CS214155B1 - SpSsob vytvárania sklovitých povlakoy na orientované transformátorové pásy' 1 - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 214 155 (11) (Bi)

(61) (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 01 07 80 (21) PV 4680-80 (51)Intcí H 01 F 3/04 // H 01 F 27/34

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zverejnené 15 09 81(45) Vydané 15 02 85

Autor vynálezu KOŠTURIAK ADAM RNDr. CSc.,

KAVKČANSKÝ VINCENT doc. ing, CSc.,UEIČIANSKÝ STANISLAV RNDr., KOŠICE (54) SpSsob vytvárania sklovitých povlakoy na orientované transformátorové pásy' 1

Vynález sa týká spSsobu vytvárania sklovitých povlakov na orientované transformátorové pásy.

Sklovité izolačně filmy sa nanášajú na orientované transformátorové pásy, ktoré sú po-kryté oddělovacím 'vrstvou kysličníka horečnatého za účelom vnášania napatia, ktore je účin-ným prostriedkom pri zničovaní strát v jadre transformátorového plechu. Popísané jě vytvore-nie sklovitého filmu na plechu z orientovanej kremíkovej ocele, vznikajúceho při vysokej te-plotě jeho konečného žíhania alebo fosfátového filmu, naneseného na sklovitý film alebo pria-mo na holú ocel bez sklovitého filmu. Sklovitý film vzniká reakciou kysličníka horečnatého,ktorý sa používá ako oddel'ovacie činidlo pri žíhaní, alebo z kysličníkov, ktoré sa pridávajúku kysličníku horečnatému pri úpravě ocelových plechov s kysličníkovou povrchovou úpravou.

Na tento sklovitý film sa nanáša číalší krycí roztok, z ktorého sa žíháním tiež vytvoří sklo-vitý povlak. V súčasnosti sú základnou zložkou nanáSacích roztokov niektoré z fosforečnanovdraslíka, sodíka, hliníka,'kremíka, chrómu, železa, bóru, titanu a mangánu. V niektorých prí-padoch sa k uvedeným fosforečnanom přidává kyselina boritá, častejšie sa přidává kysličníkchrómový alebo chromany na zlepšenie vzhladu sklovitých povlakov. Fosforečnanové nanášacieroztoky sa vypalujú dvojfázovo, pričom prvá fáza - sušenie sa uskutečňuje do teploty 350 °Ca druhá fáza sa uskutočňuje pri teplote 800 °C. V prvej fáze ide o zbavenie sa vody z nanáša-cieh.o roztoku a v druhej fáze sa tvoří sklovitý povlak. Nanášacie roztoky na báze fosforeč- 214155 214155 2 nanov majú kyslú reakciu a nanášejí sa vo formě suspenzií, čo značné vplýva na straty v jad-rách orientovaných transformátorových pásoch. Vzniknuté sklovité povalky na vzhl'ad nemajújemne kryštalicků štruktúru a nie sú vždy homogenně.

Uvedeném nedostatky sú odstránené u sposobu vytvárariia sklovitých povlakov na orientova-né transformátorové pásy podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na orientované transformá-torové pásy s vrstvou kysličníka horečnatého ea nanesie borátový nanášaoí roztok, pozostáva-júci zo zmesi 1 až 60 hmotnostných dielov štvorboritanu lítneho a 1 hmotnostného dielu kyse-liny boritej v 3 až 100 ml vody, s výhodou 3 hmotnostných dielov štvorboritanu lítneho a .1 hmotnostného dielu kyseliny boritej v 7 ml Vody, s hodnotou pH 5,4 až 10, tak aby plošná • ”2 ’ o* hustota sklovitej vrstvy bola vačšia ako l^ug.cmí Nanesený roztok sa suší při teplote 130 °Ci 10 °C po dobu dlhšlu ako 2 minúty a potom sa vypaluje v intervale teplSt od 500 do 700 °Cs dobou vypalovania 500 °C i 70 °C viac ako 5 minút, pro teplote 630 °C viac ako 1 minutu anro teplote 700 °C viac ako 30 sekúnd.

