JPS6225751B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6225751B2
JPS6225751B2 JP53094994A JP9499478A JPS6225751B2 JP S6225751 B2 JPS6225751 B2 JP S6225751B2 JP 53094994 A JP53094994 A JP 53094994A JP 9499478 A JP9499478 A JP 9499478A JP S6225751 B2 JPS6225751 B2 JP S6225751B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphate
magnesia
weight
composition
slurry
Prior art date
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Expired
Application number
JP53094994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5460279A (en
Inventor
Harisu Heizerukoon Maikeru
Uiriamu Teiraa Deibitsudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Armco Inc
Original Assignee
Armco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Armco Inc filed Critical Armco Inc
Publication of JPS5460279A publication Critical patent/JPS5460279A/en
Publication of JPS6225751B2 publication Critical patent/JPS6225751B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23DENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D5/00Coating with enamels or vitreous layers
    • C23D5/10Coating with enamels or vitreous layers with refractory materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/68Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
    • C21D1/70Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment while heating or quenching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • H01F1/14783Fe-Si based alloys in the form of sheets with insulating coating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は配向したケイ素鋼のストリツプ及びシ
ートストツク上に直接絶縁ガラスコーテイングを
形成する水性組成物及びそのような水性組成物の
粘度を安定化する方法に関する。 より詳しくは、その組成物には安定な低い粘度
を達成するため熱分解性リン酸塩含有化合物の添
加により安定化された高い濃度の水性マグネシア
スラリーが含まれる。 キユーブ・オン・エツジ配向したケイ素鋼の製
造において、冷間圧延し脱炭したストリツプ及び
シートストツクがマグネシアの水性スラリーで塗
被され低加熱で乾燥される。塗被されたストツク
は次いで約1095〜1260℃で最終高温焼なましをう
け、その間にコーテイング中のマグネシアはスト
ツクの表面中のケイ素と反応してガラス膜を形成
し、キユーブ・オン・エツジ配向が二次再結によ
り発達する。マグネシアとケイ酸鉄(フアヤライ
ト)表面層との間に反応を生じさせるため、200
秒未満のクエン酸活性(後に定義される)を有す
る活性マグネシアを使用する。そのようなマグネ
シアは水和しその結果粘度が大になる。しかしス
ラリーの粘度は浸漬、吹付又は計量ロールにより
均一な厚さのコーテイングを塗布できる範囲内に
保たねばならない。 ガラス膜の性質の改善及び(又は)マグネシア
ーフアヤライトの反応の促進のためにマグネシア
スラリーの添加剤が提案されたけれども、出願人
の知る限りでは水性マグネシアスラリーの粘度を
低下させ安定化するために開発された添加剤はな
い。 ガラス膜性質及びケイ素鋼基材の磁気的性質を
改良するためにマグネシアアニーリングセパレー
