JPH08188828A - 焼鈍分離剤用懸濁液 - Google Patents

焼鈍分離剤用懸濁液

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JPH08188828A
JPH08188828A JP89795A JP89795A JPH08188828A JP H08188828 A JPH08188828 A JP H08188828A JP 89795 A JP89795 A JP 89795A JP 89795 A JP89795 A JP 89795A JP H08188828 A JPH08188828 A JP H08188828A
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JP
Japan
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suspension
steel sheet
slurry
viscosity
density
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JP89795A
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English (en)
Inventor
Shuichi Yamazaki
修一 山崎
Yoshiyuki Ushigami
義行 牛神
Hiroyasu Fujii
浩康 藤井
Kenichi Murakami
健一 村上
Kizui Ishibashi
希瑞 石橋
Hisakazu Kitagawa
久和 北河
Koji Yamazaki
幸司 山崎
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非水和性セラミックス粒子をバッチ焼鈍にお
ける焼鈍分離剤として利用することを可能となさしめ
る。 【構成】 セラミックス粒子の平均粒径、密度に応じ
て、スラリー化のための懸濁液の粘度を調整する。 【効果】 スラリー中のセラミックス粒子の沈降が抑制
でき、スラリーが安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に方向性珪素鋼板の
仕上げ焼鈍の際に用いられる焼鈍分離剤のスラリー作液
に関するものである。本焼鈍分離剤用懸濁液を用いるこ
とにより、鋼板に対して焼き付きにくい、すなわち粗粒
でかつ非水和性の焼鈍分離剤の鋼板への塗布作業が安定
に行えるようになる。したがって、グラス皮膜を生成さ
せないことによる打ち抜き性の良好な方向性珪素鋼板、
あるいは鏡面を有する極めて鉄損の低い一方向性珪素鋼
板が製造できる。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼材料の製造プロセスにおいては、鋼
板をコイル状に巻き取り、高温焼鈍をする工程がしばし
ば必要となる。例えば、方向性電磁鋼板の製造において
は、鋼板の二次再結晶を目的とした仕上げ焼鈍と称され
る工程がそれにあたる。この工程では1200℃程度ま
で昇温する必要があり、鋼板の焼き付きを防止するため
に、焼鈍に先だって焼鈍分離剤を塗布しておく必要があ
る。方向性電磁鋼板の場合、焼鈍分離剤としては従来M
gOが用いられてきた。これは、MgOが水和しやすい
ため、水スラリー化して鋼板に塗布することが容易なこ
とと、MgOが仕上げ焼鈍中に鋼板表面のSiO2 系酸
化物と反応してフォルステライトを主体とするグラス皮
膜を形成し、鋼板に応力を付与して磁気特性向上に役立
つためである。
【0003】近年、従来は方向性電磁鋼板において必須
であるとされてきたグラス皮膜を見直す考え方が出てき
た。グラス皮膜は硬質であり、打ち抜きのための金型の
摩耗が激しく、打ち抜き返りを防止するためには金型の
再研磨あるいは交換を頻繁に行わなければならない。こ
れは作業性を著しく低下させ、また、コストの上昇を招
く。
【0004】一方、鉄芯材の磁気的特性として要求され
る項目の中で最も重要なものは鉄損である。鉄損が低い
ほど発電機、変圧器等に使用された場合の変換ロスが減
少するからである。一方向性珪素鋼板の鉄損値を低減さ
せる手段としては、鋼板板厚の減少、鋼中Si含有量の
増加、鋼板の高磁束密度化、皮膜による鋼板への張力付
与等が検討されてきた。最近では鋼板に線状の歪や溝を
導入する、磁区制御技術も開発されている。
【0005】これらの鉄損低減技術は工業的にはほぼ完
成されたと言ってよく、さらなる低鉄損化を図るために
は新しい手段を開発する必要がある。最近注目されてい
る課題は、鋼板と皮膜界面の平坦化である。現行の一方
向性珪素鋼板においてはグラス皮膜と鋼板との界面の凹
凸が激しく、磁化過程における磁壁移動を阻害してい
る。したがってグラス皮膜のない一方向性珪素鋼板を製
造できるならば、さらなる低鉄損化が図れる。
【0006】仕上げ焼鈍においてグラス皮膜を形成させ
ないためには、SiO2 系酸化物に対して不活性な焼鈍
分離剤を用いる必要がある。例えば、U.S.Pate
ntNo.3,785,882においては高純度の粗粒ア
ルミナを用いてグラス皮膜形成を防止する方法が開示さ
れている。しかしながら粗粒アルミナはスラリーになり
にくくかつ、塗布乾燥後の鋼板に対する付着性が極めて
弱い。同明細書では有機系粘結剤の使用によってかよう
な粗粒アルミナでも鋼板に対する付着性が確保できると
されている。
【0007】発明者等は、特願平5−211602号に
おいて、鋼板に対する付着力を確保するために必要な粘
結剤の添加量を開示した。同明細書においては、粘結剤
添加によって得られる懸濁液の粘度については考慮して
