BE897930A

BE897930A - Methode d'application d'un separateur de recuit a de la tole d'acier magnetique a grains orientes

Info

Publication number: BE897930A
Application number: BE2/60223A
Authority: BE
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1983-10-06
Publication date: 1984-01-30
Also published as: JPS5967372A; DE3336448C2; GB2128103B; GB8326398D0; FR2534156A1; JPS6014105B2; US4537792A; DE3336448A1; FR2534156B1; GB2128103A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 formulée par
Société dite : NIPPON STEEL CORPORATION pour "Méthode d'application d'un séparateur de recuit à de la tôle d'acier magnétique à grains orientés" comme
BREVET D'INVENTION. 



  Priorité de la demande de brevet déposée au Japon le 7 octobre 1982 sous le n  57-175285, au nom de la Société susdite. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  "Méthode d'application d'un séparateur de recuit à de la tôle d'acier magnétique à grains orientés" La présente invention a trait à un procédé d'application d'un séparateur de recuit par voie électrostatique à de la tôle d'acier magnétique à grains orientés pour en éviter l'adhérence au cours de son recuit à haute température. Il s'agit, en particulier, d'un procédé qui permet l'application, à l'échelle industrielle, d'un séparateur de recuit à de la tôle d'acier magnétique à grains orientés. 



  On sait que la tôle d'acier magnétique à grains orientés est soumise à un traitement de recuit à haute température, c'est- à-dire à une température d'au moins 900 C, en vue de la transformation de sa structure cristalline en celle à orientation (110)   [001]   par recristallisation secondaire après au moins un cycle de laminage à froid et de recuit. Un séparateur de recuit est appliqué aux surfaces des tôles d'acier ainsi traitées pour en éviter le risque d'adhérence au cours du recuit à haute température. 



  Jusqu'à présent l'emploi de divers composés métalliques comme séparateurs de recuit à été préconisé. Il s'agit, par exemple, de composés, tels que le CaC03 et le BaC03 (brevets japonais 179.337 et 185.395), le   Al, le ZrO , le   MgO et le Ti02 (demande de brevet japonais 27533/1967), le Al203 et le CaO (demande de brevet japonais 27531/1967) et le MgO (demandes de brevet japonais 12451/1976 et 31296/1977).

   Pour la tôle d'acier magnétique à grains orientés à teneur en silicium s'emploie généralement un séparateur de recuit composé princi- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 palement d'oxyde de magnésium pour la double raison, d'une part, que ce corps prévient l'adhérence de la tôle d'acier lors du recuit et, d'autre part, qu'il forme une pellicule vitreuse sur la surface de l'acier sous l'effet de la haute température de recuit par réaction en phase solide avec une mince couche sous-jacente composée principalement de   Spi02.   



  Cette pellicule vitreuse se compose surtout de forsterite   (Mg2Si04),   formée par ladite réaction en phase solide entre le SiO2 de la mince couche superficielle de la tôle, d'une part, et le MgO du séparateur de recuit, d'autre part. Il s'agit d'une excellente couche protectrice pour une pellicule isolatrice, qui en améliore la résistance à la chaleur et le pouvoir isolateur. 



  Différents additifs sont ajoutés à l'acier magnétique à grains orientés en guise d'inhibiteurs de la croissance des grains normaux pour inhibiter la croissance des grains formés par recristallisation primaire au cours du recuit à haute température, effectué en vue de la transformation de la structure cristalline en celle à orientation (110)   (ooij   par recristallisation secondaire, comme dit ci-dessus. Des exemples d'éléments d'addition sont le manganèse, le soufre, l'aluminium, l'azote, le vanadium, le bore, le cuivre, l'étain, l'antimoine, le sélénium, et le mollybdène. Des composés précipités, tels que le MnS, AIN, VN,   Cu S   ou MnSe, inhibitent la croissance des grains normaux en bloquant la migration limite des grains de recristallisation primaire.

   Dans l'éventualité de ségrégation intergranulaire d'un élément, tel que le bore, l'étain, l'antimoine ou le molybdène, cet élément est entraîné avec la migration limite des grains de recristallisation primaire de manière à inhiber la croissance des grains normaux. 



  Il est un fait connu que le transfert de matière sur les zones interfaciales de l'acier favorise dans une large mesure la précipitation ou la ségrégation des éléments d'addition, de sorte que la perméabilité aux gaz et la réactivité du séparateur de recuit sont des facteurs qui ont une grande influence sur la recristallisation secondaire de l'acier. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 si l'acier contient, par exemple, du [SI comme inhibiteur, il est nécessaire de l'enlever après la recristallisation secondaire pour améliorer les propriétés magnétiques du métal. 



  Un séparateur de recuit, composé principalement de MgO, favorise efficacement la désulfuration de l'acier par absorption du soufre   fs]   à proximité de la surface du métal et par abaissement de son potentiel de   (s].   



  Par conséquent, un séparateur de recuit composé principalement d'oxyde de magnésium (MgO) exerce les effets favorables suivants : 1) prévention de l'adhérence de la tôle d'acier pendant le recuit à haute température ; 2) formation d'une pellicule vitreuse, 3) stabilisation de la recristallisation secondaire et 4) amélioration de la purification, surtout de la désulfuration, de l'acier. 



  Aussi, l'oxyde de magnésium (MgO) est-il un séparateur de recuit particulièrement intéressant pour la tôle d'acier magnétique à grains orientés. Ce corps n'est toutefois pas le seul bon séparateur de recuit pour la tôle de ce genre, et d'autres corps conviennent également à cet effet, c'est- à-dire à éviter l'adhérence de l'acier au stade de recuit, à condition de ne pas s'opposer à une recristallisation secondaire efficace du métal. 