ター組成物に分解性リン酸塩を添加することが公
知である。エーバンス(J.D.Evans and D.W.
Taylor)の米国特許第3615918号明細書が参照さ
れ、それには分解性リン酸塩を含有するマグネシ
ア組成物が開示される。二次再結晶によるキユー
ブ・オン・エツジ配向を発達させる最終高温アニ
ールの間にP2O5として計算して1〜25重量%の
リン酸塩が元素リンに還元され、それがコーテイ
ングからケイ素鋼中へ内部に拡散する。 金属表面に直接又はミルガラスマグネシア下塗
上の二次コーテイングとして適用しても良いリン
酸塩を基礎にしたコーテイングは技術的に知られ
ている。配向したケイ素鋼の表面に直接又は二次
コーテイングとして適用するのに適するリン酸塩
及びマグネシアを含有するコーテイングはエーバ
ンス(J.D.Evans)の米国特許第3840378号及び
第3948876号明細書に開示されている。 水性スラリー中の活性マグネシア(200秒未満
のクエン酸活性を有する)を用いる困難の主な原
因は水和のために時間に対して粘度が徐々に高く
なることである。水和率のこの増加がガラス膜の
品質に変動を生じ、また低粘度のマグネシアを必
要とし、それは所望の初期低粘度を与えるがしか
しストツク表面上のコーテイングを乾燥するとき
に多量の水を除去することに困難が生ずる。 本発明の主な目的は水性マグネシアスラリーの
粘度を安定化し、濃度を高められた組成物を用い
てケイ素鋼板上に絶縁性ガラスフイルムを形成す
る方法を提供することである。 本発明の他の目的は従来用いられたものよりも
事実上高いマグネシア濃度を有する低い安定な粘
度の水性スラリーとしてアニーリングセパレータ
ー組成物を提供することである。 本発明によれば、前記組成物をつくるに当つて
マグネシアが200秒未満のクエン酸活性を有し、
前記マグネシア並びにリン酸カルシウム、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及びリン酸からなる群から選
ばれる分解性リン酸塩化合物を水と混合する段階
を含む水性マグネシアスラリの粘度を安定化し濃
度を高める方法が提供され、スラリー1cm3当り約
0.1〜0.24gを与えるのに十分な量の前記マグネ
シアが添加される、また前記リン酸塩化合物がマ
グネシアの重量を基にしてP2O5として計算して
0.5〜約25重量%を与えるのに十分な量添加され
る。 本発明はさらに、200秒未満のクエン酸活性を
有する酸化マグネシウムの水性スラリー、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
及びそれらの混合物からなる群から選ばれる分解
性リン酸塩含有化合物を含むケイ素鋼のストリツ
プ及びシート表面上に絶縁ガラス膜を形成する組
成物を提供し、前記リン酸塩含有化合物がマグネ
シアの重量を基にしてP2O5として計算して0.5〜
25重量%の範囲内で存在し、またマグネシアの濃
度がスラリー1cm3当り0.1〜約0.24gの範囲にあ
り、前記スラリーの粘度はより長い時間事実上一
定である。 好ましいリン酸化合物は第一リン酸カルシウム
一水和物及び水溶性ポリリン酸アンモニウムであ
る。ポリリン酸アンモニウムを使用するときには
マグネシアの重量を基にして約2〜4重量%の酸
化第二クロムの添加が最適のガラス膜特性を与え
ることが認められた。第一リン酸カルシウム一水
和物を用いるときには、酸化第二クロムの添加は
ガラス膜特性の改良のために必要ではない。 クエン酸活性は酸化マグネシウムの水和速度の
標準であり、所与量のマグネシアが所与量のクエ
ン酸を中和するのに十分なヒドロキシルイオンを
与えるのに必要な時間を測定することにより決定
される。その試験は米国特許第3841925号明細書
に記載されたものと同様であり、すなわち; 1 1%フエノールフタレイン指示薬2mlを含有
する0.400N水性クエン酸100mlを8オンス広口
瓶中で30℃にする。瓶にはねじ蓋及び電磁撹拌
棒が取付けられる。 2 200gのマグネシアを瓶に入れ同時にストツ
プウオツチを始動させる。 3 マグネシア試料を加えるとすぐに瓶に蓋をす
る。5秒の時点で瓶及び内容物を激しく振とう
する。振とうを10秒の時点で終える。 4 10秒の時点で試料を電磁撹拌装置上に置く。
機械的撹拌は瓶の内径が6cmであるときに中心
で深さ約2cmの渦を生ずべきである。 5 懸濁液が薄紅色に変つたときにストツプウオ
ツチを停止し時間を記録する。この時間の秒数
がクエン酸活性である。 冷間圧延し脱炭したケイ素鋼のストリツプ及び
シートストツクは適当な融解物をインゴツトの形
態に鋳造し、又はスラブ形態に連続鋳造する常法
により製造しても良い。インゴツトに鋳造するな
らば鋼は常法で分塊し、スラブにし、スラブを中
間の厚さに、好ましくは約1200〜1400℃の温度で
熱間圧延し、好ましくは熱間圧延後焼なましす
る。次いでホツトミルスケールを除去し、材料を
1段階又はより多くの段階で最終ゲージに冷間圧
延し次いで水素雰囲気中で脱炭する。鋼がスラブ
形態に連続鋳造されるならば、リツトマン(M.
