RU2463384C1 - Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали - Google Patents
Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463384C1 RU2463384C1 RU2011110020/02A RU2011110020A RU2463384C1 RU 2463384 C1 RU2463384 C1 RU 2463384C1 RU 2011110020/02 A RU2011110020/02 A RU 2011110020/02A RU 2011110020 A RU2011110020 A RU 2011110020A RU 2463384 C1 RU2463384 C1 RU 2463384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- steel
- transformer steel
- coating
- insulation coating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургической промышленности и может быть использовано в технологии производства трансформаторной стали на стадии нанесения на нее электроизоляционного покрытия. Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали включает приготовление суспензии для нанесения покрытия на поверхность трансформаторной стали окунанием или распылением, нанесение суспензии на трансформаторную сталь и формирование электроизоляционного покрытия термообработкой при температуре 750-850°C в защитной азотно-водородной атмосфере с одновременным растяжением полосы стали с силой 45-50 кгс/см2. Для нанесения электроизоляционного покрытия используют суспензию следующего состава, мас.%: тальк (Mg3[Si4O10](OH)2) или нефелин (Na2Al2Si2O8) - 15, борная кислота (H3BO3) - 5, ортофосфорная кислота (H3PO4) - 8, вода - остальное. Изобретение позволяет получить трансформаторную сталь с электроизоляционным покрытием высокого качества, а также устранить опасные и вредные условия при приготовлении и нанесении суспензии и при формировании покрытия. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургической промышленности и может быть использовано в технологии производства трансформаторной стали на стадии нанесения на нее электроизоляционного покрытия.
Известен способ электроизоляционного покрытия трансформаторной стали суспензией, содержащей фосфат магния, хромовый ангидрид, нитрат или гидроокись алюминия с добавкой двуокиси кремния (патент США, №3649372, кл. 148-6.16, 1972).
Известное изобретение имеет следующие недостатки:
- наличие в составе суспензии сильно агрессивного и чрезвычайно вредного (токсичного) вещества - хромового ангидрида;
- низкие механические свойства покрытия, в частности пластичность;
- невысокие магнитные характеристики стали.
Известен способ электроизоляционного покрытия суспензией, имеющей следующий состав, мас.%:
ортофосфорная кислота (H3PO4) - 50-65;
оксид магния (MgO)- 3,5-7,5;
гидроокись алюминия (Al(ОН)3) - 1,4-3,2;
борная кислота (H3BO3) - 0,3-3,9;
вода - остальное.
Недостатками известного изобретения являются:
- оксид магния и гидроокись алюминия в процессе приготовления суспензии провзаимодействуют с ортофосфорной кислотой с образованием кислых солей магния и алюминия: MgHPO4, Al2(HPO4)3;
- борная кислота, которая имеется в составе, провзаимодействует с MgHPO4 и Al2(HPO4)3 с образованием метаборнокислых солей Mg(BO2)2 и Al(BO2)3, которые нерастворимы и выпадут в осадок, при этом концентрация ортофосфорной кислоты восстановится до прежнего значения;
- наличие в суспензии значительной концентрации ортофосфорной кислоты приведет к фосфатированию поверхности трансформаторной стали с образованием Fe2(HPO4)3, а добавление в состав суспензии MgO и Al(OH)3 не улучшит свойства покрытия (патент №2097858 c1, 1997, 11.27).
Известен способ электроизоляционного покрытия трансформаторной стали суспензией, имеющей состав, мас.%: бутадиен стирольный (латекс с соотношением бутадиена и стирола в сополимере 35-65 мас.%) - 46-47; полиоксиэтилен - 1,5-2,2: ортофосфорная кислота - 24,0-35,2; гидроокись алюминия - 1,1-1,9; оксид магния - 2,1-3,15; борная кислота - 0,14-0,23; вода - остальное (пат. РФ №2113026, 10.06, 1998).
Недостатками данного известного изобретения являются:
- в суспензии образуются кислые соли ортофосфорной кислоты, часть из которых провзаимодействует с борной кислотой с образованием труднорастворимых метаборнокислых солей, которые никакого влияния на покрытие не окажут;
- из-за значительной концентрации ортофосфорной кислоты произойдет фосфатирование трансформаторной стали и кислые соли магния и алюминия окажут незначительное влияние на покрытие;
- наличие в суспензии нетермостойкого органического соединения приведет к деструкции покрытия и ухудшению его качеств.