Postupovat sa m9že aj tak, že roztok sa nanesie tak, aby plošná hustota sklovitej vrst-vy bola vačšia ako l^ig.cm-2 a vypaluje sa jednofázovo pri teplote od 120 °C vyššie, výhodnév intervale od 570 do 630 °C doba vypalovania je pri teplotách 500 °C - 70 °C viac ako 5 mi-nút a pri teplote 630 °C viac ako 1 minútu.

Okrem borátového roztoku pópísaného sa može naniest aj roztok obsahujúci okrem základ-ných zložiek, ktorými sú štvorboritah lítny a kyselina boritá v predtým uvedenom pomere, prí-davok 0,03 až 4 % hmotnosti, s výhodou 0,1 až 1,0 % hmotnosti chrómu vo formě chrómanu alebodvojchrómanu lítneho, Sálej 0,001 4 0, 0001 % hmotnosti Ce (IV) s výhodou vo formě dusičnanuceričitého alebo 0,01 až 2 % hmotnosti Fe (III) vo formě komplexu tetraboritan železitý-bo-ritan železitý. Alebo sa použije na nanášanie borátový roztok ktorý okrem predtým uvedenýchzákladných zložiek a prídsvkov obsahuje 0,001 až 2,0 % hmotnosti dusičnanového iónu.s výho-dou dusičnanu lítneho. Štvorboritan lítny, nedostupný v obchodnej sieti je výhodné pre tieto účely připravitzmiešaním 1 až 2,5 grammolekúl kyseliny boritej a 1 grammolekuly hydroxidu lítneho, Sálej ichrozpuštěním vo vodě, podlá reakcie 2 LiOH + 4 HjBOj - Li?B4°7 + 7H2° Výhody nopísaného borátového nanášecieho roztoku sú v tom, že štvorboritan lítny, tvo- riaci jeho zložku sa vyznačuje vysokou rozpustnostou vo vodě a tak je umožněná příprava jeho -2 -3 čirých roztokov. s vysokou koncentráciou Β^Ογ a BOj ionov, ako sklotvorných zložiek. Hod-nota pH týchto roztokov sa može pohybovat od 4 do 10, bez vypadávania zrezeniny, čo prispie-va ku vytvoreniu homogenných filmov. Lítny ion má melý ionový poloměr, čoho ddsledkom je jem-ne kryštalická štruktúra sklovitého povlaku. Vhodným prídavkom chrómu je možné dosiahnut při-bližné viac ako 10 % zníženie strát.

Prídavok Ce (IV) pri vhodnéj koncentrácii znižuje straty v orientovaných transformátoro-vých pásoch. Výhodou spSsobu nanášania je aj možnost jednofázového vypalovania nanášaciehoroztoku. Avšak pri dvojfázovom spSsobe vypalovania, pri ktorom prvá fáza - sušenie, sa rea-lizuje v rozmedzí teplňt 120 až 250 °C a druhá fáza - vypalovanie sa realizuje v rozmedzí te- 3 214155 ρΐθΐ 570 až 550 °c, alebo aj pri 700 °C, sú výsledky reprodukovatelnejžie a vytvořené povlakymajú lepší vzhlad. Pri tepelnom spracovaní nad teplotu 800 ®C, kedy všeobecne nastáva zhorše-nie izolsčných vlastností sklovitého povlaku na základe jeho rozrušenia a oxidácie, sú stratyv orientovaných transformátorových pásoch vyššie ale v porovnaní s rovnako spracovanými orien-tovanými transformátorovými pásmi so základnou vrstvou kysličníka horečnatého sú o 10 % nižšieδο svědčí o tom, že počas tepelného spracovania nanášacieho roztoku sa vytvoří zlučenina vhod-ných vlastností.

Predmet vynálezu je popísaný v nasledujúcich príkladooh. Příklad 1

Stvorboritan lítny pře nanášaEÍ roztok sa připraví tak, že do kadičky sa dá grammolekula pevnéhohydroxidu lítneho a 1. grammolekula kyseliny boritej. Po premieŠaní oboch látok sa prilieva vo-da až do celkového objemů 300 ml a roztok sa 10 až 15 minut premiešava. Po vyčirení sa pH roz-toku upraví na hodnotu 5,4 prídavkom pevnej kyseliny boritej.