F.Littmann)の米国特許第3764406号明細書に開
示された方法に従うのが好ましい。 次いでマグネシアスラリーのコーテイングを浸
漬、吹付け、計量ロール又は他の慣用法により脱
炭したストツクの表面に適用する。次いでコーテ
イングを水が蒸発し表面上に乾燥コーテイングが
残るのに十分な温度に加熱することにより乾燥す
る。塗被量は約6〜20g/m2であるべきで、好ま
しくは約11g/m2である。次いで塗被したストツ
クを還元雰囲気中で約1095〜1260℃において最終
高温焼なましする。それは箱焼なまし又は開放型
コイル焼なましであつても良い。この焼なましの
間にマグネシアはケイ素鋼表面と反応してガラス
膜を形成し、二次再結晶によりキユーブ・オン・
エツジ配向が達成される。 本発明の実施に適するマグネシアは次の仕様を
有する: Cl-(NaClのような):0.02%最大 CaO:0.020%最大 強熱減量(1000℃):1.5〜3.0% クエン酸活性:200秒未満
(好ましくは25〜40秒) ふるい分析:200メツシユ通過最少 99.9% 325メツシユ通過最少 99.5%。 ケイ素鋼の組成並びにそれを最終ストリツプ及
びシート形態に処理する方法は本発明の範囲を構
成しない。マグネシアコーテイングを利用する標
準又は高透磁率等級の配向したケイ素鋼は本発明
を実施して処理しても良い。非制限例として本発
明の利用性が見出される組成及び方法には米国特
許第3287183号、第3873381号、第3905842号、第
3905843号、第3932234号、第3957546号及び第
4000015号明細書に開示されたものが含まれる。
第3932234号を除きこれらの特許は鋼にホウ素及
び窒素を添加することによる高透磁率材料(相対
透磁率が796A/mで1850より大きい)の製造に
関する。マンガン及び硫黄〔及び(又は)セレ
ン〕もまた存在しても良い。 マンガン及び硫黄〔及び(又は)セレン〕が結
晶粒成長抑制剤として存在する普通の結晶粒配向
したケイ素鋼については、冷間圧延し、脱炭した
ストツク用の典型的なしかし非制限的な組成には
重量%でケイ素約2〜4%、マンガン約0.01〜
0.4%、硫黄約0.01〜0.03%、炭素約0.002〜0.005
%、(全)アルミニウム約0.065%まで、及び残部
鉄と付随元素が含まれても良い。 前記のように、鋼表面にマグネシアスラリーの
均一なコーテイングを、例えば計量みぞロールに
より適用した後、低加熱、例えば約100〜300℃、
で5分までの間乾燥する。コーテイングには酸化
マグネシウム、水酸化マグネシウム及び分解性リ
ン酸塩化合物が含まれ、次の最終焼なましの昇温
部の間にリン酸塩化合物が分解する。リン酸塩は
還元されて元素リンを形成し、それが鋼中に無害
に拡散し、同時に鋼表面層中のケイ素がさらに酸
化され、従つて焼なまし温度が上昇するとともに
マグネシアとの反応が促進されると思われる。 前記仕様のマグネシアを用いる従来の水性マグ
ネシアラリーにおいては従来の方法によりコーテ
イングできる粘度を得るためにマグネシアの濃度
は通常約0.08g/cm3を超えない。これと対照的に
本発明の実施においては、スラリー1cm3当り約
0.1〜0.24gのマグネシア濃度を従来の方法で適
用するのに適する粘度で用いることができ、また
それは少なくとも1時間までの長い時間安定であ
る。 水性スラリー中のマグネシアの粘度を低下し安
定化するのに用いることができる分解性リン酸塩
化合物には第一リン酸カルシウム一水和物、第二
リン酸カルシウム、第三リン酸カルシウム、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、又はリン酸あるいはそ
れらの混合物が含まれる。 優秀な結果はポリリン酸アンモニウムの水溶液
〔商標「アルカジアン(Arcadian)ポリN」とし
てアライド・ケミカル社(Allied Chemical
Corporation)により販売される〕、及び粒状第一
リン酸カルシウム一水和物〔「12」の名称で
ストウフアー・ケミカル社(Stauffer Chemical
Company)により販売される〕で得られた。ポ
リリン酸アンモニウムの水溶液の場合には、マグ
ネシアを混合する前又は混合後の水性スラリーの
水に添加される。第一リン酸カルシウム一水和物
の場合にはそれが粒状であり、その物質を水性ス
ラリーを形成する前にマグネシアとドライブレン
ドでき、あるいはマグネシアを混合する前、混合
中又は混合後の水に混合できる。従つて、リン酸
塩化合物をスラリー中に装入する方法及びその段
階は本発明の実施上の範囲を構成しない。 リン酸塩化合物の量は、好ましくはマグネシア
の重量を基にしてP2O5として計算して約0.5〜10
重量%である。P2O5として計算した0.5%の最少
添加は臨界的であることが認められたが、上限は
ガラス膜の外観に対する不利益効果によつて決定
される。P2O5として計算して約15重量%を超え
る添加は鉄小球がガラス膜中に発達を起す傾向が
あり好ましくない。 前記仕様内に入り、約30〜50秒のクエン酸活性
値を有するマグネシアを用いたマグネシアスラリ
ーについて試験を行なつた。ポリリン酸アンモニ
ウムの量を変え、種々のマグネシア濃度で時間に
対する粘度変化に関して試験し、その結果を表
に要約する。表においてポリリン酸アンモニウ
ムを含有しない対照試料1及び2は粘度が45分後
にそれぞれ4700及び4070センチポアズに著しく上
昇した。これと対照的に本発明のスラリーを表わ
す試料3〜9は45分後低い安定な粘度を示した。
若干の例では粘度は45分後に、混合した状態より
も低かつた。 表に示してないけれども、試料6及び7はさ
らに80分までの時間保持し、それぞれの粘度が45
分の値と事実上同一のままであつたことを認め
た。 次いで前記内の組成を有するケイ素鋼供試体を
計量みぞロールを用いて水和45分後に表に示す
一連のスラリーで塗被した。約10〜21g/m2で塗
被量を変動させた。供試体を乾燥した後、22時間
均熱で1205℃において水素中で焼なましした。鉄
損及透磁性、並びに米国特許第3840378号及び第
3948876号明細書に開示された種類の二次コーテ
イングの密着を測定し、表に示す。改良された
鉄損が4.4%P2O5までのリン酸塩含量の増加で得
られたことが明らかである。さらにリン酸塩の添
加がガラス膜の酸化抵抗を改良したこともまた認
められた。 塗布問題はどのリン酸塩含有スラリーにも何ら
遭遇しなかつた。 追加の試験を第一リン酸カルシウム一水和物を
用いて行ない、それを粒状で前記試料に用いたと
同種のマグネシアと混合した。濃度を変えたスラ
リーを調製した。すべてマグネシアの重量を基に
して2.5%のP2O5を含有する。これらの一連のス
ラリーの粘度測定を表に示す。追加例はマグネ
シアの重量を基にして0〜7.5%のP2O5の試料に
ついて強熱減料を試験した。それは水和度の標準
であり、その試料もまた表に示される。再び第
一リン酸カルシウム一水和物の添加した結果粘度
の安定化及び水和の著しい低下が明らかである。
The present invention relates to aqueous compositions for forming insulating glass coatings directly on oriented silicon steel strip and sheet stock and methods for stabilizing the viscosity of such aqueous compositions. More specifically, the composition includes a highly concentrated aqueous magnesia slurry stabilized by the addition of a thermally decomposable phosphate-containing compound to achieve a stable low viscosity. In the production of cube-on-edge oriented silicon steel, cold rolled decarburized strip and sheet stock are coated with an aqueous slurry of magnesia and dried at low heat. The coated stock then undergoes a final high temperature annealing at approximately 1095-1260°C during which the magnesia in the coating reacts with the silicon in the surface of the stock to form a glass film and create a cube-on-edge orientation. develops through secondary reconsolidation. 200 to cause a reaction between magnesia and the iron silicate (huayarite) surface layer.
