DE1796076C3

DE1796076C3 - Verfahren und Mittel zur Herstellung eines glasartigen Schutzüberzuges auf einem Siliciumstahlmaterial

Info

Publication number: DE1796076C3
Application number: DE19681796076
Authority: DE
Inventors: David William Middletown Ohio Taylor (V.StA.)
Original assignee: Armco Steel Co LP
Current assignee: Armco Steel Co LP
Priority date: 1967-08-28
Filing date: 1968-08-27
Publication date: 1976-11-11

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines glasartigen Schutzüberzuges auf einem $iliciumstahlmaterial, bei dem das Siliciumstahlmalcrial warm ausgewalzt, von dem gebildeten Zunder fcefreit, auf die Endstärke kalt ausgewalzt, mit einem Magnesiumoxid und ein Chromoxid enthaltenden Cilühseparator beschichtet und einer Schlußglühung •nterzogen wird, der verbesserte magnetische Eigenschaften und eine sehr gute Oxydationsbeständigkeit •ufweist.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck »Silicium-Mahlmaterial« sind sowohl orientierte als auch nichtorientierlc Siliciumstähle zu verstellen. Geeignet sind insbesondere solche Materialien, ilic 2 bis 4" υ SiIicium, einen AnfangskohlenstolTgehalt von nicht weniger als 0.04O⁰Ii. einen Anfangsschwefcl- oder -scleiigehalt von nicht mehr als 0,03 ⁰Zo, einen Mangangehalt von 0,02 bis 0,4 und einen Aluminiumgehalt von nicht mehr als 0,40°,o aufweisen, wobei der Rest aus Eisen besteht, das mit Phosphor, Kupfer und anderen Verunreinigungen, wie sie in der Regel bei der Herstellung von Siliciumstählen in einem basischen Siemens-Martin-Ofen, in einem Elektroofen oder bei der Anwendung verschiedener SauerstoiiblaiAcriahren auftreten, verunreinigt ist.

Unter dem nachfolgend verwendeten Ausdruck »Glasüberzug« ist ein solcher Überzug zu verstehen, der auf der Oberfläche des Siliciumstahlmaterials durch Umsetzung zwischen dem Siliciumdioxid auf der Oberfläche des Siliciumstahl und dam Magnesiumoxid aus dem aufgebrachten Glühseparator gebildet wird. Die Zusammensetzung dieses »Glases« ist sehr kompliziert, man nimmt jedoch an, daß es sich dabei in erster Linie um ein Magnesiumsilikat handelt, das mit verschiedenen Verunreinigungen, die sowohl in dem Magnesiumoxid als auch in dem Stahl enthalten sind, kombiniert ist.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von mit Schutzüberzügen versehenen SiIicitmis!:iJilb)cchen bekannt, bei denen der Siliciumstahl zunächst zu einem Blech warm ausgewalzt, von dem Zunder befreit, auf die Endstärke kalt ausgewalzt und dann mit einem Glühseparator beschichtet und einer Schlußglühung unterworfen wird. In der Regel wird auch eine entkohlende Glühung durchgeführt. Die Zusammensetzung der eingesetzten Stahlschmelze sowie die Reihenfolge der Verarbeitungsstufen hängt dabei von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes ab.

Eür viele Verwendungszwecke von Siliciumstählen ist ein Endprodukt erwünscht, das einen Obcrllüchcnnlm oder einen Gkisüberzug aufweist, der dem Stahl den gewünschten elektrischen Widerstand verleiht und ihn gegen Oxydation oder Carburierung schützt. So werden beispielsweise häufig mit Glas überzogene Siliciumstähle zur Herstellung von Kernen für magnetische Vorrichtungen verwendet.

