PL187121B1 - Sposób pokrywania taśm ze stali elektrotechnicznej separatorem wyżarzania - Google Patents

Abstract

1. Sposób pokrywania tasm ze stali elektrotechnicznej separatorem wyzarzania, poprzez zastosowanie wodnego roztworu zawierajacego glównie MgO i takze co naj- mniej jeden dodatek, w tym zwiazku zawie- rajacego chlor, znamienny tym, ze dodat- kiem dodanym do wodnego roztworu jest chlorek amonu NH4Cl lub NH4Cl · nH2O. Fiq.1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposob pokrywania taśm ze stali elektrotechnicznej separatorem wyżarzania. Wynalazek dotyczy zwłaszcza pokrywania sSrll elektrotnchhicrhej proszkiem tlenków jako separatorem wyżarzania poprzez nakładanie wodnego roztworu, który zawiera głownie MgO i trkżn co najmniej jeden dodatek, włącznie ze związkiem zawierającym chlor.

Taśmy ze stali elektrotechnicznej są zwykle wytwarzane poprzez wytop stopu, odlewanie kęsśw, walcowanie na gorąco, wyżarzanie gorących taśm do wytworzenia fazy inhibitora, walcowanie na zimno gorących taśm, wyżarzanie odwęglające zimnych taśm i nakładanie separatora przywierania głównln zawierającego MgO jako zabezpieczenia przed przywieraniem w następnym końcowym wyżarzaniu zwiniętej taśmy ze stali elektrotechnicznej dla uzyskania wtórnej rekrystalizacji.

Arkusze z jak ościowej stali elektrotechhlcrnej o zorientowanym ziarnie ze stali krzemowej, które ze względu na ich zastosowanie w transformatorach muszą mieś teksturę zapewniającą łatwe nrmagnesowywanle w kierunku walcowania (teksturę Gossa), zawierają inhibitory wzrostu ziarna, Srkie jak Al i N, Mn i S, Cu i S, Mn i Se. Tworzą one związki trkin jak AlN, MnS, CuS, MnSe, które, przy drobno dyspersyjnym ich wydzieleniu, zapobiegają dużemu wzrostowi ziaren podczas wyżarzania rekrysSallrueącngo. W wyniku tego, powoduje się korzystnie wzrost ziarna o orientacji Gossa podczas wtórnej rekrystalizacji.

Tak równomierne rozłożenie drobno dyspersyjnych cząstek inhibitorów jak tylko to jest możliwe ma duże znacrnnln dla efektu ograniczającego wzrost ziarna. Ma to miejsce podczas wyżarzania taśmy na gorąco i/lub podczas procesu zwiększania zawartości azotu przeprowadzanego po odwęglamu. Na rozkład inhibitora może wpływać aż do momentu tuż przed zapoczątkowaniem selektywnego wzrostu ziaren. Stwierdzono, że skład separatora wyżarzania ma srczngólhe znaczenie także dla rozkładu inhibitora wzrostu ziarna. Małe ilości innych substancji były wiec dodawane do separatora wyżarzania zrwlnrającngp tlenek magnezu dla polepszenia powierzchni, zwiększenia polaryzacji i zmniejszenia strat ponownego magnesowania.

Opis patentowy DE 2947945 C2 poleca dodawanie rwiąreów boru i sodu, zaś EP 0232537 B1 zalnea dodawanie zwląZeów tytanu, boru lub siarki. Początkowo, dodatek chlortów był pgólnin uważany za szkodliwy. Jednak, według DE 3440344, przypuszcza się, że dodatek olrrczrhu antymonu w połączeniu z chlorkiem Sb, Sr, Ti lub Zr polepsza własności magnetyczne. Jednak siarczan antymonu jest trudno rozpuszczalny w wodzie i ponad to toksyczny.

187 121

Według idei DE 4409691 Al, powinno się dodawać dobrze rozpuszczalny w wodzie związek sodu lub drobno dyspersyjny związek tlenku aluminium, zaś chlorek metalu może być dodany dodatkowo. EP 0789093 Al ujawnia halogeny lub halogenki jako dodatki. Według EP 0416420 A2 dokładnie określona zawartość chlorku powinna być regulowana w separatorze wyżarzania poprzez dodanie chlorków Mg, Ca, Na i/lub K. Wadą chlorków wymienionych w publikacjach jest to, że są wprowadzane razem z ich pierwiastkami, które pozostawiają na powierzchni taśmy szkodliwe pozostałości stałe po długotrwałym wyżarzaniu.

Według wynalazku, sposób pokrywania taśm ze stali elektrotechnicznej separatorem wyżarzania poprzez zastosowanie wodnego roztworu zawierającego głównie MgO i także co najmniej jednego dodatku, w tym związku zawierającego chlor, charakteryzuje się tym, że dodatkiem dodanym do wodnego roztworu jest chlorek amonu (NH4CI lub NH4CI · nH₂O).

