JPS6017027B2 - 不活性マグネシアの安定なスラリ−とその製法 - Google Patents

不活性マグネシアの安定なスラリ−とその製法

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JPS6017027B2 JP8812782A JP8812782A JPS6017027B2 JP S6017027 B2 JPS6017027 B2 JP S6017027B2 JP 8812782 A JP8812782 A JP 8812782A JP 8812782 A JP8812782 A JP 8812782A JP S6017027 B2 JPS6017027 B2 JP S6017027B2
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    • C03C8/08Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
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    • C21D1/70Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment while heating or quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ケイ素鋼の帯(strip)や板(shee
t)の原料に直接に被覆する絶縁ガラスを形成するため
の水性組成物に関する。
詳細には、マグネシア(酸化マグネシウム)のかなりの
部分が不活性マグネシア(後で定義されるクエン酸活性
(CAA)が20硯彰以上である)であり、また、熱分
解性のリン酸塩を含む化合物が不活性マグネシアを懸濁
させさらにスラリーの粘度を増加させる安定剤として存
在する、高濃度の水性マグネシアスラリーに関する。さ
らに本発明は、水中で不活性マグネシアを懸濁して安定
なスラリーを製造する方方法に関し、この安定なスラリ
ーをケイ素鋼表面に迅速に塗布することができて、乾燥
層を形成し、次で鋼と反応して相当に高温の暁なまし中
にガラスフィルムを形成するものである。異方性(or
iented)ケイ素鋼の製造に際して、脱炭された帯
や板の原料は通常低温加熱で乾燥されるマグネシアの水
性スラリーで被覆する。
脱炭中にファイアライト(ケイ酸鉄)の層がケイ素鋼原
料の表面に形成される。マグネシアの乾燥層で被覆され
たこの原料に、次で約1095q0から約1260℃で
最終の高温の焼なましを行ない、その間に被覆中のマグ
ネシアはファイアライト層と反応しガラスフィルムを形
成し、さらに二次再結晶によってキューブオンェツヂ(
cMe−on−edge)配向が発達する。これらは、
本発明の技術分野において公知である。以前、マグネシ
アが急速に沈殿しない水性のスラリーを提供しまたマグ
ネシアとファイアライト表面層との間の反応を得るため
に、200秒未満のクエン酸活性である活性マグネシア
を用いることが必要であると考えられていた。
このタイプの活性マグネシアは通常水和物を用い、その
結果マグネシア−水のスラリーの粘度を大きくする。こ
れは、スラリーの粘土が浸せき(dipping)、項
霧、メタリングロール(meにringrolls)ま
たはそれに類することによって均一の厚さの被覆に塗布
できる範囲内でなくてはならないので、問題を生じる。
不活性マグネシアは、以前、異方性のケイ素鋼の帯や板
の原料に絶縁ガラスフィルムを形成するのに適していな
いと考えられていた。
これは密な粒子が懸濁、状態に維持されることができず
、その結果、非常に低い粘度のスラリーを生成するから
である。また、この密な不活性粒子は、少なくとも商業
的生度の速度によって課せられる時間制限の範囲内では
、ファイアライト表面層と反応しようとしない。しかし
、不活性マグネシアは活性マグネシアより低下格で有利
であるので、アニーリングセパレータ(an船alin
gseparaのr)組成物で不活性マグネシアを代用
することはキューブオンヱツヂに配向したケイ素鋼の加
工で非常な節約の見込を示す。
マグネシアスラリーへの添加物はガラスフィルムの性質
