CN106086865B - 一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺 - Google Patents

一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种取向硅钢生产方法，尤其涉及一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，该工艺包括如下步骤：(1)对取向硅钢带进行表面清洁处理；(2)氧化镁涂覆前对取向硅钢带进行预氧化处理；(3)在氧化镁配液罐内加入纯水290～320kg，进行充分冷却，随后加入硅溶胶溶液1～3kg，搅拌30～90min；(4)加入二氧化化钛1～3kg，搅拌后加入氧化镁粉末40kg及硼添加剂0.6～1.2kg，搅拌60～150min后涂覆至取向硅钢表面；(5)涂覆后取向硅钢带进入干燥炉进行干燥烧结。本发明操作简单、成本低廉，避免了传统底层控制工艺难度大，操作复杂且影响产量的缺点。

Description

一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢生产方法，尤其涉及一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺。
背景技术
取向硅钢是变压器铁芯的重要材料，需要具有良好的表面绝缘性能和良好的外观。取向硅钢表面在生产过程中会形成一层硅酸镁底层，硅酸镁底层形成的完整程度和外观直接影响到后续绝缘涂层涂覆后的附着性、光泽度、表面颜色和整体绝缘性能。因此在取向硅钢生产过程中，形成致密、色泽均匀且具有一定厚度的底层是目前各生产厂家和科研机构研究的重点方向。
目前在取向硅钢的生产过程中，常发生无硅酸镁底层形成或硅酸镁底层形成薄的情况。针对这种缺陷，通常需要调整工艺控制脱碳退火时表面二氧化硅膜的形成，然而这种方式存在着技术难度大、且影响产量的缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种操作简单，成本低且可有效改善取向硅钢底层的生产方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺；其特征在于：包括如下步骤：
(1)对取向硅钢带进行表面清洁处理；
(2)氧化镁涂覆前对取向硅钢带进行预氧化处理；
(3)在氧化镁配液罐内加入纯水290～320kg，进行充分冷却，随后加入硅溶胶溶液1～3kg，搅拌30～90min；
(4)加入二氧化化钛1～3kg，搅拌30～90min后加入氧化镁粉末40kg及硼添加剂0.6～1.2kg，搅拌60～150min后涂覆至取向硅钢表面；
(5)涂覆后取向硅钢带进入干燥炉进行干燥烧结。
上述技术方案，所述步骤(1)中的表面清洁处理指依次对钢带表面进行碱液刷新、清水漂洗及风干处理。
上述技术方案，所述碱液由除油粉配制，浓度为2.5-5％，碱液温度为60-70℃。
上述技术方案，所述清水漂洗中的清水温度为80-100℃，水压为0.1MPa。
上述技术方案，所述碱液和清水的加热方式为电加热、蒸汽加热。
上述技术方案，所述步骤(2)中预氧化处理在连续退火炉中进行，处理时间为0～300s，处理温度为480～520℃。
上述技术方案，所述步骤(3)中硅溶胶溶液为纳米级硅溶胶，PH值为8-9，浓度为30-35％，比重1.2-1.21。
上述技术方案，所述硅溶胶溶液加入量为2kg。
上述技术方案，所述步骤(5)中干燥烧结温度为380～520℃。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
(1)本发明通过氧化镁涂覆前的氧化处理，使取向硅钢表面进一步形成连续致密的SiO2膜，为形成良好的硅酸镁底层提供基础；硅溶胶溶液的加入可使取向硅钢表面具有底层优良、色泽均匀、涂层附着性、光泽度良好以及表面绝缘性能优良的特点。
(2)本发明操作简单、成本低廉，避免了传统底层控制工艺难度大，操作复杂且影响产量的缺点。
具体实施方式
(实施例1)
一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺；其特征在于：包括如下步骤：
(1)对取向硅钢带进行表面清洁处理。首先对钢带表面进行碱液刷洗、碱液浓度为2.5％，碱液温度为70℃，然后用水压为0.1Mpa温度为80℃的清水漂洗钢带表面的碱液残留，最后在在清水槽出口出对钢带进行风干处理。其中碱液和清水的加热方式可采取电加热或蒸汽加热。
(2)在氧化镁配液罐内加入纯水290kg，进行充分冷却，随后加入硅溶胶溶液1kg，搅拌30min；硅溶胶溶液为纳米级硅溶胶，PH值9，浓度为33％，比重1.205。
(3)加入二氧化化钛1kg，搅拌30～90min后加入氧化镁粉末40kg及硼添加剂0.6kg，搅拌60min后涂覆至取向硅钢表面；
(4)涂覆后取向硅钢带进入干燥炉进行干燥烧结。
此实施例涂覆氧化镁前不进行预氧化处理，节能减耗，可大幅度降低生产成本。不进行预氧化处理的前提条件是表面必须清洁，无油污，否则氧化镁易脱落造成露晶，底层不良。涂覆氧化镁后的钢带放入高温罩式炉进行高温退火，然后洗去氧化镁层，涂覆绝缘涂层。
(实施例2)
一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺；其特征在于：包括如下步骤：
(1)对取向硅钢带进行表面清洁处理。首先对钢带表面进行碱液刷洗、碱液浓度为4％，碱液温度为65℃，然后用水压为0.1Mpa，温度为90℃的清水漂洗钢带表面的碱液残留，最后在在清水槽出口出对钢带进行风干处理。其中碱液和清水的加热方式可采取电加热或蒸汽加热。