Известен способ электроизоляционного покрытия трансформаторной стали, принятый за прототип, суспензией, содержащей 5-40 мас.% ортофосфорной кислоты, 1-10 мас.% хромового ангидрида, 1-8 мас.% борной кислоты, не более 10 мас.% окиси магния и кремнесодержащего соединения, например двуокись кремния, и воду, которая готовится последовательным смешением всех компонентов (патент США №3207636, кл.148 - 6.16, 1965).
Недостатками данного известного изобретения являются:
- наличие в составе суспензии сильно агрессивного и чрезвычайно вредного (токсичного) вещества - хромового ангидрида;
- недостаточная сплошность и пластичность покрытия.
Задачами способа электроизоляционного покрытия трансформаторной стали являются:
- исключить из состава суспензии агрессивные и вредные вещества;
- повысить сплошность (достигается за счет применения минералов листовой структуры - тальк, нефелин, структура которых при приготовлении суспензии не разрушается), твердость (связывание дисперсных частиц B2O3, который образуется в результате термического разложения борной кислоты), пластичность (наличие в составе суспензии ортофосфорной кислоты);
- повысить электромагнитные свойства стали за счет электроизоляционного покрытия.
Указанные задачи решаются тем, что способ включает в себя приготовление суспензии для нанесения покрытия методом распыления или окунания, имеющей следующий состав, мас.%: тальк (Mg3[Si4O10](OH)2) или нефелин (Na2Al2Si2O8) - 15; борная кислота (H3BO3) - 5; ортофосфорная кислота (H3PO4) - 8; вода - остальное.
Для приготовления суспензии диспергируют тальк или нефелин до размера частичек 0,5-5 мкм, затем готовят водный раствор, содержащий 62,5 г/л борной кислоты и 100 г/л ортофосфорной кислоты, в реакторе с интенсивным перемешиванием и подогревом раствора до 60-80°C. Удельный вес готового раствора равен 1,067 г/см3.
Далее в реактор при интенсивном перемешивании и температуре раствора 60-80°C загружают тальк или нефелин при соотношении твердой и жидкой фаз, равном 1:5,7, и продолжают перемешивание в течение 30-45 мин.
Ленту трансформаторной стали перед нанесением на нее суспензии нагревают до температуры 60-80°C. После нанесения на трансформированную сталь суспензии излишки ее удаляют с помощью отжимных роликов, производящих давление с силой 3-6 кгс/см2, затем осуществляют формирование электроизоляционного покрытия термообработкой при температуре 750-850°C в защитной азотноводородной атмосфере в течение 45-60 сек с одновременным растяжением полосы с силой 45-50 кгс/см2.
Совокупность признаков заявляемого технического решения - способа получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали - имеет отличие от прототипа и не следует явным образом из изученного уровня техники, поэтому авторы считают, что способ является новым и имеет изобретательский уровень.
Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали позволяет исключить вредные условия труда, улучшить качество электроизоляционного покрытия и повысить магнитные свойства трансформаторной стали.
Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали осуществляют следующим образом.
В начале рассчитывают необходимую массу суспензии для осуществления процесса покрытия трансформаторной стали. Например, нужно заполнить ванну для окунания в суспензию ленты трансформаторной стали объемом 1 м3. Удельный вес суспензии, имеющей состав, мас.%: тальк - 15; борная кислота (H3BO3) - 5; ортофосфорная кислота (H3PO4) - 8; вода - остальное, примерно - 1,17 г/см3.
Следовательно, 1 м3 суспензии будет иметь массу 1170 кг. Тогда раствор борной и ортофосфорной кислот будет иметь массу:
Удельная масса водного раствора борной и ортофосфорной кислот равна 1,0625 г/см3.
В данном растворе содержатся:
борная кислота 1170 кг × 0,05 = 58,5 кг;
ортофосфорная кислота 1170 кг × 0,08 = 93,6 кг.
Объем раствора равен V=994,5 кг: 1,0625 кг/л = 936 л.
Тогда концентрация
- борной кислоты в растворе составит: 
- ортофосфорной кислоты составит: 
Содержание воды в растворе составит:
m кг = 994,5 кг - 58,5 кг - 93,6 кг = 842 кг, или ~842 л.