を改良し、および/または、マグネシアーフアィアライ
トの反応を促進する意図から提案されていたけれども、
本発明者の知る限り不活性マグネシアの水性スラリーを
安定化しそしてその粘土を増加させる添加剤は開発され
ていない。
ガラスフィルムの性質およびケイ素鋼基礎原料の磁気的
性質を改良するために活性マグネシアスラリーにリン酸
塩を添加することは知られている。米国特許第3615
918号明細書には、分解性のリン酸塩化合物を含むマ
グネシア組成物が開示されている。この特許によると、
リン酸塩は、P2Qとして計算して1〜25重量%にわ
たり、最終暁なまし中にリン単体に還元されて、被覆か
らケイ素鋼へ内部に拡散する。金属表面に直接に塗布さ
れうるリン酸塩の基礎被覆、またはミルガラスマグネシ
アの基礎被覆上への二次被覆は、この技術分野で公知で
ある。
異万性ケイ素鋼の表面に、直接にまたは二次被覆として
、塗布することに通したリン酸塩およびマグネシアを含
んだ被覆は、米国特許第3840378号および第39
48876号明細書に開示されている。前記で示したよ
うに、出願人の知る限り、この従来技術ではアニーリン
グセパレータ組成物のために、異方性ケイ素鋼の帯と板
の原料上への不活性マグネシアの使用をほのめかしてい
ないし、また、前記の意図から不活性マグネシアの使用
によって固有の問題を解決する添加剤を提案されていな
い。本発明の主目的は、次のような高濃度の水性マグネ
シアスラリーを提供することである。
そして、このスラリーは、200秒以上のクエン酸活性
である不活性マグネシアをかなりの部分に含み、通常の
手段で塗布に通した粘土を持ち、また、原料表面上のフ
ァイアライトと反応して、申し分のない品質の均一絶縁
グラスフィルムを形成する。本発明のもう一つの目的は
、水中で不活性マグネシアを懸濁し、ケイ素鋼表面に迅
速に塗布できかつ反応して次の高温蛭なまし中に絶縁ガ
ラスフィルムを形成する安定なスラリ−を製造する、方
法を提供することである。本発明によって、水性マグネ
シアスラリーを含み、異万性ケイ素鋼の帯と板の表面上
に絶縁ガラスフィルムを形成するための組成物において
、20町砂以上のクエン酸活性を有する前記マグネシア
の25重量%以上と、リン酸カルシウム、水溶性リン酸
アンモニウム、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウ
ム、リン酸およびこれらの混合物からなる群より選んだ
リン酸塩を含有する化合物とを含み、前記の化合物が酸
化マグネシウムの重量に基づいてP205として計算さ
れた2〜25重量%範囲内にあり、スラリーの残りが実
質的に水であり、マグネシアの濃度がスラリー1塊あた
り最大0.6夕(1ガロンあたり2ポンド)までであり
、前記スラリーが最大lq時間までの期間沈殿せずに安
定であることを特徴とする組成物を提供する。
さらに、本発明は、水中で不活性マグネシアを懸濁して
、沈殿せずに安定でありかつ異万性ケイ素鋼の帯と板の
表面に塗布した後反応して次の高温嫁なまし中に絶縁ガ
ラスフィルムを形成するスラリーを製造する方法におい
て、前記マグネシアの少なくとも25重量%が20の砂
以上のクエン酸活性であり、リン酸塩を含んだ化合物が
リン酸カルシウム、水潟性リン酸アンモニウム、リン酸
アルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸およびこれ
らの混合物からなる群より選ばれ、前記化合物がマグネ
シアの重量に基づいてP2Qとして計算した2〜25重
量%の範囲内にあり、スラリーの残りが実質的に水であ
り、マグネシアの濃度がスラリーの1立方センチにあた
り最大0.6夕までであって、前記スラリーが最大1G
時間まで沈殿せずに安定であることを特徴とする、スラ
リーの製造方法を提供する。200秒以上のクエン酸活
性、最大0.02%のCI、最大0.02%のSQ‐−
である市販のものからの不活性マグネシアで本発明を首
尾よく実施できることがわかっている。
試験が約1500〜約3000の範囲内のクエン酸活性
であるマグネシアについて行なわれ、そのマグネシアの
中に不活性マグネシアがスラリーの全マグネシア成分の
100%を含んでいる。5の重量%の不活性マグネシア
