Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Методы контроля и диагностика в машиностроении

Диссертационная работа:

Сысолятина Ирина Петровна. Контроль качества электроизоляционных покрытий, текстуры и величины зерен в процессе производства анизотропной электротехнической стали : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.11 : Екатеринбург, 2004 145 c. РГБ ОД, 61:04-5/3699

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

Список сокращений 4

Введение 5

Глава I. СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОД
НОКАТАНОЙ АНИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ
(ОБЗОР) 9

1.1. Основные этапы технологии производства 9

  1. Общие сведения о технологии производства 9

  2. Требования кхимическому составу ЭТС И

  3. Две схемы технологии. Роль ингибиторной фазы 13

  1. Образование ребровой кристаллографической текстуры 17

  2. Технология нанесения электроизоляционных покрытий 19

  3. Контроль степени совершенства кристаллографической текстуры. 20

  1. Связь магнитных свойств с кристаллографической текстурой 21

  2. Метод магнитного текстурного анализа 22

1.4.2.1. Определение текстуры по максимуму кривой нормальной состав
ляющей намагниченности , 24

1.4.3. Сущность способа контроля текстуры в движущейся полосе

стали 24

  1. Устройство магнитного текстурометра 25

  2. Опытная эксплуатация текстурометра 29

1.5. Постановка задачи 30

Глава 2. ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА
КАЧЕСТВО АЭС 31

2.1. Влияние электроизоляционного покрытия на анизотропию
магнитных характеристик АЭС 31

2.1Л. Общие характеристики электроизоляционных покрытий .32

  1. Образцы и методы исследования 33

  2. Изменение магнитных свойств стали после удаления ЭИП 35

  3. Возможность повышения эффективности электроизоляционных покрытий 42

2.2. Влияние распределения химических элементов в изоляционном по
крытии и поверхностных слоях электротехнической стали на ее маг
нитные свойства 45

2.2.1.Измерение магнитных свойств при разных способах укладки полос в
пробе .....48

2.3. Заключение 58

Глава 3.КОНТРО ЛЬ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫ
ТИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ 59

3.1. Освоение технологии получения магнитоактивного покрытия в усло-

* вияхЦХПВИЗа 59

3.1.1. Упругие растягивающие напряжения, создаваемые электроизоля
ционным покрытием 59

3.2. Составы электроизоляционных покрытий 61

3.2.1.Прочность сцепления покрытия с металлом 65

  1. Измерение магнитных свойств 72

  2. Заключение 79

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КРУПНОЗЕРНИСТОЙ

АЭС, РЕЛЕЙНОЙ СТАЛИ И ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА ПОДКАТА 81

4.1 .Особенности контроля качества крупнозернистой АЭС 81

* 4.1.1. Методика измерений. 83

4.1.2. Результаты исследования 85

4.2. Контроль качества релейной стали 89

  1. Технические требования к стали 90

  2. Технология производства 91

  3. Магнитные измерения 92

4.3. Неразрушающии контроль величины зерна на промежуточных этапах
производства АЭС 98

4.3.1. Образцы и методика исследования 99

4.3.1.1. Определение магнитных полей рассеяния 99

  1. Использование параметров потока скачков Баркгаузена 103

  2. Ультразвуковой метод контроля 106

Ф 4.3.1.4. Определение магнитной проницаемости 107

4.3.1.5. Использование электромагнито-акустического преобразования 113

4.3.2. Результаты измерений 114

4.4. Заключение - 121

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 123

ЛИТЕРАТУРА 125

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

АЭС - анизотропная электротехническая сталь.

ЭТС - электротехническая сталь.

ЭАС - электротехническая анизотропная сталь.

ССКТ - степень совершенства кристаллографической текстуры.

НЛН - направление легкого намагничивания.

НП - направление прокатки.

КТР - коэффициент термического расширения.

ДС - доменная структура.

ЭИП - электроизоляционные покрытия.

МАП - магнитоактивное покрытие.

АВО - агрегат выпрямляющего отжига.

АПР агрегат подготовки рулона.

ЦХП - цех холодной прокатки ВИЗа\

ВИЗ - Верх-Исетский металлургический завод.

ММК - Магнитогорский металлургический комбинат.

НЛМК - Новолипецкий металлургический комбинат.

ГП - горячая прокатка.

ПР - первичная рекристаллизация.

ВР - вторичная рекристаллизация.

НШС - непрерывный широкополосный стан.

ВТО - высокотемпературный отжиг.

ИП - индикаторная пленка.

СБ - скачки Баркгаузена.

ГС - грунтовый слой.

ЭБ - эффект Баркгаузена.