いない。焼鈍分離剤の鋼板に対する付着力とは、塗布さ
れたスラリーが鋼板上で乾燥した後に出現する問題であ
る。したがって、懸濁液の粘度とは無関係であり、アル
ミナに対する粘結剤の絶対濃度のみ考慮すればよかっ
た。
【0008】その後発明者等が検討を重ねたところ、安
定な操業を行うためには、スラリー懸濁液の粘度も重要
であることがわかった。すなわち、重合度の低い粘結剤
(低い粘度を与える)を用いた場合、アルミナに対して
0.1%程度の添加により鋼板に対する付着力は確保で
きるが、スラリーの安定性を十分に保障できるものでは
ないことがわかった。すなわち、塗布作業中にスラリー
の沈降が起こり、焼鈍分離剤の塗布量が時間とともに減
少してしまった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的粗粒
の非水和性セラミックス粒子を、高温バッチ焼鈍におけ
る焼鈍分離剤として用いることを可能ならしめる、懸濁
液を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】発明者等が検討を重ねた
ところ、鋼板に対する付着力については、特願平5−2
11602号において述べたように懸濁液の粘度および
粘結剤の種類、銘柄には依存せず焼鈍分離剤として用い
るセラミックスと粘結剤の混合比率によってのみ支配さ
れるが、スラリーの安定性については懸濁液の粘度、セ
ラミックス粒子径、セラミックス粒子密度等が影響する
ことがわかった。
【0011】まず、種々の平均粒径を有するアルミナ
(密度3.9g/cm3 )と、水溶性高分子粘結剤の重合
度と水に対する濃度を変えて作った様々の粘度を有する
懸濁液を用意し、アルミナスラリーを作製した。これを
実際の塗布工程において鋼板に塗布し、安定した塗布作
業が行えるか否かを調べた。
【0012】図1は各アルミナスラリーの塗布作業が安
定に行えた領域を図示したものである。同図より、焼鈍
分離剤塗布工程においてスラリーが沈降することなく操
業が可能となる条件は、懸濁液の粘度η(cP)が、アル
ミナ粒子の平均粒径をD(μm)として、 η>0.003D2 ………(1) であることがわかる。
【0013】図2は、各種平均粒径を有するシリカ(密
度約2.1g/cm3 )について、同様の試験を行った結
果である。同図より、密度約2.1g/cm3 のシリカ粒
子に対する条件は η>0.001D2 ………(2) であることがわかる。
【0014】(1)式と(2)式における係数の差は、
アルミナおよびシリカの密度と懸濁液の密度(ほぼ1.
0g/cm3 )の差によって説明することができる。すな
わち、アルミナと懸濁液の密度差は約3g/cm3 であ
り、シリカと懸濁液の密度差は約1g/cm3 である。し
たがって、任意の密度ρ(g/cm3 )を有するセラミッ
クス粒子のスラリーを安定に塗布作業を行うための条件
は、懸濁液の密度をρ′として、 η>0.001(ρ−ρ′)D2 ………(3) で与えられる。(3)式はセラミックスの種類の差をそ
の密度により取り込んでおり、いかなる種類のセラミッ
クスに対しても有効である。
【0015】なお、懸濁液の粘度が5000cPを超える
とスラリーの流動性が著しく悪化するため、5000cP
以下にするのがよい。(3)式はセラミックスの種類の
差をその密度により取り込んでおり、いかなる種類のセ
ラミックスに対しても有効である。また、(3)式は懸
濁液が水溶液の場合について得られたものであるが、溶
媒による差は溶媒の密度を考慮すればよいので、(3)
式はいかなる溶媒に対しても有効である。しかしなが
ら、水以外の溶媒、例えば有機溶媒等を用いるには、焼
鈍分離剤の塗布、乾燥工程において排気設備が必要とな
る。したがって、水溶液の懸濁液が最も利用しやすい。
この場合、懸濁液に少量の防錆剤を添加すると、鋼板表
面の発錆を抑制できる。また、懸濁液の粘度を上げると
発泡する場合があるが、これは少量の消泡剤の添加によ
り防止できる。
【0016】水溶液である懸濁液の粘度を調整するため
の粘結剤には水溶性高分子が適当であり、具体的には澱
粉、セルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ポリ
エチレングリコール等があげられる。セルロースエーテ
ルとしてはメチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルメチルセルロース等が知られている。
【0017】特に方向性珪素鋼板の製造において、水溶
性高分子粘結剤水溶液を焼鈍分離剤の懸濁液として用い
た場合、特開昭53−22113号公報にも記されてい
るように仕上げ焼鈍での浸炭が懸念される。そこで平均
粒径50μmのアルミナを、中程度の重合度のメチルセ
ルロースを0.7%添加して粘度80cPに調整した懸濁
液と混合して脱炭焼鈍済みの鋼板に塗布し、仕上げ焼鈍
を行った。焼鈍後の鋼板中の残留炭素量を調べたとこ
ろ、20ppm 以下であり、通常の方向性珪素鋼板と何等
変わらなかった。
【0018】残留炭素がかように少ない理由は、ほとん
どの有機高分子粘結剤が200〜400℃という比較的
低温で分解することにあると思われる。いずれにしても
一般的に浸炭のおそれは少ないが、添加物濃度をあまり
高めたくないという場合においても、高分子粘結剤は便
利である。なぜならば、重合度が異なれば同じ添加量で
も粘度が変わるからである。例えば、メチルセルロース
においては0.7%水溶液で粘度1000cPを与えるも
のもある。高分子粘結剤重合度を適当に選ぶならば、少
ない添加量で所望の懸濁液粘度を得ることができる。
【0019】
【実施例】
実施例1 平均粒径50μmのアルミナを、0.1%メチルセルロ