Bisher war man der Ansicht, daß es zweckmäßiger und billiger sei, schon während des Herstellungsverfahrens einen Glasüberzug aufzubringen, sofern dieser die Erzielung der gewünschten magnetischen Eigenschaften des Endproduktes nicht beeinträchtigt. Die Verfahren zur Herstellung eines Glasüberzugs während der bei einer hohen Temperatur durchgeführten Schlußglühung hängen dabei in erster Linie von der Bildung einer Siliciumdioxid-Oberfiächcnschicht auf dem Siliciumstahl vor dem Beschichten desselben mit einem Glühseparator, wie z. B. Magnesiumoxid, ab. Diese Siliciumdioxid-Oberflächenschicht entsteht während der Entkohlungsstufe. Sie reagiert mit dem aufgebrachten Magnesiumoxid während der bei einer hohen Temperatur durchgeführten Schlußglühung und bildet einen Magnesiumsilikatglasfilm auf der behandelten Siliciumstahloberflächc.

Aus der US-Patentschrift 23 54 123 ist es seit langem bekannt, daß ein Magnesiumoxidseparator unter geeigneten Bedingungen einen Glasüberzug auf der Oberfläche eines Siliciumstahlmaterials bildet. Aus der US-Patentschrift 23 49 047 ist es bekannt, daß zu diesem Zweck einem Siliciumdioxid enthaltenden Magnesiumoxidglühscparator ein Oxydationsmittel, :>.. B. ein Mctallcarbonat oder -hydroxid, wie insbesondere Calciumhydroxid, zugesetzt weiden kann, so daß die Notwendigkeit einer Voroxydation des SiIiciumstalils entfällt. Dabei tritt jedoch häufig eine Verfärbung des schließlich erhaltenen Siliciumstahlbleches auf, die im allgemeinen als »Oxidmustcr« bezeichnet wird. Diese Verfärbung erscheint insbesondere an den Rändern oder in der Nähe der Kanten

des Blcchniaterials und wird daher als »Oxidsaum« bezeichnet. Dieser »Oxidsaum« ist weitgehend das Ergebnis der Anwesenheit eines Oxidzunders auf dem Siliciumstahlblechmaterial, der in erster Linie aus Eisenoxid besteht. Ein Großteil dieser Oxydation tritt am Ende der Schlußglühung auf, wenn der Stahl mit Sauerstoff der umgebenden Luft in Kontakt kommt, wenn er aus dem Glühofen herausgenommen wird, während er sich noch auf einer erhöhten Temperatur befindet. Daher war es bisher notwendig, den Stahl vor der Herausnahme aus dem Glühofen bis auf eine Temperatui von 538- C oder darunter abkühlen zu lassen.

Solche mit Glas überzogenen Siliciumstähle weisen normalerweise ausreichende isolierende Eigenschaften auf, jedoch werden sie durch die Glühungen, die sich an die Schlußglühung anschließen, z. B. das Entspannungsglühen, wie es beispielsweise von den Herstellern von Transformatoren häufig unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, bei denen eine Oxydation oder Carburierung auftreten kann, im Hinblick auf ihre magnetixchen Eigenschaften siark beeinträchtigt. Wenn ein solches Produkt den erwähnten Glühungen unterzogen wird, ist es häufig mit einem Oxidzunder bedeckt, außerdem findet haufie eine innere Oxydation des Siliciums unmittelbar unterhalb der Oberfläche statt. Zudem tritt dabei häufig noch eine Carburierung auf, bei der der Kohlenstoff in Form von kleinen Carbidieilchen ausfällt, so daß erhöhte Wallverluste und eine weitere Verschlechterung der magnetischem Eigenschaften (durch magnetische Alterung) auftreten.

Man hat auch bereits versucht, verschiedene Chromseibindungen, unter anderem auch Cr.,O.,, in Kombination mit anderen Bestandteilen zum Aufbringen eines Überzuges auf eisenhaltige Oberflächen zu verwenden. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 21 44 425 ein Verfahren beschrieben, bei dem Cr.,O_;1 als Pigment für tue Umsetzung mit einem Phosphalbindcmittel verwendet wird. Es wurde auch bereits vorgeschlagen. Chromoxid als inerten Füllstoff zu verwenden, wenn Phosphatüberzüge nach dem Aufbrennverfahren aufgebracht werden sollen. Dafür wurde ein zu 55° ο aus Cn₁O., und zu 45'Vo aus CaO bestehender Überzug empfohlen, der bessere elektrische Eigenschaften aufweist als die normalerweise verwendeten Magnesiumoxidüberzüge.