ЭМАП - электромагнито-акустическое преобразование

Введение к работе:

Актуальность темы,. Электротехническая сталь - прецизионный сплав железа с кремнием является одним из основных магнитных материалов, используемых во многих отраслях промышленности. Ее значение как стратегического материала трудно переоценить. По данным фирмы Nippon Steel Corporation на сентябрь 1996 г. в мире производится 1 100 000 тонн анизотропной электротехнической стали. На долю России по этим данным приходится 17%.

Электротехническая сталь составляет основу магнитопроводов, круглосуточно (и круглогодично) перемагничивающихся в генераторах, силовых трансформаторах и многих других изделиях, поэтому ее качество сказывается на экономических характеристиках целых отраслей промышленности. Этим обусловлено особое внимание к усовершенствованию технологий изготовления и использования электротехнической стали.

Для гарантированного получения стали с высокими магнитными свойствами необходимо знать влияние каждой из технологических операций на качество стали и соответственно иметь и использовать показатели, которые характеризуют технологическую операцию (температуру отжига, скорость прокатки, условия нанесения электроизоляционного покрытия и т.д.) и позволяют при их контроле внести коррективы в режимы обработки стали.

Одной из заключительных технологических операций производства анизотропной электротехнической стали (АЭС) является выпрямляющий отжиг, при котором на сталь наносят электроизоляционные покрытия (ЭИП), обуславливающие релаксацию остаточных напряжений и улучшение магнитных свойств.

Таким образом, решение актуальной проблемы повышения качества электротехнической стали с неизбежностью ставят задачу создания более совершенной технологии, для чего требуется исследование влияния отдельных этапов производства, важнейшим из которых является нанесение электроизоляционных покрытий на магнитные свойства, на окончательные магнитные характеристики АЭС.

Целью настоящей работы являлось: - проведение контроля влияния состава, толщины и условий нанесения электроизоляционных покрытий на магнитные свойства современной анизотропной электротехнической стали (АЭС); - выяснение особенностей технологического контроля качества крупнозернистой АЭС магнитными текстурометрами;

I'UC НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

разработка методов контроля малоуглеродистой электротехнической (релейной) стали и сопоставление их с не стандартизованными методами контроля на фирме ЦЕРН (Швейцария);

определение возможности неразрушающего контроля величины зерна на промежуточных этапах производства АЭС.

Работа проводилась в условиях ЦЗЛ и непосредственно в производственных условиях в цехе холодной прокатки ООО "ВИЗ-СТАЛЬ".

Заключительный этап работы о выяснении возможности неразрушающего контроля величины зерна на отдельных этапах производства АЭС проводился в отделе неразрушающего контроля ИФМ УрО РАН с привлечением разных методов контроля.

Личный вклад автора.

Конкретное личное участие автора состоит в непосредственном и самостоятельном решении сформулированных задач, постановке программы исследований и руководстве при проведении экспериментальных работ, проводимых как в лаборатории так и в условиях цеха холодной прокатки 0 0 0 "ВИЗ-СТАЛЬ".

Научная новизна.

1. Впервые показано, что распределение химических элементов по глубине грунтового слоя и ЭИП существенно неоднородно. Содержание железа в поверхностном слое стали возрастает от 37% на глубине 0,27 мкм от поверхности до 95,1% на глубине 3,86 мкм; кремний убывает с 9,4% до 3,5%. В среднем содержание этих основных элементов стабилизируется на глубине около 3,0-3,5 мкм. Содержание магния, фосфора и алюминия также убывает примерно до таких же глубин и далее стабилизируется. Сопоставление данных по распределению химических элементов по глубине ЭИП различного состава позволяет научно обосновано подбирать состав ЭИП с целью наиболее активного влияния на изменение магнитных свойств.

2. Установлено, что характер рассеяния направления легкого намагничивания (НЛН) от направления прокатки (НП) во многих участках АЭС не соответствует нормальному закону распределения. Кривая распределения НЛН от угла к НП для этих локальных участков имеет выраженные максимумы при углах 2-6 от НП. Основную долю современной высококачественной АЭС составляют зерна, разориентированные относительно НП на 1-6. Доля зерен с ориентировкой [001], параллельной направлению прокатки, составляет 3-4%. Рассеянная текстура четко проявляется на диаграммах текстурометров увеличением ширины записи, что используются технологами цеха для активного

вмешательства в управление и изменение соответствующих технологических операций изготовления стали.

3. Показано, что за счет изменения магнитной текстуры под действием ЭИП в АЭС свойства вдоль прокатки улучшаются до 10%. В 3-4 раза изменяется анизотропия коэрцитивной силы, а магнитной индукции В100 - на 60-100%. Такое изменение анизотропии магнитных свойств целесообразно использовать для характеристики "магнитной активности" ЭИП.

4. Исследовано влияние на качество готовой стали нового разработанного на ВИЗе состава магнитоактивного покрытия. При этом установлено, что величина коэффициента электрического сопротивления на новом покрытии по сравнению с обычными оказалась выше на 12 Ом-см2, что обеспечивает более надежную изоляцию пластин в пакете магнитопроводов, уменьшая тем самым вихревые токи в них.

