RU2552791C2 - Сепаратор отжига для производства текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью и высокими магнитными свойствами - Google Patents
Сепаратор отжига для производства текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью и высокими магнитными свойствами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552791C2 RU2552791C2 RU2013127583/02A RU2013127583A RU2552791C2 RU 2552791 C2 RU2552791 C2 RU 2552791C2 RU 2013127583/02 A RU2013127583/02 A RU 2013127583/02A RU 2013127583 A RU2013127583 A RU 2013127583A RU 2552791 C2 RU2552791 C2 RU 2552791C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annealing separator
- annealing
- electrical steel
- steel
- separator
- Prior art date
Links
- 238000000137 annealing Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M rubidium chloride Chemical compound [Cl-].[Rb+] FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 101100496858 Mus musculus Colec12 gene Proteins 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 37
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 37
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 12
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 4
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910017976 MgO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 2
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/68—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
- C21D1/70—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment while heating or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/68—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
- C21D3/02—Extraction of non-metals
- C21D3/04—Decarburising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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
- H01F1/16—Magnets 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 in the form of sheets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству текстурированных листов из электротехнической стали, в частности к сепаратору отжига. Сепаратор отжига имеет следующий состав, мас.%: порошок Al2O3 - 77-98, порошок оксида щелочноземельного металла - 1-8, хлорид щелочного металла и/или хлорид щелочноземельного металла - 1-15. Технический результат заключается в исключении образования стекловидного подслоя на поверхности стального листа в процессе высокотемпературного отжига и получении листа с гладкой поверхностью и стабильными магнитными свойствами. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.
Description
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к способу производства текстурированной электротехнической стали, в частности к сепаратору отжига для производства текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью и высокими магнитными свойствами.
Предшествующий уровень техники
Текстурированная сталь подвергается обезуглероживающему отжигу в защитной атмосфере H2-N2, после выполнения процессов горячей прокатки, нормализации и холодной прокатки, снимается прокатное напряжение и выполняется предварительная перекристаллизация, также в конвертер вводится влажный газ, чтобы регулировать содержание углерода в стальной ленте ниже уровня 30 ppm и, таким образом, не допустить магнитного старения итогового изделия. Стальная лента окисляется при выполнении обезуглероживающего отжига с образованием оксидного слоя, в основном состоящего из SiO2 и Fe2SiO4, которые отрицательно влияют на последующее обезуглероживание. В последующем процессе высокотемпературного отжига оксидный слой вступает в химическую реакцию с сепаратором отжига, нанесенным на поверхности стальной ленты, и образует стекловидный подслой, в основном состоящий из Mg2SiO4. Стекловидный подслой предотвращает связывание стальной ленты и рафинирование стали в процессе высокотемпературного отжига.
Стекловидная пленка Mg2SiO4 на поверхности текстурированной электротехнической стали имеет сравнительно высокую твердость, что приводит к сравнительно плохим показателям пластин сердечника из стального листа, которые, как правило, в тысячу раз хуже; также встроенная комбинация между стекловидным подслоем и стальным листом препятствует перемещению границ магнитных доменов и увеличивает магнитные потери на гистерезис.
Для улучшения показателей пластин сердечника из текстурированной электротехнической стали и дополнительного улучшения магнитных свойств японские изобретатели разрабатывают текстурированную электротехническую сталь без стекловидного подслоя. Патент Японии JP 49096920 описывает способ удаления стекловидного подслоя с поверхности текстурированной электротехнической стали посредством травления кислотой. Однако для полного смыва стекловидного покрытия толщиной 10 мкм (включая оксид, встроенный в стальной лист) сталь необходимо выдерживать в концентрированной кислоте в течение длительного времени, что приводит к таким проблемам, как высокая себестоимость, загрязнение окружающей среды реагентом и т.п.
Патент Японии JP 05156362 A описывает нанесение Al2O3 в виде сепаратора высокотемпературного отжига. Al2O3 не вступает в реакцию с оксидным слоем или стальным листом, что позволяет напрямую получать текстурированную электротехническую сталь без стекловидного подслоя. Однако этот способ не позволяет снимать оксидный слой или встроенный оксид, образуемый в процессе обезуглероживающего отжига, что является недостатком в контексте улучшения магнитных свойств.
