Brevet FR2488621A1 — publié le 19820219

1. La présente invention concerne un perfectionnement à la fabrication d'acier au silicium à grain orienté. L'acier au silicium ayant une orientation de grain à structure de Goss possède des propriétés magnétiques intéressantes, en particulier une perméabilité élevée. Ainsi donc, l'acier au silicium est intéressant industriellement dans l'appareil électrique, tel que les moteurs, les générateurs, les transformateurs et les produits analogues. Pour réduire les pertes dues &icourantsde Foucault et les problèmes thermiques créés par le courant électrique alterna- tif, les stators porteurs de courant, les noyaux de transformateurs, etc. sont formés de stratifiés de bandesmincesd'acier au silicium, plutôt que d'une seule pièce en acier. En conséquence, l'industrie électrique a demandé aux fabricants d'acier au silicium de fournir du ruban d'acier au silicium de haute qualité magnétique à des épaisseurs de 0,254 à 0,355 mm et les fabricants ont mis au point des procédés pour produire un ruban acceptable. Les étapes de trai- tement sont bien connues dans la technique et discutées de manière approfondie dans la littérature industrielle et les brevets. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 873 381 décrit un procédé pour produire un acier au silicium inhibé par le bore qui comprend les étapes de préparation d'une masse fondue contenant 0,002-0,012% de bore, 2 à 4% de silicium, 0,01 à 0,15% de manganèse, 0,02 à 0,05% de carbone, 0,01 à 0, 03% de soufre, 0,003 à 0,010% d'azote et jusqu'à 0,008% d'aluminium, coulée de la masse fondue, réchauffage de l'acier au silicium à une température de 1260 à 13990C, laminage à chaud de l'acier au silicium à des épaisseurs de ruban à chaud de 1,27 à 2,54 mm, recuit du ruban chaud à une température de 816 à 11490C, et de préférence de 927 à 10930C, laminage à froid en une étape (ou en plusieurs étapes avec des recuits intermédiaires) jusqu'à une épaisseur finale de 0,254 à 0,355 mm, décarburation de l'acier, application sur l'acier d'un revêtement à base d'oxyde réfractaire et recuit final de texture de l'acier. Un autre procédé pour produire un acier au silicium inhibé par le bore est décrit dans le brevet des EUA n0 4 000 015 qui comprend les étapes de préparation d'une masse fondue contenant environ 0,0010% en poids de bore, coulée, égalisation - de température, laminage à chaud à l'épaisseur du ruban à chaud, recuit à 8990C, laminage à froid à une épaisseur intermédiaire, recuit, laminage à froid à environ 0,279 mm, décarburation de l'acier et recuit final de texture de l'acier. Les aciers au silicium produits selon ces procédés ont des valeurs de perméabilité bien -3 supérieures à 2,26.10 à 785 A/m (1800 G/Oe à 10 oersteds) et des pertes dans le fer (au moins dans les produits de la technique récente) de moins de 1,54 W/kg à 1,7 T (17 000 G). Les fabricants en matériel électrique sont obligés par le coOt de fabrication du formage de stratifiés de rubans d'acier au silicium d'utiliser dans les stratifiés des rubans les plus épais possibles. Ainsi donc, dans les applications de grandes dimensions, telles que des stators pour grosses turbines à vapeur, etc., les stratifiés de rubans d'acier d'épaisseurs nominales de 0,457 mm sont préférés au ruban du commerce de 0,254 -à 0,355 mm d'épaisseur, mais la perméabilité doit Etre d'au moins 2,26.10-3 à 785 A/m et les pertes dans le fer doivent être inférieures à 1,98 W/kg à 1,5 T (15 000 G). La présente invention concerne un procédé perfectionné pour produire un acier au silicium électromagnétique inhibé par le bore ayant une structure de Goss et une perméabilité d'au moins environ 2,26.10 3 à 785 A/m à des épaisseursd'environ 0,457 mm. