr. 2, Seiten 61- 68, dokumentiert worden. Die üblichen Warmbanddicken liegen hierbei im Bereich 1, 8 mm.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kostengünstigen Herstellen von nichtkornorientiertem Elektroblech oder-band zu schaffen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik durch ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem nichtkornorientierten Elektroblech oder-band mit einer Enddicke von < 0, 75 mm gelöst, welches folgende Arbeitsschritte umfaßt : - Erschmelzen eines Stahls mit (in Gew.-%) C : < 0,01 %, Mn : < 1,5 %, Si : 0,1-4, 5 %, Al : 0,001-2, 0 %, P : <0, 1 %, Sn : < 0,15 %, Sb : # 0, 15 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, - Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen oder gegossenem Band, - kontinuierlich auf das Vergießen folgendes Wärmebehandeln der gegossenen Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes, - kontinuierlich auf das Wärmebehandeln folgendes Warmwalzen der Dünnbrammen oder des gegossenen Bandes zu einem Warmband mit einer Enddicke von < 1,8 mm, - Haspeln des Warmbands, - Kaltwalzen des Warmbands zu einem Kaltband mit einer Enddicke von < 0,75 mm und - Schlußwärmebehandeln des Kaltbands.

Abhängig von den jeweiligen Produktionsbedingungen und/ oder der geforderten Beschaffenheit des erhaltenen Kaltbandes kann das Warmband vor dem Kaltwalzen einer Beiz-Behandlung unterzogen und/oder vor dem Kaltwalzen geglüht werden.

Die Erfindung koppelt die durch den Einsatz einer Gießwalzanlage (In-line Gießen und Walzen) erzielbaren Effekte mit Effekten der Reduzierung des Aufwands beim Kaltwalzen durch Einsatz von Gießwalz-Warmband aus FeSi- Stählen in einer Dicke < 1,8 mm, vorteilhaft < 1,2 mm.

Aufgrund seiner Beschaffenheit läßt sich erfindungsgemäßes Warmband mit gegenüber dem Stand der Technik deutlich vermindertem Aufwand zu kaltgewalztem NO-Elektroblech verarbeiten, dessen Enddicke typischerweise 0,35 mm bis 0,75 mm, insbesondere 0,2 mm, 0,35 mm, 0,50 mm oder 0,65 mm, beträgt. Es hat sich überraschend gezeigt, daß erfindungsgemäß erzeugtes NO- Elektroblech trotz der Einsparung von bei konventioneller Vorgehensweise stets notwendigen Prozeßschritten Eigenschaften aufweist, die mindestens gleich den Eigenschaften von konventionell erzeugten NO- Elektroblechen sind. So weisen erfindungsgemäß erzeugte Elektrobleche auf Basis einer FeSi-Legierung mit 1, 3 % Si-Anteil Ummagnetisierungsverluste P1, 5 von weniger als 5,3 W/kg auf. (Unter l'Pl, s"wird dabei der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,5 T und einer Frequenz von 50 Hz verstanden. ) Die konventionell auf Basis konventionellen Warmbands erzeugten Sorten der gleichen Legierung ergeben jeweils Werte für P1, 5 von > 5,3 W/kg.