と5の重量%の活性マグネシアとの混合物も試験され、
スチール原料への乾燥した被覆の最適の接着を与えかつ
ガラスフィルム品質を改良することがわかっている。
活性マグネシアに対し低い割合の不活性マグネシァでも
、すなわち、最小10%の不活性マグネシアおよび90
%の活性マグネシアでも、使用することができ、ガラス
フィルムの品質を改良する。しかし、これによって不活
性マグネシアの経済的利点が据われる。逆に、マグネシ
アの100%が20の砂以上のクエン酸値であるスラリ
ーを用いて満足すべき結果が得られた。マグネシアがす
べて不活性である組成物の使用による主な欠点は、次の
事実から起る。すなわち、乾燥した被覆の接着がやっと
可であり、それで、マグネシア被覆の剥離を防ぐために
被覆されたコイルの取扱いに注意しなくてはならない。
不活性マグネシアが全マグネシア成分の25〜75%を
構成する場合、この問題を最小限にする。それでこの範
囲が好ましい。活性マグネシアは約20〜4現砂のクエ
ン酸活性であることが好ましい。リン酸塩の添加は、沈
殿せずに不活性マグネシアスラリーを安定化するのみな
らず、浸せき、贋霧、メタリングロールおよびそれに類
する通常の手段による塗布に望ましい範囲に粘度を増す
それのみならず、マグネシアの濃度は活性マグネシァの
み含む従来技術のスラリーの濃度より高くすることがで
きる。このような高濃度は、乾燥をより少ない熱量でま
た短時間で行なうことを可能にし、強熱損失を1%未満
に維持することを可能にする。このような低い強熱損失
では、ガラスフィルムの品質がコイルの長さおよび幅の
両方に沿って非常に均一のままであることを見し、出し
た。好ましいリン酸塩化合物は、リン酸二水素カルシウ
ム一水和物(リン酸一石灰、monocaICi川mp
hoshatemonohydraに)、リン酸水素カ
ルシウム二水和物(リン酸二石灰、dicalc肌m
phoshatedi−hydrate)および水溶性
ポリリン酸アンモニウムである。好ましくは、マグネシ
アの重量を基礎として、P2Qとして計算して2.5〜
10重量%添加される。リン酸二水素カルシウム一水和
物またはリン酸水素カルシウム二水和物を添加する場合
、それらは微粒子であり、この物質を水性スラリーの生
成前にマグネシアと乾燥混和することができ、またはリ
ン酸塩とマグネシアとの混合前、混合中または混合後に
水に添加できる。それゆえリン酸塩化合物をスラリーに
入れる方法および段階は本発明の実施上で制限とならな
い。水溶性ポリリン酸アンモニウムの場合は、それがた
だ水溶液として便利であり、マグネシアと混合する前ま
たは後に水性スラリーの水に添加される。不活性マグネ
シアの製造に利用する高温か焼によって、マグネシアの
焼結および/または凝塊が密な粒子を作り、望ましい粒
子の粒度分布を得るためにその粒子を砕く必要がある。
この粉砕が活性表面を有するマグネシア粒子をつくる。
理論ずけるつもりはないが、本発明に従って添加された
リン酸塩化合物がマグネシア粒子と反応して、粒子表面
に薄いリン酸塩層を形成すると思われる。この薄いリン
酸塩層(P205‐)は粒子を正味の負に帯電させて、
凝魂や沈殿の発生を防ぐ。これは、観察された沈殿しな
いという安定性が著しく改善されたことの理論的基礎で
あると思われる。さらに、このようなマグネシア粒子の
安定な懸濁が望ましい範囲へスラリーの粘士を増大させ
る。マグネシア成分が100%不活性マグネシアである
場合は、0.6夕/地(5ポンド/ガロン)までの濃度
を使用すれば、沈殿せず、かつ好ましくない範囲へ粘土
を増大させないことが知られている。50%の不活性お
よび50%の活性マグネシアの混合物を用いた場合は、
約0.24多/地〜約0.36多/地(3ポンドノガロ
ン)の範囲の濃度を用いることができる。
7.5〜15夕/あの乾燥被覆重量が前記の濃度範囲内
で通常の手段のメタリングロールによって塗布したとき
に得られた。
添加される化合物に含まれるリン酸塩の量は、脱炭およ
び最終齢なましの条件に依る。
すなわち、息い酸化脱炭の条件で比較的低いリン酸塩レ
ベルとなり「低い酸化条件で比較的高いリン酸塩レベル
となる。本発明に従ってリン酸塩化合物を含む100%
不活性マグネシアスラリーと添加剤を含まないことを除