Aus der US-Patentschrift 29 09 454 ist die Verwendung von Chromsäureanhydrid (CrO.,) in Verbindung mit Magnesiumoxid als Gliihseparator bekannt, wobei das Chromsäurcanhydrid in einer Menge von 1,8 bis 2,8 Teilen auf jeweils 1 Teil Magnesiumoxid verwendet wird. In der US-Patentschrift 33 31 713 ist angegeben, daß durch den Zusatz von Chromsäureanhydrid (CrO.,) die Hydratationsgeschwindigkeit des Magnesiumoxids variiert werden kann, wodurch die Haftung des Überzuges verbessert und die Oxydation des Blcchniaterials weitgehend verhindert werden kann. In der deutschen Patentschrift 16 21 533 wird ein Glühseparator beschrieben, der aus Magnesiumoxid, Chromsäureanhydrid (CrO.,) und Wasser besteht. Dabei reagiert das Chromsäurcanhydrid mit Wasser unter Bildung von Chromsäure, die unter den Glühbedingungen mit dem Magnesiumoxid reagiert unter Bildung von Magnesiumchromat.

Die Verwendung solcher Überzüge hat insbesondere den Zweck, das Rosten des Siliciumsiahlmaterials zwischen dem Aufbringen der wäßrigen Aufschlämmung und dem Zeitpunkt der Durchführung der Hochtemperaturglühung zu verhindern. Diese Überzüge stellen jedoch nur einen unzureichenden Scliutz gegen Oxydation dar, weil während der sich daran anschließenden Hochtemperaturglühung aus dem CrO, Sauerstoff freigesetzt wird, der das in der Oberflächenschicht befindliche Eisen oxydiert und somit zu einer Unterbrechung des Magnesiumsilikatglasüberzuges führt.

ίο Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines glasartigen Scluitzübcrzuges auf einem Siliciumstahlmaterial anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, ein Endprodukt zu erhalten, das einen besseren Schutz gegen Oxydation und Carburierung bietet, ohne daß dabei die magnetischen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst werden kann, daß man auf ein warm ausgewalztes, von Zunder befreites und auf die Endslärke kalt ausgewalztes Siliciumstahlmaterial einen Glühscparator aufbringt, der neben Magnesiumoxid noch Chromoxid (Cr₂O₃) gegebenenfalls in Kombination mit CaO und/oder einem Kornwachstumsinhibiior enthält.

=5 Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines glasartigen Schutzüberzuges auf einen; Siliciumstahlmaterial, bei dem das Siliciumstahlmaicrial warm ausgewalzt, von dem gebildeten Zunder befreit, auf die Endstärke kalt ausgewalzt, mit

jo einem Magnesiumoxid und ein Chromoxid enthaltenden Glühseparator beschichtet und einer Schlußglühung unterzogen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Material mit einem Glühscparator beschichtet, der im wesentlichen aus Magncsiumoxid und 1 bis 20 Gewichtsprozent Chromoxid (Cr.,0.,), gegebenenfalls im Gemisch mit 0,1 bis 1 Gewichtsprozent Calciumoxid und oder einem aus Schwefel, Selen oder einer Verbindung davon bestehenden Primärkornwachstumsinhibitor besteht.