  Le séparateur de recuit est généralement employé sous forme de suspension épaisse obtenue par dispersion dans l'eau, et appliqué sur la surface de l'acier par pulvérisation ou étendage au rouleau après recuit de décarbonisation continu. Appliqué sous forme de suspension, le séparateur de recuit adhère étroitement à l'acier après le séchage de la couche. 



  Un séparateur de recuit à base d'oxyde de magnésium (MgO) jouit, comme déjà dit précédemment, d'une grande réactivité en phase solide. Cette méthode d'application n'est toutefois pas dépourvue d'inconvénients, parmi lesquels il y a lieu de souligner les suivants : 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 1) Nécessité de prévoir un four de séchage pour sécher la couche de suspension après son application, avec le double inconvénient d'augmenter les frais d'investissement et la consommation d'énergie pour la production de la tôle d'a- cier magnétique à grains orientés. 



  2) Nécessité de réchauffer ou d'égaliser au préalable les tôles d'acier à une température de 500-700 C pour chasser l'eau de la couche de séparateur sur la surface du métal avant le recuit à haute température. 



  3) Réchauffement ou égalisation auxquels on ne peut pas tou- jours se fier pour chasser la totalité d'eau présente dans la couche de séparation, eau dont l'évacuation est dans certains cas manifestement mieux assurée au cours du trai- tement de recuit à haute température, ce qui présente tou- tefois l'inconvénient d'un manque assez préjudiciable d'uniformité de la composition de l'atmosphère de recuit avec comme conséquence une stabilité insuffisante de la recristallisation secondaire au détriment de la qualité de l'acier magnétique ainsi fabriqué. 



  4) L'eau libérée au stade de récuit à haute température de la tôle d'acier occasionne une augmentation sensible du poten- tiel d'oxydation de la surface du métal et, par conséquent, une oxydation excessive de cette surface au détriment des propriétés magnétiques et mécaniques de la tôle ainsi éla- borée. 



   Ces inconvénients sont dus à l'emploi d'une suspension aqueuse du séparateur de recuit et peuvent donc être évités en étendant le séparateur directement sous forme de poudre sèche sur la surface de la tôle d'acier à soumettre au traitement de recuit. Dans les demandes de brevet japonais
12211/1964 et 11393/1982 sont révélés des procédés d'appli- cation par voie électrostatique de séparateurs de recuit sous forme de poudres sèches. 



  Selon le procédé décrit dans ladite demande de brevet japonais 12211/1964, l'application électrostatique du séparateur de recuit pulvérulent s'effectue par introduction de la poudre dans l'intervalle entre une électrode à décharge corona positive, 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 d'une part, et la surface de la tôle d'acier, d'autre part, Selon cette demande brevet, toute une série de corps, tels que l'oxyde de calcium, l'amumine, la silice et d'autre oxydes réfractaires, ainsi que le carbonate de calcium et d'autres composés analogues, se prêtent à l'emploi comme séparateurs de recuit à l'état pulvérulent. Et bien que l'invention y soit illustrée par un exemple comportant l'emploi du MgO comme séparateur de recuit, elle ne se limite évidemment pas à la mise en oeuvre de ce corps.

   En ce qui concerne l'emploi du MgO à l'état pulvérulent, y est affirmé seulement que la grosseur des grains de la poudre de MgO employée comme séparateur de recuit n'est pas critique et qu'il suffit que la poudre soit suffisamment fine pour se laisser transporter par un courant d'air, comme il sera décrit ci-après. C'est ainsi qu'il suffit de choisir de la magnésie (MgO) dont les particules passent par un tamis de 325 mailles par inch, c'est-à-dire ayant un diamètre d'environ 44 microns. 



  L'application pratique de ce procédé présente toutefois des difficultés par suite du fait que la charge électrostatique conférée aux particules de la poudre choisie pour former la couche de séparation de recuit par la décharge corona positive de l'électrode s'avère insuffisante pour assurer une bonne adhérence de la poudre à la surface de la tôle d'acier. 



  En outre, ce procédé ne se prête pas à la formation d'une couche vitreuse uniforme sur la surface de l'acier. 



  Dans la susdite demande de brevet japonais 11393/1982 est décrit un procédé comportant l'application d'une faible quantité de suspension à base de MgO destinée à former une excellente couche vitreuse faisant office de sous-couche sur la surface de la tôle d'acier au silicium, couche qui, après sont séchage, est recouverte de fines particules d'un séparateur de recuit pour les faire adhérer à la surface de la tôle faisant office d'électrode. Comme séparateur de recuit servant à éviter l'adhérence de la tôle est préconisé l'emploi de magnésie, l'alumine, d'oxyde de zirconium, de silice, d'oxyde de titane, d'oxyde de nickel, d'oxyde de manganèse, d'oxyde 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 de calcium, d'oxyde de chrome, d'oxyde de molybdène ou d'oxyde de bore ou bien d'un mélange ou de composés de corps de ce groupe.

   Ces oxydes s'emploient sous forme de poudre passant par un tamis de 100, de préférence 325 mailles par inch. 



  Cette méthode présente toutefois l'inconvénient de ne pas avoir la stabilité requise pour son application continue dans la pratique. 



  Bien qu'on connaisse une gamme assez large d'oxydes pulvérulents réfractaires qui se prêtent à l'emploi comme séparateurs de recuit, une grande difficulté rencontrée lors de la mise en oeuvre de ces corps en poudre consiste en ce que leur cohésion due à l'absorption d'humidité risque de bloquer l'appareil servant à leur application par voie électrostatique et de raccourcir ainsi considérablement les périodes de service sans pannes. Une longue période de service sans pannes exige l'emploi d'une poudre absolument sèche dans un environnement absolument sec. Or, le séchage total d'une poudre sur les lieux de sa mise en oeuvre industrielle est un problème ardu, dont la solution exige un équipement coûteux. 