Roztok možno prípravií aj tak, že 1 hmotnostnému dielu štvorboritanu lítneho sa přidá1 hmotnostný diel kyseliny boritej. Příklad 2

Stvorboritan lítny pre nanášací roztok sa připraví tak ako v příklade 1, s tým rozdielom, žesa zmieša 2,2 grammolekúl kyseliny boritej s jednou grammolekulou hydroxidu lítneho. HodnotapH výsledného roztoku je 5.

Tento nanášací roztok je možné připravit aj tak, že k 7,5 hmotnostným dielom žtvorboritanulítneho sa r- = 1 hmotnostný diel kyseliny boritej. Příklad 3

Stvorboritan lítny pre nanášací roztek připravený ako v příklade 1 s tým rozdielom, že pH saupraví prídavkom hydroxidu lítneho na hodnotu 10.

Tento nanášací roztok je možné připravit tak, že k 60,0 hmotnostný® dielom žtvorboritanulítneho sa přidá 1 hmotnostný diel kyseliny boritej. Příklad 4 K vodnému roztoku štvorboritanu lítneho a kyseliny boritej podlá příkladu 1, 2, alebo 3 sapřidá chroraan lítny alebo dvojchroman lítny v koncentrácii od 0,8 % hmotnosti, připravený na-sledovným postupom: v kadičke sa rozpustí 0,5 grammolekuly dvojchromanu amonného a přidá sa1 grammolekula hydroxidu lítneho. Po rozpuštění celého množstva hydroxidu lítneho, sa ho při-dá ešte tolko, aby roztok poskytol výrazné alkalická reakciu-aby hodnota pH bola vačšia ako12. Potom sa roztok povarí, až kým je cítit unikajuci amoniak. Roztok je čirý žltej farby aako koncentrovaný obsahuje přibližné 100 mg Cr (IV) - ml_\ Příklad 5

Do nanážacieho roztoku podlá příkladu 1, 2 alebo 3 sa přidá Ce (IV) vo formě dusičnanu ceri-čitého, tak aby jeho hmotnostná koncentrácia v roztoku bola 0,001 - 0, 0001 %. Příklad 6

Do nanášacieho roztoku podlá příkladu 1, 2 alebo 3 sa přidá Fe (III) v koncentrácii 0,1 %hmotnosti, vo formě boritanu železitého. Příklad 7

Na orientovaný transformátorový pás so sklovitou vrstvou kysllčníka horečnatého sa nanesie na-

Claims (4)

214155 nášací roztok zloženia ako je popísané v příklade 1, tak aby jeho plošná hustota po vypáleníbola vačšia ako lfUg.cm-2 a vypaíuje sa pri teplote 570 °C viac ako 5 minut. Příklad 8 Na orientovaný transformátorový pás so sklovitou vrstvou kysličníka horečnatého sa nanesienanášací roztok zloženia ako je popísané v příklade 2 álébo v příklade 3» tak aby jeho ploš-ná hustota po vypálení bola vačšia ako l^g.cm-2 a vypaluje sa pri teplote 610 °C viac ako3 minuty. Příklad 9 Na orientovaný transformátorový pás so sklovitou vrstvou kysličníka horečnatého sa nanesienanášací roztok zloženia ako je popísané v příklade 4, 5 alebo 6 a vypaluje sa pri teplote630 °C viac ako minutu. Příklad 10 Na orientované transformátorové pásy připravené podía příkladu 7, 8, 9 sa tepelne spracovávapři teplote 800 °C po dobu dlhšiu ako 5 minut. Příklad 11 Znížěnie premagnetizačných strát merané netódou hysteréznych slučiek na přístroji Tektronixtyp 7633 s Rogovského potenciometrom, pri frekvenci! pol'a 50 Hz a pri maximálnej magnetickejindukcii vo vzorkách 1,5 T je vačšie ako 10 %. V orientovaných transformátorových pásoch pokrytých oddeíovacou vrstvou kysličníku horečnaté-ho MgO, V ktorých straty sa pohybovali od 0,95 do 1,6 W.kg“\ zníženie strát s použitím roztoku podlá příkladu 4 bolo přibližné o 15 %, pričom rozptyl hodnSt sa pohyboval přibližné od 11do 19 %. Zníženie strát merané na pásoch tej istej kvality ako v příklade 4 bolo pri použití roztokupodlá příkladu 5 přibližné 19 %. Pri požití roztoku podlá příkladu 6 10 % rozptyl nameranýchhodnot je od 5 do 30 %· Zníženie strát, merané na pásoch vykazujúcich straty v rozmedzí od 0,8 do 1,1 W.kg“\ bolopriemerne 6 12 %, pričom rozptyl hodnít sa pohyboval od přibližné 4 % do 20 %. Příklad 12 Na orientovaný transformátorový pás so sklovitou vrstvou kysličníka horečnatého sa nanesienanášací roztok zloženia ako je popísané v příklade 1, 2, 3, 4, 5, 6 alebo 7 tak, aby jehoplošná hustota po vysušení bola vačšia ako 2/ig.cm“2 a suší sa pri teplote 130 - 10 °C viacako 10 minut. Příklad 13 Na orientovaný transformátorový pás so sklovitou vrstvou kysličníka horečnatého sa nanesienanášací roztok zloženia ako je popísané v příklade 1, 2, 3, 4, 5, 6 a 7 tak, aby jeho množ-stvo po vysušení bolo vačšie ako 2,Ajg.cm_2 a suší pri teplote 220 i 30 °C viac ako 2 mlnúty. PREDMET V Y N í L-Έ Z U