Activated magnesia with a citric acid activity (defined below) of less than 2 seconds is used. Such magnesia becomes hydrated, resulting in increased viscosity. However, the viscosity of the slurry must be kept within a range that allows a coating of uniform thickness to be applied by dipping, spraying, or metering rolls. Although additives to magnesia slurries have been proposed to improve the properties of the glass film and/or to accelerate the reaction of magnesia phaayalite, to the best of the applicant's knowledge no additives have been proposed to reduce and stabilize the viscosity of aqueous magnesia slurries. There are no additives developed in It is known to add degradable phosphates to magnesia annealing separator compositions to improve glass film properties and magnetic properties of silicon steel substrates. Evans (JDEvans and DW
Taylor, US Pat. No. 3,615,918, which discloses magnesia compositions containing degradable phosphates. During the final high temperature anneal which develops the cube-on-edge orientation by secondary recrystallization, 1-25% by weight of phosphate calculated as P2O5 is reduced to elemental phosphorus, which is transferred from the coating to the silicon steel . Diffuse inside. Phosphate-based coatings that may be applied directly to metal surfaces or as a secondary coating over a mill glass magnesia basecoat are known in the art. Phosphate and magnesia containing coatings suitable for application directly or as a secondary coating to oriented silicon steel surfaces are disclosed in JDEvans US Pat. Nos. 3,840,378 and 3,948,876. The main source of difficulty with using activated magnesia (with less than 200 seconds of citric acid activity) in an aqueous slurry is the gradual increase in viscosity over time due to hydration. This increase in hydration rate causes variations in the quality of the glass film and also requires a lower viscosity magnesia, which gives the desired lower initial viscosity but removes large amounts of water when drying the coating on the stock surface. Difficulty arises in doing so. The main object of the present invention is to stabilize the viscosity of an aqueous magnesia slurry and provide a method for forming an insulating glass film on a silicon steel plate using an enriched composition. Another object of the present invention is to provide an annealing separator composition as a low stable viscosity aqueous slurry having a substantially higher magnesia concentration than previously used. According to the present invention, in preparing the composition, magnesia has a citric acid activity of less than 200 seconds,
The magnesia as well as calcium phosphate, water-soluble ammonium polyphosphate, aluminum phosphate,
A method is provided for stabilizing the viscosity and increasing the consistency of an aqueous magnesia slurry comprising mixing with water a degradable phosphate compound selected from the group consisting of magnesium phosphate and phosphoric acid, the method comprising: mixing a degradable phosphate compound selected from the group consisting of magnesium phosphate and phosphoric acid with water, the method comprising: mixing a degradable phosphate compound selected from the group consisting of magnesium phosphate and phosphoric acid;
Sufficient said magnesia is added to provide 0.1 to 0.24 g and said phosphate compound is based on the weight of magnesia and calculated as P2O5 .