Die dem bekannten Gieß-Walzen eigene kontinuierliche Aufeinanderfolge von Vergießen des Stahls zu Dünnbrammen und Warmwalzen der Dünnbrammen zu Warmband gestattet auch bei der Herstellung erfindungsgemäßer Warmbänder die Einsparung von Arbeitsschritten, wie die Wiedererwärmung der Brammen und das Vorwalzen. Darüber hinaus zeigt sich, daß die Einsparung der betreffenden Arbeitsschritte Auswirkungen hat auf den Werkstoffzustand in den verschiedenen Herstellungsphasen. Dieser unterscheidet sich zum Teil erheblich von dem Zustand, der bei der konventionellen Erzeugung von Warmband erreicht wird, bei der mit einer Wiedererwärmung der abgekühlten Brammen begonnen wird. Insbesondere sind es die Makro-Seigerungen sowie der Lösungs-und Ausscheidungszustand, die erfindungsgemäß erzeugte Warmbänder von konventionell erzeugten unterscheidet. Zudem erfolgt beim In-Line-Gieß- Walzen der Umformvorgang während des Warmwalzens bei günstigen thermischen Bedingungen. So können die Walzstiche mit höheren Umformgraden aufgebracht und die Umformbedingungen gezielt für die Steuerung der Gefügeentwicklung genutzt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn aufgrund der jeweils verarbeiteten Stahlzusammensetzung die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Arl 900 °C 20 °C beträgt und insbesondere dann, wenn die Dicke des fertig warmgewalzten Warmbands nicht mehr als 1,2 mm beträgt, während des Warmwalzens mindestens 30 % der Dickenabnahme im Ferritgebiet erzielt. In solchen Fällen, wenn die Übergangstemperatur vom Mischgebiet zum Ferritgebiet Arl < 900 °C 20 °C beträgt und die Dicke des fertig warmgewalzten Warmbands insbesondere nicht mehr als 1,2 mm beträgt, ist es dagegen günstig, wenn mindestens 35 % der Dickenabnahme während des Warmwalzens im Zweiphasengebiet y/a erzielt werden.

Durch das derart gezielt in den einzelnen Phasenzustandsbereichen vorgenommene Walzen lassen sich insbesondere bei der Verarbeitung von umwandelnden Legierungen Warmbänder erzeugen, die in Bezug auf die an NO-Elektrobleche gestellten Anforderungen optimierte Eigenschaften besitzen. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich durch eine geeignete Kombination der Phasenabfolge beim Warmwalzen in Verbindung mit bestimmten Endwalz-und Haspeltemperaturen eine entscheidende Anhebung der magnetischen Polarisation erreichen läßt.

Sofern ein Walzen im Mischgebiet durchgeführt ist, kann es ebenfalls zweckmäßig sein, mindestens einen Stich im reinen Ferritgebiet durchzuführen. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die durch das Walzen im Mischgebiet erzielten Vorteile mit den positiven Auswirkungen kombiniert, die ein Walzen im Ferritgebiet mit sich bringt. Dabei beträgt die Dickenabnahme beim Walzen im Ferritgebiet vorzugsweise mindestens 10 % und höchstens 33 %, so daß der Schwerpunkt der Umformung trotz des abschließenden Walzens im Ferritgebiet unverändert im Mischgebiet Austenit/Ferrit liegt.

Vorzugsweise wird dann, wenn wenigstens die letzten Stiche des Warmwalzens im Ferrit durchgeführt werden, während des Warmwalzens mindestens bei einem der letzten Umformstiche mit Schmierung gewalzt. Durch das Warmwalzen mit Schmierung treten einerseits geringere Scherverformungen auf, so daß das gewalzte Band im Ergebnis eine homogenere Struktur über den Querschnitt erhält. Andererseits werden durch die Schmierung die Walzkräfte vermindert, so daß über dem jeweiligen Walzstich eine höhere Dickenabnahme möglich ist. Daher kann es, je nach den gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Elektroblechs, vorteilhaft sein, wenn sämtliche im Ferritgebiet erfolgenden Umformstiche mit einer Walzschmierung durchgeführt werden.

Die Haspeltemperatur sollte so gewählt werden, daß sie mindestens um 300 °C niedriger ist als die Warmwalzendtemperatur oder höher ist als die um 150 °C verminderte Warmwalztemperatur. Bei Einhaltung der hohen Haspeltemperatur kann in der Regel auf eine zusätzliche Warmbandglühung ganz oder zumindest zum wesentlichen Teil verzichtet werden. So unterstützt das Haspeln bei hohen Temperaturen die weitergehende Entfestigung des Warmbands schon im Coil, wobei die seine Eigenschaften bestimmenden Merkmale, wie Korngröße, Textur und Ausscheidungen, zusätzlich positiv beeinflußt werden.