Для решения этой проблемы в патенте Японии JP 2003247024 упоминается способ, в котором соотношение PH2O/PH2 регулируется так, чтобы получить атмосферу с низкой степенью окисляемости, в результате чего не образуется оксид железа, после этого наносится сепаратор, в основном состоящий из Al2O3, что позволяет получить текстурированную сталь с гладкой поверхностью. Однако если степень окисляемости в процессе обезуглероживания будет слишком низкой, это затруднит выполнение обезуглероживания. В патенте Японии JP 05156364 A после окончания обезуглероживающего отжига оксидный слой на поверхности стального листа удаляют при помощи травления кислотой, после чего наносят сепаратор, в основном состоящий из Al2О3.
В патенте США US 554719 в качестве сепаратора отжига используют MgO+SiO2, который образует неплотный силикат магния на поверхностях стального листа во время шага отжига вторичной перекристаллизации, после чего неплотный силикат магния устраняют при помощи чистки и промывки, что позволяет получить изделие без стекловидного подслоя.
В патенте Японии JP 2000038615 в качестве сепаратора отжига используют магнезию и оксид алюминия с добавлением хлорида, образующийся стекловидный подслой удаляют при помощи межфазной реакции (2/3)MCl3+Fe+(3/2)O2→M2O3+FeCl2↑, в результате чего получается продукт, не имеющий стекловидного подслоя.
Японская компания JFE применяет в качестве сепаратора высокотемпературного отжига Al2O3 и прочие вещества, которые не вступают в реакцию с поверхностью стального листа, чтобы сразу получать текстурированную электротехническую сталь без стекловидного подслоя. В таком способе для полного устранения околоповерхностного оксидного загрязнения стального листа необходимо строго контролировать точку росы при обезуглероживании, чтобы на поверхности стального листа не образовывалось оксида железа. Однако это неизбежно приводит к проблемам при обезуглероживании и нитрировании.
Американская компания Armco (в настоящее время - АК) использует в качестве сепаратора отжига магнезию, добавляемую вместе с SiO2, при этом неплотный силикат магния, который образуется на стальном листе во время шага отжига вторичной перекристаллизации, способствует внедрению защитного газа отжига в межслоевую часть стального листа, что помогает рафинировать сталь, патент США US 3785882. Однако в общем случае подобный способ не позволяет полностью вымывать силикат магния с поверхности и полностью устранять встроенный оксид из околоповерхностной части стального листа, что ограничивает эффект снижения потерь в сердечнике (железе).
Японская компания NSC использует в качестве сепаратора отжига магнезию с добавлением хлорида. Однако добавление большого количества хлорида приводит к определенной коррозии поверхности стального листа в процессе отжига вторичной перекристаллизации, что влияет на поверхностный ингибитор, в результате чего вторичная перекристализация становится неустойчивой.
Таблица 1 | ||
Основной состав сепаратора | Результат | |
US 3785882 | 100% по весу грубого Al2O3 | Не происходит реакции подслоя |
US 554719 | (35-85% по вecу) MgO + (15-65% по весу) SiO2 | Неплотный, легко удаляемый подслой образуется на поверхности стального листа |
JP 08269560 A | MgO+Cl Объем добавляемого Cl регулируется на уровне 0,05-0,5% по весу | Подслой удаляется посредством межфазной реакции (CaCl2+Fe(1/2)O2→CaO+FeCl2↑) |
Раскрытие изобретения
Перед настоящим изобретением ставится задача создания сепаратора отжига для производства текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью и высокими магнитными свойствами, который позволяет предотвратить образование стекловидного подслоя на стальном листе, в то же время встроенный оксид в околоповерхностной части листа может быть устранен при помощи коррозионной реакции с хлоридом, что позволяет получить изделие с гладкой поверхностью и стабильными высокими магнитными свойствами.
Для решения поставленной задачи в настоящем изобретении используется техническое решение, описанное ниже.
Сепаратор отжига имеет следующий состав, масс.%: порошок Al2O3 - 77-98, порошок оксида щелочноземельного металла - 1-8, хлорид щелочного металла и/или хлорид щелочноземельного металла - 1-15.
Оксид щелочноземельного металла может включать BeO, MgO, CaO, SrO или BaO.
Хлорид щелочного металла может включать LiCl, NaCl, KCl или RbCl.
Хлорид щелочноземельного металла может включать BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2 или ZnCl2.
Экспериментальным путем было обнаружено, что эффективным способом устранения оксидного слоя в околоповерхностной части листа является нанесение вещества, не вступающего в реакцию с оксидным слоем листа, в качестве сепаратора отжига в процессе высокотемпературного отжига, в вещество добавляется небольшое количество оксида щелочноземельного металла для введения влаги не выше 2,5 масс.%, также добавляется определенное количество хлорида, в результате чего влага вступает в реакцию с хлорид-ионами, содержащимися с добавленном хлориде, с образованием кислотного коррозионного раствора, что является предпочтительным для удаления оксидного слоя из околоповерхностной части листа.