Sufficient amount is added to provide 0.5 to about 25% by weight. The present invention further provides a degradable slurry selected from the group consisting of an aqueous slurry of magnesium oxide, calcium phosphate, water-soluble ammonium polyphosphate, aluminum phosphate, magnesium phosphate, phosphoric acid, and mixtures thereof, having a citric acid activity of less than 200 seconds. A composition is provided for forming an insulating glass film on the surface of silicon steel strips and sheets containing a phosphate-containing compound, wherein the phosphate-containing compound is calculated as P 2 O 5 based on the weight of magnesia. 0.5~
25% by weight and the concentration of magnesia is in the range of 0.1 to about 0.24 g/cm 3 of the slurry, the viscosity of the slurry being virtually constant over a longer period of time. Preferred phosphoric acid compounds are monocalcium phosphate monohydrate and water-soluble ammonium polyphosphate. When using ammonium polyphosphate, it has been found that the addition of about 2 to 4 weight percent chromic oxide, based on the weight of magnesia, provides optimal glass film properties. When monocalcium phosphate monohydrate is used, addition of dichromic oxide is not necessary to improve glass film properties. Citric acid activity is a standard for the rate of hydration of magnesium oxide, determined by measuring the time required for a given amount of magnesia to provide enough hydroxyl ions to neutralize a given amount of citric acid. be done. The test is similar to that described in U.S. Pat. No. 3,841,925, namely: 1. 100 ml of 0.400N aqueous citric acid containing 2 ml of 1% phenolphthalein indicator brought to 30°C in an 8 oz jar. . The bottle is fitted with a screw cap and a magnetic stirring bar. 2.Pour 200g of magnesia into the bottle and start the stopwatch at the same time. 3 Immediately after adding the magnesia sample, cap the jar. Shake bottle and contents vigorously at 5 seconds. Stop shaking at 10 seconds. 4 Place the sample on the magnetic stirrer at 10 seconds.
Mechanical agitation should create a vortex approximately 2 cm deep at the center when the inner diameter of the bottle is 6 cm. 5. When the suspension turns light pink, stop the stopwatch and record the time. The number of seconds of this time is the citric acid activity. Cold rolled decarburized silicon steel strip and sheet stock may be produced by conventional methods of casting a suitable melt in ingot form or continuous casting in slab form. If cast into ingots, the steel is conventionally bloomed into slabs and the slabs are hot rolled to medium thickness, preferably at a temperature of about 1200 to 1400°C, and preferably annealed after hot rolling. do. The hot mill scale is then removed and the material is cold rolled in one or more stages to final gauge and then decarburized in a hydrogen atmosphere. If the steel is continuously cast in slab form, Littmann (M.
It is preferred to follow the method disclosed in US Pat. No. 3,764,406 to F. Littmann. A coating of magnesia slurry is then applied to the surface of the decarburized stock by dipping, spraying, metering roll, or other conventional methods. The coating is then dried by heating to a temperature sufficient to evaporate the water and leave a dry coating on the surface. The coverage should be about 6-20 g/m 2 , preferably about 11 g/m 2 . The coated stock is then subjected to a final high temperature anneal at about 1095-1260°C in a reducing atmosphere. It may be a box annealing or an open coil annealing. During this annealing, magnesia reacts with the silicon steel surface to form a glass film, and secondary recrystallization results in cube-on
Edge orientation is achieved. Magnesia suitable for the practice of this invention has the following specifications: Cl - (like NaCl): 0.02% Maximum CaO: 0.020% Maximum loss on ignition (1000°C): 1.5-3.0% Citric acid activity: less than 200 seconds
(Preferably 25-40 seconds) Sieve analysis: 200 meshes passing minimum 99.9% 325 meshes passing minimum 99.5%. The composition of the silicon steel and the method of processing it into final strip and sheet form do not form the scope of this invention. Oriented silicon steels of standard or high permeability grades that utilize magnesia coatings may be treated in accordance with the present invention. Non-limiting examples of compositions and methods in which the present invention finds utility include U.S. Pat.
No. 3905843, No. 3932234, No. 3957546 and No.
4000015 is included.
With the exception of No. 3932234, these patents relate to the production of high permeability materials (relative permeability greater than 1850 at 796 A/m) by adding boron and nitrogen to steel. Manganese and sulfur [and/or selenium] may also be present. For conventional grain-oriented silicon steels in which manganese and sulfur [and/or selenium] are present as grain growth inhibitors, a typical but non-limiting composition for cold-rolled, decarburized stock is contains about 2-4% silicon and about 0.01-4% manganese by weight.
