DE1621533C - Process for the production of a glass-like coating with high electrical insulation and high heat resistance on a Sihciumstahlblech - Google Patents
Process for the production of a glass-like coating with high electrical insulation and high heat resistance on a SihciumstahlblechInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines glasartigen Überzugs mit hoher elektrischer Isolierfähigkeit, Adhäsion, Hitzebeständigkeit und hohem Füllfaktor durch Glühen eines Aluminium enthaltenden Siliciumstahlbleches. "The invention relates to a method for producing a vitreous coating with high electrical Insulation, adhesion, heat resistance and high fill factor thanks to the annealing of an aluminum containing silicon steel sheet. "
Ein Aluminium enthaltendes Stahlblech mit der endgültigen Dicke erhält man gewöhnlich dadurch, daß ein warm gewalztes Band oder eine Platte ein oder mehrmals kalt gewalzt wird, und — falls erforderlich — einmal oder mehrmals geglüht wird, worauf es kontinuierlich kurzzeitig geglüht wird (und — falls erforderlich — gleichzeitig entkohlt wird) und danach bei einer Temperatur von etwa 12000C schlußgeglüht (kastengeglüht) wird.A steel sheet containing aluminum with the final thickness is usually obtained by cold-rolling a hot-rolled strip or plate one or more times, and annealing one or more times if necessary, followed by continuous short-term annealing (and if necessary - is decarburized at the same time) and then finally annealed (box annealed) at a temperature of about 1200 0 C.
Das Glühtrennmittel, das aus einem einen überzug bildenden Mittel besteht, das bei der Kastenglühung verwendet wird, soll ein Material sein, das bei der Abschlußglühung unmittelbar als Trennmittel wirkt und sich mit der Oberflächenoxidschicht verbindet, um einen glasartigen Überzug mit hoher elektrischer Isolierfähigkeit, Adhäsion, Füllfaktor und Hitzebeständigkeit zu bilden. Als Material für ein Glühtrennmittel und als Mittel zur Bildung eines Überzuges sind MgO + SiO2(USA.-Patentschrift2 354123XMg(OH)2 + Ca(OH)2 (USA.-Patentschrift 2 492 682) und Oxide alkalischer Erdmetalle (USA.-Patentschrift 2 533 351) bekannt.The annealing separator, which consists of a coating-forming agent that is used in box annealing, should be a material that acts directly as a separating agent during the final annealing and bonds with the surface oxide layer to form a vitreous coating with high electrical insulation properties, adhesion, Form fill factor and heat resistance. As a material for an annealing separator and as an agent for forming a coating, MgO + SiO 2 (USA.-Patent 2 354123XMg (OH) 2 + Ca (OH) 2 (USA.-Patent 2 492 682) and oxides of alkaline earth metals (USA.- Patent specification 2,533,351) is known.
Das Wesentliche dieser bekannten Verfahren zur Bildung elektrisch isolierender Überzüge liegt darin, daß — wenn Silicium während der Entkohlungsglühung in einer nassen, reduzierenden Atmosphäre wahlweise oxydiert wird, so daß auf der Oberfläche eines Stahlbleches mit einer Suspension überzogen wird, die aus MgOMg(OH)2-H2O Jjesteht, und dann das Blech getrocknet und abschließend bei hoher Temperatur in einer reduzierenden Atmosphäre geglüht wird, MgO od. dgl. das Zusammenkleben bzw. Zusammenhaften der Stahlbleche verhindert und als Glühtrennmittel wirkt, wobei gleichzeitig ein Teil davon mit dem obengenannten SiO2 reagiert, um einen glasartigen, elektrisch isolierenden überzug zu bilden.The essence of these known processes for the formation of electrically insulating coatings is that if silicon is optionally oxidized during the decarburization annealing in a wet, reducing atmosphere, so that the surface of a steel sheet is coated with a suspension consisting of MgOMg (OH) 2 -H 2 O Jjestist, and then the sheet is dried and finally annealed at high temperature in a reducing atmosphere, MgO or the like. The sticking or sticking together of the steel sheets prevents and acts as an annealing separator, at the same time a part of it with the above-mentioned SiO 2 reacts to form a vitreous, electrically insulating coating.
Es wurde festgestellt, daß man einen glasartigen überzug mit hoher elektrischer Isolierfähigkeit, Adhäsion, Füllfaktor und Hitzebeständigkeit auch mit einem bekannten Glühtrennmittel erhält, aber es wurde auch festgestellt, daß man bei einigen Elektrostahlblechen mit den bekannten Glühtrennmitteln keinen überzug mit hoher elektrischer Isolierfähigkeit und Adhäsion erreichen kann. Das heißt, es wurde festgestellt, daß, wenn mehr als 0,01% säurelösliches Aluminium in einem warmgewalzten Siliciumstahlblech enthalten ist, kein glasartiger Überzug mit hoher elektrischer Isolierfähigkeit und Adhäsion erreichbar ist, auch wenn das Stahlblech in einer entkohlenden Atmosphäre kurzzeitig geglüht und dann in einer entkohlenden Atmosphäre mit dem obengenannten, konventionellen Glühtrennmittel überzogen und dann getrocknet und schlußgeglüht wird unter Verwendung von trockenem H2 oder einem Mischgas aus H2 und N2, wie es übliche Praxis ist. Dies kommt davon her, daß, wenn Aluminium in einem Siliciumstahlblech enthalten ist, dieses Aluminium bevorzugt oxydiert wird, wobei Al2O3 auf der Oberfläche des Stahlbleches entsteht, während es geglüht wird. Die Reaktion bei einem konventionellen Silicium-Stahlblech, das kein Aluminium enthält und bei der das ausgeschiedene SiO2 auf MgO einwirkt, wobei vorteilhafter, glasartiger überzug erzeugt wird (beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 533 331), wird dadurch verhindert. Es wurde auch versucht, zu einem MgO enthaltenden Glühtrennmittel SiO2 zuzugeben, aber es konnte damit kein glasartiger überzug mit hoher Adhäsion erreicht werden.It has been found that a vitreous coating with high electrical insulation, adhesion, fill factor and heat resistance can also be obtained with a known annealing separator, but it has also been found that a coating with high electrical insulation and adhesion cannot be obtained with some electrical steel sheets with the known annealing separators can. That is, it has been found that if more than 0.01% of acid-soluble aluminum is contained in a hot-rolled silicon steel sheet, no vitreous coating with high electrical insulating property and adhesion can be obtained even if the steel sheet is briefly annealed in a decarburizing atmosphere and then in a decarburizing atmosphere is coated with the above-mentioned conventional annealing separator, and then dried and finally annealed using dry H 2 or a mixed gas of H 2 and N 2 , as is common practice. This is because, when aluminum is contained in a silicon steel sheet, that aluminum is preferentially oxidized, whereby Al 2 O 3 is generated on the surface of the steel sheet while it is being annealed. The reaction in a conventional silicon steel sheet which does not contain aluminum and in which the precipitated SiO 2 acts on MgO, producing an advantageous, vitreous coating (for example in US Pat. No. 2,533,331), is thereby prevented. Attempts have also been made to add SiO 2 to an annealing separator containing MgO, but no vitreous coating with high adhesion could be achieved with it.