Do wodnego roztworu dodaje się chlorek amonu w ilości wystarczającej dla zapewnienia stężenia chloru w separatorze wyżarzania od 0,01 do 0,10% wagowo w odniesieniu do zawartości wagowej MgO.

Zawartość chloru reguluje się do wartości od 0,02 do 0,05% wagowo, w odniesieniu do zawartości wagowej MgO w separatorze wyżarzania.

Dodaje się także pirofosforan sodu (Ńa4P₂O7 lub NaJ^Oy · nH₂O), jako dalszy dodatek do wodnego roztworu.

Zawartość sodu reguluje się do wartości od 0,02 do 0,05% wagowo, w odniesieniu do zawartości wagowej MgO w separatorze wyżarzania.

Sposób według wynalazku zapobiega ciągłej degradacji azotowych i/lub siarczanowych inhibitorów podczas fazy ogrzewania w końcowym wyżarzaniu, lub ponownemu utworzeniu inhibitorów azotowych w tej fazie. Inhibitory mają decydujący wpływ w tej fazie poprzez reakcje gazu wyżarzania z materiałem bazowym lub inhibitorami w nim zawartymi.

Skład separatora wyżarzania odgrywa istotną rolę.

Substancje dodane według wynalazku do separatora wyżarzania tak regulują tworzenie się warstwy, że tworzy się powłoka szklista w niskich temperaturach i ma tak dużą gęstość, że zapobiega jakiemukolwiek oddziaływaniu w taśmach ze stali elektrotechnicznej pomiędzy gazami wyżarzania i inhibitorami.

Sposób według wynalazku nie tylko polepsza stratę magnetyczną ale także wyraźnie zwiększa orientację - to jest powoduje powstanie przeważającej tekstury Gossa i przez to duże polepszenie potencjału poprzez rozdrobnienie domen, na przykład wskutek obróbki laserowej. Korzystne jest także, że dodatki są łatwo dostępne, mają zadawalającą rozpuszczalność w wodzie, są tanie i łatwo przetwarzane i także kompatybilne toksylogicznie i ekologicznie.

W procesie według wynalazku, stężenia chloru i sodu w separatorze wyżarzania są dobierane niezależnie od siebie. Chlor i sód są wprowadzane do wodnego roztworu w postaci różnych związków, zapewniając w ten sposób niezależną optymalizację poszczególnych koncentracji chloru i sodu.

Jedną szczególną korzyścią dodania według wynalazku chloru i ewentualnie sodu do separatora wyżarzania w przypadku płyt z wysokojakościowej stali o dobrej przewodności jest to, że magnetyczne właściwości nie podlegają tak silnie różnicom w warunkach wyżarzania końcowego. Ponieważ końcowe wyżarzanie jest prowadzone w zwojach, jest nieuniknione, że różnice pojawią się w warunkach wyżarzania w kierunkach poprzecznych i podłużnych taśmy. Różnice warunków wyżarzania w szczególności dotyczą punktu rosy gazu wyżarzania. Tlenek magnezu, nałożony w postaci wodnej zawiesiny i następnie wysuszony, zawsze zawiera pewną część wodorotlenku magnezu. Podczas fazy podgrzewania w końcowym wyżarzaniu, wodorotlenek magnezu jest rozkładany pod wpływem ciepła na tlenek magnezu i wodę. Uwolniona woda podnosi punkt rosy gazu wyżarzania. Niekorzystny punkt rosy może prowadzić do negatywnego wpływu na rozkład inhibitora.

Wybór chlorku amonu jako nośnika chloru do separatora wyżarzania ma szczególne znaczenie i dwie decydujące zalety w porównaniu z innymi związkami chloru. Z jednej strony, w warunkach termicznych końcowego wyżarzania, substancja wiążąca chlor może być odprowadzona poprzez fazę gazową w sposób bezpieczny dła środowiska, bez pozostawiania za sobą stałych pozostałości. Ponadto, jak wspomniano przedtem, należy zapobiec ciągłej

187 121 degradacji inhibitorów azotowych w taśmie stali elektrotechnicznej. Chlorek amonu spełnia oba warUnki w dobry sposób. Grupa NH3 jest termicznie oddzielana podczas końcowego wyżarzania. Ten gaz ponadto zwiększa ciśnienie cząstkowe azotu pomiędzy nawojami zwoju zapewniając warunki do uniknięcia degradacji inhibitora azotowego w taśmie stalowej i jest następnie rozkładany na nieszkodliwy N 2 i H₂.

Dalsze polepszenie właściwości magnetycznych można osiągnąć poprzez zastosowanie pirofosforanu sodu, jako drugiego dodatku do separatora wyżarzania. Pirofosforan sodu wzmaga polepszający właściwości efekt dodatku chloru. Przeciwdziała on także znacznemu zwiększeniu zawartości azotu w taśmie stalowej.