(2)氧化镁涂覆前对取向硅钢带进行预氧化处理；预氧化处理在连续退火炉中进行，处理时间为240s，处理温度为480℃。
(3)在氧化镁配液罐内加入纯水300kg，进行充分冷却，随后加入硅溶胶溶液2kg，搅拌60min；硅溶胶溶液为纳米级硅溶胶，PH值8，浓度为30％，比重为1.21。
(4)加入二氧化化钛2kg，搅拌30～90min后加入氧化镁粉末40kg及硼添加剂1kg，搅拌100min后涂覆至取向硅钢表面；
(5)涂覆后取向硅钢带进入干燥炉进行干燥烧结。
经涂覆氧化镁后的钢带放入高温罩式炉进行高温退火，然后洗去氧化镁层，涂覆绝缘涂层。
(实施例3)
一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺；其特征在于：包括如下步骤：
(1)对取向硅钢带进行表面清洁处理。首先对钢带表面进行碱液刷新、碱液的浓度为5％，碱液温度为60℃，然后用水压0.1Mpa，温度为100℃的清水漂洗钢带表面的碱液残留，最后在在清水槽出口出对钢带进行风干处理。其中碱液和清水的加热方式可采取电加热或蒸汽加热。
(2)氧化镁涂覆前对取向硅钢带进行预氧化处理；预氧化处理在连续退火炉中进行，处理时间为300s，处理温度为520℃。
(3)在氧化镁配液罐内加入纯水320kg，进行充分冷却，随后加入硅溶胶溶液3kg，搅拌90min；硅溶胶溶液为纳米级硅溶胶，PH值9，浓度为35％，比重1.2。
(4)加入二氧化化钛3kg，搅拌30～90min后加入氧化镁粉末40kg及硼添加剂1.2kg，搅拌150min后涂覆至取向硅钢表面；
(5)涂覆后取向硅钢带进入干燥炉进行干燥烧结。
经涂覆氧化镁后的钢带放入高温罩式炉进行高温退火，然后洗去氧化镁层，涂覆绝缘涂层。
取样品分别对采用本发明生产方法不同实施例的氧化镁涂覆工艺和不添加硅溶胶溶液的普通生产方法(即比较例，比较例除不添加硅溶胶外，其余工艺参数与实施例2完全相同)的取向硅钢进行测试，测试结果如下：
表1.不同实施例取向硅钢成品表面及性能对比
注：I级：表面色泽均匀，光泽度好，无露晶、底层不良、发黑等现象；Ⅱ级：表面色泽较均匀，底层较好；Ⅲ级：表面有色差，光泽度差，少许露晶。
从上表可知实施例2中的表面判级情况及涂层附着性和表面绝缘电阻均优于其他实施例及比较例，一方面是因为实施例2中增加了预氧化处理，即可以去除钢带表面多余的水分，还可以消除由于清洗不干净残留的轧制油，避免了氧化镁涂覆不均和局部氧化镁脱落的现象，且可使二轧后破碎的二氧化硅膜更加致密均匀，从而改善底层质量；另一方面是因为该实施例中氧化镁涂液中添加了硅溶胶溶液，硅溶胶是采用纳米级二氧化硅与水化合而成的一种胶体，将硅溶胶加入到充分搅拌并使其分布均匀，然后和氧化镁浆液共同涂覆到带钢表面，在高温罩式炉中，涂覆的硅溶胶与钢板表面的二氧化硅同时和氧化镁产生如下反应：
SiO2+2MgO---Mg2(SiO4)
基体硅酸镁底层形成后，涂覆在表面的硅酸镁在高温下与基体硅酸镁结合，一方面填补了基体硅酸镁底层的外疏松层，使底层更加致密和均匀，同时也弥补了一些基体硅酸镁底层微小的孔洞、麻点等缺陷。另一方面，表面硅酸镁与基体硅酸镁的结合使硅酸镁底层厚度不断增加，使得取向硅钢表面绝缘性能得到了提升。
实施例1表面和性能较实施例2差的原因可能是缺乏预氧化处理，且硅溶胶溶液添加量较少的缘故，实施例3虽然钢带表面较好，但由于预氧化温度高且时间较长，添加的硅溶胶量增加，造成硅酸镁底层过厚，与钢带基体结合力下降，从而造成该实施例样品附着性低于实施例2中样品附着性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺；其特征在于：包括如下步骤：
(1)对取向硅钢带进行表面清洁处理；
(2)氧化镁涂覆前对取向硅钢带进行预氧化处理，预氧化处理在连续退火炉中进行，处理时间为240s～300s，处理温度为480～520℃；
(3)在氧化镁配液罐内加入纯水290～320kg，进行充分冷却，随后加入硅溶胶溶液1～3kg，搅拌30～90min；所述硅溶胶溶液为纳米级硅溶胶，pH 值为8-9，浓度为30-35％，比重1.2-1.21；
(4)加入二氧化钛1～3kg，搅拌30～90min后加入氧化镁粉末40kg及硼添加剂0.6～1.2kg，搅拌60～150min后涂覆至取向硅钢表面；
(5)涂覆后取向硅钢带进入干燥炉进行干燥烧结。
2.根据权利要求1所述的改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的表面清洁处理指依次对钢带表面进行碱液刷新、清水漂洗及风干处理。
3.根据权利要求2所述的改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，其特征在于：所述碱液由除油粉配制，浓度为2.5-5％，碱液温度为60-70℃。
4.根据权利要求2所述的改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，其特征在于：所述清水漂洗中的清水温度为80-100℃，水压为0.1MPa。
5.根据权利要求3或4所述的改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，其特征在于：所述碱液和清水的加热方式为电加热、蒸汽加热。
6.根据权利要求1所述的改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，其特征在于：所述硅溶胶溶液加入量为2kg。
7.根据权利要求1所述的改善取向硅钢底层的氧化镁涂覆工艺，其特征在于：所述步骤(5)中干燥烧结温度为380～520℃。
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