Die niedrigen Haspeltemperaturen ergeben insbesondere bei höher silizierten Elektroblechsorten gute Arbeitsergebnisse, da in diesem Fall sich im Zuge des Haspels ein Gefügezustand einstellt, der beim nachfolgenden Kaltwalzen zur Ausprägung einer im Hinblick auf die Eigenschaften von NO-Elektroblechen günstigen Kornstruktur führt.

Insbesondere dann, wenn ein Haspeln bei niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, ist es zur Unterstützung der weiteren Entfestigung des erfindungsgemäß erzeugten Warmbands günstig, eine Warmbandglühung durchzuführen. So lassen sich geglühte Warmbänder mit besonders guten magnetischen und technologischen Eigenschaften herstellen.

Um eine möglichst einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit des erhaltenen NO-Elektroblechs zu gewährleisten und Betriebsstörungen während der Kaltbandbearbeitung zu vermeiden, kann es darüber hinaus sinnvoll sein, das Warmband einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen.

Diese Oberflächenbehandlung umfaßt üblicherweise ein Beizen des Warmbands, bei dem auf dem Warmband haftender Zunder entfernt wird. Ergänzend oder alternativ kann die Oberflächenbehandlung elektrolytisch, chemisch und/oder physikalisch mechanisch erfolgen. Im Ergebnis wird dabei eine zunderfreie, möglichst ebene Oberfläche erhalten, die ein störungsfreies Kaltwalzen sicherstellt und die Erzeugung eines hochwertigen Kaltwalzproduktes unterstützt.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Herstellung von für die Erzeugung von Elektroblechen bestimmten Warmbändern wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die Dicke des Warmbands beim Verlassen der Warmbandstraße höchstens 1,2 mm beträgt. Derart dünnes erfindungsgemäß erzeugtes Warmband läßt sich schon aufgrund seiner geringen Dicke in besonders einfacher Weise zu einem kaltgewalzten Elektroblech verarbeiten, dessen Enddicke typischerweise 0,35 mm bis 0,75 mm, insbesondere 0,2 mm, 0,35 mm, 0,50 mm oder 0,65 mm, beträgt.

Hinzukommt, daß erfindungsgemäß auf einer Gieß-Walz- Anlage erzeugtes Warmband dieser Dicke schon im warmgewalzten Zustand eine mindestens teilentfestigte Gefügestruktur aufweist, so daß hohe Gesamtumformgrade und dementsprechend hohe Umformkräfte bei seiner Kaltumformung vermieden werden können. Statt dessen ist es dadurch, daß das Warmband erfindungsgemäß so dünn wie möglich erzeugt, insbesondere auf Dicken unter 1,2 mm warmgewalzt wird, bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise regelmäßig ausreichend, das Kaltwalzen mit einem 20 % bis 65 % betragenden Gesamtumformgrad durchzuführen, um die vom Anwender geforderten Enddicken zu erreichen.

Das Kaltwalzen kann in bekannter Weise mehrstufig erfolgen. Erforderlichenfalls kann dabei in ebenso bekannter Weise zwischen mindestens einer der Stufen des Kaltwalzens eine Zwischenglühung des kaltgewalzten Bandes durchgeführt werden. Diese Zwischenglühung kann in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden, um möglichst geringe Kohlenstoffgehalte des erhaltenen NO-Blechs einzustellen.

Nach Abschluß des Kaltwalzens kann das erhaltene Kaltband in konventioneller Weise einer Schlußwärmebehandlung unterzogen werden, um in dem Kaltband eine optimale magnetische Textur und Kornverteilung sowie-größe zu erzielen. Dabei kann auch die Schlußwärmebehandlung in einer entkohlenden Atmosphäre durchgeführt werden, um einen möglichst geringen und dementsprechend der magnetischen Alterung vorbeugenden Kohlenstoffgehalt des fertigen NO-Elektroblechs einzustellen.

Um eine optimale Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten, kann im Anschluß an die Schlußwärmebehandlung eine elektrolytische, chemisch und/oder physikalische Oberflächenbehandlung des Kaltbandes durchgeführt werden.

