SE450496B - Komposition for att bilda en icke ledande glasfilm pa ytor av orienterat kisellegerat stal samt sett att framstella kompositionen - Google Patents

Description

10 15 20 25 35 450 496 mellan magnesia och fayalit-ytskiktet. En aktiv magnesia av den typ som vanligen användes hydratiserar med åtföljande ök- ning i viskositeten för uppslamningen magnesia-vatten och det- ta skapar ett problem eftersom uppslamningens viskositet måste hållas inom ett område, som medger anbringande av en beläggning med jämn tjocklek genom doppning, sprutning, doseringsrullar, eller liknande. E ' Inaktiva magnesia har aldrig tidigare ansetts lämpliga för att bilda en icke ledande glasfilm på orienterat kisellegerat stâlband och tunnplåt emedan de täta partiklarna ej kunde hål- las i suspension resulterande i bildningen av en uppslamning med mycket låg viskositet. De täta inaktiva partiklarna skul- ~le ej heller reagera med fayalit-ytskiktet, åtminstone inom de tidsgränser som föreskrives av kommersiella produktionshas- tigheter.

Eftersom emellertid inaktiva magnesia är tillgängliga till mycket lägre kostnad än aktiv magnesia, erbjuder utbyte mott inaktiv magnesia i en komposition för glödgningsmellanlägg utsikten till mycket väsentlig ekonomi vid behandling av kub- på-kant-orienterat kisellegerat stål. I Ehuru tillsatser till magnesiauppslamningar har föreslagits i ändamål att förbättra glasfilmegenskaperna och/eller för att underlätta reaktionen magnesia-fayalit har såvitt vi kän- ner för nesia och öka dess viskositet. till inga tillsatser utvecklats, som är framgångsrika stabilisering av en uppslamning i vatten av,inaktiv mag- Tillsatsen av fosfater till en uppslamning av aktiv magnesía är känd; för att förbättra glasfilmegenskaperna och de mag- netiska egenskaperna hos det kisellegerade stålmaterialet.

Hänvisning görs här till det amerikanska patentet 3 615 918 (J.D. Evans och Dgw. Taylor), där en magnesiakomposition in- nehållande en sönderdelbar fosfatförening beskrives. Enligt detta patent reduceras fosfatet, som ingår mellan 1% och 25 vikt-% beräknat SOW P205 till elementarfosfor under den 10 15 20 25 30 ß 450 496 slutliga glödgningen vid hög temperatur, vilket diffunderar inåt vid beläggningen in i det kisellegerade stålet.

Fosfatbaserade beläggningar, som kan anbringas direkt på metall- ytor, eller som sekundära beläggningar över en verk-glas-be1ägg- ning på magnesiabas, är kända inom tekniken. Fosfat och magnesia- haltiga beläggningar är lämpliga för att anbringas på orientera- de kisellegerade stålytor, antingen direkt eller som sekundära beläggningar visat i de amerikanska patenten 3 840 378 och 3 948 876 (J.D. Evans).

Såsom angetts ovan har såvitt vi känner till den tidigare kända tekniken aldrig föreslagit användningen av inaktiv magnesia för en komposition avsedd att användas_som glödgningsmellanlägg på orienterat, kisellegerat stålband och tunnplåt, ej,heller har tillsatser föreslagits som skulle avhjälpa problemen vid använd- ning av en inaktiv magnesia för detta ändamål.

Det är ett huvudändamål med föreliggande uppfinning att åstad- komma en magnesiauppslamning i vatten med hög koncentration in- nehållande en väsentlig del av inaktiv magnesia, som uppvisar en citronsyraaktivitet större än 200 sekunder, som är stabilt 7 mot sedimentering, vilken har en viskositet lämplig för att an- bringas medelst vanliga medel och som kommer att reagera med fayalit-skiktet på materialytorna och bilda en jämn icke ledande glasfilm av tillfredsställande kvalitet. i Uppfinningen avser vidare att åstadkomma ett sätt för att sus- pendera en inaktiv magnesia i vatten för att framställa en sta- bil uppslamning, som lätt kan anbringas på kisellegerade stål- ytor och som kommer att reagera och bilda en icke ledande glas- film under en efterföljande glödgning vid hög temperatur.

Enligt uppfinningen avses en komposition för att bilda en ic- ke ledande glasfilm på ytor av orienterat kisellegerat stål och tunnplåt därav, omfattande_en uppslamning i vatten av mag- nesia och en fosfathaltig förening vald ur gruppen bestående av 10 15. 20 25 30 35 V_..__.....-,....._. , 'vitet större än 200 sekunder, 450 496 kalciumfosfater, i vatten lösligt ammoniumpolyfosfat, alumi- niumfosfat, magnesiumfosfater, fosforsyra och blandningar därav, där föreningen är närvarande inom området 2 viktprocent till 25 viktprocent, beräknat som P2O5, baserat på magnesiavikten och rest väsentligen vatten, vilken komposition utmärkes av att åtminstone 25 viktprocent av magnesian har en citronsyraaktivi- tet större än 200 sekunder, att magnesiakoncentrationen är upp till 0,6 g per cm3 uppslamning, och att uppslamningen är sta- bil mot sedimentering under tidsperioder av upp till 10 tim- mar.