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes de préparation d'une masse fondue d'acier au silicium contenant 0,02 à 0,06% de carbone, de 0,0006 à 0>008% de bore, jusqu'à 0,01% d'azote, jusqu'à 0,008% d'alu- minium et de 2,5 à 4,0% de silicium, coulée de l'acier, égalisation de température de l'acier, de préférence à 1232-1260'C, laminage à chaud de l'acier à une épaisseur de ruban chaud d'environ 2,54 mm, recuit de l'acier dans une gamme de températures de 788 à 8990C, et de préférence de 788 à 843 C, laminage à froid du ruban chaud à une épaisseur finale d'environ 0,457 mm en une réduction à froid, décar- buration de l'acier, application sur l'acier d'un revêtement à base d'oxyde réfractaire et recuit de texture de l'acier. Les aciers traités selon l'invention ont des pertes dans le fer de moins de 1,98 W/kg à 1,5 T et sont donc particulièrement intéressants dans les stratifiés des stators de grosses turbines à vapeur. Les aciers au silicium inhibés au bore traités selon la gamme préférée de recuit de ruban chaud de 788 à 8990C possèdent les qualités magnétiques optimales. Le procédé réalise également des économies notables en énergie par tonne nette par rapport aux procédés classiques. Les détails, objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre en réfé- rence aux figures du dessin annexé, dans lesquelles: - la figure 1 est un diagramme illustrant l'effet de la température de recuit de ruban chaud sur la perméabilité de l'acier au silicium inhibé au bore de 0,457 mm selon l'invention; et - la figure 2 est un graphique illustrant l'effet de la température de recuit de ruban chaud sur les pertes dans le fer d'acier au silicium inhibé au bore de 0,457 mm traité selon l'invention. Des charges de production d'acier au silicium contenant du bore sont fondues, coulées, soumises à l'égalisation de température à 1232 - 12600C et laminées à chaud à une épaisseur de.ruban d'environ 2,54 mm. Des échantillons identiques sont recuits en laboratoire pendant 1 min à 788, 843> 899 et 954VC, respectivement, avant le laminage à froid direct d'environ 2,54 mm à l'épaisseur finale de 0,457 mm. Les échantillons subissent ensuite un recuit de décarburation, on leur applique ensuite un revêtement consistant en hydroxyde de magnésium et un recuit de texture. Les propriétés magnétiques des bobines sont les suivantes Température Epaisseur Perméabilité Pertes dans le fer de recuit (mm) (à 785 A/m) (W/kg à- 1,5 T) (OC) 788 0>457 2,28.10 3 1,705 843 0,457 2,29.10 1,685 899 0,454 2,26.10 3 1,713 954 0,454 2,23.10 3 1,804 La figure 1 ci-annexée donne les valeurs de perméabilité et la figure 2 les valeurs de pertes dans le fercomme indiqué ci- dessus. Les figures 1 et 2 illustrent nettement les caractéristiques de perméabilité et de pertes dans le fer de plus en plus acceptables d'une feuille d'acier au silicium de 0,457 mm à mesure que la tempé- 4.2488621 rature de recuit du ruban chaud s'abaisse au-dessous de 9540C dans une gamme de recuit de 788 à 8430C, o l'on obtient les valeurs magnétiques optimales. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé pour la production d'acier au silicium électro- magnétique inhibé au bore ayant une structure de Goss et une perméabi- lité d'au moins 2,26.10 3 à 785 A/m, procédé qui comprend les étapes de préparation d'une masse fondue d'acier au silicium contenant 0,02 à 0,06% de carbone, 0,0006 à 0,008% de bore, jusqu'à 0,1% d'azote, pas plus de 0, 008% d'aluminium et de 2,5 à 4,0% de silicium, coulée de l'acier, égalisation de la température de l'acier, laminage à chaud de l'acier à une épaisseur de ruban chaud, recuit du ruban chaud, laminage à froid de l'acier recuit, décarburation de l'acier laminé à froid, application d'un revêtement à base d'oxyde réfractaire sur l'acier décarburé, et recuit final de texture de l'acier enduit avec une base réfractaire, ledit procédé comprenant les étapes de recuit du ruban chaud à une épaisseurd'environ 2,54 mm dans une gamme de températures d'environ 788 à 8990C et ensuite lamjnage à froid de l'acier à une épaisseur finale d'environ 0, 457 mm en une réduction à froid. 2. Procédé caractérisé en ce que à environ 1232-1260'C 3. Procédé caractérisé en ce que températures de 788 à 4. Procédé caractérisé en ce que décarburé consiste en perfectionné selon la revendication 1, l'acier est soumis à l'égalisation de température avant l'étape de laminage à chaud. perfectionné selon la revendication 1 ou 2, le ruban chaud est recuit dans une gamme de 8430C. perfectionné selon la revendication 1, le revêtement de base appliqué sur l'acier hydroxyde de magnésium. 5. Acier au silicium à structure de Goss, caractérisé en ce qu'il a une perméabilité d'au moins 2,26.10 3 à 785 A/m et des pertes dans le fer de pas plus de 1,98 W/kg à 1,5 T, fabriqué suivant le procédé selon la revendication 1 ou 2.