Bei Untersuchungen von Glühtrennmitteln, die meist verwendet wurden, um einen vorteilhaften, glasartigen überzug bei der Schlußglühung in einem Verfahren zur Herstellung eines Elektrostahlbleches aus einem Aluminium enthaltenden Siliciumstahl zu erhalten, wurde von den Erfindern festgestellt, daß eine Mischung aus MgO und MnO2 ein ausgezeichnetes Glühtrennmittel ist.In investigations of annealing separators, which were mostly used to obtain an advantageous, vitreous coating in the final annealing in a process for producing an electrical steel sheet from an aluminum-containing silicon steel, it was found by the inventors that a mixture of MgO and MnO 2 was excellent Annealing separator is.
Die Erfindung schafft nun ein Verfahren zur Herstellung eines glasartigen, hochhitzebeständigen Überzuges mit hoher elektrischer Isolierfähigkeit durch Glühen eines Aluminiums enthaltenden Siliziumstahlbleches. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, das vorder Schlußglühung des Siliciumstahlbleches in einer Flüssigkeit enthaltene Mischung einer oder mehrerer Verbindungen von Mangan, Zink, Kupfer und Chrom mit einer Magnesiumverbindung zur Bildung einer Schicht auf der Oberfläche des Stahlbleches aufgetragen und getrocknet wird und daß dann das mit der Schicht überzogene Stahlblech in einer reduzierenden, Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre mit einem Taupunkt über —40° C geglüht wird.The invention now provides a method for producing a vitreous, highly heat-resistant coating having high electrical insulating property by annealing a silicon steel sheet containing aluminum. The invention is characterized in that prior to the final annealing of the silicon steel sheet Mixture of one or more compounds of manganese, zinc, contained in a liquid Copper and chromium with a magnesium compound to form a layer on the surface of the Steel sheet is applied and dried and that then the steel sheet coated with the layer annealed in a reducing atmosphere containing hydrogen with a dew point above -40 ° C will.
Die hier als Mg-Verbindung oder Mn-Verbindung bezeichneten Verbindungen sind solche, aus denen MgO oder MnO entsteht, wenn sie in Form ihres Oxids, Peroxyds, Hydroxids oder Carbonats erhitzt werden.The one here as a Mg compound or Mn compound The compounds referred to are those from which MgO or MnO is formed when they are in the form of their Oxides, peroxides, hydroxides or carbonates are heated.
Die Tatsache, daß man Al2O3, das mit dem Mittel zur Bildung des anorganischen Oxidüberzuges, das die Mg-Verbindung und die Mn-Verbindung enthält, reagiert, spezifisch durch die Oxydation des Aluminiums erhält, das in dem Siliciumstahl enthalten ist, und nicht aus einem zugemischten Mittel, bildet ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Wenn ein Siliciumstahlblech nur auf der Oberfläche mit MgO, MnO2 und zugemischtem Al2O3 überzogen und bei hoher Temperatur geglüht wird, so erhält man keinen gleichmäßigen elektrisch isolierenden überzug. Ein solches Verfahren ist durch die USA.-Patentschrift 3 132 056 bekannt. Danach wird auf Siliciumstahlblech erst ein MgO-Anstrich aufgebracht und auf diesen Anstrich ein Al-Oxid. Dabei bildet sich kein glasartiger, sondern ein pulverförmiger überzug, der leicht wieder abgerieben werden kann.The fact that Al 2 O 3 , which reacts with the agent for forming the inorganic oxide coating containing the Mg compound and the Mn compound, is obtained specifically by the oxidation of aluminum contained in the silicon steel, and not from an admixed agent, forms an essential feature of the invention. If a silicon steel sheet is coated only on the surface with MgO, MnO 2 and admixed Al 2 O 3 and annealed at a high temperature, a uniform electrically insulating coating is not obtained. Such a method is known from U.S. Patent 3,132,056. Then an MgO paint is first applied to the silicon steel sheet and an Al oxide is applied to this paint. This does not result in a vitreous, but rather a powdery coating that can easily be rubbed off again.
Die Verwendung von Zink- und Chromverbindungen zum Herstellen einer silikatischen Isolierschicht auf Siliciumstahlblechen ist durch die britische Patentschrift 796 807 bekannt.The use of zinc and chromium compounds to create a silicate insulating layer on silicon steel sheets is known from British Patent 796,807.