Föreliggande uppfinning avser vidare ett sätt att suspendera en inaktiv magnesia i vatten för att alstra en uppslamning, som är stabil mot sedimentering och som efter att ha anbringats på ytor av orienterat kisellegerat stâlband eller tunnplåt, kom- mer att reagera och bilda en icke ledande glasfilm under ef- terföljande glödgning vid hög temperatur, där sättet utmär- kes av att åtminstone 25 viktprocent av magnesian har en citron- syraaktivitet större än 200 sekunder, en fosfathaltig förening vald ur gruppen bestående av kalciumfosfater, vattenlösligt am- moniumpolyfosfat, aluminiumfosfat, magnesiumfosfater, fosfor- syra och blandningar därav, där föreningen är närvarande inom omrâdet 2 till 25 viktprocent beräknat som PZOS, baserat på mag- nesians vikt och därefter väsentligen utgöres av vatten, var- vid magnesiakoncentrationen är upp till 0,6 g per cm3 uppslam- ning, där uppslamningen är stabil mot sedimentering under tids- perioder av upp till 10 timmar.

Man har funnit att uppfinningen kan utövas framgångsrikt med inaktiv magnesia från kommersiell källa med en citronsyraakti- en Cl- -nivå av 0,02 % maxi- mum och en S04 -nivå av 0,02 % maximum. Prov har genomförts på sådan magnesia som har en citronsyraaktivitet sträckande sig från omkring 1500 till omkring 3000 sekunder, där den in- aktiva magnesian omfattade 100 % av den totala magnesiahalten i uppslamningen. Blandningar av 50 viktprocent inaktiv magne- sia med S0 viktprocent aktiv magnesia har också provats och har befunnits ge optimal vidhäftning för den torkade belägzgningerx på :nate- 10 15 20' 25 30 35 c magnesia även kan användas, ned till 10% inaktiv magnesia 450 496 rialet och förbättrade glasfilmens kvalitet. Det är uppenbart att lägre andelar inaktiv magnesia tillsammans med en aktiv och 90% aktiv magnesia för förbättrad glasfilmkvalitet, ehuru den ekonomiska fördelen med den inaktiva magnesian därvid går för- lorad. Åt det andra extrema hållet har tillfredsställande sultat erhållits med uppslamningar där 100% av magnesian hade P8' en citronsyraaktivitet större än 200 sekunder. Den huvudsak- liga nabkdelen vid användning av en komposition där all mag- nesian är inaktiv härledes från det faktum att den torkade be- läggningens vidhäftning endast är god så att omsorg måste utövas vid hantering av de belagda ringarna för att förhindra magnesiabeläggningen att avlägsnas. Där den inaktiva magnesian utgör 25% till 75% av den totala magnesiahalten minimeras det- ta problem. Detta område föredrages sålunda. Den aktiva mag- nesian har företrädesvis en citronsyraaktivitet av ca 20 till RO sekunder.

Fosfattillsatsen stabiliserar ej endast den inaktiva magnesia- uppslamningen mot sedimentering,'utan ökar även viskositeten till ett område som är önskvärt för att anbringa densamma med vanliga medel såsom doppning, sprutning, doseringsrullar och liknande. Dessutom kan magnesiakoncentrationen vara högre'än i motsvarande tidigare kända uppslamningar, som innehåller en- dast aktiv magnesia. Sådana höga koncentrationer är fördelak- tiga genom att torkning kan åstadkommas med mindre värme och på kortare tid och att glödgningsförlust kan hållas under >1%. Med sådana låga glödgningsförluster har man funnit att glasfilmkvaliteten förblir mycket jämn såväl utmed längden som bredden på en ring.

Föredragna fosfatföreningar utgöres av monokalciumfosfat- monohydrat, dikalciumfosfatdihydrat och vattenlösligt ammoni- 'um-polyfosfat. Företrädesvis tillsättes från 2,5% till 10 vikt-% beräknat som P205, baserat på magnesiavikten. Då man tillsät- ter monokalciumfosfat-monohydrat eller dikalciumfosfat-dihydrat, som är i kornform, kan materialet torrblandas med magnesian 10 15 20 25 35 450 496 före bildning av en vattenuppslamning, eller kan tillsättas vattnet före, under eller efter blandning av magnesian därmed.

Det sätt på vilket och det steg vid vilket fosfatföreningen in- föres i uppslamningen utgör därmed inte någon begränsning ' vid uppfinningens utövning. När det gäller i vatten lösligt ammoniumpolyfosfat, som är tillgängligt endast som en vatten- lösning, görs tillsatsen till vattnet i vattenuppslamningen antingen före eller efter iblandning av magnesian.

De höga bränntemperaturerna som användes vid framställning av inaktiv magnesia resulterar i sintring och/eller agglomerering av magnesian, vilket framkallar en tät partikel, som kräver _ malning för att erhålla den önskade partikelstorleksfördelningen.

Denna malning framkallar magnesiapartiklar med en aktiv yta.