Добавляют воду и перемешивают, в результате чего сепаратор отжига для предлагаемой текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью образует жидкое покрытие с определенной концентрацией, которое затем наносится на поверхность обезуглероженного листа. После завершения нанесения покрытия изделие обжигают при температуре не выше 300°C в течение более 30 сек, чтобы удалить несвязанную влагу в сепараторе. При этом сепаратор образует вещество с микропорами, которое в основном состоит из смеси Al2O3, Ca(OH)2 и одного или нескольких видов хлоридов с хорошей проницаемостью. Основная химическая реакция в процессе гидролиза:
Во время предварительной стадии высокотемпературного отжига Ca(OH)2 подвергается реакции разложения, снова образует CaO и выделяет влагу при температуре выше 580°C. Присутствие влаги с одной стороны обеспечивает раствор, а с другой вступает в реакцию с хлорид-ионами с образованием кислотного вещества HCl, которое имеет определенные коррозийные свойства. В процессе высокотемпературного отжига последовательно происходят следующие химические реакции:
HCl в газообразной фазе проникает сквозь сепаратор, вступает в реакцию с оксидным слоем листа и стимулирует реакцию, обозначенную химическим уравнением , в результате чего реакция выполняется непрерывно. Ниже приведена реакция между HCl и оксидным слоем:
Оксидный слой, разрушаемый HCl, распадается и превращается в неплотное пористое вещество, сила сцепления которого с листом существенно снижается. Такой оксидный слой легко удаляется при помощи легкого травления и шлифовки после высокотемпературного отжига. Таким образом, после горячей прокатки и правки можно получить итоговый продукт - текстурированную электротехническую сталь с гладкой зеркальной поверхностью.
Стекловидный подслой, образующийся в процессе традиционного высокотемпературного отжига, приводит к сравнительно высокой твердости текстурированной электротехнической стали, что ухудшает показатели пластин сердечника из стального листа, и приводит к определенным повреждениям заготовок в процессе производства. В то же время связанная структура оксида в составе листа препятствует перемещению границ магнитных доменов, что отрицательно сказывается на магнитных свойствах. Текстурированная электротехническая сталь без подслоя имеет значительно лучшую обрабатываемость, которая может быть дополнительно улучшена за счет устранения связанной структуры, что позволяет получать изделие с чрезвычайно низкими потерями в сердечнике.
До настоящего изобретения патенты для получения текстурированной электротехнической стали, в основном, использовали MgO и хлорид или Al2O3. Первое из вышеуказанного приводит к нестабильности магнитных свойств, а последнее не позволяет устранять встроенный оксид, который образуется в процессе обезуглероживающего отжига. В некоторых случаях используется сепаратор Al2O3 с добавлением хлорида, однако хлориду необходимо присутствие определенного количества влаги, чтобы вступать в реакцию с встроенным оксидом для его удаления.
В изобретении предлагается использовать оксид щелочноземельного металла, благодаря водорастворимости которого становится легко регулировать содержание влаги в процессе высокотемпературного отжига. Данный способ очень прост в реализации и позволяет стабильно получать изделия из текстурированной электротехнической стали с превосходными свойствами. Используемое устройство представляет собой традиционное устройство для изготовления текстурированной стали, которое весьма практично и широко распространено, что дает основания ожидать популяризации изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - томографическая оптическая фотография стального листа из сравнительного примера 1 (сепаратор, масс.%: MgO - 65 и SiO2 - 35).
Фиг.2 - томографическая оптическая фотография стального листа из сравнительного примера 2 (сепаратор, масс.%: MgO - 90 и CaCl2 - 10).
Фиг.3 - томографическая оптическая фотография стального листа из сравнительного примера 3 (сепаратор, масс.%: Al2O3 - 100).
Фиг.4 - томографическая оптическая фотография стального листа из варианта осуществления настоящего изобретения (сепаратор, масс.%: Al2O3 - 86, CaO - 4 и MgCl2 - 10).
Лучший вариант осуществления изобретения
Далее настоящее изобретение описывается на примере конкретных вариантов его осуществления.