  La présente invention vise à remédier aux inconvénients des solutions préconisées jusqu'à présent pour le problème de la protection de la tôle d'acier magnétique contre le risque d'adhérence lors de son recuit et prévoit à cet effet la mise au point d'un procédé industriel permettant l'application électrostatique d'un séparateur de recuit dans un processus de production de tôle d'acier magnétique à grains orientés. 



  L'application électrostatique d'un corps pulvérulent en guise de séparateur de recuit exige le choix d'une poudre accusant un haut degré de fluidité et susceptible d'être chargée électriquement. Bien qu'on dispose de procédés industriels pour l'application de peintures organiques ou d'autres compositions analogues, aucune méthode n'a été élaborée jusqu'à présent pour l'application électrostatique d'une séparateur de recuit sur de la tôle d'acier magnétique à grains orientés, et cela par suite des difficultés susmentionnées. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



  Or, les auteurs de la présente invention ont fait des recherches étendues concernant l'élaboration et la mise au point d'une bonne méthode pour augmenter la fluidité et l'aptitude à recevoir une charge électrique d'un composé inorganique réfractaire à la chaleur, employé comme séparateur de recuit s'opposant à l'adhérence de la tôle d'acier pour en permettre une recristallisation secondaire impeccable. Ils ont ainsi trouvé que la stabilité d'une couche de protection anti-adhérence formée par l'application électrostatique d'un séparateur de recuit peut être sensiblement améliorée par l'addition au séparateur de recuit pulvérulent d'une substance spécifique capable de le rendre hydrophobe à un degré tel qu'il n'absorbe plus l'humidité et cela de manière que cette addition stabilise les propriétés du séparateur de recuit concerné.

   La présente invention se rapporte ainsi à un procédé de mise en oeuvre d'un séparateur de recuit contenant une quantité spécifique d'un corps hydrophobe adsorbé à la surface des particules dont il se compose. 



  La description détaillée suivante de l'invention s'effectue avec référence aux dessins annexés, où la figure 1 représente de manière graphique la relation existant entre la teneur en corps hydrophobe de sépara- teurs de recuit à base de CaO, MgO ou    Al 0,   d'une part, et l'angle de pente, d'autre part ; la figure 2 représente de manière graphique l'évolution de l'angle de pente du CaO, du MgO et du   A1203 en   fonc- tion du temps en présence et en l'absence d'un corps hydrophobe ; la figure 3 représente de manière graphique, comme résul- tat des essais selon l'exemple 1, l'adhérence de la pou- dre de   Aide   CaO et de MgO en fonction du temps d'ap- plication en présence et en l'absence d'un corps hydro- phobe ;

   et les figures 4 à 6 représentent les résultats des essais selon l'exemple 2, c'est-à-dire les propriétés magnéti- ques de l'acier en fonction de la teneur en corps hydro- 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 phobe du séparateur de recuit (figures 4 et 5) et la re- lation existant entre la teneur en carbone de l'acier et la teneur en corps hydrophobe du séparateur de recuit (figure 6). 



  On sait que les composés inorganiques sont généralement de meilleurs conducteurs électriques et retiennent moins bien une charge électrostatique que les couches isolatrices à base de composés organiques. Ils perdent rapidement leur charge électrostatique et ne se prêtent donc pas à l'application par voie électrostatique. C'est ainsi que, lorsque des molécules d'eau sont adsorbées à la surface des particules d'une substance inorganique, s'y forment manifestement des groupes hydroxyle (-OH), qui les rendent hydrophiles. Toute augmentation de leur conductibilité électrique s'effectue au détriment de leur aptitude à prendre une charge électrique.

   D'autre part, l'absorption de molécules d'eau est accélérée dans les zones actives rendues hydrophiles avec, comme conséquence, une augmentation de la cohésion entre les particules et une diminution de la fluidité de l'ensemble. L'addition d'un corps hydrophobe adbsorbé à la surface des particules, selon la solution préconisée par l'invention, est un moyen simple, mais hautement efficace pour augmenter la résistance électrique des particules et éviter l'absorption d'humidité de leur ensemble. 



  Viennent en ligne de compte pour le procédé selon l'invention tous les corps hydrophobes qui contiennent un groupe hydrophobe et n'inhibent pas la recristallisation secondaire efficace de l'acier. Il s'agit, par exemple, de substances telles que le polyéthylène, le polypropylène, des composés vinyliques, acryliques ou alkyliques ou à base d'uréthane, des composés époxy, des polyesters ou des résines phénoliques, ou des dérivés modifiés de ces corps, ainsi que des résines organiques contenant un halogène, tel que le fluor ou le chlore, ou bien des résines soliconiques ou d'autres composés de silicium organiques contenant des groupes silane ou siloxane, ou bien des mélanges de ces corps. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 



  L'addition d'un corps hydrophobe à un séparateur de recuit peut s'effectuer par toute méthode conventionnelle appropriée. 



  Par exemple, si le procédé de préparation d'un composé inorganique pulvérulent destiné à faire office de séparateur de recuit comporte un stade de broyage effectué à l'aide d'un broyeur, tel qu'un broyeur à boulets ou à vibration ou tout autre moyen de ce genre, ou un stade de classification à tamis, venturi, cyclone ou autre, une quantité bien dosée de corps hydrophobe peut être ajoutée facilement à la poudre au stade de broyage ou de classification sans qu'il faille avoir recours à un équipement supplémentaire. Si une poudre composée de particules de grandeur appropriée est disponible en vue de son application comme séparateur de recuit, un corps hydrophobe pourra y être ajouté par malaxage dans un malaxeur à boulets ou à vibration ou tout autre appareil de ce genre. 



  Il est également possible d'ajouter le corps hydrophobe de manière automatique, par exemple au moyen d'un doseur à vis ou par vaporisation, à la poudre dans un réservoir de stockage ou d'alimentation. Le corps hydrophobe peut être mis en oeuvre sous différentes formes, par exemple sous forme gazeuse, liquide ou solide ou sous forme d'émulsion ou de suspension. On pourra également se servir d'une poudremère ou d'une préparation en forme de tablettes, préparée par mélange d'une forte quantité de corps hydrophobe et d'un peu de séparateur de recuit. 