Alternativ oder ergänzend kann es zur Verbesserung der Maßhaltigkeit und der Verformbarkeit des fertigen NO- Elektroblechs vorteilhaft sein, das Kaltband nach der Schlußwärmebehandlung nachzuwalzen, wobei der Gesamtumformgrad < 20 % beträgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Im Diagramm ist für verschiedene nichtkornorientierte Elektrobleche die magnetische Polarisation J2500 über dem Ummagnetisierungsverlust P1, 5 aufgetragen. In der ebenso beigefügten Tabelle 1 sind die Eigenschaften und Verarbeitungsparameter für unter Laborbedingungen aus Warmbändern W1 bis W16 erzeugte nichtkornorientierte Elektrobleche und in Tabelle 2 die Eigenschaften und Verarbeitungsparameter für unter Betriebsbedingungen aus Warmbändern W17 bis W22 erzeugte nichtkornorientierte Elektrobleche angegeben.

Zur Ermittlung der Eigenschaften von erfindungsgemäß erzeugten nichtkornorientierten Elektroblechen ist eine FeSil. 3-Legierung mit (in Gew.-%) 0,0017 % C, 0,195 % Mn, 1,286 % Si, 0,039 % P und 0,128 % Al, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen erschmolzen worden.

Die erhaltene Stahlschmelze ist in einer Gieß-Walz-Anlage zunächst zu einem Strang vergossen worden, von dem dann in einem kontinuierlich abfolgenden Arbeitsgang Dünnbrammen abgeteilt wurden, welche anschließend ebenso "in-line"in mehreren Stichen zu Warmbändern W1-W22 warmgewalzt und dann gehaspelt worden sind. Die jeweilige Enddicke WBd der Warmbänder W1-W22 ist in Tabelle 1 und 2 angegeben. Die Warmbandenddicke WBd der erfindungsgemäß erzeugten Warmbänder W1-W9 und W17 bis W20 lag dabei jeweils unterhalb von 1,8 mm. Bei den Warmbändern W3, W6, W9 und W17 betrug sie sogar weniger als 1, 2 mm.

Die Warmbändern W10-W16 sowie W21 und W22 sind demgegenüber auf konventionelle, nicht erfindungsgemäße Weise hergestellt worden, indem der Stahl zu Brammen vergossen wurde, die dann zunächst zu Brammen abgekühlt, dann wiedererwärmt und anschließend vorgewalzt wurden, bevor sie in der Warmwalzstaffel auf eine Enddicke von 2 mm warmgewalzt wurden.

Die Warmbänder W1, W2, W3 und das Warmband W10 sind nach dem Haspeln zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,35 mm, die Warmbänder W4, W5, W6 und die Warmbänder W11, W12, W13 sowie die Warmbänder W17 bis W22 zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,5 mm und die Warmbänder W7, W8, W9 sowie die Warmbänder W14, W15 und W16 zu Kaltbändern mit einer Dicke von 0,65 mm kaltgewalzt worden. Die dabei erreichten Umformgrade sind in der Spalte UG in den beigefügten Tabellen eingetragen.

Ebenso sind in die Tabellen 1,2 die elektromagnetischen Eigenschaften Pl, or Pl, 5f Pi, zu J800,J1000,J2500, J5000 und Jloooo angegeben. Unter "P1,0", "P1,5" bzw. "P1,7" wird dabei der Ummagnetisierungsverlust bei einer Polarisation von 1,0 T, 1,5 T bzw. 1,7 T und einer jeweiligen Frequenz von 50 Hz verstanden. "J800", "J1000", "J2500", "J5000" bzw.

"J10000" bezeichnen die magnetische Polarisation bei einer magnetischen Feldstärke von 800 A/m, 1000 A/m, 2500 A/m, 5000 A/m bzw. 10000 A/m.