Wenn ein Siliciumstahlblech, das beispielsweise 0,010 bis 0,090 Gewichtsprozent Al und 2,0 bis 4,0 Gewichtsprozent Si enthält, kurzzeitig nach dem Kaltwalzen geglüht wird, so daß eine Oberflächenschicht, die Al2O3 enthält, auf der Oberfläche erzeugt wird, auf der Oberfläche mit einer Suspension überzogen wird, in der beispielsweise. MgO, MnO2 und H2O gemischt sind, so daß die Uberzugsmenge des Glühtrennmittels nach dem Trocknen 2 bis 10 g/m2 oder vorzugsweise 4 bis 8 g/m2 beträgt, und dieses Blech dann 5 bis 30 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise bei 1000 bis 1200° C kastengeglüht wird, reagiert ein Teil des MgO und des MnO2 mit der Oberfläche des Stahlbleches, wodurchWhen a silicon steel sheet containing, for example, 0.010 to 0.090% by weight of Al and 2.0 to 4.0% by weight of Si is annealed briefly after cold rolling, so that a surface layer containing Al 2 O 3 is formed on the surface on which Surface is coated with a suspension in which, for example. MgO, MnO 2 and H 2 O are mixed so that the coating amount of the annealing separating agent after drying is 2 to 10 g / m 2 or preferably 4 to 8 g / m 2 , and this sheet is then for 5 to 30 hours in a reducing Atmosphere, for example at 1000 to 1200 ° C, a part of the MgO and the MnO 2 reacts with the surface of the steel sheet, whereby
ein glasartiger überzug entsteht. Es ist jedoch nicht immer notwendig, eine ausreichende Menge von Al2O3 während der Kurzzeitglühung zu erzeugen. Auch wenn M2O3 bei der Schlußglühung in geeigneter Atmosphäre erzeugt wird oder in der geforderten Menge bei der Kurzzeitglühung und der Schlußglühung erzeugt und dann zur Reaktion mit MgO—MnO2 gebracht wird, wird das Ziel der Erfindung erreicht. Ein derartiger glasartiger überzug enthält neben den beschriebenen Bestandteilen auch F2O. Wenn das nach der Schlußglühung zurückbleibende Glühtrennmittel analysiert wird, wird festgestellt, daß der Anteil der Mn-Verbindung abgenommen und der von Mn im Stahl etwas zugenommen hat. Wenn die Mg-Verbindung und die Mn-Verbindung jedoch so gemischt werden, daß das Gewichtsverhältnis von MgO zu MnO in dem Trennmittel nach dem Trocknen mehr als 98 Teile MgO und weniger als 2 Teile MnO beträgt, kann man kaum einen überzug mit hoher, elektrischer Isolierfähigkeit und Adhäsion erhalten. Wenn das Gewichtsverhältnis von MgO zu MnO in dem Trennmittel nach dem Trocknen weniger als 20 Teile MgO und mehr als 80 Teile MnO beträgt, ist der erhaltene überzug nach dem Glühen so rauh bzw. grob, daß der Füllfaktor vermindert und die Adhäsion verschlechtert wird. Das Mischgewichtsverhältnis von MgO zu MnO, das für die Erzeugung eines glasartigen Überzuges geeignet ist, liegt im Bereich von 98:2 bis 20:80. Insbesondere im Bereich von 70: 30 bis 90:10 kann man ein vorteilhaftes Ergebnis erhalten. Als Mg-Verbindung kann MgO verwendet werden, ferner Magnesiumoxide und Magnesiumhydroxide in so verschiedenen Formen, WIeMg(OH)2 · Mn2O3, und ferner können MnO · OH und Mn(OH)2 als Verbindungen verwendet werden, aus denen MgO und MnO entsteht, wenn sie erhitzt werden. Es wird betont, daß der aus MnO2 beim thermischen Zerfall während der Glühung freigesetzte Sauerstoff oder das durch die Reaktion dieses freigesetzten Sauerstoffs mit der reduzierenden Atmosphäre erzeugte Wasser dazu beitragen, einen glasartigen überzug zu bilden. So ist unter den Verbindungen MnO2 in der Praxis besonders erwünscht. Es ist ferner erwünscht, daß die Mn-Verbindung sehr feinkörnig ist und eine Korngröße unter 0,15 mm hat. Eine solche Mn-Verbindung hat die Wirkung, andere Verbindungen, die in dem Siliciumstahl enthalten sind, wie z. B. S und Al, während der Kastenglühung zu oxydieren, und ferner den Vorteil, daß die magnetischen Eigenschaften des Süiciumstahlbleches nicht beeinträchtigt werden. Auch wenn die Mg-Verbindung und die Mn-Verbindung nicht zusammengemischt werden, sondern das Stahlblech zuerst mit der Mn-Verbindung und dann mit der Mg-Verbindung überzogen wird, um eine Doppelschicht zu bilden, erhält man einen vorteilhaften, einwandfreien, glasartigen überzug. In einem solchen Fall wird das Verhältnis der Überzugsmengen der unteren Schicht und der oberen Schicht des Überzugs so festgelegt, daß das Verhältnis MgO zu MnO in dem Trennmittel nach dem Trocknen in dem oben angeführten Bereich liegt.a vitreous coating is created. However, it is not always necessary to generate a sufficient amount of Al 2 O 3 during the short-term annealing. Even if M 2 O 3 is generated in the final annealing in a suitable atmosphere or is generated in the required amount in the short-term annealing and the final annealing and then made to react with MgO — MnO 2 , the aim of the invention is achieved. Such a vitreous coating also contains F 2 O in addition to the components described. If the annealing separator remaining after the final annealing is analyzed, it is found that the proportion of Mn compounds has decreased and that of Mn in the steel has increased somewhat. However, if the Mg compound and the Mn compound are mixed so that the weight ratio of MgO to MnO in the release agent after drying is more than 98 parts of MgO and less than 2 parts of MnO, a high electrical coating can hardly be obtained Maintain insulating properties and adhesion. If the weight ratio of MgO to MnO in the release agent after drying is less than 20 parts of MgO and more than 80 parts of MnO, the resulting coating after annealing is so rough that the fill factor is reduced and the adhesion is deteriorated. The mixed weight ratio of MgO to MnO, which is suitable for producing a vitreous coating, is in the range from 98: 2 to 20:80. In particular, in the range from 70:30 to 90:10, an advantageous result can be obtained. As the Mg compound, MgO can be used, as well as magnesium oxides and magnesium hydroxides in various forms, WIeMg (OH) 2 · Mn 2 O 3 , and further MnO · OH and Mn (OH) 2 can be used as compounds from which MgO and MnO is created when they are heated. It is emphasized that the oxygen released from MnO 2 during thermal decomposition during annealing, or the water produced by the reaction of this released oxygen with the reducing atmosphere, help to form a vitreous coating. Thus, among the compounds, MnO 2 is particularly desirable in practice. It is also desirable that the Mn compound be very fine-grained and have a grain size below 0.15 mm. Such a Mn compound has an effect of destroying other compounds contained in the silicon steel, such as. B. S and Al to oxidize during the box annealing, and also the advantage that the magnetic properties of the SiCium steel sheet are not impaired. Even if the Mg compound and the Mn compound are not mixed together, but the steel sheet is coated first with the Mn compound and then with the Mg compound to form a double layer, an advantageous, flawless, vitreous coating is obtained. In such a case, the ratio of the coating amounts of the lower layer and the upper layer of the coating is determined so that the ratio of MgO to MnO in the release agent after drying is in the above-mentioned range.