Ehuru vi ej önskar vara bundna av teori, förmodas det att fos- fatföreningen som tillsättes i enlighet med föreliggande uppfin- ning reagerar med magnesiapartiklarna och bildar ett tunnt fosfatskikt på partiklarnas yta. Detta tunna fosfatskikt (P2O5_) ger partiklarna en netto-negativ laddning, som förhindrar agg- lomerering och sedimentering att inträffa. Detta förmodas vara den teoretiska grunden för den markerat förbättrade stabili- teten mot sedimentering, som har iakttagits. Dessutom ökar den stabila suspensionen av sådana magnesiapartiklar uppslamningens viskositet till ett önskvärt område. I 3 vändas utan sedimentering och utan att öka viskositeten till Man har funnit att koncentrationer upp till 0,6 g/cm kan an- en icke önskvärd utsträckning, då magnesiakomponenten-utgöres av 100% inaktiv magnesia. Då man använder en blandning av 50% inaktiv och 50% aktiv magnesia, kan man använda koncentrationer 3 till omkring 0,36 g/cmš.

Torkade beläggningsvikter av omkring 7,5 till omkring 25 g/m2 som sträcker sig från omkring 0,2H g/cm erhölls med ovan angivna koncentrationsomrâden, då uppslamningen anbringades på vanligt sätt med doseríngsrullar.

Mängden fosfathaltig förening som kan tillsättas beror på förhållandena vid avkolningen och slutglödgningen med en re- 1., l0 15 20 25 35 450 496 lativt låg fosfatnivå för höggradigt oxiderande avkolande för- hållanden och en relativt hög fosfatnivåhalt för mindre oxi- derande förhållanden.

Jämförelse mellan en 100% inaktiv magnesiauppslamning innehål- lande en fosfatförening i enlighet med föreliggande uppfinning med en kontrolluppslamning innehållande 100% av samma inaktiva magnesiauppslamning men utan tillsats antydde atttdet förelåg icke någon märkbar sedimenteríng av upps1amníngen.enligt upp- finningen efter 10 timmar, under det att uppslamningen utan tillsats sedimenterade fullständigt inom en timme och lämnade ett väsentligt klart ovanpå flytande skikt.

Som bakgrund må påpekas att eflzkallvalsat avkolat kisellegerat stålband och tunnplåt kan iordningstållas genom vanliga för- faranden, där en lämplig smälta gjutes i form av göt eller kontinuerligt gjutes till platiner. Om smältan tappas till göt förvalsas stålet på vanligt sätt och platinerna varmval- sas till mellanliggande tjocklek från en temperatur av omkring g1200°C till omkring 130000 med glödgning efter varmvalsning.

Glödspånen från varmvalsníngen avlägsnas och materialet kall- valsas sedan till slutlig dimension i ett eller flera steg, följt av avkolning, företrädesvis i en fuktig vätehaltig atmos- šfär. Om stålet kontinuerligt gjutes till platinform följer man företrädesvis det förfarande som visas i amerikanska pa- tentet 3 76fl #06 (M.F. Littman ). 0 En magnesiabeläggning anbringas sedan på ytorna av det avkola- de materialet genom doppning, sprutning, doseringsrullar eller andra vanliga medel. Beläggningen torkas sedan genom uppvärm- ning till en temperatur tillräcklig för att förånga vattnet.

Den torkade beläggningsvikten bör företrädesvis ligga inom området mellan omkring 6 och 20 g/m2. Det belagda materialet 'underkastas sedan en slutlig glödgning vid hög temperatur vid omkring 10950 till omkring 126000, som kan vara en kistglödg- ning eller en glödgning med öppna ringar i en reducerande at- _mosfär. Under denna glödgning reagerar magnesian och bildar 10 15 20 25 35 450 496 en icke ledande glasfilm och kub-på-kant-orienteringen erhålles genom sekundär rekristallisation.

Kompositionen och sättet att behandla det kisellegerade stålet till slutlig band och plåtform utgör ej en begränsning i föreliggande uppfinning. Vilka som helst av de reguljära kvali- teterna eller eller kvaliteterna med hög permeabilitet av orienterat kisellegerat stål på vilket en magnesiabeläggning användes, kan behandlas vid utövningen av föreliggande uppfin- ning. Som icke begränsande exempel kan nämnas att kompositioner och sätt där föreliggande uppfinning finner användning innefat- tar de som visas i de amerikanska patenten 3 287 183; 3 873 381; 3 905 8525 3 905 345; 3 932 255; 5 957 5ü6 och U 000 015.

Med undantag för nr 3 932 23ü hänför sig dessa patent till framställning av material med hög permeabilitet (relativa per- meabiliteten större än 1850 vid 796 A/m) medelst tillsatser av bor och kväve till stålet. Mangan och svavel (och/eller selen) kan även vara närvarande. n I För ett reguljärt kornorienterat kisellegerat stål, där mangan och svavel (och/eller selen) är närvarande som korntillväxt- inhibitorer kan en representativ men icke begränsande sammansätt- ning på det kallvalsade.och avkolade materialet omfattar i vikt-% omkring 2% till omkning Ä% kisel, omkring 0,01% till omkring O,ü% mangan, omkring 0,01% till omkring 0,03% svavel, omkring 0,002% till omkring 0,005% kol, upp till omkring 0,065% (total) aluminium och resten järn plus tillfälliga föroreningar.

Två serier laboratorieprov genomfördes, som visade fosfattill- satsens effektivitet till en vattenhaltig uppslamning av en in- aktiv magnesia. I båda provserierna kom magnesian från handels- källa och hade en citronsyraaktivitet av omkring 2000 sekunder.