Es zeigt sich, daß sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise trotz oder gerade wegen der durch den Einsatz einer Gieß-Walz-Anlage ermöglichten Einsparung von Arbeitsschritten bei der Warmverarbeitung und den geringen Umformgraden bei der Kaltbanderzeugung nichtkornorientierte Elektrobleche herstellen lassen, deren Eigenschaften mindestens gleich denen konventionell erzeugter Bleche oder diesen sogar überlegen sind, wie das Diagramm zeigt. Warm- Erfin- WBd End- UG P1,0 P1,5 P1,7 J800 J1000 J2500 J5000 J10000 band dungs- dicke Nr. gemäß [mm] [mm] [%] [W/kg] [W/kg] [W/kg] [T] [T] [T] [T] [T] WB1 JA 1,76 0,35 #82 1,738 3,680 *) 1,566 1,589 1,670 1,747 1,589 WB2 JA 1,21 0,35 70 1,875 3,962 *) 1,566 1,587 1,668 1,746 1,587 WB3 JA 1,08 0,35 70 1,616 3,418 *) 1,574 1,591 1,689 1,737 1,591 WB4 JA 1,76 0,50 70 2,101 4,411 5,742 1,577 1,603 1,685 1,761 1,603 WB5 JA 1,21 0,50 60 2,073 4,316 5,602 1,573 1,597 1,679 1,759 1,597 WB6 JA 1,08 0,50 50 2,201 4,626 5,948 1,550 1,581 1,666 1,743 1,581 WB7 JA 1,76 0,65 60 2,720 5,722 7,394 1,576 1,599 1,682 1,757 1,599 WB8 JA 1,21 0,65 50 2,354 4,958 6,441 1,570 1,592 1,671 1,746 1,592 WB9 JA 1,08 0,65 40 2,601 5,485 7,095 1,557 1,578 1,657 1,734 1,578 WB10 NEIN #2 0,35 83 1,630 3,547 4,879 1,562 1,586 1,684 1,766 1,586 WB11 NEIN #2 0,50 #75 1,897 4,150 5,510 1,583 1,604 1,692 1,772 1,604 WB12 NEIN #2 0,50 #75 2,611 5,772 7,328 1,540 1,562 1,655 1,737 1,562 WB13 NEIN #2 0,50 #75 2,269 5,125 6,589 1,530 1,553 1,646 1,729 1,553 WB14 NEIN #2 0,65 #67 2,199 5,014 6,670 1,602 1,626 1,720 1,801 1,626 WB15 NEIN #2 0,65 #68 2,624 6,128 7,833 1,546 1,569 1,663 1,746 1,569 WB16 NEIN #2 0,65 #69 2,789 6,392 8,171 1,549 1,573 1,667 1,749 1,573 Langswerte bei 50 Hz<BR> @) nicht ermittelt<BR> Legierung FeSil.3 (in Gew.-%) :<BR> 0,0017 % C, 0,195 % Mn, 1,286 % Si, 0,039 % P und 0,128 %Al, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen<BR> TABELLE 1 Warm- Erfin- WBd End- UG P1,0 P1,5 P1,7 J800 J1000 J2500 J5000 J10000 band dungs- dicke Nr. gemäß [mm] [mm] [%] [W/kg] [W/kg] [W/kg] [T] [T] [T] [T] [T] WB17 JA 1,040 0,50 52 2,030 4,400 *) *) *) 1,630 1,708 1,815 WB18 JA 1,230 0,50 59 2,220 4,960 *) *) *) 1,632 1,710 1,815 WB19 JA 1,730 0,50 71 2,070 4,450 *) *) *) 1,646 1,723 1,830 WB20 JA 1,800 0,50 72 2,400 5,090 *) *) *) 1,647 1,726 1,831 WB21 NEIN #2 0,50 #75 2,789 6,023 7,606 1,500 1,529 1,630 1,715 1,529 WB22 NEIN #2 0,50 #75 2,098 4,464 5,816 1,547 1,570 1,663 1,744 1,570 Mischwerte bei 50 Hz<BR> *) nicht ermittelt<BR> Legierung FeSil.3 (in Gew.-%) :<BR> 0,0017 % C, 0,195 % Mn, 1,286 % Si, 0,039 % P und 0,128 % Al, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen<BR> TABELLE 2