Das den überzug bildende Glühtrennmittel kann durch allgemeine Einrichtungen, wie z. B. eine Walze, oder durch Aufsprühen aufgebracht werden. Insbesondere beim überziehen des Stahlbleches mit der Mn-Verbindung als untere Schicht sollte jedoch das Stahlblech in eine solche wäßrige Lösung, wie eine Nitrat- oder Sulfatlösung aus Mn, eingetaucht und die Schicht auf elektromechanischen! Wege abgeschieden werden, wobei das Manganoxid oder Manganhydroxid sicher und gleichmäßig auf der Oberfläche des Stahlbleches niedergeschlagen werden kann, wodurch man einen besseren glasartigen Film erhält. Der oben beschriebene glasartige überzug kann so, wie er ist, gut für geschichtete Kernmaterialien verwendet werden. Jedoch können die elektrische Isohörfähigkeit und die Antikorrosionsfähigkeit verbessert werden, wenn die Oberfläche noch einmal überzogen wird, beispielsweise mit einem anorganischen überzug, der durch Aufbringen, Trocknen oder Brennen einer Lösung erzeugt wird, die dadurch hergestellt wird, daß wenigstens einer der Bestandteile Wasserglas, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Zinkoxid und Kieselsäureanhydrid zu einer wäßrigen Lösung zugegeben wird, die 5 bis 40 Gewichtsprozent Phosphorsäure, 1 bis 10 Gewichtsprozent einer solchen Verbindung enthält, die 6wertiges Chrom als Chromsäureanhydrid oder Dichromsäure und ferner weniger als 8 Gewichtsprozent Borsäure oder Borat enthält, oder · wenn die Oberfläche mit einem anorganischen überzug überzogen wird, der durch Aufbringen, Trocknen oder Brennen einer wäßrigen Lösung erzeugt wird, die . dadurch hergestellt wird, daß 1 bis 4 Gewichtsprozent i Glycerin, 2 bis 5 Gewichtsprozent Borsäure einer wäßrigen Lösung aus 10 bis 60 Gewichtsprozent Zinkdi-1 chromat zugegeben werden. Deshalb kann, nachdem ein glasartiger, isolierender überzug gemäß der Erfindung hergestellt wurde, dieser weiterhin doppelt mit einem der anorganische Bestandteile, wie P-, Cr- und Si-Verbindungen enthaltenden überzug überzogen werden. Ferner ist, falls das Stahlblech ohne jegliche Spannungsfreiglühung verwendet wird, die Hitzebeständigkeit des Überzugs nicht erforderlich, weshalb der glasartige überzug mit einem organischen überzug oder einem überzug, der aus organischen und .anorganischen Bestandteilen gemischt ist, überzogen werden kann.The annealing separator forming the coating can be obtained by general means such as e.g. B. a roller, or applied by spraying. In particular when coating the steel sheet with the Mn compound as the lower layer, however, the steel sheet should be immersed in an aqueous solution such as a nitrate or sulfate solution of Mn and the layer should be electromechanical! Ways are deposited, whereby the manganese oxide or manganese hydroxide can be deposited surely and uniformly on the surface of the steel sheet, whereby a better glass-like film can be obtained. The vitreous coating described above can be used well for layered core materials as it is. However, the electrical iso-hearing ability and the anti-corrosion ability can be improved if the surface is coated again, for example with an inorganic coating which is produced by applying, drying or firing a solution which is prepared by adding at least one of the components water glass, magnesium oxide , Calcium oxide, zinc oxide and silicic acid anhydride is added to an aqueous solution which contains 5 to 40 percent by weight of phosphoric acid, 1 to 10 percent by weight of a compound containing hexavalent chromium as chromic anhydride or dichromic acid and also less than 8 percent by weight boric acid or borate, or if the surface is coated with an inorganic coating which is produced by applying, drying or firing an aqueous solution which. is prepared by adding 1 to 4 percent by weight i glycerol, 2 to 5 weight percent boric acid are added to an aqueous solution of 10 to 60 weight percent zinc di 1 chromate. Therefore, after a vitreous insulating coating according to the invention has been prepared, it can be further coated twice with one of the inorganic components such as P, Cr and Si compounds. Further, if the steel sheet is used without any stress relief annealing, the heat resistance of the coating is not required, and therefore the vitreous coating can be coated with an organic coating or a coating mixed with organic and inorganic components.