  Il n'est pas toujours requis que le composé hydrophobe couvre entièrement la surface des particules du séparateur de recuit pulvérulent et il suffit alors que ce dernier contient une quantité spécifique du composé hydrophobe. Il est nécessaire d'employer une dose minimale de 0, 03% en poids du composé hydrophobe pour éviter tout risque d'absorption d'humidité par le séparateur de recuit et améliorer ainsi sa fluidité et son aptitude à prendre une charge électrostatique. Le séparateur de recuit s'emploie non seulement pour éviter l'adhérence des tôles d'acier lors de leur récuit à haute température, mais également pour régler le transfert de matière sur les zones interfaciales de l'acier pour stabiliser sa recristallisation 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 secondaire et favoriser sa purification.

   D'où la nécessité d'éviter un dosage excessif, supérieur à 3,00% en poids, de composé hydrophobe en raison de l'effet nuisible qu'aurait ce dosage excessif sur la recristallisation secondaire au cours du recuit de l'acier à haute température, et pour éviter que le composé hydrophobe, étant une substance organique, ne provoque de la carburation de l'acier au détriment de sa qualité. 



  Les courbes des figures 1 et 2 représentent les résultats d'essais effectués pour contrôler l'effet de l'ingrédient hydrophobe sur la fluidité de la poudre de séparateur de recuit. Bien que plusieurs paramètres différents aient jusqu'à présent été choisis pour exprimer la fluidité d'une masse pulvérulente le paramètre, choisi en l'occurrence, est l'angle de pente. Cette grandeur, employée depuis longtemps dans les recherches du genre concerné pour exprimer le degré de fluidité de masses pulvérulentes, est l'angle que forme la surface libre d'une couche de matière pulvérulente dans un champ en mouvement avec le plan horizontal au moment où sa contrainte atteint une valeur limite. Cet angle peut être déterminé de plusieurs manières, par exemple par la méthode d'injection, la méthode de décharge ou la méthode d'inclinaison.

   Les auteurs de l'invention ont choisi la méthode d'injection, qui est la meilleure pour déterminer l'angle de pente. Les matières pulvérulentes étudiées sont le   AlO, le   MgO et le CaO en poudre passant totalement par un tamis de 325 mailles par inch. Le composé hydrophobe est le diméthylpolysoloxane (degré de polymérisation = 9) dosé aux taux pondéraux de 0 à 7,0%. La poudre et la dose de corps hydrophobe sont intimement mélangées au moyen d'un malaxeur à boulets pendant 120 minutes. 



  La figure 1 montre pourquoi le dosage du composé hydrophobe ajouté au séparateur de recuit est soumis à une limite supérieure et une limite inférieure. On voit que la dose minimale de composé hydrophobe à laquelle s'obtiennent encore une réduction de l'angle de pente et une amélioration de la flui- 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 dité de la poudre est égale à 0, 03% en poids, tandis que l'effet est pratiquement nul au-delà de la dose maximale d'environ 1%. L'emploi de doses de composé hydrophobe supérieures à 3% doit être évité non seulement parce qu'il s'agit d'un gaspillage, mais aussi et surtout en raison du risque de carburation et donc de dégradation de la qualité de l'acier.

   Les poudres de    aide   CaO et de MgO dépourvues d'additif hydrophobe et celles ayant une teneur pondérale l'additif hydrophobe égale à 0, 1% sont soumises à un traitement thermique dans un récipient à une température constante de   400C   et une humidité relative constante de 85%. Les graphiques de la figure 2 représentent l'évolution de l'angle de pente des échantillons pulvérulents en fonction de la durée de traitement ; On voit que les poudres additionnées d'un composé hydrophobe conservent longtemps une excellente fluidité, tandis que celles dépourvues d'additif hydrophobe accusent rapidement une augmentation sensible de leur angle de pente, accompagnée d'une diminution sensible de fluidité, et cela même avec risque de cohésion après un traitement de 12 à 20 heures. 



  L'application électrostatique du séparateur de recuit pourra s'effectuer, par exemple, de la manière décrite ci-après. 



  Les particules du séparateur de recuit sont dispersées uniformément dans un réservoir de fluidisation ou d'alimentation amenées par un véhicule gazeux à proximité d'une électrode à décharge corona d'un système d'application électrostatique de matières pulvérulentes, chargées d'électricité positive ou négative par collision ou contact avec le milieu gazeux environnant ionisé par décharge corona de l'électrode sous haute tension, et appliquées à une surface d'acier polie servant de contre-électrode, de manière à y adhérer.

   Les particules à charge positive ou négative, portées par le gaz véhiculaire et se dirigeant vers la tôle d'acier suivant les lignes de force du champ électrique engendré par la différence de potentiel entre l'électrode à décharge corona et la tôle d'acier mise à la terre de manière à y adhérer par voie électrostatique, perdent leur charge électrique en contact avec le métal et s'y fixent par adhésion. La polarité 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 de la charge électrique des particules est la même que celle de l'électrode à décharge corona et les particules se fixent sur la tôle d'acier indépendamment de leur polarité, positive ou négative. L'expérience montre toutefois que les particules à charge négative adhèrent plus fortement à la tôle d'acier. 



  L'invention se prête donc à l'application électrostatique de séparateurs de recuit sur des bases industrielles grâce à l'addition de composés appropriés qui les rendent hydrophobes. 



  Ceci n'est toutefois pas le seul avantage de l'invention, qui en présente également d'autres, décrits ci-après. 