Для выплавки стали используется вакуумная печь 500 кг, химический состав стальной заготовки следующий, масс.%: C - 0,045, Si - 3,25, S - 0,006, Al - 0,027, N - 0,006, Cu - 0,15, Mn - 0,012, Fe и неустранимые примеси - остальное. После нагрева до 1150°C выполняют горячую прокатку заготовки для получения горячекатаного листа с толщиной 2,6 мм. Горячекатаный лист подвергают нормализации и отжигу в течение 1 минуты, а затем травлению и холодной прокатке для получения листа с итоговой толщиной 0,285 мм. Холоднокатаный лист подвергают обезуглероживающему отжигу при температуре 835°C в течение 120 секунд, при этом на поверхности есть два уровня содержания кислорода: 0,8 и 1,6 г/м2; после нитрирования содержание азота в стальном листе составляет 250 ppm. Обезуглероженный и отожженый лист покрывают сепаратором отжига (пропорции материала приведены в таблице 2), после наматывания лист подвергается высокотемпературному отжигу при 1200°C и выдерживается при этой температуре в течение 20 часов в защитной атмосфере из осушенного азота и водорода, после чего на лист наносят изоляционное покрытие, выполняют вытягивание и правку, а затем после разматывания выполняют отжиг.
В таблице 2 представлены варианты осуществления сепаратора.
Таблица 2 | |||
Описание | Al2O3, масс.% | Оксид щелочноземельного металла, масс.% | Хлорид щелочного металла /хлорид щелочноземельного металла, масс.% |
Вариант 1 | 98 | CaO 1 | MgCl2 1 |
Вариант 2 | 86 | CaO 4 | MgCl2 10 |
Вариант 3 | 77 | CaO 8 | MgCl2 15 |
Вариант 4 | 86 | BeO 4 | LiCl 10 |
Вариант 5 | 86 | MgO 4 | NaCl 10 |
Вариант 6 | 86 | Sr0 4 | KCl 10 |
Вариант 7 | 86 | BaO 4 | RbCl 10 |
Вариант 8 | 86 | MgO 4 | BeCl2 10 |
Вариант 9 | 86 | Sr0 4 | CaCl2 10 |
Вариант 10 | 86 | BaO 4 | SrCl2 10 |
Вариант 11 | 86 | CaO 4 | BaCl2 10 |
Вариант 12 | 86 | CaO 4 | ZnCl2 10 |
Сравнительный пример 1 | 65 частей MgO + 35 частей SiO2 | ||
Сравнительный пример 2 | 90 частей MgO + 10 частей CaCl2 | ||
Сравнительный пример 3 | Al2O3 100 частей |
Средние показатели электромагнитных свойств итоговых изделий и их качества поверхности приведены в таблице 3.
Таблица 3 | ||||
Сепаратор | Поверхностное содержание кислорода | Электромагнитные свойства | Внешний вид поверхности | |
B8, T | P17/50, Вт/кг | |||
Вариант 1 | 0,8 г/м2 | 1,897 | 0,753 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,905 | 0,745 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 2 | 0,8 г/м2 | 1,891 | 0,783 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,897 | 0,774 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 3 | 0,8 г/м2 | 1,899 | 0,735 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,903 | 0,734 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 4 | 0,8 г/м2 | 1,888 | 0,779 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,897 | 0,748 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 5 | 0,8 г/м2 | 1,889 | 0,776 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,895 | 0,773 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 6 | 0,8 г/м2 | 1,900 | 0,769 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,900 | 0,743 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 7 | 0,8 г/м2 | 1,890 | 0,782 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,903 | 0,775 | Гладкая поверхность, без подслоя |
Продолжение таблицы 3 | ||||
Вариант 8 | 0,8 г/м2 | 1,895 | 0,768 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,893 | 0,760 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 9 | 0,8 г/м2 | 1,899 | 0,772 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,903 | 0,769 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 10 | 0,8 г/м2 | 1,887 | 0,766 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,890 | 0,760 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 11 | 0,8 г/м2 | 1,897 | 0,771 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,910 | 0,743 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Вариант 12 | 0,8 г/м2 | 1,887 | 0,775 | Гладкая поверхность, без подслоя |
1,6 г/м2 | 1,899 | 0,762 | Гладкая поверхность, без подслоя | |
Сравнительный пример 1 | 0,8 г/м2 | 1,927 | 0,705 | Поверхность имеет частичный подслой |
1,6 г/м2 | 1,921 | 0,720 | Поверхность имеет полный подслой | |
Сравнительный пример 2 | 0,8 г/м2 | 1,825 | 0,997 | Поверхность имеет частичный подслой |
1,6 г/м2 | 1,857 | 0,897 | Поверхность имеет частичный подслой | |
Сравнительный пример 3 | 0,8 г/м2 | 1,865 | 0,903 | Поверхность имеет частичный подслой |
1,6 г/м2 | 1,847 | 0,937 | Поверхность имеет частичный подслой |
Из Фиг.1-4 и таблицы 3 видно, что на поверхности листа из электротехнической стали, покрытого сепаратором согласно настоящему изобретению, имеется очень небольшой оксидный остаток и что стальной лист имеет хорошие магнитные свойства. Таким образом, видно, что лист из текстурированной стали с зеркальной поверхностью и хорошими магнитными свойствами можно изготовить при помощи эффективной заключительной обработки поверхности текстурированной электротехнической стали согласно настоящему изобретению.