Wie oben angeführt, hat sich als Mittel zur Bildung eines Überzuges und als Glühtrennmittel eine Mischung aus einer Mg-Verbindung und einer Mn-Verbindung als besonders geeignet erwiesen. Jedoch erhält man auch dann einen glasartigen überzug,As stated above, a mixture has proven itself as a means for forming a coating and as an annealing separator of a Mg compound and a Mn compound proved to be particularly suitable. However a glass-like coating is also obtained
. wenn man an Stelle der Mn-Verbindung eine Zn-, Cu- oder Cr-Verbindung oder mehrere davon verwendet. . if a Zn, Cu or Cr compound or several of them are used instead of the Mn compound.
Das Mischverhältnis einer solchen Zn-, Cu- oder Cr-Verbindung zu der Mg-Verbindung liegt jedoch in demselben Bereich wie das Verhältnis MgO zu MnO.However, the mixing ratio of such a Zn, Cu or Cr compound to the Mg compound is in the same range as the ratio of MgO to MnO.
Bei der Herstellung eines Siliciumstahlbleches (mit dem Bereich von etwa 2,0 bis 4,0 Gewichtsprozent Si und etwa 0,010 bis 0,040 Gewichtsprozent Al, wobei hinsichtlich dieser Bestandteile auf die USA.-Patentschrift 3 159 511 bezug genommen wird), das 0,017 Gewichtsprozent Al und 3 Gewichtsprozent Si enthielt, und das mit einem Reduktionsverhältnis von 65 bis 85% nach dem Warmwalzen kaltgewalzt wurde, wurde das Stahlblech bei 80O0C (unter Verwendung eines Bereiches von etwa 750 bis 9500C) 3 Minuten lang in einer Atmosphäre aus gespaltenem Ammoniakgas mit einem Taupunkt von 65° C entkohlungsgeglüht und dann dünn auf der Oberfläche mit einer Suspension aus 90 g MgO, 10 g MnO2 und 11 H2O (MgOIn making a silicon steel sheet (in the range of about 2.0 to 4.0 weight percent Si and about 0.010 to 0.040 weight percent Al, for which components reference is made to U.S. Patent 3,159,511), the 0.017 weight percent Al and 3 wt% Si, and which was cold-rolled at a reduction ratio of 65 to 85% after hot rolling, the steel sheet was at 80O 0 C (using a range of about 750 to 950 0 C) for 3 minutes in an atmosphere of cracked Ammonia gas with a dew point of 65 ° C decarburization annealed and then thinly on the surface with a suspension of 90 g MgO, 10 g MnO 2 and 11 H 2 O (MgO
zu MnO = 91,7:8,3) überzogen, so daß die Uberzugsmenge des Glühtrennmittels, nach dem Trocknen 8 g/m2 betrug, worauf das Blech getrocknet und bei 1000 bis 12000C 10 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre abschließend geglüht wurde, und als Abschlußglühatmosphäre ein trockenes Mischgas aus H2 und N2 eingeführt wurde (mit einem Taupunkt von etwa —30° C), um einen elektrisch isolierenden Überzug durch die Reaktion der Oberflächenschicht mit dem Glühtrennmittel zu erzeugen.to MnO = 91.7: 8.3) so that the amount of coating of the annealing separating agent after drying was 8 g / m 2 , whereupon the sheet was dried and finally annealed at 1000 to 1200 ° C. for 10 hours in a reducing atmosphere and, as a final annealing atmosphere, a dry mixed gas of H 2 and N 2 was introduced (with a dew point of about -30 ° C.) to produce an electrically insulating coating by the reaction of the surface layer with the annealing separator.
Die Ergebnisse im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung von MgO allein sind folgende:The results compared with those using MgO alone are as follows:
widerstand
(ASTM-Verfahren
Nr. 2) in Ω/cm2
bei einer Belastung
von 35 kg/cm2 Intermediate layer
resistance
(ASTM method
No. 2) in Ω / cm 2
at a load
of 35 kg / cm 2
Biegung um 180°
bei einem
Durchmesser
von 20 mmAdhesion
180 ° bend
at a
diameter
of 20 mm
MgO + MnO2 ..MgO alone .....
MgO + MnO 2 ..
20,41.41
20.4
kein über
zug
Überzug
blättert
nicht abpractical
no over
train
coating
scrolls
not off
B e i s ρ i e 1 2B e i s ρ i e 1 2
Beim Verfahren zur Herstellung eines Siliciumstahlbleches (mit dem Bereich von 0,025 bis 0,085 Gewichtsprozent C, 2,5 bis 4,0 Gewichtsprozent Si, 0,010 bis 0,065 Gewichtsprozent säurelöslichem Al und 0,005 bis 0,050 Gewichtsprozent S, wobei hinsichtlich dieser Bestandteile auf die USA.-Patentschrift^ 3 287 183 bezug genommen wird, das 0,028% löslicnes Al und 3% Si enthielt, wurde das Stahlblech kurzzeitig 5 Minuten lang bei 850° C in einer Atmosphäre aus gerSpaltenemAmmoniakgasmiteinemTaupunktvon60°C geglüht, um eine Oberflächenschicht, die Al2O3 enthielt, zu erzeugen, worauf es dünn und gleichmäßig mit einer Suspension überzogen wurde, die aus 70 g MgO, 30 g MnO2 und 11 H2O bestand (MgO zu MnO = 74,1:25,9), so daß die Uberzugsmenge des Glühtrennmittels nach dem Trocknen 6 g/m2 betrug, worauf das Blech getrocknet und abschließend bei 1200° C 20 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre, die man durch Einführen von trockenem H2-GaS (mit einem Taupunkt von etwa — 300C) erhielt, geglüht wurde, so daß ein elektrisch isolierender Film erzeugt wurde. Die Ergebnisse im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung mit MgO allein sind die folgenden: .In the method of manufacturing a silicon steel sheet (ranging from 0.025 to 0.085 wt% C, 2.5 to 4.0 wt% Si, 0.010 to 0.065 wt% acid-soluble Al, and 0.005 to 0.050 wt% S, with reference to the U.S. Pat ^ 3 287 183 is referred to, which contained 0.028% soluble Al and 3% Si, the steel sheet was annealed briefly for 5 minutes at 850 ° C in an atmosphere of cracked ammonia gas with a dew point of 60 ° C to form a surface layer containing Al 2 O 3 , to produce, whereupon it was thinly and evenly coated with a suspension consisting of 70 g of MgO, 30 g of MnO 2 and 11 H 2 O (MgO to MnO = 74.1: 25.9), so that the coating amount of the annealing separator after drying was 6 g / m 2, after which the sheet dried and finally at 1200 ° C for 20 hours in a reducing atmosphere, which is obtained by introducing dry H 2 gas (having a dew point of about - 30 0 C) it was held, annealed to form an electrically insulating film. The results compared with those when used with MgO alone are as follows:.