いて同じ不活性マグネシアスラリーの100%を含む対
照のスラリーとの比較では、lq時間後に本発明のスラ
リーの目立った沈殿が起らないのに対し、添加剤のない
スラリーは1時間以内に完全に沈殿して、上部液層がか
なり澄んでしまった。
背景として、冷還元脱炭されたケイ素鋼の帯と板の原料
を適当な溶融物をィンゴットの型に鋳込むまたは連続的
にスラブの型に鋳込む通常の工程で製造できることが指
摘される。インゴツトに鋳込むならば、鋼は慣用方法で
分塊化およびスラブ化され、そのスラブは中間の厚さに
熱間圧延され、その間の温度は熱間圧延後の暁なまし‘
こわたって約1200qo〜1400qoである。高温
のミルスケールを取除き、次で鋼を1又はそれ以上の段
階で最終ゲージへ冷間圧延し、続いて特に湿った水素を
含む雰囲気中で脱炭する。鋼を間断なくスラブの型に鋳
込むならば、米国特許第3764406号明細書に開示
された方法に従って行うことが好ましい。マグネシア被
覆は次で浸せき、贋霧、メタリングリロールまたは他の
慣用手段で塗布される。この被覆は水を蒸発させるに十
分な温度で加熱して乾燥される。乾燥した被覆の重量は
好ましくは6〜20夕/あの範囲にあるべきである。被
覆された原料を次で約10950C〜約1260午0の
範囲の最終高温焼なまし処理し、その焼なまいま還元性
雰囲気中で箱焼なましまたは開放コイル競なまし(op
encoilanneal)である。この擬なまし中で
マグネシアは反応して絶縁ガラスフィルムを形成し、キ
ュブオンェッヂの異方性が二次再結晶で得られる。ケイ
素鋼を最終の帯や板形に加工する組成物および方法は本
発明を制約しない。
マグネシア被覆が施された異方性ケイ素鋼の普通または
高秀磁率のいずれも本発明の実施で取扱われることもで
きる。非制約的な例として、本発明が見し、出す効用を
示す組成物や方法は米国特許第3287183号、第3
873381号、第3905842号、第390584
3号、第3932234号明細書に開示されたものを含
む。米国特許第3932234号を除いて、これらは鋼
にホウ素および窒素を添加することによって高透磁性物
質(79船/mで1850以上の透磁率)の製造に関す
る。またマンガンおよびイオウ(および/またはセレン
)も存在することもある。規則正しい結晶粒(gain
)がケイ素鋼を異方性化し、マンガンおよびィオウ(お
よび/またはセレン)が結晶粒成長阻害剤として存在す
る。
冷間圧延および脱炭をした原料に対する典型的だが非制
約的な組成は、重量%で、約2%〜約4%のケイ素、約
0.01%〜約0.4%のマンガン、約0.01%〜約
0.03%のィオウ、約0.002%〜約0.005%
の炭素、最大約0.065%のアルミニウム(全体)、
および残りの鉄と附髄的な不純物から成ることがある。
一つの一連の実験室的な試験が行なわれて、不活性マグ
ネシアの水性スラリーへのリン酸塩の添加の有効性が実
証された。
両一連の試験において、マグネシアは市敗されたもので
あり、約2000秒のクエン酸活性を有する。用いられ
たリン酸塩化合物はリン酸二水素カルシウム−水和物で
あった(「1がX」という商品名でスタゥファ、ケミカ
ル、カ ン パ ニ ー(Sta山fer Chemi
calCompany)から販売されおよび「MC.P
.」という商品名でモンサント、コーポレーション(M
onsanto Corporation)から販売さ
れている)。
両方の出所とも粒状をしている。第一の一連の試験にお
いて、0.6多/塊のマグネシアを含有する水性スラリ
ーが各々調製され、第一のスラリーは添加物を含まず、
残りのスラリーは、マグネシアの重量を基礎として、P
24として計算されたリン酸カルシウムを各々2.5%
、5%、7.5%および10%含有していた。
脱炭された0.36風(14mil)の厚さのケイ素鋼
原料を前記のスラリ−の各々で被覆した。添加剤の含有
しないスラリーと2.5%含有するスラリーは十分に前
記の原料を滴らさず、渡拝されないマグネシアは急速に
沈殿する煩向があった。残りのスラリーでの被覆につい
ては問題はなかった。120000の最終高温暁なまし
の後、各試料に生じたガラスフィルムについての検討の
結果、次のことがわかった。
すなわち、ガラスフィルムは、添加剤を含有しない組成