41) IZs hat sich nämlich gezeigt, daß dann, wenn man einem Magnesiumoxidseparator Chromoxid (Cr₂O₃) in begrenzter Menge zusetzt, weiteres Siliciumdioxid gebildet wird, das mit dem Magnesiumoxid reagiert unter Bildung eines kontinuierlichen Silikatglasüberzuges auf der Siliciumstahloberfläche. Der dabei erhaltene Glasüberzug zeichnet sich dadurch aus, daß er keinen »Oxidsaum« aufweist, die Siliciumstahloberfläche besser gegen Oxydation und Carburierung schützt bei gleichzeitiger Verbesserung der magnetischen Eigenschaften. Bei Durchführung des erfindungsgcmäßen Verfahrens erhält man ferner in der Praxis eine Oberfläche, die sich besser für die anschließende Aufbringung eines oder mehrerer weiterer isolierender Überzüge eignet, falls dies erwünscht ist. Derartige zusätzliche Überzüge können beispielsweise nach dem in der US-Patentschrift 25 01846 beschriebenen Verfahren aufgebracht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Siliciumstahlmaterial mit einem Glühseparator beschichtet, der zusätzlich noch 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge Calciumoxid enthält.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Siliciumstahlmaterial mit einem Gliihseparator beschichtet, der 1 bis 15 Gewichtsprozent Chromoxid (Cr₀O.,) enthält.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfall-

5 ^! 6

rens wird als Glühseparator ein Mittel verwendet. det. Der gebildete Glasüberziig behält seine Integrität

das Magnesiumoxid und ein Chromoxid, gegebenen- auch während der sich daran anschließenden Glat-

falls in Kombination mit einen Primärkornwachs- tungsgiühungcn, Entspannungsglühungen i<. dgl. bei.

tumsinhibitor, wie Schwefe'. Selen oder Verbindun- Die optimale Menge des dem Magnesiumoxidsc-

gen davon, enthält und das im wesentlichen aus Ma- 5 parator zugesetzten Chromoxids hangt vein einer

gnesiumoxid und 1 bis 20 Gewichtsprozent Chrom- Reihe von Faktoren ab, beispielsweise dem gc-

oxid (Cr₀O₃) besteht. wünschten Scparatoibcschichtungsgcwicht, der Art

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Er- des verwendeten Magnesiumoxidpulvers sowie der

fimiang enthält das Mittel zusätzlich noch 0,1 bis Art der verschiedenen Behandlungen bei der Ver-

1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge, io arbeitung vor dem Aufbringen des Magnesiumoxid-

Calciumoxid und/oder cfnen Primärkornwachstums- Überzugs. Das Chromoxid wird in einer Menge von

inhibitor, wie Schwefel, Selen oder Verbindungen 1 bis 20%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Ma-

davon. " gncsiumoxidseparators, dem Magnesiumoxid zuge-

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der setzt. Der bevorzugte Bereich liegt bei 1 bis 15 Gc- Glasüberzug auf das "Siliciumstahlmaterial entweder 15 wichtsprozent. Diese Werte gehen für Glühseparaior-

in einer getrennten Verfahrensstufc oder Vorzugs- beschichtungsgewiehte von etwa 151g m- Silicium-

weise als Teil des Siliciumstahllvrstelluncsverfahrens stahlblech.

selbst aufgebracht. Bei der praktischen Durchfüh- E? wurde gefunden, daß bei hohen Chromoxid- rung des Verfahrens wird der Siliciumstahl mit einem konzentraiionen in de;" GIühsL-paratur ti.!:, oher- gb.sbildenden Magncsiumoxidglühscparalor. der die 20 halb 15 Gewichtsprozent, die Olvifläehe des Sih- angegebene Menge Chromoxid enthält, vor der bei eiunistaiiK mikroskopisch aufgerauht wild, wodurch hoher Temperatur erfolgenden Schlußglühung be- sich der spezifische Widerstand /wici-.eii Δ^η Sehich- schichtet. Nach der Sehlußglühung wird ein Endpio- ten verschlechte;!, während bei Chromoxidkon/en- dukt erhalten, das einen besseren uri kontinuier- tr.uionen von weniger aN 5 C'ewiehtspro/.nt etwas licheren Glasüberziig sowie verbesserte magnetische 25 schlechtere Glasüber/ügc erhalten werden.
Eigenschaften im Vergleich zu den bekannten über- Die Wirkung tics (üühscpanilors kann durch Zuzügen aufweist und gegen unerwünschte Oxydation gäbe von Calciumoxid noch wiier verbessert wei- und Carburierung, insbesondere bei Temperaturen den. Das Calciumoxid hat die Neigung, sich mit dem von 815 C und höher, besser geschützt ist. Kohlendioxid der Luft oder aus anderen Ouellen /11