Widerstand
(ASTM-Verfahren
Nr. 2) in Ω/cm2
bei einer Belastung
von 35 kg/cm2 Interlayer
resistance
(ASTM method
No. 2) in Ω / cm 2
at a load
of 35 kg / cm 2
Biegung um 180°
bei einem
Durchmesser
von 20 mmAdhesion
180 ° bend
at a
diameter
of 20 mm
MgO + MnO2 ..MgO alone
MgO + MnO 2 ..
25,80.49
25.8
kein
überzug
überzug
blättert
nicht abpractical
no
coating
coating
scrolls
not off
Bei spiel 3Example 3
Bei dem Verfahren (demselben wie im Beispiel 2) zur Herstellung eines Siliciumstahlbleches, das 0,028% lösliches Aluminium und 3% Si enthielt, wurde das Stahlblech kurzzeitig 5 Minuten lang bei 900° C in einer Atmosphäre aus gespaltenem Ammoniakgas mit einem Taupunkt von 60° C geglüht, um eine Oberflächenschicht, die Al2O3 enthält, zu erzeugen, und die Oberfläche des Bleches wurde dann dünn und gleichmäßig mit einer Suspension überzogen, die aus 85 g MgO, 15 g MnO2 und 11 H2O bestand (MgO zu MnO = 87,4:12,6), so daß die Uberzugsmenge des Glühtrennmittels nach dem Trocknen 6,5 g/m2 betrug, worauf das Blech getrocknet und abschließend bei 1200° C 20 Stunden lang in einem trockenen Mischgas aus H2 und M2 (mit einem Taupunkt von etwa — 30° C) geglüht wurde, wodurch ein glasartiger Überzug erzeugt wurde. Nachdem das restliche Glühtrenn- mittel entfernt wurde, erhielt das Stahlblech über den Überzugsfilm einen weiteren überzug mit Hilfe einer wäßrigen Lösung, die aus 20 g H3PO4., 3,5 g MgO, 4,5 g CrO3, 2,5 g H3BO3 und 100 ecm H2O bestand, so daß die Uberzugsmenge des Filmes nach demIn the method (the same as in Example 2) for producing a silicon steel sheet containing 0.028% soluble aluminum and 3% Si, the steel sheet was briefly exposed at 900 ° C for 5 minutes in an atmosphere of cracked ammonia gas having a dew point of 60 ° C annealed to produce a surface layer containing Al 2 O 3 , and the surface of the sheet was then thinly and evenly coated with a suspension consisting of 85 g of MgO, 15 g of MnO 2 and 11 H 2 O (MgO added MnO = 87.4: 12.6), so that the amount of coating of the annealing separating agent after drying was 6.5 g / m 2 , whereupon the sheet was dried and finally at 1200 ° C. for 20 hours in a dry mixed gas composed of H 2 and M 2 (with a dew point of about -30 ° C) was annealed, whereby a vitreous coating was produced. After the remaining annealing separator had been removed, the steel sheet was given a further coating over the coating film with the aid of an aqueous solution consisting of 20 g H 3 PO 4. , 3.5 g MgO, 4.5 g CrO 3 , 2.5 g H 3 BO 3 and 100 ecm H 2 O existed, so that the coating amount of the film after
Trocknen bzw. Brennen 3 g/m2 betrug. Durch das Brennen entstand ein elektrisch isolierender überzug. Die. Ergebnisse im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung von MgO allein sind die folgenden:Drying or firing was 3 g / m 2 . The firing produced an electrically insulating coating. The. Results compared with those using MgO alone are as follows:
MgO allein MgO alone
MgO+ MnO2 ..MgO + MnO 2 ..