0.4%, sulfur approx. 0.01~0.03%, carbon approx. 0.002~0.005
%, up to about 0.065% (total) aluminum, and the balance iron and associated elements. As described above, after applying a uniform coating of magnesia slurry to the steel surface, e.g. by a metering groove roll, low heating, e.g.
Dry for up to 5 minutes. The coating includes magnesium oxide, magnesium hydroxide, and a degradable phosphate compound, which decomposes during the subsequent elevated temperature portion of the final anneal. The phosphates are reduced to form elemental phosphorus, which diffuses harmlessly into the steel, while at the same time the silicon in the steel surface layer is further oxidized and therefore reacts with magnesia as the annealing temperature increases. seems to be encouraged. In conventional aqueous magnesia rallies using magnesia of the above specification, the concentration of magnesia usually does not exceed about 0.08 g/cm 3 to obtain a viscosity that allows coating by conventional methods. In contrast, in the practice of the present invention, approximately
A magnesia concentration of 0.1 to 0.24 g can be used at a viscosity suitable for application in conventional methods, and it is stable for long periods of time, up to at least 1 hour. Degradable phosphate compounds that can be used to reduce and stabilize the viscosity of magnesia in aqueous slurries include monocalcium phosphate monohydrate, dibasic calcium phosphate, tribasic calcium phosphate, water-soluble ammonium polyphosphate, Included are aluminum acids, magnesium phosphates, or phosphoric acids or mixtures thereof. Excellent results were obtained from an aqueous solution of ammonium polyphosphate (allied chemical company under the trademark "Arcadian PolyN").
Granular monocalcium phosphate monohydrate (sold under the name "12" by Stauffer Chemical Corporation) and granulated monocalcium phosphate monohydrate
Company). In the case of an aqueous solution of ammonium polyphosphate, it is added to the water of the aqueous slurry before or after mixing with magnesia. In the case of monocalcium phosphate monohydrate, it is in granular form and the material can be dry blended with magnesia before forming an aqueous slurry, or mixed into water before, during or after mixing with magnesia. . Therefore, the method and steps of charging the phosphate compound into the slurry do not constitute the scope of the practice of this invention. The amount of phosphate compound is preferably about 0.5 to 10 , calculated as P2O5 based on the weight of magnesia.
Weight%. A minimum addition of 0.5% calculated as P 2 O 5 was found to be critical, but the upper limit is determined by the detrimental effect on the appearance of the glass membrane. Addition of more than about 15% by weight calculated as P 2 O 5 is undesirable because iron globules tend to develop in the glass film. A magnesia slurry was tested using magnesia that fell within the specifications and had a citric acid activity value of about 30-50 seconds. Varying amounts of ammonium polyphosphate and various magnesia concentrations were tested for viscosity change over time and the results are summarized in the table. In the table, control samples 1 and 2, which did not contain ammonium polyphosphate, significantly increased in viscosity to 4700 and 4070 centipoise, respectively, after 45 minutes. In contrast, samples 3-9, representing slurries of the present invention, exhibited low and stable viscosities after 45 minutes.
In some cases the viscosity was lower than in the mixed state after 45 minutes. Although not shown in the table, Samples 6 and 7 were held for an additional period of up to 80 minutes and their respective viscosities increased to 45
It was acknowledged that the value remained virtually the same as the minute value. Silicon steel specimens having the compositions listed above were then coated with the series of slurries shown in the table after 45 minutes of hydration using a metered groove roll. The coverage was varied from about 10 to 21 g/m 2 . After drying the specimens, they were annealed in hydrogen at 1205°C with soaking for 22 hours. Iron loss and permeability, and U.S. Pat.