Der erfindungsgcmäß verwendete Gliihscparator 30 verbinden unter Bikhinn von Calcumicark.ua!. Hei

besteht hauptsächlich aus Magnesiumoxid, das !eil- der sich daran anschließenden Ciiühu'ig hei einer

weise oder vollständig zu Magnesiumhydroxid hyd-a- hohen Temperatur ,'ersetzt sich dann das ( ale-nm-

tisiert worden ist. Bei einer bevorzugten Ausfiih- carbonai unter Bildung von Calciumoxid und koii-

rungsform der Erfindung wird das Magnesiumoxid lenstofThalli.:cn Gasen. Die kohk-nsiollhaliigen Gase

in Form einer wäßrigen Aufschlämmung auf das 35 werden ihrereits /ersetzt und kohlen ilen Silicium-

Siliciumstahlmatcrial aufgebracht, wobei ein Über- stahl auf. so daß dann, wenn das Calciumoxid inzu

zug entsteht, der nicht mehr als 12% gebundenes großen Mengen verwendet wird, die magnetischen

Wasser enthält (vgl. die US-Patentschrift 2¹MHi 645). Eigenschaften des Siliciumstahlmatei IaK bceinuäch-

Während der sich daran anschließenden Sehlußglü- tigt weiden können. Vorteile, die durch Zugabe von

hung erfüllt der Chromoxid enthaltende Magnesium- 40 Calciumoxid erzielt werden können, lassen sieh da-

oxid-Glühseparator verschiedene Funktionen: er vcr- dutch erreichen, daß das Calciumoxid dem Glühse-

hindert das Aneinandcrklcbcn der aufcinanderliegcn- parator in solchem Mengen zugesetzt wird, bei denen

den Bleche oder der aufcinandcrlicgcnden Lagen keine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschnf-

eines aufgewickelten Silieiumstahlblcches. er begun- ten des Siliciumstahlmaterials auftritt. Daher wird

stigt dir· Entschwefelung des Siliciumstahls, ferner 45 das Calciumoxid, wenn überhaupt, dem Glühscpara-

rcagicrt er mit dem Siliciumstahl unter Bildung eines tor in Mengen von 0.1 bis 1 Gewichtsprozent z.ugc-

Magncsiumsilikatglasübcrzugs auf der Stahlobcr- setzt. Dadurch wird der spezifische Widerstand an

fläche. Durch die Verwendung von Chromoxid wer- der Grenzfläche zwischen dem Siliciumstahlmaterial

den die Wirkung des Magnesiumoxids und die Eigen- und dem Glasüberziig veibessert, ohne daß dadurch

schäften des Endproduktes noch weiter verbessert, 50 eine magnetische Alterung hervorgerufen wird.

ohne daß dadurch die magnetischen Eigenschaften Wenn es erwünscht ist, dem Siliciumstahl eine

des Siliciumstahlbleches beeinträchtigt werden. Endoncntierung im Rahmen eines Korngrenzcncr-