1. SpSsob vytvárania sklovitých povlakov na orientované transformátorové páeý*vyznačenýtým, že na orientované transformátorové pásy s vrstvou kysličníka horečnatého sa nanesie bo- 5 214155 rátový roztok, ktorý pozostáva zo zmesi 1 až 60 hmotnostných dielov štvórboritanu lítneho. a1 hmotnostného dlelu kyseliny boritej v objeme 3 až 100 ml vody, s výhodou z 3 hmotnostnýchdielov štvorboritanu lítneho a 1 hmotnostného dielu kyseliny boritej v 7 ml vody, hodnota pHktorého sa pohybuje v rozmedzí od 5,4 do 10 tak, aby plošná hustota sklovitéj vrstvy po vypá-lení bola vsčšia ako ljzug.cm-^ a vypaluje sa jednofázovo pri teplote od 120 °C vyššie, výhod-né v intervale od 570 do 630 °C, doba vypalcrvania je pri teplotách 500 i 70 °C viac ako 5 mi-nut a pri teplote 630 °C viac ako 1 minutu, alebo sa najprv suší pri teplote 130 °C i 10 °Cdo dobu dlhšiu ako 2 minúty, a ootom sa vypaluje v intervale teplSt od 500 do 700 °C, pričomdoba vypaíovania je ori teplote 500 °C i 70 °C viac ako 5 minut, pri teplote 630 °C viac,ako 1 minútu a pri teplote 700 °C viac ako 30 sekund.

2. SpSscib vytvárania sklovitých rovlakov na orientované transformátorové pásy podlá bodu1 vyznačený tým, že na orientované transformátorové pásy s vrstvou kysličníka horečnatého sananesie borátový roztok obsahujúci naviac od 0,03 do 4 % hmotnosti chrómu, s výhodou v kon-rpentrácii od 0,1 do 1,0 % hmotnosti, vo formě chrómanu, alebo dvojchrómanu lítneho.

3. Spdsob vytvárania sklovitých povlakov na orientované transformátorové pásy podlá bodu1 a 2 vyznačený tým, že sa nanesie borátový roztok, ktorý obsahuje naviac 0,001 - 0,0001 %hmotnosti Ce (IV) s výhodou vo formě dusičnanu céričitého alebo 0,01 až 2 % hmotnosti Fe (III)s výhodou 0,01 do 0,1 % hmotnosti vo formě komplexu tetraboritan železitý-boritan železitý.

4. Sp3sob vytvárania sklovitých povlakov na orientované transformátorové pásy podlá bodu1. ?, 3 vyznačený tým, že sa nanesie borátový roztdk, ktorý obsahuje naviac 0,001 až 2,0 %hmotnosti dusičnanového iónu s výhodou vo formě dusičnanu lítneho, alebo kyseliny dusičnej vkoncentrácii 0,02 až 0,5 %.