Zwischenschichtwiderstand
(ASTM-VerfahrenInterlayer resistance
(ASTM method
Nr. 2) in Ω/cm2 No. 2) in Ω / cm 2
bei einer Belastungat a load
von 35 kg/cm2 of 35 kg / cm 2
15,115.1
mehr als 100more than 100
Adhäsion bei
Biegung um 180°Adhesion
180 ° bend
bei einemat a
Durchmesserdiameter
von 20 mmof 20 mm
überzug
blättert
stark abcoating
scrolls
strong
überzug
blättert
nicht abcoating
scrolls
not off
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Siliciumstahlbleches (mit dem Bereich von 2,0 bis 4,0 Gewichtsprozent Si und 0,010 bis 0,090 Gewichtsprozent säurelöslichem Al), das 0,045% lösliches Al und 2,9% Si enthielt, wurde das Blech nach dem. Warmwalzen mit einem Reduktionsverhältnis von 60 bis 90% kaltgewalzt und dann bei 800° C (wobei ein Bereich von 700 bis 900° C verwendet wurde) 3 Minuten lang in einer Atmosphäre aus gespaltenem Ammpniakgas mit einem Taupunkt von 70° C entkohlungsgegluht, um eine Oberflächenschicht, die Al2O3 enthält, zu bilden, worauf das Blech dünn und gleichmäßig auf der Oberfläche mit einer Suspension überzogen wurde, die aus 30 g MgO, 50 g MnO2 und 11 H2O bestand (MgO zu MnO. = 42,4:57,6), so daß die Uberzugsmenge des Trennmittels nach dem Trocknen 7 g/m2 betrug, worauf das Blech getrocknet und abschließend bei 1200° C (mindestens über 900° C) 15 Stunden lang in einer trockenen H2-Gasatmosphäre (mit einem Taupunkt von — 30° C) geglüht wurde, wodurch ein glasartiger überzug gebildet wurde. Das Al2O3 entsteht nicht nur während der Kurzzeitglühung, sondern auch während der Abschlußglühung. Danach wurde das restliche Glühtrennmittel entfernt. Das Stahl-In the method for producing a silicon steel sheet (ranging from 2.0 to 4.0% by weight of Si and 0.010 to 0.090% by weight of acid-soluble Al) containing 0.045% soluble Al and 2.9% Si, the sheet was prepared according to FIG. Hot rolling at a reduction ratio of 60 to 90%, and then cold-rolled at 800 ° C (using a range of 700 to 900 ° C) for 3 minutes in an atmosphere of cracked ammonia gas having a dew point of 70 ° C to form a surface layer , which contains Al 2 O 3 , after which the sheet metal was coated thinly and evenly on the surface with a suspension consisting of 30 g of MgO, 50 g of MnO 2 and 11 H 2 O (MgO to MnO. = 42, 4: 57.6), so that the coating amount of the release agent after drying was 7 g / m 2 , whereupon the sheet was dried and finally at 1200 ° C. (at least over 900 ° C.) for 15 hours in a dry H 2 gas atmosphere (with a dew point of - 30 ° C) was annealed, whereby a vitreous coating was formed. The Al 2 O 3 arises not only during the short-term annealing, but also during the final annealing. The remaining annealing separator was then removed. The steel
blech wurde dann mit einer wäßrigen Lösung überzogen, die aus 1,5 g ZnCr2O7, 1,5 g H3BO3, 1,5 g Glycerin und 100 ecm H2O bestand, so daß die Uberzugsmenge des Überzugs nach dem Trocknen 2,5 g/m2 betrug, worauf das Blech getrocknet wurde, so daß ein elektrisch isolierender überzug erzeugt wurde. Die Ergebnisse im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung von MgO allein sind die folgenden:The sheet was then coated with an aqueous solution consisting of 1.5 g of ZnCr 2 O 7 , 1.5 g of H 3 BO 3 , 1.5 g of glycerol and 100 ecm of H 2 O, so that the coating amount of the coating after Drying was 2.5 g / m 2 , after which the sheet was dried so that an electrically insulating coating was produced. The results compared with those using MgO alone are as follows:
MgO allein
MgO + MnO2 MgO alone
MgO + MnO 2
Zwischenschichtwiderstand
(ASTM-VerfahrenInterlayer resistance
(ASTM method
Nr. 2) in Ω/cm2 No. 2) in Ω / cm 2
bei einer Belastungat a load
von 35 kg/cm2 of 35 kg / cm 2
13,1
mehr als 10013.1
more than 100
Adhäsion bei
Biegung um 180°Adhesion
180 ° bend
bei einem
Durchmesser
von 20 mmat a
diameter
of 20 mm
überzug
blättert ab.coating
flakes off.
überzug
blättert
nicht abcoating
scrolls
not off
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Siliciumstahlbleches, das 0,025% lösliches Aluminium und 3% Silicium gemäß USA.-Patent 3 287.183' enthielt, wurde das Stahlblech kurzzeitig 4 Minuten lang bei 85O°C in einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 65° C geglüht und dünn und gleichmäßig mit einer Suspension aus 80 g MgO, 20 g ZnO und 1 1 H2O überzogen, so daß die Uberzugsmenge an Trennmittel nach dem Trocknen 6 g/m2 betrug, worauf das Blech getrocknet und anschließend bei 1200° C 20 Stunden lang geglüht wurde, wobei ein trockenes H2-GaS (mit einem Taupunkt von etwa — 30° C) eingeführt wurde, so daß ein glasartiger elektrischer isolierender überzug erzeugt wurde. Die Ergebnisse im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung von MgO allein sind die folgenden:In a method of making a silicon steel sheet containing 0.025% soluble aluminum and 3% silicon according to U.S. Patent 3,287,183 ', the steel sheet was annealed briefly for 4 minutes at 850 ° C. in an atmosphere with a dew point of 65 ° C. and thinly and evenly coated with a suspension of 80 g of MgO, 20 g of ZnO and 1 1 H 2 O, so that the amount of release agent coated was 6 g / m 2 after drying, whereupon the sheet was dried and then dried at 1200 ° C. for 20 hours was annealed for a long time, during which a dry H 2 -GaS (with a dew point of about -30 ° C.) was introduced, so that a vitreous, electrically insulating coating was produced. The results compared with those using MgO alone are as follows:
MgO allein
MgO + ZnOMgO alone
MgO + ZnO
Zwischenschichtwiderstand
(ASTM-VerfahrenInterlayer resistance
(ASTM method
Nr. 2) in Ω/cm2
bei einer Belastung
' von 35 kg/cm2 ■No. 2) in Ω / cm 2
at a load
'of 35 kg / cm 2 ■
0,490.49
7,577.57
Adhäsion bei
Biegung um 180°Adhesion
180 ° bend
bei einemat a
Durchmesserdiameter
von 20 mmof 20 mm
Praktisch
kein überzug Practical
no coating
überzug
blättert
nicht ab .coating
scrolls
not off.
5555
Die Ergebnisse der obigen Beispiele im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung von MgO allein sind die folgenden:The results of the above examples are compared with those using MgO alone the following:
MgO allein
Beispiel 6
Beispiel 7 .MgO alone
Example 6
Example 7.