С одной стороны, сепаратор высокотемпературного отжига согласно настоящему изобретению эффективно очищает сталь и предотвращает сталь в рулоне от связывания, а с другой стороны, настоящее изобретение предусматривает наличие коррозийной атмосферы в процессе высокотемпературного отжига для удаления околоповерхностного оксидного слоя, что позволяет получить текстурированную электротехническую сталь с зеркальной поверхностью и хорошими магнитными свойствами.
Claims (4)
1. Сепаратор отжига для производства текстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами, имеющий следующий состав, мас.%:
порошок Al2O3 77-98
порошок оксида щелочноземельного металла 1-8
хлорид щелочного металла и/или хлорид щелочноземельного металла 1-15
2. Сепаратор отжига по п.1, в котором оксид щелочноземельного металла включает BeO, MgO, CaO, SrO или BaO.
3. Сепаратор отжига по п.1, в котором хлорид щелочного металла включает LiCl, NaCl, KCl или RbCl.
4. Сепаратор отжига по п.1, в котором хлорид щелочноземельного металла включает BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2 или ZnCl2.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010105180375A CN102453793B (zh) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | 用于具有优良磁性能的镜面取向硅钢制备的退火隔离剂 |
CN201010518037.5 | 2010-10-25 | ||
PCT/CN2011/072771 WO2012055214A1 (zh) | 2010-10-25 | 2011-04-14 | 用于具有优良磁性能的镜面取向硅钢制备的退火隔离剂 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013127583A RU2013127583A (ru) | 2014-12-27 |
RU2552791C2 true RU2552791C2 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=45993115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013127583/02A RU2552791C2 (ru) | 2010-10-25 | 2011-04-14 | Сепаратор отжига для производства текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью и высокими магнитными свойствами |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130292005A1 (ru) |
EP (1) | EP2634270B1 (ru) |
JP (1) | JP5650331B2 (ru) |
KR (1) | KR20130081297A (ru) |
CN (1) | CN102453793B (ru) |
MX (1) | MX352637B (ru) |
RU (1) | RU2552791C2 (ru) |
WO (1) | WO2012055214A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771130C1 (ru) * | 2019-01-16 | 2022-04-26 | Ниппон Стил Корпорейшн | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104928452B (zh) * | 2015-05-15 | 2018-03-20 | 武汉钢铁有限公司 | 一种能防止取向硅钢二次再结晶退火边裂的涂料 |
CN109306198A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-02-05 | 武汉钢铁有限公司 | 用于改善高磁感取向硅钢硅酸镁底层质量的涂液及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU413200A1 (ru) * | 1971-06-29 | 1974-01-30 | ||
RU2139945C1 (ru) * | 1994-03-22 | 1999-10-20 | ЕБГ Гезелльшафт Фюр Электромагнетище Веркштоффе мбХ | Способ изготовления электротехнической листовой стали со стеклянным покрытием |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0305966B1 (en) * | 1987-08-31 | 1992-11-04 | Nippon Steel Corporation | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet having metallic luster and excellent punching property |
EP0416420B1 (en) * | 1989-09-08 | 1994-12-14 | Armco Inc. | Magnesium oxide coating for electrical steels and the method of coating |
JP2674917B2 (ja) * | 1991-12-06 | 1997-11-12 | 新日本製鐵株式会社 | フォルステライト被膜のない高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法 |
JP2706040B2 (ja) * | 1993-12-21 | 1998-01-28 | 新日本製鐵株式会社 | 鏡面方向性珪素鋼板の製造方法 |
JP3412959B2 (ja) * | 1994-04-22 | 2003-06-03 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄損の低い鏡面方向性珪素鋼板の製造方法 |
CN1043056C (zh) * | 1994-05-13 | 1999-04-21 | 新日本制铁株式会社 | 用于硅钢片的具有良好反应性的退火隔离物及其使用方法 |
JPH08134542A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 打抜き性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP4116702B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2008-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