  Les séparateurs de recuit à base de magnésie (MgO), qui se prêtent   (1 )   à éviter l'adhérence des tôles d'acier lors de leur recuit à haute température, (20) à la formation d'une 
 EMI13.1 
 pellicule vitreuse sur la surface de l'acier (3 ) à la sta- bilisation de la recristallisation secondaire de l'acier et   (4 )   à la purification, surtout par désulfuration, du métal, s'emploient habituellement pour la tôle d'acier magnétique au silicium à grains orientés, comme dit précédemment. Le procédé selon la présente invention se prête de manière particulièrement efficace à la formation d'une mince couche ou pellicule vitreuse sur la surface de la tôle d'acier. Soit, par exemple, le cas d'un composé organique de silicium employé comme additif hydrphobe dans un séparateur de recuit à base de magnésie (MgO).

   Une pellicule uniforme, composée surtout de forsterite, se forme au stade de recuit à haute température par réaction en phase solide entre le séparateur de recuit et une couche sous-jacente, formée au cours du recuit de décarburation et composée principalement de   Spi02.   La formation de cette pellicule exige manifestement non seulement la présence de SiO2 en provenance de ladite couche sous-jacente, mais également celle de silicium (Si) en provenance du métal de base.

   Cette hypothèse est soutenue par le fait que ladite pellicule vitreuse composée principalement de forsterite a une épaisseur qui est deux ou trois fois aussi grande que celle de ladite couche sous-jacente, dont l'épaisseur ne dépasse pas environ 2 pm, vu le fait, d'une part, qu'une coupe transversale de la 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 tôle d'acier accuse à l'examen EPMA une diminution graduelle de la teneur en Si à partir du milieu de la couche vers sa surface et, d'autre part, qu'une couche oxydée intérieure présentant des creux, dus manifestement à la disparition du silicium, s'est formée immédiatement sous la pellicule vitreuse. La réduction de la teneur en Si de la tôle d'acier occasionne une réduction correspondante de la résistivité électrique du métal. 



  L'oxydation interne provoque de l'inégalité de la surface de la tôle, qui s'oppose au mouvement d'une paroi de zone magnétique sous charge, avec, comme conséquence, une augmentation sensible des pertes dans le noyau de la tôle d'acier magnétique. Un composé organique de silicium, ajouté au séparateur de recuit, fournit au silicium au stade de recuit à haute température de manière à compenser les pertes de ce corps au sein de métal de base et empêcher la croissance d'une couche oxydée interne et à permettre la formation d'une pellicule vitreuse impeccable. La tôle d'acier, protégée par la couche de séparateur de recuit y appliquée par voie électrostatique, se prête à tout traitement préalable grâce au fait que la tôle d'acier est isolée contre toute influence directe y exercée lors des traitements ultérieurs. 



  C'est ainsi, par exemple, qu'il est possible de séparer la formation d'une pellicule vitreuse du traitement visant à éviter l'adhérence de la tôle d'air pendant son traitement de recuit à haute température par la méthode révélée dans la susdite demande de brevet japonais 11393/1982, de sorte qu'après la formation d'une sous-couche pour une pellicule vitreuse au moyen d'une dispersion à base de magnésie, le séparateur de recuit, additionné d'un composé hydrophobe conformément à l'invention, peut être appliqué par voie électrostatique pour former une couche protectrice. 



  On sait que la tôle d'acier magnétique au silicium à grains orientés, élaborée avec addition d'un inhibiteur composé d'un ou de plusieurs ingrédients, tels que le MnS, le AIN, le bore, 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 le sélénium, l'antimoine, l'étain, le cuivre et le molybdène, ont des propriétés magnétiques sensiblement améliorées si on y applique une dispersion essentiellement composée d'oxyde de magnésium, destinée à former une pellicule vitreuse et additionnée, par exemple, d'un oxyde, sulfure, sulfate, nitrure, nitrate, thiosulfate ou nitrite de titane, de manganèse, de bore, de silicium, de niobium, de chrome, de nickel, de molybdène, d'antimoine ou de strontium, ou d'un mélange de tels composés.

   L'addition de corps de ce genre selon le procédé de l'invention donne d'excellents résultats, étant donné qu'elle assure une forte amélioration des propriétés magnétiques de l'acier en s'opposant efficacement à l'influence nuisible de l'eau lors du recuit de l'acier à haute température. 



  Bien que jusqu'à présent de nombreuses solutions aient été préconisées pour éviter l'adhérence de la tôle d'acier magnétique à grains orientés au stade de recuit à haute température et pour la formation d'une pellicule vitreuse essentiellement composée de forsterite à la surface de l'acier, la présente invention se distingue de toutes les autres par sa grande valeur industrielle, grâce au fait qu'elle facilite l'application électrostatique continue d'une couche de séparateur de recuit absolument fiable et particulièrement stable pendant une longue durée de vie, et permet ainsi la production constante de tôle d'acier magnétique à grains orientés de première qualité. 



  L'invention est illustrée en détail dans les lignes qui suivent par la description de quelques exemples de mise en oeuvre et de plusieurs exemples comparatifs. 



  Exemple 1 Des poudres de    aide   CaO et de MgO passant intégralement par un tamis de 200 mailles par inch sont employées en guise de séparateurs de recuit et traitées dans les conditions dé-   crites ci-dessous. Des essais d'application électrostatique de ces poudres sont effectués à raison de 61 g/m sur l'une   

 <Desc/Clms Page number 16> 

 des faces d'une bande de tôle d'acier large de 1000 mm et animée d'une vitesse de translation de 50 m/minute et l'évolution de l'adhérence des particules en fonction du temps s'écoulant après leur application est étudiée. On applqiue une haute tension de-100 kV à une électrode de décharge corona en vue de l'application électrostatique des particules à une température de   35 C   et une humidité relative de 61%. 