The adhesion of secondary coatings of the type disclosed in US Pat. No. 3,948,876 was measured and is shown in the table. It is clear that improved iron loss was obtained with increasing phosphate content up to 4.4% P2O5 . Furthermore, it was also observed that the addition of phosphate improved the oxidation resistance of the glass membrane. No coating problems were encountered with any of the phosphate-containing slurries. Additional tests were conducted using monocalcium phosphate monohydrate, which was mixed in granular form with the same type of magnesia used in the sample. Slurries with varying concentrations were prepared. All contain 2.5% P2O5 based on the weight of magnesia. The viscosity measurements of these series of slurries are shown in the table. Additional examples tested ignition loss on samples of 0 to 7.5% P2O5 based on the weight of magnesia. It is a standard for the degree of hydration, samples of which are also shown in the table. Again, a stabilization of the viscosity and a significant reduction in hydration are evident as a result of the addition of monocalcium phosphate monohydrate.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 さらに第一リン酸カルシウム一水和物及びマグ
ネシアの濃度を変えて試験を行ない、2時間まで
のより長い水和時間に対して粘度測定を行なつ
た。マグネシア源及びリン酸塩化合物の種類は試
料10〜18のものと同一であつた。結果は表に示
す。 スラリー1c.c.当り0.144gのマグネシア濃度を
有するスラリーにおいてリン酸カルシウムの添加
はすべてスラリーの粘度を低下させ安定化した。
事実、120分後にリン酸塩含有スラリーは事実上
等しい粘度を有し、従つて粘度は所与マグネシア
濃度に対して安定化に必要な最少量のリン酸塩を
超えればリン酸塩割合に無関係であることが示さ
れる。 マグネシア0.192g/c.c.、5%リン酸塩(P2O5
として計算)の濃度で水和120分後の粘度に僅か
しか影響を有さなかつたけれども、リン酸塩5%
の添加は明らかに60分の水和時間の間粘度を安定
化した。リン酸塩10%及び20%の添加は120分の
粘度を低下した。 他の分解性リン酸塩含有化合物を試験し、上記
と同様に作用することを認めた。表に上記と同
様の活性マグネシアを用いてCaHPO4・2H2O
(第二リン酸カルシウム)及び3Ca3(PO42・Ca
(OH)2(第三リン酸カルシウム)を添加して調製
したマグネシアスラリーについての粘度測定を示
す。 第一リン酸カルシウム一水和物は水溶性である
が、第二リン酸カルシウムは僅かに水溶性である
のみであり、第三リン酸カルシウムは水に不溶性
であることに注意すべきである。三化合物すべて
が本発明の組成物及び方法に用いることができる
ので、これらのリン酸カルシウムの溶解度が作用
に関する限り重要ではない。一方、水に不溶性の
ポリリン酸アンモニウムは効果がないことが認め
られた。 さらに第三リン酸カルシウム含量、P2O5とし
て計算して、はそのスラリーのマグネシア濃度に
おいて30分より長く粘度を安定化するのに不十分
であつた。
Further tests were conducted with varying concentrations of monocalcium phosphate monohydrate and magnesia, and viscosity measurements were made for longer hydration times up to 2 hours. The magnesia source and type of phosphate compound were the same as those of samples 10-18. The results are shown in the table. All calcium phosphate additions in slurries having a magnesia concentration of 0.144 g/c.c. of slurry lowered and stabilized the viscosity of the slurry.
In fact, after 120 minutes, the phosphate-containing slurries have virtually equal viscosities, so viscosity is independent of phosphate percentage above the minimum amount of phosphate required for stabilization for a given magnesia concentration. It is shown that Magnesia 0.192g/cc, 5% phosphate (P 2 O 5
Phosphate 5% had only a slight effect on the viscosity after 120 minutes of hydration at a concentration of
The addition of clearly stabilized the viscosity during the 60 min hydration time. Addition of 10% and 20% phosphate reduced the viscosity at 120 minutes. Other degradable phosphate-containing compounds have been tested and found to work similarly to those described above. CaHPO 4 2H 2 O using the same activated magnesia as above in the table.
(dibasic calcium phosphate) and 3Ca 3 (PO 4 ) 2・Ca
The viscosity measurements of magnesia slurry prepared by adding (OH) 2 (tertiary calcium phosphate) are shown. It should be noted that monocalcium phosphate monohydrate is water soluble, dibasic calcium phosphate is only slightly water soluble, and tribasic calcium phosphate is insoluble in water. Since all three compounds can be used in the compositions and methods of the present invention, the solubility of these calcium phosphates is not critical as far as operation is concerned. On the other hand, ammonium polyphosphate, which is insoluble in water, was found to be ineffective. Furthermore, the tricalcium phosphate content, calculated as P 2 O 5 , was insufficient to stabilize the viscosity for more than 30 minutes at the magnesia concentration of the slurry.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 200sec以下のクエン酸活性を有するマグネシ