Wynalazek jest przedstawiony w przykładach realizacji z odniesieniem do rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres ilustrujący wpływ stężenia chloru, regulowanego przez chlorek antymonu i chlorek amonu, na własności magnetyczne blachy o nominalnej grubości 0,23 mm ze stali jakościowej elektrotechnicznej o zorientowanym ziarnie, fig. 2 - wykres ilustrujący wpływ podwyższonego stężenia Na i Cl na własności magnetyczne blachy o nominalnej grubości 0,27 mm ze stali jakościowej elektrotechnicznej o dużej przenikalności.

Wynalazek zostanie teraz wyjaśniony bardziej szczegółowo w następujących przykładach.

Przykład 1

W produkcji przemysłowej wysokojakościowej blachy ze stali elektrotechnicznej o zorientowanym ziarnie i dobrej przewodności o grubości 0,23 mm dobrano zawartości chloru poprzez dodatek chlorku aluminium i dla porównania poprzez dodatek chlorku antymonu do separatora wyżarzania.

Tabela 1

Stężenie chloru w ilościach części na milion (ppm), w odniesieniu do MgO w separatorze wyżarzania

	NH4CI	SbCl3
stężenie w MgO	200	200
z dodatku	120/240	170
całkowity Cl	320/440	370

Tabela 2

Stężenie Cl i Na w częściach na milion (ppm)

	Cl	Na
zawartość w MgO	200	20
od NH4CI	144
od Na<P2O7		280
całkowite	344	300

Tabela 3 pokazuje wyniki na podstawie straty ponownego magnesowania Pj, 7.

Tabela 3

Strata ponownego magnesowania P,,7 w W/kg

obróbka laserem końcowych taśm	bez dodatków	z Na i Cl
Bez	1,06	0, 99
Z	102	0, 89

Własności magnetyczne są widocznie poprawione poprzez regulację według wynalazku zawartości sodu i chloru. Strata namagnesowania zmniejsza się o około 7% (fig. 1). Efektyw187 121 ność obróbki laserem przeprowadzona na końcowej taśmie dla rozdrobnienia domen jest szczególnie korzystna przy stężeniach Na i Cl w separatorach wyżarzania według wynalazku.

Przykład 3

W produkcji przemysłowej wysokojakościowej blachy ze stali elektrotechnicznej o zorientowanym ziarnie i dużej przenikalności o grubości 0,27 mm dobrano kolejno zawartości chloru w separatorze wyżarzania do następujących wartości poprzez dodatek chlorku amonu i pirofosforanu sodu.

Tabela 4

Stężenie Cl i Na w częściach na milion (ppm)

	Cl	Na
zawartość w MgO	200	20
od NH4CI	275
od Na4P2O7	-	280
całkowite	475	300

Tabela 5

Strata ponownego magnesowania Pj, 7 w W/kg

obróbka laserem końcowych taśm	z Cl (od NH4CI)	z Cl i Na (od NH4CI lub Na4P2O7)
Bez	0,91	0,88
Z	-	0,77

Strata ponownego magnesowania pm jest zmniejszona o około 2% poprzez regulację stężenia chloru zgodnie z wynalazkiem. Dodatkowa regulacja stężenia sodu według wynalazku zmniejsza stratę ponownego magnesowania o dalsze 3%. Efektywność obróbki laserem jest bardzo wspomagająca, jak pokazano na fig. 2.

187 121

187 121

Strata Pi,₇ w W/kg

Fig.2

r^j nieobrobione _ obrobione laserem ^β laserem

187 121

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób pokywvania taśm zz stali elekrrotechniznnej epprratorem w/żarznia, popn^/ zastosowanie wodnego roztworu zawierającego głównie MgO 1 także eo najmniej jeden dodatek, w tym związku zawierającego chlor, znamienny tym, że dodatkiem dodanym do wodnego roztworu jest chlorek amonu NH4CI lub NH4CI · 11H2O.
2. 2.Sposób według ansta . 1, znamienny tym , ńz do wod^oo roztworu <^<^<rerz iij chtorek amonu w ilości wystarczającej dla zapewnienia stężenia chloru w separatorze wyżarzania od 0,01 do 0,10% wagowo w odniesieniu do zawartości wagowej MgO.
3. 3. Pposbb wedłegaastrz. 2, ennmienyy tym, ie aawartaść chorni reguj e si ę o o d d 0,02 do 0,05% wagowo, w odniesieniu do zawartości wagowej MgO w separatorze wyżarzania,
4. 4. Sposób wddtóg ast^z. 1 llbo 2, llbo 3 , tym , ez dodaez iij taknz pitoPosform sodu Na^O? lub Ν^Ρ2θγ · nH2O, jako dalszy dodatek do wodnego roztworu.
5. 5. Sposób wddtóg astU/. 4 _} znanneiiiiy tym , że zawartośz oodu regułerz siz do wrrtości od 0,02 do 0,05% wagowo, w odniesieniu do zawartości wagowej MgO w separatorze wyżarzania.