についての薄い虹色のガラスから5%以上のリン酸塩を
含んだスラリーについての明るい灰色の連続フィルムに
変わる。第二の一連の試験では、次の組成のスラリーが
準備された。すなわち、マグネシアが100%不活性マ
グネシアであり、P205として計算されたリン酸カル
シウムが0%、各自上2.5%、7%および10%添加
されたもの、マグネシアが重量で50%の不活性マグネ
シアおよび50%の活性マグネシア(約3現秒のクエン
酸活性)であり、P205として計算されたリン酸カル
シウムが0%、各自上2.5%および5%添加されたも
の、またマグネシアが重量で50%の不活性マグネシア
および50%活性マグネシア(約3現秒のクエン酸活性
で、前記の活性マグネシアと別の出所からのもの)であ
り、P205として計算されたリン酸カルシウムが0%
、わずかな2.5%および5%添加されたもの、である
。対照の組成も前記の二つの出所からの各々5の重量%
の活性マグネシアを含有したものとして調製された。用
いられた活性マグネシアは次の内訳を有していた。
F‐ 50岬pm未満CI
‐ 20のpm未満Na十
20他pm未満強熱減量(
100つ0) 1.5〜130%クエン酸
活性 20〜4現砂粒 径
200メッシュで99.9%通過上述したよう
に、クエン酸活性が200秒以下までにわたってもよい
が、これらの内訳は本発明の実施において守られるべき
である。
マグネシアがすべて不活性であるスラリーは0.60夕
/ccの濃度に調製され、一方、50%の不活性および
50%の活性マグネシアを含有するスラリーは0.36
夕/ccの濃度に調製された。
対照スラリーは0.144夕/ccの濃度に調製された
。0.27劫岬(11mil)の厚さの脱炭されたケイ
素鋼板が前記のスラリ−のそれぞれで被覆して、約12
00ごCで還元性雰囲気中で箱膝なましが行なわれた。
リン酸カルシウムの添加のない不活性マグネシアのみを
含有するスラリ−を除いてどのスラリ−についても被覆
に問題を生じなかった。残りすべてのスラリーは懸濁状
態のままであり、原料をよく濡らした。種々のスラリー
によって形成されたガラスフィルムについて次のような
評価が得られた。
リン酸カルシウム添加のない不活性マグネシアは薄く非
連続的なガラスフィルムを形成した。
P2Qとして計算した5%と7.5%のリン酸カルシウ
ム添加についての100%不活性マグネシアのスラリー
は、薄く粗い明るい灰色のガラスフィルムを形成した。
100%不活性マグネシアと1の重量%のリン酸カルシ
ウムを含有するスラリ−は粗い赤味を帯びた灰色の質の
悪いガラスフィルムとなつた。
50%の不活性マグネシアと50%の活性マグネシアの
混合物は物理的外観の改良されたガラスフィルムを形成
した。
この混合物にリン酸カルシウムを添加していないスラリ
ーはさめのわずかに粗い連続的な灰色のガラスフィルム
を呈した。P205として計算して2.5%と5%のリ
ン酸カルシウムを添加した結果、滑らかな、より明るい
灰色のガラスフイルムを形成した。100%不活性マグ
ネシアを含有するすべてのスラリーについては、リン酸
カルシウムの添加にかかわらず、耐酸化性は弱かった。
リン酸カルシウム添加のない50%の不活性マグネシア
と50%の活性マグネシアとを含有するスラリーについ
ても、耐酸化性は弱かった。
P2Qとして計算した2.5%のリン酸カルシウムを含
有するスラリーについては、耐酸化性が多少改善された
。最良の耐酸化性は、P205として計算して5%のリ
ン酸カルシウムと50%の不活性マグネシアおよび50
%の活性マグネシアを含有するスラリーによって示され
る。比較として、2.5%のリン酸カルシウムと二つの
活性マグネシアの等部ずつ含有する対照試料は、劣った
耐酸化性しか有しなかつた。上記した米国特許第384
0378号および第3948876号明細書で開示され
たタイプの二次被覆(マグネシア、リン酸塩およびアル
ミニウムを含む)を同じ試料に塗布して、密着性の試験
をした。
二次被覆の密着性は耐酸化性と同じ煩向となる。良い耐
酸化性を示すガラスフィルムは二次被覆の良い密着性を
有し、一方、劣った耐酸化性を有するガラスフィルムは
二次被覆の劣った密着性を示した。最良の密着性は、P
205として計算して5%のリン酸カルシウムを伴った