  Conditions de traitement : 1) corps hydrophobe (a) tétrafluoréthylène (b) tolylène-diïsocyanate (c) polysiloxane (degré de polymérisation n = 9) 2) dosage de l'additif hydrophobe (a) 0 (b) 0, 5% en poids 3) Mélange : malaxeur à boulets. Durée : 120 minutes. 



  Les résultats sont représentés par la figure 3. Les trois oxydes pulvérulents   Al O-, CaO   et MgO sont difficiles à appliquer dans les conditions susmentionnées (6    g/m2)   et l'adhérence des particules diminue rapidement après leur application Par contre, une longue période de stabilité des particules est assurée en cas d'application électrostatique des masses pulvérulentes additionnées d'un des composés hydrphobes a, b et c susmentionnés. 



  Exemple 2 Cet exemple a trait à la production de tôle d'acier magnétique à grains orientés contenant 3,2% de Si, d'une largeur de 300 mm et d'un poids de 450 kg. Après le laminage de finissage à froid, le fluide de laminage est enlevé et la tôle d'acier est soumise à un recuit de décarburation ininterrompu de 4 minutes à 8300C dans une atmosphère composée de 75% d'hydrogène et 25% d'azote et accusant un point de rosée de   430C.   On prépare une série de séparateurs de recuit différents par addition de différentes doses (0, 2-1,0-2, 0-3,0-4, 0% en poids) d'un polyéthylène de faible poids moléculaire (a), de chlorure vinylique (b) ou de diméthylchlorosilane (c)

   à du   zr02   ou 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 MnO pulvérulent et on mélange intimement les ingrédients par malaxage de 120 minutes dans un malaxeur à boulets. Les séparateurs de recuit ainsi préparés sont chargés d'électricité négative par application d'une haute tension de-100 kV et appliqués par voie électrostatique à raison de 6,0 à 7,0 g/m avec adhérence sur la face supérieure de la tôle d'acier faisant office de contre-électrode. La tôle est alors enroulée sans délai, après quoi la bobine subit un recuit de 12 heures à   1200 C   dans une atmosphère d'hydrogène et est ensuite refroidie. Au déroulement de la bobine pas la moindre adhérence n'est observée. On enlève le séparateur de recuit et on contrôle les propriétés magnétiques des différentes tôles d'acier ainsi obtenues. 



  Les tôles d'acier traitées par application d'un séparateur de recuit contenant 0, 2 à 3, 0% en poids d'additif hydrophobe accusent d'excellentes propriétés magnétiques, contrairement aux tôles traitées par application d'un séparateur de recuit contenant 4,0% en poids d'additif hydrophobe, dont les propriétés magnétiques sont nettement moindres. 



  L'analyse chimique du métal de base montre qu'une réaction de carburation a eu lieu dans l'acier traité au séparateur de recuit contenant 4,0% en poids d'additif hydrophobe. 



  Les figures 4 et 5 représentent les propriétés magnétiques des tôles d'acier magnétiques concernées et la figure 6 représente la teneur en carbone du métal de base des tôles en fonction de la teneur en additif hydrophobe du séparateur de recuit. 



  Exemple 3 Cet exemple a trait à la production de tôle d'acier magnétique à grains orientés contenant 3,15% de Si, d'une largeur de 350 mm et d'un poids de 470 kg. Après le laminage de finissage à froid, le fluide de laminage est enlevé et la tôle d'acier est soumise à un recuit de décarburation ininterrompu de 4 minutes à 8400C dans une atmosphère composée de 75% 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 d'hydrogène et de 25% d'azote et accusant un point de rosée de   450C.   On prépare un séparateur de recuit par addition d'une dose de 0, 34% en poids de polysiloxane d'un degré de polymérisation n = 7 à du MgO pulvérulent et on mélange intimement les ingrédients par malaxage de 90 minutes dans un malaxeur à vibration.

   Le séparateur de recuit pulvérulent ainsi préparé est chargé d'électricité négative par application d'une 
 EMI18.1 
 tension de kV et appliqué par voie électrostatique à raison de 6, 0 à 7, 0 g/m2 avec adhérence sur la face infé- rieure de la tôle d'acier faisant office de contre-électrode. 



  La tôle est ensuite enroulée sans délai, après quoi la bobine subit un recuit de 10 heures à   1200 C   dans un courant d'hydrogène sans traitement thermique préliminaire et est finalement refroidie. Au déroulement de la bobine pas la moindre adhérence n'est observée. On enlève l'excès de MnO qui n'a pas participé à la réaction et on examine la surface de la tôle. On voit que celle-ci est recouverte de part et d'autre d'une pellicule vitreuse grisâtre, uniforme dans les deux directions longitudinale et transversale. L'analyse chimique montre que le métal de base est totalement désulfurisé. Les propriétés magnétiques de la pellicule ainsi obtenue sont mentionnées dans le tableau 1 ci-après. 



  Exemple comparatif 1 De la tôle d'acier magnétique identique à celle de l'exemple 3 est soumise à un recuit ininterrompu effectué dans les mêmes conditions que celles de cet exemple. On prépare un séparateur de recuit par mélange de 100 parties de magnésie légère contenant au moins 95% de particules d'un diamètre d'au plus   5 pm,   3 parties d'oxyde de titane et 400 parties d'eau. 



  Le mélange homogène ainsi obtenu est appliqué uniformément sur la tôle d'acier par enduction au moyen d'un rouleau enducteur de caoutchouc et la couche ainsi formée est séchée pendant 30 secondes à   400 C.   La tôles est ensuite enroulée sans délai. 



  Elle porte sur ses faces supérieure et inférieure respecti- 
 EMI18.2 
 2 vement 7, 2 et 7, 5 g/m2 de poudre sèche. La poudre accuse un taux d'hydratation de 9,1%   (HO/MgO   x   100).   La bobine est d'abord soumise à un traitement d'égalisation de 15 heures à   600 C   dans un courant d'hydrogène et puis à un traitement 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 de recuit de 10 heures à   1200oC.   Après le refroidissement et le déroulement de la bobine, l'excès de poudre est enlevé de la tôle. De l'adhérence n'est pas observée. La tôle montre le long de chacun de ses bords longitudinaux une dense pellicule vitreuse gris noirâtre dans une zone large de 70 à 120 mm, tandis que la pellicule au milieu de la tôle est partiellement blanche et matte et peu adhérente.