Der genaue Mechanismus des erfindungsgemäß gicmeehanismus zu verleihen, dann kann dem Glühverwendeten Glühseparators ist noch nicht aufgeklärt. separator ein Primärkornwaehstimisinhibitor, wie es wird jedoch angenommen, daß während der 55 z. B. Schwefel, Selen oder Verbindungen dieser EIc-Schlußglühung das Chromoxid mit dem Silicium in tncnte, zugesetzt weiden, wie dies beispielsweise in dem Siliciumstahlmaterial reagiert unter Bildung von der US-Patentschrift 33 33 992 beschrieben ist. metallischem Chrom und weitcrem Siliciumdioxid. Bei der praktischen Durchführung des crfindungs-Das entstandene Chrom diffundiert in den Silicium- gemäßen Verfahrens wird das Chromoxidpulver gestahl, während das gebildete zusätzliche Silicium- 60 gcbcnenfalls zusammen mit Calciumoxid oder einem dioxid mit dem Magnesiumoxid reagiert unter BiI- Primärkonivvachstumsinhibitor mit dem trockenen dung eines kontinuierlichen Silikatglasübcrzugcs auf Magnesiumoxid oiler einer Magncsiumoxidaufder Siliciumstahlobcrflächc. Dieser schützende Glas- schlämmung vor dem Beschichten des Siliciumstahlüberzug führt zu einer Verringerung oder Verbinde- bleches vermischt. Das Chiomoxidpulver kann aber rung der Bildung eines Oxidmusters oder Oxidsau- 65 auch nach dem Beschichten des Siliciumslahlblcches mcs und ermöglicht die Herausnahme des bchandel- mit Magnesiumoxid aufgebracht werden, ten Siliciumstahlmaterials aus dem Glühofen, wäh- Die zuerst genannte Methode ist bevorzugt, da sie rend es sich noch auf höheren Temperaturen bcfin- eine bessere Kontrolle gestattet.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele verbesserte Glasüberzug bietet einen besseren Schutz näher erläutert. gegenüber unerwünschten Oberflächenreaktionen und

verbessert außerdem die magnetischen Eigenschaf-^BeisP^lcl ! ten des Siliciumstahl·;.

Proben eines entkohlten 3%>-Siliciumstahls mit Beispiel 2

einer Dicke von 0,27 mm wurden mit einem Glühseparator beschichtet, der aus Magnesiumoxid mit 3 Spulen aus einem Siliciumstahl wurden nach 0 bis lO°/o Chromoxid (Cr₂O.,) bestand. Die Proben einem üblichen Zwcistufen-Kaltwalzverfahren auf wurden in einer trockenen Atmosphäre bei einer io eine Endstärke von 0,27 mm ausgewalzt. Die Ffan-Temperatur von 124° C 24 Stunden lang kastenge- nenanalyse des dafür verwendeten Ausgangsmaterials glüht. Nach dem Glühen wurde der überschüssige war wie folgt: Separator von der Oberfläche heruntergekratzt,

worauf die Proben auf ihre magnetischen Eigen- Kohlenstoff 0,028 ⁰Zo

schäften sowie auf ihre Oxydationsbeständigkeit hin i₅ Mangan 0,084 °/o

untersucht wurden. Die Kernverluste wurden bei Phosphor 0,003 %

einer Induktionsleistung (P) von 15 und 17 Kilogauß Schwefel 0,025 ⁰Zo

und einer Freqeunz von 60 Hertz bestimmt. Die Silicium 3,06%

Permeabilitäten wurden bei einer Magnetisierungsstärke (H) von 10 Oersted gemessen. 20 Die kaltgewalzten Spulen wurden in einer offenen,

Wie aus der folgenden Tabelle I hervorgeht, wirkte feuchten Wasserstoffatmosphäre geglüht, um das sich die Zugabe von 1 bis 20 Gewichtsprozent Eisen zu reduzieren und den Stahl zu entkohlen. Die Chromoxid auf die magnetischen Eigenschaften im Spule 1 wurde mit einer Magnesiumoxidaufschläm-Verglcich zu Proben, die kein Chromoxid oder mehr mung beschichtet, die keinen Zusatz enthielt. Die als 20 Gewichtsprozent Chromoxid enthielten, vor- 25 Spule 2 wurde mit einer Magnesiumoxidaufschlämteilhaft aus. Es traten geringere Kernverlustc, höhere mung beschichtet, die 10 Gewichtsprozent Chrom-Permeabilitäten sowie höhere negative Magnetostrik- oxidpulver, bezogen auf das Gewicht des trockenen tionen auf. Außerdem wurden die spezifischen Ober- Magnesiumoxids, enthielt. Die Spule 3 wurde mit flächenwiderstände, die unter Verwendung einer einer Magnesiumoxidaufschlämmung beschichtet, die Franklin-Testvorrichtung bestimmt wurden, die bei 30 10 Gewichtsprozent Chromoxid und 0,75 Gewichtseinem solchen Siliciumstahl unterhalb 0,40 Ampere prozent Calciumoxid enthielt. Die Spulen wurden liegen sollten, durch Zugabe von 1 bis 15 Gewichts- 24 Stunden lang bei 1204° C kastengeglüht, prozent Chromoxid verbessert. Bei Zugabe von mehr Nach dem Kastenglühen wurde das überschüssige