50%の活性および50%の不活性マグネシアの混合物
によって示された。第二の一連の実験の試料についての
種々の磁気的性質が60Hzで測定され、第1表にまと
められている。注目すべきことは、100%不活性マグ
ネシアを含有する組成物のうちP205として計算して
わずか5%のリン酸カルシウム添加剤を含む試料によっ
て最良の磁気的性質が示された。各自上7.5%および
10%のリン酸カルシウムの添加によって磁気的性質は
低下した。50%の不活性および50%の活性マグネシ
アを含有する試料の磁気的性質は、特にリン酸カルシウ
ムを添加した場合、著しい改善を示した。
リン酸カルシウムを添加しない場合の磁気的性質は対照
試料の性質に近かった。P205として計算して各自上
2.5%および5%のリン酸カルシウムを添加した場合
は、すべての試料は対照試料と比較して磁気的性質に関
し意味ある改善を示した。次に、上記した慣用の鋼組成
範囲内で0.28側(11mil)の厚さの脱炭された
ケイ素鋼コイルを使ってプラントで試験を行なった。
コイルは、次の組成物で皮膜された。不活性マグネシア
(CAA200の秒) 50%活性マグネシア(CAA
3の砂) 50%リン酸一石灰−水和物5%(P
24として計算) 水 残り スラリーの濃度および乾燥被膜の被覆重量は第2表に示
されている。
被覆について問題は生じなかった。スラリーは大変良く
鋼帯を濡らし、滑らかで均一な被覆を形成した。乾燥し
たとき密着性はかなりよかった。目だった沈殿は被覆用
さらに見られなかった。この被覆は活性マグネシアのみ
を含有する慣用の被覆より大変に速く乾燥することがわ
かった。
その結果、不活性マグネシアを含有する被覆をより低温
で乾燥することができるので、エネルギー所要量が減少
する。被覆されたコイルを還元性雰囲気中の約1150
qoで慣用法によって2館時間の箱暁なましした。
このコイルは、明るい灰色の滑らかで連続的な酸化のな
いまたは虹色の優秀なガラスフィルムを形成した。さら
に慣用の活性マグネシアで普通生じるガラスフィルムの
物理的外観に関するコイル前端からコイル後端までの変
化は、これらのコイルのどれにも現われなかった。上記
コイルの磁気的性質が対照コイルの磁気的性質とともに
第3表に報告されている。
この対照コイルは同じ温度で第一の出所の50%活性マ
グネシア(CAA30秒)と第二の出所の50%活性マ
グネシア(CAA3の抄)との混合物で被覆された。本
発明の組成物で被覆されたコイルの磁気的性質は明らか
に良好で対照コイルの性質と同等もしくはそれ以上であ
る。さらにもう一つの試験を行ない、本発明の組成物お
よび方法が米国特許第3873381号明細書の指導に
従ってホア素と窒素を含んだ非常に高い透磁率ケイ素鋼
の生産に適用できることを示した。
この場合、ホウ素と二酸化チタンがマグネシア組成物に
添加された。ホウ素と二酸化チタンが添加された先行技
術のマグネシア組成物は活性マグネシア(例えば、約2
0〜約8晩砂の範囲にわたるクエン酸活性)のみを常に
含有している。ホウ素の添加はホゥ酸、四ホウ酸ナトリ
ウムおよびそれらの類似物にようなホウ素化合物の形で
なすことができる。これらの試験で米国産の5の重量%
の不活性マグネシア(約2000秒のCAA)と米国産
の50重量%の活性マグネシア(約30秒のCAA)と
の混合物が最良組成物として用いられた。
日本産の活性マグネシア(約3の砂のCAA)が対照と
して用いられた。これが先行技術による非常に高い透磁
率物質の生産において最良のガラスフィルム特性および
磁気的性質をつくるからである。これは、補われた0.
08%のホウ素を含有する。この基礎組成物を水と混合
し、0.36夕/ccの濃度を有するスラリーを作った
スラリー試料と混合された種々の添加物の組合せは、乾
燥したマグネシアの全体重量を基礎として、次のように
なった。対照の組成物を水と混合して、0.147夕/
ccの濃度のスラリ−を作り、マグネシアの重量を基礎
として5%の二酸化チタンを添加した。
0.28側(11miDの厚さの非常に高い透磁率ケイ
素鋼の脱炭された半加工片に被覆を塗布し、被覆の乾燥
重量は10〜12夕/あの範囲であった。
次で、被覆した片に1190q○で純水素中の還元性雰
囲気での最終嫌なましを2班時間行なった。被覆・焼な