   Les propriétés de la pellicule ainsi obtenue sont mentionnées dans le tableau 1 ci-après. 



  Exemple 4 De la tôle d'acier magnétique identique à celle de l'exemple 3 est soumise à un traitement de recuit ininterrompu effectué dans les mêmes conditions. On prépare une dispersion destinée à former une pellicule vitreuse par mélange de 100 parties de magnésie légère contenant au moins 95% de particules d'un diamètre d'au plus 5pm, 3 parties d'oxyde de titane et 600 parties d'eau. Le mélange homogène ainsi obtenu est étendu sur la tôle d'acier au moyen d'un rouleau enducteur de caoutchouc et la couche ainsi formée est séchée pendant 30 secon- 
 EMI19.1 
 des à 300 C. La tôle porte sur ses faces supérieure et inférieure respectivement 2, 4 et 2, 0 de poudre sèche.

   La poudre accuse un taux d'hydratation de 6,2%   (HO/MgO   x 100) On prépare un séparateur de recuit destiné à éviter l'adhérence de la tôle par addition d'une dose de 0,1% en poids de siloxylméthylène en guise d'additif hydrophobe à une poudre d'oxyde d'aluminium passant par un tamis de 325 mailles par inch, par malaxage du mélange pendant 90 minutes dans un malaxeur à boulets. La poudre est ensuite chargée d'électricité négative par application d'une haute tension de-100 kV et 
 EMI19.2 
 0 appliquée par voie électrostatique à raison de 6, 0 à 7, 0 sur la face inférieure de la tôle d'acier faisant office de contre-électrode. La tôle est enroulée sans délai et la bobine est soumise à un traitement de recuit de 10 heures à 12000C dans un courant d'hydrogène.

   La bobine est ensuite refroidie et déroulée et l'excès de poudre est enlevé par lavage avec de l'eau. On voit que la tôle est recouverte dans les deux directions longitudinale et transversale d'une dense pellicule vitreuse grisâtre. Les propriétés de la pellicule ainsi 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 obtenue sont mentionnées dans le tableau 1 ci-après. 



  Exemple 5 De la tôle d'acier identique à celle de l'exemple 3 est soumise à un traitement de recuit effectué dans les mêmes conditions et une dispersion identique à celle de l'exemple pour former une pellicule vitreuse y est ensuite appliquée sur les faces supérieure et inférieure respectivement à raison de 2,2 et 1,9   g/m2.   Taux d'hydratation de la poudre : 6,4% (H2O/MgO x   100).   On prépare un séparateur de recuit par addition d'une dose de 0,1% en poids de polysiloxane (n = 7) en guise d'additif hydrophobe à de la poudre de magnésie calcinée passant par un tamis de 325 mailles par inch, et malaxage du mélange pendant 90 minutes dans un malaxeur à boulets.

   La poudre est chargée d'électricité négative par application d'une haute tension   de -100   kV et puis appliquée par voie électrostatique à raison de 6,0 à 7,0    g/m2   sur la face inférieure de la tôle faisant office de contre-électrode. 



  La tôle est enroulée sans délai et la bobine est soumise à un traitement de recuit de 10 heures à 12000C dans une atmosphère d'hydrogène et puis refroidie et déroulée. L'excès de poudre est enlevé par lavage avec de l'eau. De l'adhérence n'est pas observée. La tôle est recouverte d'une dense pellicule vitreuse grisâtre uniforme dans les deux directions longitudinale et transversale. Les propriétés de la pellicule sont mentionnées dans le tableau 1 ci-après. 



  Exemple 6 Répétition des stades de recuit, d'enduction et de traitement thermique de l'exemple 5 pour la production de tôle d'acier magnétique à grains orientés contenant 3,25% de Si et 0, 030%   d'Al   soluble. Absence totale d'adhérence. Les propriétés de la pellicule sont mentionnées dans le tableau 1 et les propriétés magnétiques de la tôle sont mentionnées dans le tableau 2 ci-après. 



  Exemple 7 De la tôle d'acier magnétique identique à celle de l'exemple 6 est soumise à un recuit effectué dans les mêmes conditions et puis à un recuit ininterrompu de 4 minutes à   850 C   dans une atmosphère composée 75% d'hydrogène et 25% d'azote et 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 accusant un point de rosée de   450C.   On prépare une dispersion destinée à former une couche vitreuse par mélange de 100 parties de l'agent d'enduction décrit dans la susdite demande de brevet japonais 31296/1977,5 parties d'oxyde de titane, 3 parties de sulfure de strontium en 600 parties d'eau. 



  Le mélange est appliqué sur la tôle au moyen d'un rouleau enducteur et la couche ainsi formée est séchée pendant 20 
 EMI21.1 
 2 secondes à 400 C. La tôle porte 1, 7 et 2, 1 de poudre sèche respectivement sur sa face supérieure et sa face infé- rieure. Taux d'hydratation de la poudre : 10,0%   (HO/MgO   x 100) On prépare un séparateur de recuit par addition d'une dose de 0, 1% en poids de polysiloxane (n = 7) en guise d'additif hydrophobe à de la poudre de magnésie calcinée passant par un tamis de 325 mailles par inch, et malaxage du mélange pendant 90 minutes dans un malaxeur à boulets.