als 15 Gewichtsprozent Chromoxid trat eine allmäh- Magnesiumoxidpulver abgekratzt, danach wurden die liehe Verschlechterung des spezifischen Oberflächen- 35 Siliciumstahlstreifen auf die Qualität des Glasüberwiderstandes auf. zuges hin untersucht. Die Spule ohne einen Zusatz

wies Bänder einer Oberflächenoxidation in der Nähe Tabelle I der Ränder des Streifens (Oxidsaum) auf. Die beiden

Spulen mit Zusätzen, die in gleicher Weise behandelt

"OCr₂O, Kcmverluste Perme- Ma- Franklin worden waren, wiesen keinen Oxidsaum auf. Proben

in MgO Watt/0,45 kg abilital pn»·-- Ampere , ., ali-jj-oi j

^{b 6} strikiion ^{aus dcm} mittleren Abschnitt der drei Spulen wurden

ρ 1VM) Pi7-fifi mm i5K_ea ^{durch 1Ominuti}g^es Erhitzen an der Luft auf eine

P 15.60 P 17.60 H'W 15 Kga Temperatur von 816° C getestet. Die Proben mit

Magnesiumoxid mit Zusätzen blieben unverändert,

0 0,506 0,745 1825 —74 0.39 ₄₅ während die Proben mit Magnesiumoxid ohne Zu-

1 0.498 0,733 1838 -93 0,19 _sä_lZe auf Grund der Oxydation des Stahls dunkel

2 0,497 0.728 1838 -94 0,15 wurden. Der durch Magnesiumoxid ohne Zusatz ge-5 0,495 0,724 1840 -97 0.15 bildete Glasfilm war nicht gleichmäßig genug, um

10 0,486 0,701 1837 -99 0,18 eine Oxydation zu verhindern. Der durch Magne-

15 0,482 0,697 1839 -102 0.29 5° siumoxid mit Zusätzen gebildete Glasfilm war gleich-20 0,487 0,707 1835 -101 0,35 mäßig (kontinuierlich) und schützte den Stahl wirk-

25 0,481 0,691 1838 -100 0,48 _Sam gegen Oxydation.

50 0,522 0,745 1822 —104 0,51 Die Ergebnisse von repräsentativen magnetischer

100 0,565 0,803 1803 -40 0,57 Tests unter Verwendung der drei vorstehend be-

55 schriebenen Spulen sind in der folgenden Tabelle Il Kleine Streifen aus jeder Probe wurden in Luft bei zusammengefaßt einer Temperatur von 788° C 30 Minuten lang erhitzt, um die Oxydationsbeständigkeit zu bestimmen, Tabelle II

die ihnen durch die Glasüberzüge verliehen wurde.

Die Proben mit 0 und 100°/oCr„0, wurden stark 60 Spule Znsatz Keraverlust, Perme- Ma-

oxydiert. Die Stärke der Oxydation wurde durch ^Nr· Watt/0,45 kg abflität

Chromoxidzusätze bis zu 5% verringert, Proben, die

mit 10 bis 20VoCr₂O₃ beschichtet worden waren, P15.60 P 17.60 H/10 15Kga

wurden praktisch nicht oxydiert.