Fosfatföreníngen som användes utgjordes av monokalciumfosfat- monohydrat (saluförd av Stauffer Chemical Company under beteck- ningen "12 XX" och saluförd av Monsanto Corporation under be- teckningen "MC.P."). Båda var i kornform. 10 15 20 25 30 35 450 49š I den första serien iordningställdes uppslamningar i vatten var och en innehållande 0,6 g magnesia per omz, varvid den första uppslamningen ej innehöll någon tillsats och de åter- stående uppslamningarna innehöll 2,5%, 5%, 7,5% och 10% res- pektive av kalciumfosfatet beräknat som PQO5, baserad på magnesiavikten. Avkolat kisellegerat stâlmaterial med en tjock- lek av 0,56 mm belades med var och en av uppslamningarna. Upp- slamningen som inte innehöll någon tillsats och uppslamníngen innehållande 2,5% fosfat vätte ej materialet bra och utan om- röring hade magnesian en tendens att sedimentera ut snabbt.

Inga problem iakttogs vid beläggning med de övriga uppslam- ningarna.

Efter en slutlig glödgning vid hög temperatur vid 1200°C antydde en undersökning av den på varje prov utvecklade glas- filmen, att de sträckte sig från ett tunt regnbågsglas för kompositionen som ej innehöll någon tillsats till en lätt grå kontinuerlig film för uppslamningarna innehållande mer än 5% fosfat. En fortskridande förbättring av glasfilmens fysis- ka utseende noterades för varje högre mängd fosfattillsats.

Den andra serien innebar iordningställande av uppslamningar innehållande 100% inaktiv magnesia med 0%, nominellt 5%, 7,5% och 10% tillsatser av_kalciumfosfat beräknat som P 50 vikt-% en citronsyraaktivitet av omkring 30 sekunder med 0%, nomi- nell 2,5% och 5% kalciumfosfat beräknat som P2O5 och 50 vikt- % inaktiv magnesia med 50 % aktiv magnesia från en annan käl- 0 n 2 5' inaktiv magnesia med 50 vikt-% aktiv magnesia med la med en citronsyraaktivitet av 30 sekunder med 0%, nomi- nellt 2,5% och 5% kalciumfosfat, beräknat som P205. En kon- trollkomposition iordningställdes även innehållande 50 vikt- % vardera av den aktiva magnesian från de två källorna med 2,5 vikt-% tillsats av kalciumfosfat beräknat som P205.

De aktiva magnesiapreparaten som användes hade följande spe- cifikationer: vi 10 15 20 25 35 450 496 10 F- : mindre än 500 ppm Cl_: mindre än 200 ppm Na_: mindre än 200 ppm oiödgningsföriust vid 1oo°c= 1,5 - 13,0 2 Citronsyraaktivitet: 20 till Ä0 sekunder.

Partíkelstorlek: 99,9% genom 0,07U mm (200 mesh) I 99,5% genom 0,0HÄ mm (325 mesh).

Dessa specifikationer bör iakttagas vid utövningen av uppfin- ningen, ehuru citronsyraaktiviteten kan sträcka sig upp till mindre än 200 sekunder, såsom antytts tidigare.

Uppslamningarna i vilka all magnesia var inaktiv iordningställ- des med en koncentration av 0,60 g/cmš, under det att upp- " slamningar innehållande 50% inaktiv och 50% aktiv magnesia iordningställdes med koncentrationer av 0,36 g/cm? Kontroll- uppslamníngen iordningställdes med en koncentration-av 0,14ü g/cm3.

Avkolade kisellegerade ståltunnplåtar med en tjocklek av 0,28 mm belades var och en med ovanstående uppslamningar och underkastades en kistglödgning i en reducerande atmosfär vid omkring 120000. Inga beläggningsproblem uppträdde med_nâgon av uppslamningarna med undantag av den som innehöll endast inaktiv magnesia utan någon tillsats av kalciumfosfat. Alla de återstående uppslamningarna förblev i suspension och vätte materialet väl.

Utvärdering av glasfilmerna som bildades av de olika uppslam- ningarna antydde följande: Den inaktiva magnesian utan någon kalciumfosfattillsats bilda- de en tunn, diskontinuerlig glasfilm.

Uppslamningarna av 100% inaktiv magnesia med tillsatser av 5% och 7,5% kalciumfosfat beräknat som P2O5, bildade en tunn, sträv, lätt grå glasfilm. Uppslamningen innehållande 100% H 10 15 20 25 35 450 496 11 inaktiv magnesia och 10 vikt-% kalciumfosfat resulterade i en sträv, rödaktigt grå glasfilm av dålig kvalitet.

Blandningarna av 50% inaktiv magnesia och 50% aktiv magnesia bildade glasfilmer med förbättrade fysiska utseenden. Uppslam- ningarna som ej innehöll några kalciumfosfattillsatser uppvi- sade en kontinuerlig grå glasfilm med något sträv textur.

Kalcíumfosfattillsatserna på 2,5% och 5% räknade som P2O5 medförde bildningen av en jämnare, lättare grå glasfilm.