   La poudre homogène est chargée d'électricité négative par application d'une haute tension de-100 kV et puis appliquée par voie électrostatique à raison de 6,0 à 7,0    g/m2   sur la face inférieure de la tôle faisant office de contre-électrode. La tôle est enroulée sans délai et la bobine est soumise à un traitement de recuit de 10 heures à   1200 C   dans un courant d'hydrogène et puis refroidie et déroulée. L'excès de poudre est enlevé par lavage avec de l'eau. La tôle est totalement dépourvue d'adhérence. Ses faces supérieure et inférieure sont entièrement recouvertes d'une dense pellicule vitreuse grisâtre luisante, dont les propriétés sont mentionnées dans le tableau 1. Les propriétés magnétiques de la tôle sont mentionnées dans le tableau 2. 



  Exemple 8 Comme l'exemple 7 avec la seule différence que le sulfure de strontium est remplacé par 7 parties de nitrure de chrome dans la composition pour la formation de la pellicule vitreuse. 



  La tôle ainsi traitée est totalement dépourvue d'adhérence. 



  Elle est recouverte d'une dense pellicule vitreuse grisâtre, luisante et uniforme dans les deux directions transversale et longitudinale. Les propriétés de la pellicule et les caractéristiques magnétiques de la tôle sont mentionnées respectivement dans le tableau 1 et le tableau 2. 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 



  Tableau   L   : propriétés de la pellicule 
 EMI22.1 
 Exemple comparaExemple 3 tif 1 Exemple 4 Exemple 5 Exemple 6 Exemple 7 Exemple 8 Bords de Milieu la bande de la d'essai bande d'essai poids par m 2 4/1. 5 2. 3/2. 1 0. 7/0. 5 2. 0/1. 7 2. 1/1. 9 1. 9/1. 8 1. 7/1. 9 1. 8/2. 0 < lJ r¯ Adhérence Absence absence absence absence absence absence absence absence < lJ ; j d'écail-d'écail-d'écail-d'écail-d'écail-d'écail-d'écail-d'écailr- < -)-) lage à lage à lage à lage à lage à lage à lage à lage a CD 20 20 mm ç6 50 mm ç6 20 mm ç6 20 mm 20 mm ç6 20 mm ç6 20 mm ç6 (0. 0460, è Résistance la couche in-.. 



  10-100 250-où oo pjQJ-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*-'-J 0-1-1 o +1 cd d'électrique. 



  F. 0 (V) 250 < 250 < 0-200 250 < 250 < 250 < 250 < 250 H 0 4-1 Adhérence Absence absence absence absence absence absence absence absence- (Dr- * u lage à lage à lage à lage à lage à lage à lage 20 mm 20 mm 100 mm ç6 20 mm 20 mm 20 mm 20 mm ç6 20 mm IQ) M ---------------------------------------------------------------------------dz Aspect grisâtre grisâtre rougeâtre grisâtre grisâtre grisâtre grisâtre grisâtre et non et uni-et uniforme forme uniforme forme forme forme forme forme Analyse chimique de métal S 7 6 9 5 5 6 8 7 de base (ppm) C 9 7 9 7 (ppm) 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 Remarque : L'adhérence est exprimée par le diamètre minimal d'une colonne, auquel la pellicule ne se détache pas de la tôle enveloppée autour de la colonne. 



  Exemple comparatif 1 : mauvaise adhérence de la pellicule au milieu de la bande d'essai. L'aspect rougeâtre, non uniforme de la pellicule signifie que le procédé concerné ne se 
 EMI23.1 
 prête pas à la formation d'une bonne pellicule vitreuse. 



  La pellicule isolante est formée par l'application à rai- 2 son de 4, 0 d'une solution d'hydrophosphate d'aluminium et d'acide chromique, suivie d'un traitement thermique de 60 secondes à 650 C. Tableau 2 : Propriétés magnétiques de la tôle d'acier 
 EMI23.2 
 
<tb> 
<tb> Exemple <SEP> 6 <SEP> Exemple <SEP> 7 <SEP> Exemple <SEP> 8
<tb> Pertes <SEP> dans <SEP> le <SEP> noyau
<tb> W17/50 <SEP> (W/kg) <SEP> 0,98 <SEP> 0,98 <SEP> 0,95
<tb> Densité <SEP> de <SEP> flux <SEP> magnétique
<tb> B <SEP> (T) <SEP> 1, <SEP> 91 <SEP> 1, <SEP> 96 <SEP> 1, <SEP> 94
<tb>

Claims

Revendications.

1. - Méthode d'application électrostatique d'un séparateur de recuit sur la surface de tôle d'acier magnétique à grains orientés en vue de la formation d'une couche protectrice ayant pour fonction d'éviter le risque d'adhérence de la tôle, caractérisée en ce qu'un corps hydrophobe est ajouté à la composition d'application pour en assurer l'efficacité.

2.-Méthode d'application électrostatique d'un séparateur de recuit sur une pellicule vitreuse faisant office de souscouche, composée essentiellement d'oxyde de magnésium et formée sur la surface de tôle d'acier magnétique à grains orientés, la couche protectrice servant à éviter le risque d'adhérence de la tôle étant formée sur cette sous-couche, caractérisée en ce qu'un corps hydrophobe est ajouté audit séparateur de recuit.

3.-Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'audit séparateur de recuit est ajoutée un dose de 0,03 à 3,00% en poids de corps hydrophobe.

4.-Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit corps hydrophobe est un composé organique de silicium.

5.-Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'audit séparateur de recuit est ajoutée une dose de 0,03 à 3,00 % en poids de corps hydrophobe.

6.-Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit corps hydrophobe est un composé organique de silicium. EMI24.1

7.-Méthode d'application d'un séparateur de recuit à de la e tôle d'acier magnétique à grains orientés, substantiellement telle que décrite précédemment et illustrée aux dessins annexés. <Desc/Clms Page number 25> p. pon de : Société dite : NIPPON STEEL CORPORATION.

Anvers le 6 octobre 1983. p. pon de : Bureau des Brevets et des Marques M. F. J. Bockstael S. A.