Металл с магнитоактивным покрьпием имеет улучшенные магнитные свойства по сравнению с обычным алюмофосфатным. Разница в свойствах более заметна в слабых полях. С увеличением индукции величина различия убывает. Таким образом, совершенствование состава и технологии нанесения магнитоактивного покрытия является перспективным направлением работ по улучшению качества электротехнической стали.

Практическая ценность.

1. Проведенные исследования позволили выявить особенности контроля анизотропной стали, осуществляемого а условиях ООО "ВИЗ-СТАЛЬ" магнитными текстурометрами. Используя характер диаграмм текстурометров, технологи цеха имеют возможность для активного вмешательства в управление и изменение соответствующих технологических операций изготовления стали.

  1. Разработаны практические рекомендации по изменению качества и технологии нанесения электроизоляционных покрытий с целью дальнейшего улучшения качества стали.

  2. Сопоставление разработанных автором методов контроля малоуглеродистой не текстурованной электротехнической стали(так называемой релейной) с не стандартизованными методами, используемыми в качестве входного контроля фирмой ЦЕРН (Швейцария) показало допустимую в пределах погрешности сопоставимость выходного и входного методов контроля, что обеспечило ООО "ВИЗ-СТАЛЬ" гарантированный экспорт стали.

4. Показана возможность неразрушающего контроля величины зерна
подката в процессе производства стали методом электромагнитоакустического
преобразования или по величине коэрцитивной силы.

Достоверность.

Научные положения, результаты и выводы диссертации соответствуют современным представлениям, четко обоснованы и аргументированы. Достоверность результатов подтверждается многократным проведенным экспериментов на разнотипных аттестованных установках.

Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Результаты исследования условий непрерывного контроля качества АЭС, осуществляемых магнитными текстурометрами на агрегатах АИП в ЦХП ВИЗа, показавших особенности распределения НЛН в АЭС.

  2. Результаты исследования влияния электроизоляционных покрытий различного состава на магнитные свойства электротехнической стали.

3. Исследование распределения химических элементов по глубине грунто
вого слоя и толщины магнитоактивного покрытия на качество АЭС.

4. Разработку методов контроля магнитных характеристик релейной стали, представляющей собой одну из разновидностей малоуглеродистой не тек-стурованной электротехнической стали толщиной 1 мм, имеющей коэрцитивную силу в пределах 40 - 60 А/м.

5. Результаты исследования возможности неразрушающего контроля величины зерна электротехнической стали в потоке различными методами.

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на XIX и XX Уральских региональных конференциях "Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами" (г. Уфа - 2000 г.; г. Екатеринбург -2001 г.); на научно-технической конференции по магнитомягким материалам (УНИИМ, г. Екатеринбург- 2001 г.), на 8-й Европейской конференции по магнитным материалам и их использованию (ЕММА-2000). (Киев, Украина-2000); на Евро-Азиатском симпозиуме "Trends in Magnetism", Easting-2001 (г. Екатеринбург); на П-й Байкальской международной конференции "Магнитные материалы" (г. Иркутск - 2003 г.).

Публикации. По результатам работы опубликованы шесть статей в центральных научных журналах и пять тезисов докладов на конференциях.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы (283 наименования) и изложена на 145 страницах, включая. 45 рисунков и 9 таблиц.

Подобные работы
Нестеров Александр Михайлович
Автогенераторный метод электромагнитного контроля качества изделий с частотно-фазовой отстройкой от мешающих факторов
Валиев Масхут Маликович
Математическое моделирование электромагнитных систем контроля качества ферромагнитных изделий
Беккужев Николай Газизович
Акустический метод и программно-аппаратные средства многоканального автоматизированного неразрушающего контроля качества крупногабаритных изделий из полимерных композиционных материалов
Филиппов Вадим Владимирович
Разработка ресурсосберегающих теплотехнологических процессов при производстве кордовых марок сталей
Петрова Валентина Александровна
Трещиностойкость сварных соединений разнородных сталей на основе быстрорежущих и контроль качества составного инструмента
Кисин Виктор Иванович
Исследование физических свойств сталей пониженной и регламентированной прокаливаемости и разработка на этой основе средств контроля качества поверхностной закалки с глубинным индукционным нагревом
Суслиганов, Павел Сергеевич
Совершенствование методов контроля качества устройства дорожных покрытий с шероховатой поверхностью
Горлач Роман Валерьевич
Оптимизация состава и технологии производства сталей мясоизмельчительных комплексов
Шитов Егор Викторович
Повышение эффективности металлургического производства азотсодержащих сталей с целью стабилизации их служебных характеристик
Луан Цзян Фэн
Взаимозаменяемость коррозионностойких сталей типа 18-10 производства разных стран

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net