Alla uppslamningarna innehållande 100% inaktiv magnesia hade dålig oxidationsmotståndsförmåga oberoende av kalciumfosfat- tillsatserna.

Uppslamningarna innehållande 50% inaktiv magnesia och 50% aktiv magnesia utan någon kalciumfosfattillsats uppvisade även dålig motståndsförmåga mot oxidation. Uppslamningar in- nehållande 2,5% kaléiumfosfat beräknat som P205 uppvisade något förbättrad motståndsförmåga mot oxidation. Den bästa oxida- tionsförmågan uppvisades av uppslamningar innehållande 50% inaktiv och 50% aktiv magnesia med 5% kalciumfosfat, beräknat _som P205. Som jämförelse hade.kontrollprovet innehållande lika delar av de två aktiva magnesiapreparaten med 2,5 %" kalciumfosfattillsats dålig motståndsförmåga mot oxidation.

Sekundära beläggningar av det slag som visas i de ovannämnda amerikanska patenten 3 800 378 och 5 908 876 (innehållande magnesia, fosfat och aluminium) anbringades på alla proven och provades beträffande vidhäftning. Vidhäftningen för de sekundära beläggningarna följde samma tmyfi som motståndsförmå- gan mot oxidation. Glasfilmer som uppvisade god oxidations- motståndsförmåga hade god vidhäftning för den sekundära belägg- ningen, under det att de som hade dålig oxidationsmotståndsför- måga uppvisade dålig vidhäftning för de sekundära beläggningar- na. Den bästa vidhäftningen uppvisades av blandningar av 50% aktiv och 50% inaktiv magnesiapreparat med 5% kalcium- fosfat beräknad som PQO5. 10 15 20 25 30 35 450 496 12 Olika magnetiska egenskaper hos proven i den andra serien be- stämdes vid 60 Hz och sammanfattas i tabell I. Det är att märka att av kompositionerna innehållande 100% inaktiv magnesia den bästa magnetiska kvaliteten uppvisades av det prov som innehöll en nominell 5% kalciumfosfattillsats beräknad som P2O5. Till- satser av nominellt 7,5% och 10% kalciumfosfat resülterade i en sänkning när det gäller den magnetiska kvaliteten.

Den magnetiska kvaliteten hos prov innehållande 50% inaktivt och 50% aktivtmagnesiapreparat uppvisade en överraskande för- bättring, särskilt med kalciumfosfattillsatser. Utan kalcium- fosfattillsats varden magnetiska kvaliteten jämförbar med den hos kontrollprovet. Med kalciumfosfattillsatser på nominellt 2,5 och 5%, beräknad som P2O5, uppvisade alla proven en signi- fikant förbättring i magnetisk kvalitet jämfört med kontroll- provet.

Verksförsök genomfördes härnäst under användande av avkolat kisellegerat stål i ringar med en tjocklek av 0,28 mm inom de konventionella stålsammansättningsområdena som angivits ovan och ringarna belades med följande komposition: 50 vikt-% inaktiv magnesia CAA 2000 sekunder" 50% aktiv magnesia CAA 30 sekunder 5% monokalciumfosfatmonohydrat, beräknat som P205. rest vatten.

Uppslamningskoncentrationer och beläggningsvikter för de tor- kade beläggningarna anges i tabell II. Inga beläggningsproblem 'uppträdde. Uppslamningen vätte bandet mycket väl och alstra- de släta, jämna beläggningar; vidhäftningen i torkat tillstånd var god. Ingen avsevärd sêdimentering iakttogs i beläggnings- tråget.

Man fann att beläggningarna torkade mycket snabbare än vanliga beläggningar innehållande endast aktiv magnesia. Följaktligen 10 15 20 25 35 450 493 _13 kan man torka beläggningar innehållande inaktiv magnesia vid lägre temperatur, och därmed reducera mängden erforderlig ener- gi.

De belagda ringarna kistglödgades i en reducerande atmosfär vid omkring 1150° C på vanligt sätt under ZH timmar. Ringarna 'utbildade en utomordentlig glasfilm, som var lätt grå, slät, kontinuerlig och fri från någon oxid eller regnbåge. Dessutom förekom från ringens början till dess slut ingen variation i fysiska utseendet på glasfilmen, som normalt förekommer vid vanliga aktiva magnesiapreparat och detta inte i någon av dessa ringar.

Magnetiska egenskaper för ovanstående ringar anges i tabell III tillsammans med magnetiska egenskaper hos kontrollringar från samma charge belagda med en blandning av 50% aktiv magnesia CAA 30 sekunder från en första källa och 50% aktiv magnesia CAA 30 sekunder från en andra källa. Det är tydligt att den magnetiska kvaliteten hos ringar belagda med kompositionen en- ligt uppfinningen var god och lika med eller bättre än motsvaran- de hos kontrollringarna.

' Ytterligare prov har genomförts som visar att kompositionen och sättet enligt föreliggande uppfinning är tillämpbar på produk- tionen av kisellegerat stål med mycket hög permeabilitet, inne- hållande bor och kväve i enlighet med vad som utläres i det amerikanska patentet 3 873 381 och där bor och titandioxid tillsättes magnesiakompbsitionen. Tidigare kända magnesiakompo- sitioner till vilka bor och titandioxid-tillsatser har gjorts har alltid innehållit endast en aktiv magnesia med en citron- syraaktívitet sträckande sig från t.ex. omkring 20 till omkring 80 sekunder. Bortillsatsen kan förekomma i form av en borföre- ning såsom borsyra, natriumtetraborat och liknande.