ましされた種々の片を評価した結果は次の通りである。
ホウ素添加物と二酸化チタンとを含んでも含まなくても
、リン酸カルシウムを5%、10%、15%および20
%含む試料は滑らかな明るい灰色のガラスフィルムを形
成した。
二酸化チタンの添加は、ガラスフィルムをより粗くより
暗い灰色にした。
5%のリン酸カルシウムおよび5%と10%の二酸化チ
タンで物理的外観が対照試料(5%の二酸化チタンの含
有)の外観に類似した。
10%、15%および20%のレベルのリン酸カルシウ
ムでガラスフィルムはしだし、に粗く暗い色になった。
上記した米国特許第3840378号明細書で開示され
たタイプの二次被覆を塗布した。5%および10%のリ
ン酸カルシウムと5%および10%の二酸化チタンとを
含む試料は最初の外観を有していた。
二酸化チタンを含まない試料では、二次被覆の密着性は
弱かった。二酸化チタンを含有する試料は密着性を改善
した。5%のリン酸カルシウムと5%の二酸化チタンと
を含む試料が対照試料に似た密着性を有し、他方、10
%のリン酸カルシウムと5%の二酸化チタンとを含む試
料の密着性は対照試料より優れていた。
磁気的性質に関しては、5%、10%および15%のり
ン酸カルシウムを含む試料(ホウ素および二酸化チタン
の無添加)は似た性質、たとえば、1.汀と60HZで
の1.675ワット/k9の鉄損および79船/mでの
1875の比透磁率を有する。
0.12%のホウ素を含み、二酸化チタンを含まない試
料では、その磁気的性質はホウ素および二酸化チタンを
含まない上記の試料の性質より劣っていた。
二酸化チタンを含み、ホウ素を含まない試料は劣った磁
気的性質を示した。
ホウ素と二酸化チタンとを含む試料は改善された磁気的
性質を示し、5%のリン酸カルシウム、0.12%のホ
ウ素および5%の二酸化チタンの場合に最良のものが得
られた。
最良の試料に対する鉄損は、1.汀と60HZで1.6
79ワット/k9であり、その比透磁率は79船/mで
1880であった。これに対し対照試料については、各
々0.763および19.05にすぎない。さらに次の
ことが観察された。
ホウ素添加は意味あるほどに最終粘度を増し、ホウ素と
二酸化チタンとを含む5%以上のリン酸カルシウム添加
により磁気的性質に悪影響を与えたことである。それで
、非常に高い透磁率物質の製造に際し、マグネシアの重
量を基礎として、P205として計算し5〜10%のリ
ン酸塩化合物、約0.10〜約0.15%のホウ素およ
び約5〜約10%の二酸化チタンを添加することによっ
て、性質の最良の組合せが得られることは明らかである
。これらの範囲は約25〜約75%が不活性マグネシア
(約1500〜約300硯砂のCAA)でありそして残
りが活性マグネシア(約20〜4の砂のCAA)である
マグネシア組成物に適用できる。上記のデータはリン酸
カルシウム添加が起る反応および最終焼なまし中のガラ
スフィルムの組成物を意味あるほどに変えることを示し
ている。
このリン酸塩が原料表面のケイ素および鉄を酸化して、
その表面でのファイアライトの量を増す。それで、その
リンが還元され、そのほとんどが無害に鋼の中に拡散す
る。これは、上記の米国特許第361591y号明細書
に記載されている。一方、酸化カルシウムとなっている
カルシウムは、低温で液状にする融剤として作用する。
酸化カルシウムはケイ素鋼表面のファイライトと反応し
て、ケィ灰石を生成する。このケィ灰石は酸化マグネシ
ウム、酸化カルシウム−二酸化ケイ素の複合物(com
plex)である。ケイ灰石はファイライトより約20
0qo低温で融解し、これがマグネシアを溶液にするこ
とのできる液相層の量を増して、より急速にガラスフィ
ルム形成を終了する。クエン酸活性は、酸化マグネシウ
ムの水和速度測定であり、一定重量のマグネシアが水酸
化物イオンを供給して一定重量のクエン酸を十分に中和
するに必要な時間を測定することによって決められる。
この試験は、米国特許第3841925号明細書で報告
されているものと同じである。すなわち、1 1%フェ
ノールフタレン指示薬2の‘を含んだ0.400規定の
クエン酸水溶液100の‘を237cc(めunce)
の広口ビンの中で30ooにする。このビンにねじぶた
およびマグネットスターラー榛を取り付ける。2 2.