Следовательно, нужно загрузить в реактор 842 л воды (конденсата), нагреть ее до 60-80°C, включить мешалку и последовательно загрузить борную кислоту - 58,5 кг, и ортофосфорную кислоту - 93,6 кг.
Учитывая, что в продаже часто имеется 85%-ная ортофосфорная кислота, то 85%-ной кислоты нужно загрузить: 93,6:0,85=110 кг. Так как с 85%-ной ортофосфорной кислотой в раствор поступит 110 кг - 93,6 кг = 16,4 кг воды, то в реактор нужно загрузить 842,4 кг - 16,4 кг = 826 кг воды. После загрузки борной и ортофосфорной кислот в реактор растворение кислот продлится 5-10 мин. Полученная масса раствора составит: 826 кг + 110 кг + 58,5 кг = 994,5 кг. В данный раствор нужно загрузить тонкодисперсные тальк или нефелин в количестве:
1171 кг × 0,15 = 175,5 кг.
Отношение твердой и жидкостной фаз составит 1:5,67.
После загрузки в раствор талька или нефелина продолжают перемешивание суспензии в течение 30-45 мин при температуре 60-80°C. После этого суспензия готова к использованию для электроизоляционного покрытия распылением или окунанием. Избыток суспензии с поверхности трансформаторной стали удаляют отжимными роликами с силой 3-6 кгс/см2. Формирование электроизоляционного покрытия на поверхности трансформаторной стали осуществляют термообработкой при температуре 750-850°C в течение 45-60 сек в защитной азотно-водородной атмосфере с одновременным растяжением полосы стали с силой 45-50 кгс/см2.
Были получены образцы трансформаторной стали с электроизоляционным покрытием и испытаны свойства покрытия и магнитные свойства трансформаторной стали.
В таблице представлены свойства электроизоляционного покрытия и магнитные свойства трансформаторной стали, имеющей толщину 0,35 мм.
Claims (5)
1. Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали, включающий приготовление суспензии для нанесения покрытия на поверхность трансформаторной стали окунанием или распылением, нанесение суспензии на трансформаторную сталь и формирование электроизоляционного покрытия термообработкой при температуре 750-850°C в защитной азотноводородной атмосфере с одновременным растяжением полосы стали с силой 45-50 кгс/см2, отличающийся тем, что для нанесения электроизоляционного покрытия используют суспензию следующего состава, мас.%:
тальк (Mg3[Si4O10](OH)2) или нефелин (Na2Al2Si2O8) 15
борная кислота (H3BO3) 5
ортофосфорная кислота (H3PO4) 8
вода остальное
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления суспензии отдельно готовят водный раствор, содержащий 62,5 г/л борной кислоты и 100 г/л ортофосфорной кислоты, в реакторе при интенсивном перемешивании и нагреве раствора до температуры 60-80°C.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в водный раствор борной и ортофосфорной кислот, имеющий температуру 60-80°C, загружают предварительно диспергированный до размера частичек 0,5-5 мкм тальк или нефелин при соотношении твердой и жидкой фаз, равной 1:5,7, и продолжают интенсивное перемешивание и нагрев суспензии в течение 30-45 мин.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что трансформаторную сталь, перед нанесением на нее суспензии, нагревают до 60-80°C.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование электроизоляционного покрытия термообработкой производят после удаления с поверхности трансформаторной стали избытка суспензии отжимными роликами, производящими давление на поверхность стали 3-6 кгс/см2 в течение 45-60 с с одновременным растяжением полосы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011110020/02A RU2463384C1 (ru) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011110020/02A RU2463384C1 (ru) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2463384C1 true RU2463384C1 (ru) | 2012-10-10 |
Family
ID=47079548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011110020/02A RU2463384C1 (ru) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2463384C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2547682C1 (ru) * | 2013-10-09 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (ОАО "СвердНИИхиммаш") | Способ получения электроизоляционного покрытия на поверхности электромагнитопроводящего материала |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3207636A (en) * | 1962-06-26 | 1965-09-21 | Yawata Iron & Steel Co | Method for coating silicon steel transformer sheets and composition |