I dessa prov användes en blandning som baskomposition bestående av 50 vikt-%'av inaktiv magnesia från en hemmakälla med etta CAA-värde av omkring 2000 sekunder och 50 vikt-% av en aktiv e 450 496 lä magnesia från en hemmakälla vid ett CAA-värde av omkring 30 sekunder. En aktiv magnesia från en japansk källa med ett CAA-värde av omkring 30 sekunder användes som en kontroll eftersom detta hade framkallat optimala glasfilmegenskaper och magnetisk kvalitet vid framställningen av ett material med mycket hög permeabilitet genom förfaranden enligt tidigare teknik. Detta innehöll 0,08 % bor vid leveranstillstånd.

Baskompositionen blandades med vatten till en uppslamning med _en koncentration.av 0,36 g/cm3' Olika kombinationer av tillsat- ser blandades med uppslamningsprov, baserat på den totala tor- ra magnesiavikten enligt följande: 2 monokalciumfosfat monohydrat som P 2_°5 z Bor z 0102 5 o 0 10 0 0 15 0 0 20 0 0 5 0,12 0 10 " ' 0,12 0 15 ' 0,12 0 20 i 0,12 0 5 0 5 10 0 5 15 0 5 20 0 5 5 0 10 10 0 10 15 0 10 20 0 10 450 4960 15 5 1 0,12 5 10 0,12 5 15 0,12 5 20 0¿12 5 5 5 0,12 10 10 0,12 10 15 5 0,12 10 20 0,12 10 10 Kontrollkompositionen blandades med vatten till en uppslamning med en koncentration av 0,1U7 g/cmš och 5% titandioxid (baserad på magnesiavikten) tillsattes. 2 15 Beläggningar anbringades på avkolade ämnen av kisellegerat stål med mycket hög permeabilitet med en tjocklek av 0,28 mm och beläggningsvikter i torkat tillstånd låg inom ett område från 10 till 12 g/m2. De belagda ämnena underkastades sedan en slutglödgning i en reducerande atmosfär som innefattade 20 hållning vid 119000 i ren vätgas under 24 timmar.

Utvärdering av de olika belagda och glödgade ämnena visade följande resultat: 7 25 Proven med 5%, 10%, 15% och 20% kalcíumfosfat med och utan bortillsatser plus titandioxid utvecklade släta, lätt gråa glasfilmer.

Titandioxidtillsatser gjorde glasfilmen strävare och mörkare 30 grå. Vid 5% kalciumfosfat och 5% och 10% titandioxid var det fysiska utseendet liknande det hos kontrollprovet (inne- hållande 5% titandioxid). Vid nivåerna 10%, 15% och 20% kalciumfosfat var glasfilmen fortskridande strävare och mörka- re till färgen. 35 Sekundära beläggningar av det slag som visas i ovan nämnda amerikanska patent 3 8U0 378 anbringades. Prov innehållande 10 15 20 25 35 450 496 16 5% och 10% kalciumfosfat plus 5% och 10% titandioxid hade det bästa utseendet.

I prov innehållande ingen titandioxid var vidhäftningen för den sekundära beläggningen dålig. De titandioxidhaltiga proven hade förbättrad vidhäftning. Provet innehållande 5% kalcium- fosfat och 5% titandioxid hade vidhäftning liknande den hos kontrollprovet, under det att vidhäftníngen för provet inne- hållande 10% kalciumfosfat och 5% titandioxid var överlägsen kbntrollprovets.

Med avseende på magnetisk kvalitet, hade prov innehållande 5%, 10% och 15% kalciumfosfat (utan bor och titandioxidtill- satser) liknande egenskaper, dvs kärnförluster vid 1,7 T och 60 Hz av 1,675 watt/kg och relativ permeabilitet på 1875 vid 796 A/m.

I proven innehållande 0,12% bor och ingen titandioxid, var den magnetiska kvaliteten underlägsen ovanstående prov som inte innehöll bor och titandioxid.

Prov innehållande titandioxid och utan bor uppvisade underläg- sen magnetisk kvalitet, _ Prov innehållande bor och titandioxid uppvisade förbättrad mag- netisk kvalitet, varvid den bästa erhölls med 5% kalciumfos- fat, 0,12% bor och 5% titandioxid. Kärnförlusten för det bästa provet var 1,679 watt/kg vid 1,7T och 60 Hz och relativa ' permeabiliteten var 1880 vid 796 A/m jämfört med 0,763 och 1905 för kontrollprovet.

Man iakttog vidare att bortillsatser ökade den slutliga korn- storleken avsevärt och att kalciumfosfattillsatser större än 5% (med bor och titandioxid) var fördärvliga för den mag- netiska kvaliteten.