Zwischenschichtwiderstand
(ASTM-VerfahrenInterlayer resistance
(ASTM method
Nr. 2) in Ω/cm2 No. 2) in Ω / cm 2
bei einer Belastungat a load
von 35 kg/cm2 of 35 kg / cm 2
0,49
4,120.49
4.12
■ 7,27■ 7.27
Adhäsion bei
Biegung um 180°Adhesion
180 ° bend
bei einemat a
Durchmesserdiameter
von 20 mmof 20 mm
praktisch
.kein überzug practical
.no coating
überzug
blättert
nicht abcoating
scrolls
not off
überzug
blättert
nicht abcoating
scrolls
not off
Das Stahlblech nach Beispiel 5 wurde nach dem Kurzzeitglühen als Anode in eine Lösung bei 300C
eingetaucht, die dadurch hergestellt wurde, daß 1 Mol Mn(N O3 )2 in 1 1 H2O gelöst wurde, worauf bei einer
Stromdichte von 3,5 A/100 cm2 in 5 Sekunden MnO2(Mn(OH)2) elektronisch auf dem Blech niedergeschlagen
wurde, worauf das Blech mit Wasser gewaschen und dann getrocknet wurde.
Die niedergeschlagene Menge der Mn-VerbindungAfter the short-term annealing, the steel sheet according to Example 5 was immersed as an anode in a solution at 30 ° C., which was prepared by dissolving 1 mol of Mn (NO 3 ) 2 in 1 1 H 2 O, whereupon at a current density of 3, 5 A / 100 cm 2 MnO 2 (Mn (OH) 2 ) was electronically deposited on the sheet in 5 seconds, whereupon the sheet was washed with water and then dried.
The deposited amount of the Mn compound
betrug in diesem Fall 1,5 g/m2. Das Stahlblech wurde weiterhin mit einer Suspension überzogen, die aus 100 g MgO und 1 1 H2O bestand, und dann getrocknet. Die Überzugsmenge der Mg-Verbindung nach dem Trocknen betrug 6,5 g/m2 (MgO zu MnO, = etwa 83:17). Das Stahlblech wurde dann abschließend bei 1200°C 20 Stunden lang durch Einführen eines trockenen H2 Gases (mit einem Taupunkt von etwa -3O0C) geglüht, so daß ein elektrisch isolierender Film entstand. Dieser Film war ein gleichmäßiger, glasartiger Film mit spiegelähnlichem Glanz, und sein Glanz, seine Gleichmäßigkeit, seine Adhäsion und seine elektrische Isolationsfähigkeit waren größer bzw. besser als in dem Fall, in dem MgO und MnO2 als Mischung verwendet wurden. Die Ergebnisse im Vergleich mit denjenigen bei Verwendung von MgO allein sind die folgenden:in this case was 1.5 g / m 2 . The steel sheet was further coated with a suspension consisting of 100 g of MgO and 1 1 of H 2 O, and then dried. The coating amount of the Mg compound after drying was 6.5 g / m 2 (MgO to MnO, = about 83:17). The steel sheet was then finally annealed at 1200 ° C for 20 hours by introducing a dry H 2 gas (having a dew point of about -3O 0 C), so that an electrically insulating film was made. This film was a uniform, glass-like film with a mirror-like gloss, and its gloss, uniformity, adhesion and electrical insulation property were higher and better than in the case where MgO and MnO 2 were used as a mixture. The results compared with those using MgO alone are as follows:
Das Stahlblech nach Beispiel 5 wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 5 behandelt unter Verwendung einer Suspension, die aus 80 g MgO, 20 g CuO und 11 H2O an Stelle der MgO-ZnO-Suspension bestand.The steel sheet according to Example 5 was treated under the same conditions as in Example 5 using a suspension which consisted of 80 g of MgO, 20 g of CuO and 11 H 2 O instead of the MgO-ZnO suspension.
B e i s ρ i e 1 7B e i s ρ i e 1 7
Das Stahlblech nach Beispiel 5 wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 5 behandelt, wobei eine Suspension verwendet wurde, die aus 80 g MgO, 20 g CrO3 und 11 H2O an Stelle der MgO-ZnO-Suspension bestand.The steel sheet according to Example 5 was treated under the same conditions as in Example 5, a suspension being used which consisted of 80 g of MgO, 20 g of CrO 3 and 11 H 2 O instead of the MgO-ZnO suspension.
(ASTM-Verfahrenresistance
(ASTM method
' hei einiem180 ° bend
'hey some
bei einer Belastung
von 25 kg/cm2 No. 2) in Ω / cm 2
at a load
of 25 kg / cm 2
von 20 mmdiameter
of 20 mm
B e i s ρ i e 1 9B e i s ρ i e 1 9
An Stelle des auf elektronischem Wege erzeugten Niederschlags der Mn-Verbindung im Beispiel 8 wurde das Stahlblech durch Aufsprühen mit 1,5 g MnO2 je Quadratmeter überzogen und dann in derselben Weise wie im Beispiel 8 weiterbehandelt, wobei sich dieselben Ergebnisse wie im Beispiel 8 ergaben.In place of the electronically generated precipitate of the Mn compound in Example 8, the steel sheet was coated with 1.5 g of MnO 2 per square meter by spraying and then further treated in the same manner as in Example 8, with the same results as in Example 8 being given .
Claims (4)
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0272867A2 (en) * | 1986-12-22 | 1988-06-29 | Marine Magnesium Company | Method for improving magnesium oxide steel coatings |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0272867A2 (en) * | 1986-12-22 | 1988-06-29 | Marine Magnesium Company | Method for improving magnesium oxide steel coatings |
| EP0272867A3 (en) * | 1986-12-22 | 1990-06-20 | Marine Magnesium Company | Method for improving magnesium oxide steel coatings |
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