Innowacyjna stal wysokokrzemowa z regulowaną niską zawartością zanieczyszczeń i wtrąceń niemetalicznych o kontrolowanej morfologii oraz odpowiednim poziomie inhibitora AlN z przeznaczeniem na wysokojakościowe blachy transformatorowe

• Autorzy: Różański Piotr , Radwański Krzysztof , Niesler Marian , Woźniak Dariusz , Zdonek Bogdan , Mazur Artur , Pidvysots’kyy Valeriy , Kuziak Roman , Maracha Grzegorz , Fraś Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.32730/imz.2657-747.20.2.5

Warianty tytułu

EN

Innovative high-silicon steel with regulated low content of contaminations with controlled morphology and appropriate level of AlN inhibitor intended for high-quality transformer plates

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono przebieg i wyniki badań przemysłowych wykonanych w ramach 1 Etapu projektu, którego końcowym celem jest opracowanie innowacyjnej stali elektrotechnicznej nowej generacji, przeznaczonej na blachy transformatorowe o wysokiej przenikalności magnetycznej (wysokiej indukcji 1,9 T i małej stratności 0,8 W/kg) z ziarnem zorientowanym (typ HGO) wraz z technologią jej wytwarzania w zakresie: wytapiania w konwertorze z obróbką pozapiecową uwzględniającą próżniowe odgazowanie stali w demonstracyjnej instalacji, ciągłego odlewania wlewków płaskich i walcowania ich na gorąco na półwyrób do dalszego przerobu. Pozostałe etapy wytwarzania blach transformatorowych obejmujące walcowanie na zimno, międzyoperacyjną obróbkę cieplną i cieplno-chemiczną oraz obróbkę powierzchniową stanowią tajemnicą przedsiębiorstwa. W ramach 1 Etapu projektu wykonano symulacje numeryczne i fizyczne wytapiania, odlewania i walcowania na gorąco stali o założonych parametrach jakościowych, celem uzyskania materiału do dalszych badań. Określono parametry wytapiania i odlewania zapewniające uzyskanie odpowiedniej jakości stali o maksymalnej zawartość tlenu całkowitego 12 ppm i udziale powierzchniowym wtrąceń niemetalicznych max. 0,05%, oraz wymagania techniczno-technologiczne urządzenia do obróbki ciekłej stali w próżni, stanowiącego instalację demonstracyjną, a także opracowano model reologiczny stali transformatorowej dla procesu walcowania blach na gorąco, z użyciem którego przeprowadzono wstępne symulacje w celu uzyskania rozkładów temperatury, odkształcenia i prędkości odkształcenia w walcowanym paśmie.

EN

The article presents the process and results of industrial tests carried out as part of the 1st Stage of the project, the final goal of which is to develop an innovative new-generation electrical steel designed for the manufacture of transformer plates with high magnetic permeability (high inductance of 1.9 T and low lossiness of 0.8 W/ kg) and with oriented grain (HGO type) together with the technology of its production in the scope of: melting of steel in a converter with ladle treatment taking into account vacuum degassing of steel in a demonstration installation, continuous casting of flat ingots and their hot rolling for further processing. The remaining stages of transformer plate production, including cold rolling, inter-operational heat and thermo-chemical treatment, as well as surface treatment operations, are a trade secret. As part of the 1st Stage of the project, numerical and physical simulations of melting, casting and hot rolling of steel with assumed quality parameters were carried out in order to obtain material for further research. The melting and casting processes parameters were determined to ensure obtaining the appropriate quality of steel with a maximum total oxygen content of 12 ppm and the surface fraction of non-metallic inclusions of max. 0.05%, technical and technological requirements for the device for liquid steel processing in vacuum constituting the demonstration installation were determined, and a rheological model of transformer steel for the sheet hot-rolling process was developed, with the use of which preliminary simulations were carried out to obtain temperature, deformation and strain rates in the rolled strip.

Słowa kluczowe

PL

stal elektrotechniczna; ziarno zorientowane; modelowanie numeryczne; modelowanie fizyczne; wytapianie; odlewanie; walcowanie na gorąco

EN

electrical steel; oriented grain; numerical modelling; physical modelling; melting; casting; hot rolling

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukaszewicz - Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Journal of Metallic Materials
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 72, no. 2
• Strony: 63--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Różański Piotr

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Radwański Krzysztof

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Niesler Marian

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Woźniak Dariusz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Zdonek Bogdan

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Mazur Artur

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Pidvysots’kyy Valeriy

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Kuziak Roman

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Maracha Grzegorz

• ArcelorMittal Poland S.A.

autor

Fraś Wojciech

• ArcelorMittal Poland S.A.

Bibliografia

• [1] T. Takamiya, K. Hanazawa, T. Suzuki. Recent Development of Grain - Oriented Electrical Steel in JFE Steel. JFE Technical Report, 2016 (21), s. 3-6.
• [2] N. Morito, M. Komatsubara, Y. Shimizu. History and Recent Development of Grain Oriented Electrical Steel at Kawasaki Steel. Kawasaki Steel Technical Report, 1998 (39), s. 3-12.
• [3] Y. Wong, F. Fang, Y. Lu Zheng, Y. Xu, G. Gao, C. Li, R. Misra, G. Wang. A Comparative Study of Microstructure and Texsture Evolution in Cu-beariong and Nb-bearing Grain Oriented Silicon Steels. Steel Research Int., 2017, 88 (3), s. 1600181 (1-8).
• [4] X. Lu, F. Fang, Y. Zhang, Y. Wong, G. Yuan, Y. Xu, G. Gao, D. Misra, G. Wang. Influence of Rolling Reduction on Secondary Recrystalization and Magnetic Properties in Strip-Cast Grain-Oriented 4,5% Si Steel. Steel Research Int., 2017, 88 (4), s. 1600255 (1-10).
• [5] T. Kubota, M. Fujikura, Y. Ushigami. Recent Progress and future trend on grain-oriented silicon steel. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2000, 215-216, s. 69-73.
• [6] S. Suzuki, Y. Ushigami, H. Homma, S. Takebayashi, T. Kubota. Influence of Metallurgical Factors on Secondary Recrystallization of Silicon Steel. Materials Transactions, 2001, 42 (6), s. 994-1006.
• [7] K. Price, B. Goode, D. Power. Grain-oriented electrical steels for power and distribution transformers. Ironmaking and Steelmaking, 2016, 43 (9), s. 636-641.
• [8] Diffusion module (DICTRA) [Online] Dostępny z: https://www.thermocalc.com/products-services/software/diffusion-module-(dictra)/.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).