Die vorstehend angegebenen Ergebnisse zeigen, 65 1 — 0,510 0,730 1830 -16

daß durch Zugabe von Chromoxid in bestimmten 2 10 "/0Cr₂O₃ 0,510 0,715 1835 —76 Mengen zu Magnesiumoxid auf Siliciumstählen ver- 3 10⁰ZoCr₂O₃ 0,495 0,720 1840 —70 besserte Glasüberzüge erhalten werden können. Der +³A⁰ZoCaO

9 *° 10

Die vorstehenden Daten zeigen, daß die Zusätze rend die übrigen 6 Spulen mit Magnesiumoxid beeine günstige Wirkung auf die Kernverluste ausübten. schichtet wurden, das 8 Gewichtsprozent Chromoxic Es wurde eine beträchtliche Verbesserung der Ma- plus 0,5 Gewichtsprozent Calciumoxid enthielt. Diese gnetostriktion (die einen hohen negativen Wert auf- Spulen wurden in einer Wasserstoffatmosphäre be weisen soll) erzielt. 5 einer Temperatur von 1204⁰C 24 Stunden lang ka-

. . stengeglüht,

b e ι s ρ ι e I J Nach dem Kastenglühen wurde das überschüssige

Nach einem üblichen Zweistufcn-Kallwalzvcr- Magnesiumoxidpulver abgekratzt, worauf der mi

fahren wurden 12 Spulen auf eine Endstärke von einem Glas überzogene Stahl untersucht wurde. Die

0,27 mm ausgewalzt unter Bildung eines orientierten io Stahlbänder waren praktisch frei von Oxidsäumer

Siliciumstahls mit Goss-Gefüge. Die Pfannenanalyse und wiesen ein durchgehend gleichmäßiges Ausse-

des dafür verwendeten Ausgangsmaterials war wie hen auf. Die spezifischen Oberflächenwiderstände dei

folgt: Spulen mit Calciumoxid plus Chromoxid waren bes·

.... „. η-η u· nmno; ^{ser a}'^s diejenigen der Spulen mit Chromoxid allein

Kohlenstoff 0.27 bis 0,030 <>, ο _dic J £ P

Mangan 0,082 ^ü/o ^{J ö} °

Phosphor 0.0'Π bis 0.005 °/o Tabelle III

Schwefel 0,025 bis 0,026 ⁰Zo

Silicium 3,05 bis 3,08 ^u/o Zusatz zu dem Überzug Durchschnittlicher

spezifischer Ober-

Die kaltgewalzten Spulen wurden in einer offenen 20 flächenwiderstand

feuchten Wasserstoffatmosphäre geglüht, um das (Ohm)

Eisen zu reduzieren und den Stahl zu entkohlen. ~

Sechs Spulen wurden mit Magnesiumoxid beschich- 8 % Cr₂O₃ 8

tet, das 8 Gewichtsprozent Chromoxid enthielt, wäh- 8"/0Cr₂O₃ + 0,5 VoCaO 13

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines glasartigen Schutziiberzuges auf einem Siliciumstahlmaterial, bei dem das Siliciumstahlmaterial warm ausgewalzt, von dem gebildeten Zundei befreit, auf die Endstärke kalt ausgewalzt, mit einem Magnesiumoxid und ein Chromoxid enthaltenden Glühseparator beschichtet und einer Schlußglühung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material mit einem Glühseparator beschichtet, der im wesentlichen aus Magnesiumoxid und 1 bis 20 Gewichtsprozent Chromoxid (Cr₂O₃) besteht. >5

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material mit einem Glühseparator beschichtet, der zusätzlich noch 0,1 bis 1 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge Calciumoxid enthält. ™

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material mit einem Giühseparator beschichtet, der 1 bis 15 Gewichtsprozent Chromoxid (Cr.,0^) enthält.

4. Mittel für die Verwendung als Glühseparator in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das Magnesiumoxid und ein Chromoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus Magnesiumoxid und 1 bis 20 Gewichtsprozent Chromoxid (Cr₂O₃) besteht.

5. Mittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge Calciumoxid enthält.

6. Mittel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem noch einen Primärkornwachstumsinhibitor aus der Gruppe Schwefel, Selen und Verbindungen davon enthält.