Det är därför uppenbart att vid framställningen av material 10 15 20 25 30 35 450 496 17 med mycket hög permeabilitet en bästa kombination av egenskaper erhålles med 5% till 10% fosfatförening beräknat som P205, omkring 0,10 till omkring 0,15% bor och omkring 5% till om- kring 10% titandioxid, baserat på magnesiavikten. Dessa områ- den är tíllämpbara på en magnesiakomposition, där omkring 25% till omkring 75% är en inaktiv magnesia med ett citronsyra- tal av omkring 1500 till omkring 3000 sekunder och återstoden är en aktiv magnesia med ett citronsyratal av omkring 20 till H0 sekunder.

Ovanstående data visar att kalciumfosfattillsatser signifikant ändrar reaktionerna som inträffar och glasfilmens komposition under den slutliga glödgningen vid hög temperatur. Fosfatet oxiderar kislet och järnet på materialytan och ökar mängden fayalit i ytan, Fosforn reduceras sålunda och det mesta av den diffunderar utan negativ inverkan in i stålet, såsom be- skrives i det ovan nämnda amerikanska patentet 3 615 918. Å andra sidan verkar kalcium, i form av kalciumoxid som ett flussmedel och förorsakar vätskebildning vid en lägre tempe- ratur. Kalciumoxiden reagerar med fayaliten på ytorna av det kisellegerade stålet och bildar wollastonit, som är ett magnesium och kaloiumoxid-kiseldíoxidkomplex. Wollastonit smälter omkring 20000 lägre än fayalit och denna ökade mängd av flytande fasbildning är.sålunda i stånd att ta magnesian i lösning lättare för att fullborda glasfilmbildningen.

Citronsyraaktiviteten är ett mått på hydratiseringshastígheten på magnesiumoxiden och bestämmes genom att mäta den tid som erfordras för en given vikt av magnesia att ge hydroxyljoner tillräckliga för att neutralisera en given vikt citronsyra.

Provet är detsamma som omnämnes i det amerikanska patentet 3 8U1 925, nämligen 1. 100 ml av 0,Ä00 citronsyra i vatten innehållande 2 ml av 1% fenoifcaiein-indikator bringas till 3o°c 1 en burk med en rymd av 226,8 g (8 ounce) med vid öppning. Burken är försedd med ett skruvlock och en magnetisk omröringsstång. 4soi496ae i -1a 2. Magnesia med en vikt av 2,00 g införes i burken och ett stoppur sättes igång samtidigt. 3. Så snart som magnesiaprovet tillsatts skruvas locket på 5 burken. Efter 5 sekunder skakas burken och dess innehåll häftigt. Skakning avslutas efter 10 sekunder.

U. Efter 10 sekunder har gått placeras provet på ett magne- tiskt omröringsmontage. Mekanisk omröring bör framkalla en 10 virvel ca 2 om djup i mitten då burkens inre diameter är 6 cm. 5. Stoppuret stoppas i det ögonblick suspensionen blir skär och tiden noteras. Denna tid i sekunder är citronsyra- 15 aktiviteten. 10 15 20 25 50 450 496 19 Tabell I Magnetiska egenskaper Ca (HZPOU) 'H20 Kärnförluet Relakiv per- mmigiål Vikt* S°m Éåtåškg “d Üïåbååštïïm 5: Magfiësia " 2 5" 1,5 T 1,7 T 100% inaktiv (000 2000 sek.) 0 1,065 1,583 1800 100% inaktiv 5 1,050 1,526 1800 100% inaktiv 7,5 1,116 1,662 1823 100% inaktiv 10 1,111 1,638 1820 50% inaktiv + _ 50% aktiv CAA 30 sek. 0 1,056 1,563 1830 50% inaktiv + _ 50% aktiv CAA 30 sek 2,5 1,038 1,519 1835 50% inaktiv + 50% aktiv 000 30 sek. 5 1,038 1,095 1800 50% inaktiv + 50% aktiv 000 30 sek. '0 1,052 1,552 1836 50% inaktiv + 50% aktiv 000 30 sek." 2,5 1,038 1,515 1837 50% inaktiv + 50% aktiv 000 30 sek. 5 1,002 1,506- 1802 50% aktiv CAA 30 sek. + 50% akviv 000 30 sek. 2,5 1,060 1,559 1837 CAA = citronsyra-aktivitet. 450 496 *Prov (Ring 1) (Ring 2) (Ring 3) 20 Tabell II Beläggningsförhållanden Koncentratíon 5/cc 0,195 0,2U8 0,225 Beläggnšngsvikt 5/m _ 11,31: _ 15,12 11,311 450 496 =@w.Q wfiæfl @mm.fi mmw.Q Ozæfl >~m.H Apmwcfip m >m Hm» nfiwumëv flflofiucom 1.. 2 ^nwwGfin m nww.ø ønwfi ¶ >~m.fi >>>.0 O=wfl @fim.H >@ Hwvflwøwsv cw nwcwcflwwaas uwwfi :cm Sowvfimoaäom. _ ~¿« ¶ >onm s\< mm» øfl> »mom Nmow :Oo H uwafififipwwe :Oo aßafi a\< wa» øfl> @«> wx\@»@= »pmm >fip@~wm ufl> wx\p»«: pwpflfifinmwsnma >fi»@H«m wucwpflfim wucmpwm mm mxmcm 0 mxmwuwc mä HHH Hflwnmß _ .... .......-__...-__.... ...