00夕のマグネシアを秤量し、このピンに加え、直ちに
ストップウオッチをスタ−トさせる。
3 マグネシア試料を添加すると同時に、ピンにふたを
する。
5秒時点でピンとその内容物を力強く振る。
この渡洋は1の砂日寺点でやめる。4 1の砂時点で試
料をマグネチツクスターラ一装置上に置く。
機械的凝拝によって、ビンの内径が6肌のとき、中心で
約2肌の深さの渦になるようにする5 懸濁液がピンク
色に変わると直ちにストップウオッチを止めて、時刻を
記入する。
こ時刻がクエン酸活性となる。第1磁気・′′ 第3表磁気的性質

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マグネシアの水性スラリーを含み、異方性ケイ素鋼
    の帯および板の表面に絶縁ガラスフイルムを形成するた
    めの組成物において、200秒以上のクエン酸活性を有
    する前記マグネシアの少なくとも25%と、リン酸カル
    シウム、水溶性ポリリン酸アンモニウム、リン酸アルミ
    ニウム、リン酸マグネシウム、リン酸およびこれらの混
    合物からなる群の中から選択されたリン酸塩を含有する
    化合物とを含み、前記化合物が、マグネシア重量を基礎
    として、P_2O_5として計算して2〜25重量%の
    範囲内にあり、残りが実質的に水であり、前記マグネシ
    アの濃度がスラリー1cm^3あたり0.6gまでであ
    つて、前記スラリーが10時間までの期間沈殿せず安定
    であることを特徴とする異方性ケイ素鋼の帯および板の
    表面に絶縁ガラスフイルムを形成するための組成物。 2 前記マグネシアが、約50重量%の1500〜30
    00秒のクエン酸活性のマグネシアと約50重量%の2
    0〜40秒のクエン酸活性のマグネシアとから成る、特
    許請求の範囲第1項記載の組成物。 3 前記リン酸塩を含有する化合物が、マグネシア重量
    を基礎として、P_2O_5として計算して2.5〜1
    0重量%の範囲内にある、特許請求の範囲第1項記載の
    組成物。 4 前記マグネシアが25〜75重量%の1500〜3
    000秒のクエン酸活性のマグネシアと残りの20〜4
    0秒のクエン酸活性のマグネシアとから成り、前記リン
    酸塩を含有する化合物が、マグネシア重量を基礎として
    、P_2O_5として計算して2.5〜10重量%の範
    囲内にある、特許請求の範囲第1項記載の組成物。 5 前記マグネシアが、約50重量%の1500〜30
    00秒のクエン酸活性のマグネシアと約50重量%の約
    30秒のクエン酸活性のマグネシアとから成り、前記リ
    ン酸塩を含有する化合物が、マグネシア重量を基礎とし
    て、P_2O_5として計算して2.5〜10重量%の
    範囲内にある、特許請求の範囲第1項記載の組成物。 6 前記リン酸塩を含有する化合物がリン酸二水素カル
    シウム一水和物、リン酸水素カルシウム二水和物または
    水溶性ポリリン酸アンモニウムである、特許請求の範囲
    第1項記載の組成物。 7 前記マグネシアの濃度がスラリー1cm^3あたり
    少なくとも0.24gである。 特許請求の範囲第2項記載の組成物。8 前記ケイ素鋼
    が非常に高い透磁率を有する場合に、マグネシア重量を
    基礎として、前記リン酸塩を含有する化合物がP_2O
    _5として計算して5〜10重量%の範囲内にあり、0
    .10〜0.15重量%のホウ素と5〜10重量%の二
    酸化チタンを含む、特許請求の範囲第4項記載の組成物
    。 9 沈殿せず安定であり、異方性ケイ素鋼の帯または板
    の表面に塗布した後でこのケイ素鋼のケイ素と反応して
    次の高温焼なまし中に絶縁ガラスフイルムを形成するス
    ラリーを製造するために水中で不活性マグネシアを懸濁
    する方法において、前記スラリー中に存在するマグネシ
    アの少なくとも25重量%が200秒以上のクエン酸活
    性を有するスラリーを提供し、このスラリーの中に、マ
    グネシア重量を基礎として、P_2O_5として計算し
    て2〜25重量%の範囲内にあるリン酸塩を含有する化
    合物を加え、このリン酸塩の含有する化合物がリン酸カ
    ルシウム、水溶性ポリリン酸アンモニウム、リン酸アル
    ミニウム、リン酸マグネシウムおよびこれらの混合物か
    ら成る群の中から選択されたものである、スラリーを製
    造するために水中で不活性マグネシアを懸濁する方法。 10 前記のマグネシアが25〜75重量%の1500
    〜3000秒のクエン酸活性のマグネシアと残りの20
    〜40秒のクエン酸活性のマグネシアとから成る、特許
    請求の範囲第9項記載の方法。11 前記のマグネシア
    が約50重量%の1500〜3000秒のクエン酸活性
    のマグネシアと約50重量%の20〜40秒のクエン酸
    活性のマグネシアとから成る、特許請求の範囲第9項ま
    たは第10項記載の方法。 12 前記リン酸塩を含有する化合物がリン酸二水素カ
    ルシウム一水和物またはリン酸水素カルシウム二水和物
    であつて、マグネシア重量を基礎として、P_2O_5
    として計算して2.5〜10重量%の範囲内にある、特
    許請求の範囲第9項、第10項または第11項記載の方
    法。 13 マグネシア重量を基礎として、0.10〜0.1
    5重量%のホウ素と5〜10重量%の二酸化チタンとを
    前記スラリーに添加する、特許請求の請求第9項、第1
    0項、第11項または第12項記載の方法。 14 前記スラリーのマグネシア濃度がスラリー1cm
    ^3あたり0.24〜0.6gである。 特許請求の範囲第11項記載の方法。
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