| US3649372A (en) * | 1968-10-28 | 1972-03-14 | Kawasaki Steel Co | Reagent for forming an insulating coating on the surface of electrical steel sheets |
| RU2097858C1 (ru) * | 1996-01-10 | 1997-11-27 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Состав для получения электроизоляционного покрытия |
| RU2113026C1 (ru) * | 1996-12-31 | 1998-06-10 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Электроизоляционная композиция |
-
2011
- 2011-03-16 RU RU2011110020/02A patent/RU2463384C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3207636A (en) * | 1962-06-26 | 1965-09-21 | Yawata Iron & Steel Co | Method for coating silicon steel transformer sheets and composition |
| US3649372A (en) * | 1968-10-28 | 1972-03-14 | Kawasaki Steel Co | Reagent for forming an insulating coating on the surface of electrical steel sheets |
| RU2097858C1 (ru) * | 1996-01-10 | 1997-11-27 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Состав для получения электроизоляционного покрытия |
| RU2113026C1 (ru) * | 1996-12-31 | 1998-06-10 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Электроизоляционная композиция |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU 87855 A1, БИ №20, 1964. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2547682C1 (ru) * | 2013-10-09 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (ОАО "СвердНИИхиммаш") | Способ получения электроизоляционного покрытия на поверхности электромагнитопроводящего материала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Revisiting the cracking of chemical conversion coating on magnesium alloys | |
| Santa Coloma et al. | Chromium-free conversion coatings based on inorganic salts (Zr/Ti/Mn/Mo) for aluminum alloys used in aircraft applications | |
| Chen et al. | Modifications of the hydrotalcite film on AZ31 Mg alloy by phytic acid: The effects on morphology, composition and corrosion resistance | |
| Loperena et al. | Formation of a cerium conversion coating on magnesium alloy using ascorbic acid as additive. Characterisation and anticorrosive properties of the formed films | |
| Zhong et al. | Self-repairing vanadium–zirconium composite conversion coating for aluminum alloys | |
| Hosseini et al. | The performance improvement of Zr conversion coating through Mn incorporation: With and without organic coating | |
| Liu et al. | Investigation on adhesion strength and corrosion resistance of Ti-Zr aminotrimethylene phosphonic acid composite conversion coating on 7A52 aluminum alloy | |
| JP2016521294A (ja) | 腐食防止ゾル−ゲル組成物 | |
| Elsentriecy et al. | Improving corrosion resistance of AZ31B magnesium alloy via a conversion coating produced by a protic ammonium-phosphate ionic liquid | |
| EP3289115B1 (en) | Continuous coil pretreatment process | |
| CA2921991C (en) | Activating rinse and method for treating a metal substrate | |
| CN103173754B (zh) | 耐候钢表面锈层稳定化处理剂及其制备方法 | |
| CN107523814A (zh) | 微弧氧化处理的镁合金上的表面处理方法 | |
| BR112018004771B1 (pt) | Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção de chapa de aço elétrico com grão orientado | |
| Arunoday et al. | Multifunctional, environmental coatings on AA2024 by combining anodization with sol-gel process | |
| Din et al. | Accelerated growth of oxide film on aluminium alloys under steam: part I: effects of alloy chemistry and steam vapour pressure on microstructure | |
| RU2463384C1 (ru) | Способ получения электроизоляционного покрытия трансформаторной стали | |
| JP4997044B2 (ja) | 金属リン酸塩をドープしたポリアニリン及びその製造方法、金属リン酸塩をドープしたポリアニリン含有溶液並びに塗料 | |
| Baldin et al. | Ammonium molybdate added in hybrid films applied on tinplate: Effect of the concentration in the corrosion inhibition action | |
| Zhang et al. | Property of anodic coatings obtained in an organic, environmental friendly electrolyte on aluminum alloy 2024-T3 | |
| CN104498927A (zh) | 一种常温磷化液 | |
| Mercier et al. | Influence of 1, 2-diaminoethane on the mechanism of aluminium corrosion in sulphuric acid solutions | |
| US2835618A (en) | Solution and method for producing heat resistant electrical insulation coatings on ferrous surfaces | |
| Wang et al. | A new design strategy for the crack-free composite CaHPO4· 2H2O/CaCO3 coating on AZ41 Mg alloy for magnesium concrete formwork | |
| CN108754473A (zh) | 一种镁合金表面无铬钝化剂及其应用 |