アと燐酸カルシウム、水溶性ポリ燐酸アンモニウ
ム、燐酸アルミニウム、燐酸マグネシウム、燐
酸、及びこれらの混合物から成る群から選ばれた
分解し得る燐酸塩化合物との水性スラリーを含む
組成物を使用して珪素鋼のストリツプ又はシート
の面上に絶縁性ガラスフイルムを形成する方法に
おいて、前記組成物をつくるにあたつて、前記マ
グネシアをスラリー1cm3に付き0.1〜0.24g供給
するのに充分な量だけ加え、前記燐酸塩化合物を
マグネシアの重量を基としてP2O5として計算し
て0.5〜25重量%を供給するのに充分な量だけ加
えることを特徴とするマグネシアの水性スラリー
組成物の使用法。 2 前記リン酸塩含有化合物がポリリン酸アンモ
ニウムである特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 前記リン酸塩含有化合物が第一リン酸カルシ
ウム一水和物である特許請求の範囲第1項記載の
方法。 4 前記リン酸塩含有化合物の量がマグネシアの
重量を基にしてP2O5として計算して0.5〜10重量
%を与えるのに十分である特許請求の範囲第1項
記載の方法。 5 前記ポリリン酸アンモニウムの量がマグネシ
アの重量を基にしてP2O5として計算して0.5〜4.5
重量%を与えるのに十分である特許請求の範囲第
2項記載の方法。 6 マグネシアの重量を基にして酸化第二クロム
を2〜4重量%添加する段階を含む特許請求の範
囲第2項記載の方法。 7 200sec以下のクエン酸活性を有するマグネシ
アと燐酸カルシウム、水溶性ポリ燐酸アンモニウ
ム、燐酸アルミニウム、燐酸マグネシウム、燐
酸、及びこれらの混合物から成る群から選ばれた
分解し得る燐酸塩化合物との水性スラリーを含む
珪素鋼のストリツプ及び薄板の面上に絶縁性ガラ
スフイルムを形成する組成物において、前記の燐
酸塩含有化合物がマグネシアの重量を基として、
P2O5として計算して0.5〜25重量%存在し、そし
てマグネシアの濃度がスラリー1cm3に付き0.1〜
0.24gであり、そして前記スラリーの粘度が長期
間の間実質的に一定であることを特徴とする絶縁
性のガラスを形成させるための組成物。 8 前記リン酸塩含有化合物がポリリン酸アンモ
ニウムである特許請求の範囲第7項記載の組成
物。 9 前記リン酸塩含有化合物が第一リン酸カルシ
ウム一水和物である特許請求の範囲第7項記載の
組成物。 10 前記リン酸塩含有化合物がマグネシアの重
量を基にしてP2O5として計算して0.5〜10重量%
の範囲にある特許請求の範囲第7項記載の組成
物。 11 前記ポリリン酸アンモニウムがマグネシア
の重量を基にしてP2O5として計算して0.5〜4.5重
量%の範囲にある特許請求の範囲第8項記載の組
成物。 12 マグネシアの重量を基にして酸化第二クロ
ムを2〜4重量%含有する特許請求の範囲第8項
記載の組成物。
[Claims] 1. A decomposable phosphate selected from the group consisting of magnesia and calcium phosphate, water-soluble ammonium polyphosphate, aluminum phosphate, magnesium phosphate, phosphoric acid, and mixtures thereof, having a citric acid activity of 1200 sec or less. In a method of forming an insulating glass film on the surface of a silicon steel strip or sheet using a composition comprising an aqueous slurry with a compound, in preparing the composition, the magnesia is added to 1 cm 3 of the slurry. and 0.5 to 25% by weight of said phosphate compound calculated as P 2 O 5 based on the weight of magnesia. A method of using an aqueous slurry composition of magnesia characterized by: 2. The method according to claim 1, wherein the phosphate-containing compound is ammonium polyphosphate. 3. The method of claim 1, wherein the phosphate-containing compound is monocalcium phosphate monohydrate. 4. The method of claim 1, wherein the amount of phosphate-containing compound is sufficient to provide from 0.5 to 10 % by weight calculated as P2O5 based on the weight of magnesia. 5 The amount of ammonium polyphosphate is 0.5 to 4.5 calculated as P 2 O 5 based on the weight of magnesia.
3. A method according to claim 2, wherein the method is sufficient to give % by weight. 6. The method of claim 2 including the step of adding 2 to 4% by weight of chromic oxide based on the weight of magnesia. 7. An aqueous slurry of magnesia having a citric acid activity of 200 seconds or less and a decomposable phosphate compound selected from the group consisting of calcium phosphate, water-soluble ammonium polyphosphate, aluminum phosphate, magnesium phosphate, phosphoric acid, and mixtures thereof. A composition for forming an insulating glass film on the surface of silicon steel strips and sheets comprising, on a weight basis of magnesia, said phosphate-containing compound;
0.5-25% by weight calculated as P2O5 is present and the concentration of magnesia is 0.1-25 % by weight per cm3 of slurry.
0.24 g and wherein the viscosity of the slurry is substantially constant over an extended period of time. 8. The composition according to claim 7, wherein the phosphate-containing compound is ammonium polyphosphate. 9. The composition of claim 7, wherein the phosphate-containing compound is monocalcium phosphate monohydrate. 10 The phosphate-containing compound is 0.5 to 10% by weight calculated as P 2 O 5 based on the weight of magnesia.
A composition according to claim 7 within the scope of claim 7. 11. The composition of claim 8, wherein said ammonium polyphosphate is in the range of 0.5 to 4.5 % by weight calculated as P2O5 based on the weight of magnesia. 12. The composition according to claim 8, containing 2 to 4% by weight of chromic oxide based on the weight of magnesia.
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