Claims (14)

450 496 22 Patentkrav

1. Komposition för att bilda en icke ledande glasfilm på ytor P av orienterat kisellegerat stål och tunnplåt därav. omfattande en uppslamning 1 vatten av magnesia och en fosfathaltig före- lb! ning vald ur gruppen bestående av kalciumfosfater. i vatten lösligt ammoníumpolyfosfat. aluminiumfosfat. magnesiumfosfa- ter, fosforsyra och blandningar därav. där föreningen är närvarande inom omrâdet 2 viktprocent till 25 viktprocent. beräknat som P205. baserat pâ magnesíavikten och rest väsentligen vatten. k ä n n ett e c k n a t av att åt- minstone 25 viktprocent av magnesian har en citronsyraakti- vitet större än 200 sekunder. att magnesiakoncentrationen är upp till 0,6 g per cm3 uppslamning. och att uppslamningen är stabil mot sedimentering under tidsperioder av upp till 10 timmar.

2. Komposition enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att magnesian omfattar'omkring 50 viktprocent magnesia med en citronsyraaktivitet av 1500 till 3000 sekunder och omkring S0 viktprocent av en magnesia med en citronsyraaktivitet av 20 till 40 sekunder.

3. Komposition enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att den fosfathaltíga föreningen är närvarande inom omrâdet 2.5 till 10 viktprocent beräknat som P 0 . baserad på magne- _ _ 2 S sians vikt.

4. Kompositíon enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att magnesian omfattar 25 till 75 viktprocent magnesia med en citronsvraaktivitet av 1500 till 3000 sekunder och återstoden en magnesia med en citronsyraaktivitet av 20 till 40 sekunder och av att fosfathaltiga föreningen ligger inom området 2.5 till 10 viktprocent beräknat som P205. baserad på magne- _ \ sians vikt. " 450 493 23

5. Komposition enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att magnesian omfattar omkring 50 viktprocent magnesia med en citronsyraaktivitet av 1500 till 3000 sekunder och omkring 50 viktprocent magnesia med en citronsyraaktivitet av omkring 30 sekunder och av att fosfathaltiga föreningen är närvarande inom omrâdet 2.5 till 10 viktprocent beräknat som.P 0 . 2 5 baserad på magnesíans vikt.

6. Komposition enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att den fosfathaltiga föreningen utgöres av monokalciumfosfat-mo- nohydrat. dikalcíumfosfat-dihydrat eller vattenlösligt ammof niumpolyfosfat.

7. Komposition enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att . . H 3 . magnesiakoncentrationen ar åtminstone 0.24 g/en uppslamning.

8. Komposition enligt krav 4. där det kisellegerade stålet har en mycket hög permeabilitet, k ä n n e t e c k n a d av att fosfathaltiga föreningen ligger inom området 5 till 10 vikt- procent beräknat som P205. och innefattande 0.10 t till 0' 0 0.15 % bor och 5 % till 10 % titandioxid. baserad på magne- sians vikt.

9. Sätt att suspendera en inaktiv magnesia i vatten för fram- ställning av en uppslamníng, som är stabil mot sedimentering .och som efter att ha anbringats på ytorna av orienterat kisel- legerat stâlband eller tunnplåt kommer att reagera med kislet i stålet och bilda en isolerande glasfilm under en efterföl- jande glödgning vid hög temperatur. vilket sätt innefattar att iordningsställa en uppslamning innehållande magnesia och en fosfathaltíg förening inom området 2 % till 25 viktprocent. beräknat som PZOS. baserad på magnesians vikt. där före- ningen väljes från gruppen bestående av kalciumfosfater. i vatten lösligt ammoniumpolyfosfat. aluminiumfosfat. magnesium- fosfater. fosforsyra och blandningar därav. k ä n n e - 't e c k n a t av att âtmintone 25 viktprocent av magnesian har en citronsyraaktivitet större än 200 sekunder. 4 450 496 24

10. Sätt enligt krav 9. k ä nin e t e c k n a t av att mag- nesian omfattar 25 till 75 viktprocent av en magnesia med citronsyraaktivitet av 1500 till 3000 sekunder och återstoden en magnesia med en citronsyraaktivitet av 20 till 40 sekunder.

ll. Sätt enligt krav 9 eller 10. k ä n n e t e c k n a t av att magnesian omfattar omkring 50 viktprocent av en magnesia med en citronsyraaktivitet av 1500 till 3000 sekunder och omkring 50 viktprocent av en magnesia med en citronsyraakti- vitet av 20 till 40 sekunder.

12. Sätt enligt något av kraven 9 - ll. k ä n n e t e c k - n a t av att den fosfathaltiga föreningen utgöres av mono- kalciumfosfatmonohydrat eller dikalciumfosfatdihydrat och är närvarande inom området 2.5 till 10 viktprocent beräknat som P205. baserad på magnesians vikt.

13. Sätt enligt något av kraven 9 - 12, k ä n n e t e c k - n a t av att man till uppslamningen tillsätter från 0.120 till 0. 15 % bor och från 5 till 10 % titandioxid baserad på magnesians vikt.

14. Sätt enligt krav ll. k ä n n e t e c k n a t av att magnesiakoncentrationen i uppslamningen är åtminstone 0.24 g l 0. . 3 . och stracker sig upp till 0.6 g/cm uppslamning.