ース水溶液(粘度5cP)および0.7%メチルセルロー
ス水溶液(粘度80cP)に懸濁し、脱炭焼鈍済みの珪素
鋼板に塗布した。結果を表1に示す。前者は、アルミナ
が沈降し、スラリーにならなかった。後者では、300
0mのコイル3本について塗布作業を行ったが、塗布作
業に特に支障はなかった。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2 平均粒径50μmのシリカ(密度2.1g/cm3 )を、
純水(粘度1cP)および2%ポリビニルアルコール水溶
液(粘度10cP)に懸濁し、脱炭焼鈍済みの珪素鋼板に
塗布した。結果を表2に示す。純水の場合は500m通
板したところでスラリーの沈降が甚だしくなり、塗布作
業を中断せざるを得なかった。一方、ポリビニルアルコ
ール水溶液の場合は、3000mのコイル3本について
塗布作業を行ったが、塗布作業に特に支障はなかった。
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明による懸濁液を用いることによ
り、沈降しやすい非水和性粗粒セラミックス粒子を、鋼
板コイルのバッチ焼鈍における焼鈍分離剤として用いる
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルミナ水スラリー塗布工程において、スラリ
ー塗布作業が支障なく可能となるアルミナ平均粒径およ
び懸濁液粘度の範囲を示す図表であり、aは塗布作業に
支障のない場合、bはスラリーの沈降が激しく塗布が困
難な場合を示す。
【図2】シリカ水スラリー塗布工程において、スラリー
塗布作業が支障なく可能となるシリカ平均粒径および懸
濁液粘度の範囲を示す図表であり、aは塗布作業に支障
のない場合、bはスラリーの沈降が激しく塗布が困難な
場合を示す。
フロントページの続き (72)発明者 村上 健一 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 石橋 希瑞 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 北河 久和 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 山崎 幸司 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス粒子を焼鈍分離剤として用
    いるに際し、セラミックス粒子の平均粒径をD(μ
    m)、その密度をρ(g/cm3 )、懸濁液の密度をρ′
    (g/cm3 )として、懸濁液粘度(cP)が0.001
    (ρ−ρ′)D2 以上でかつ、5000以下であること
    を特徴とするスラリー安定性の良好な焼鈍分離剤用懸濁
    液。
  2. 【請求項2】 非水和性セラミックス粒子を焼鈍分離剤
    として用いるに際し、セラミックス粒子の平均粒径をD
    (μm)、その密度をρ(g/cm3 )として、懸濁液粘
    度(cP)が0.001(ρ−1)D2 以上でかつ、50
    00以下の水溶液であることを特徴とするスラリー安定
    性の良好な焼鈍分離剤用懸濁液。
  3. 【請求項3】 懸濁液が水溶性高分子粘結剤水溶液であ
    る請求項2記載のスラリー安定性の良好な焼鈍分離剤用
    懸濁液。
  4. 【請求項4】 水溶性高分子粘結剤が、澱粉、セルロー
    スエーテル、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリ
    コールのいずれかである請求項3記載のスラリー安定性
    の良好な焼鈍分離剤用懸濁液。
JP89795A 1995-01-06 1995-01-06 焼鈍分離剤用懸濁液 Pending JPH08188828A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1698706A1 (en) * 2003-12-03 2006-09-06 JFE Steel Corporation Method for annealing grain oriented magnetic steel sheet and method for producing grain oriented magnetic steel sheet

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1698706A1 (en) * 2003-12-03 2006-09-06 JFE Steel Corporation Method for annealing grain oriented magnetic steel sheet and method for producing grain oriented magnetic steel sheet
EP1698706A4 (en) * 2003-12-03 2007-05-30 Jfe Steel Corp METHOD FOR GLOWING CORNORATED ELECTROSTAHLBLECH AND METHOD FOR PRODUCING CORNORIENTED ELECTROSTAHLBLECH
EP2559775A1 (en) * 2003-12-03 2013-02-20 JFE Steel Corporation Method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet

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Effective date: 20030325