CN100413980C (zh) * | 2001-04-23 | 2008-08-27 | 新日本制铁株式会社 | 没有无机矿物皮膜的晶粒取向性硅钢板的制造方法 |
JP2003253334A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-10 | Jfe Steel Kk | 磁気特性および打ち抜き性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP4569070B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2010-10-27 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の仕上焼鈍方法 |
JP2007131880A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Jfe Steel Kk | フォルステライト被膜のない方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
2010
- 2010-10-25 CN CN2010105180375A patent/CN102453793B/zh active Active
-
2011
- 2011-04-14 KR KR1020137012552A patent/KR20130081297A/ko active Pre-grant Review Request
- 2011-04-14 US US13/880,278 patent/US20130292005A1/en not_active Abandoned
- 2011-04-14 JP JP2013535244A patent/JP5650331B2/ja active Active
- 2011-04-14 MX MX2013004592A patent/MX352637B/es active IP Right Grant
- 2011-04-14 WO PCT/CN2011/072771 patent/WO2012055214A1/zh active Application Filing
- 2011-04-14 RU RU2013127583/02A patent/RU2552791C2/ru active
- 2011-04-14 EP EP11835488.5A patent/EP2634270B1/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU413200A1 (ru) * | 1971-06-29 | 1974-01-30 | ||
RU2139945C1 (ru) * | 1994-03-22 | 1999-10-20 | ЕБГ Гезелльшафт Фюр Электромагнетище Веркштоффе мбХ | Способ изготовления электротехнической листовой стали со стеклянным покрытием |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771130C1 (ru) * | 2019-01-16 | 2022-04-26 | Ниппон Стил Корпорейшн | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130081297A (ko) | 2013-07-16 |
RU2013127583A (ru) | 2014-12-27 |
EP2634270A1 (en) | 2013-09-04 |
JP5650331B2 (ja) | 2015-01-07 |
CN102453793B (zh) | 2013-09-25 |
CN102453793A (zh) | 2012-05-16 |
EP2634270B1 (en) | 2021-06-02 |
MX2013004592A (es) | 2013-07-17 |
EP2634270A4 (en) | 2018-01-17 |
WO2012055214A1 (zh) | 2012-05-03 |
US20130292005A1 (en) | 2013-11-07 |
MX352637B (es) | 2017-12-01 |
JP2013545892A (ja) | 2013-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101294624B1 (ko) | 구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법 | |
KR101605795B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 그 제조 방법 | |
JP2011518253A5 (ru) | ||
JP7265122B2 (ja) | 方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法 | |
RU2552791C2 (ru) | Сепаратор отжига для производства текстурированной электротехнической стали с зеркальной поверхностью и высокими магнитными свойствами | |
JPH10130727A (ja) | 磁束密度が高い低鉄損鏡面一方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP2679931B2 (ja) | 鉄損の極めて低い鏡面方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP3382804B2 (ja) | グラス皮膜の優れる方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JPH0425349B2 (ru) | ||
JP2664333B2 (ja) | 超低鉄損方向性電磁鋼板の製造法 | |
JPH08260034A (ja) | マグネシア被覆およびパンチング用粒子方向性珪素鋼の製造方法 | |
JP2678855B2 (ja) | 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 | |
JP3040932B2 (ja) | 磁気特性及び表面性状に優れる方向性けい素鋼板の製造方法 | |
JP3336547B2 (ja) | グラス被膜と磁気特性の極めて優れる方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP2678850B2 (ja) | 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 | |
JP2719266B2 (ja) | 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 | |
JPH0672264B2 (ja) | 低鉄損方向性けい素鋼板の製造方法 | |
JP2684467B2 (ja) | 鏡面方向性珪素鋼板の製造方法 | |
JP2603170B2 (ja) | 加工性の優れた高磁束密度超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JPH05311239A (ja) | 超低鉄損一方向性電磁箔帯の製造方法 | |
JP2706040B2 (ja) | 鏡面方向性珪素鋼板の製造方法 | |
JPH06100936A (ja) | フォルステライト被膜のない方向性珪素鋼板の製造方 法 | |
JPH05279745A (ja) | 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造法 | |
JPH08269556A (ja) | 鉄損の低い鏡面方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JPH02243771A (ja) | 均一なフォルステライト被膜を有する方向性珪素鋼板の製造方法 |