Способ покрытия полос из электростали разделителем для отжига

 

Изобретение относится к способу покрытия полос из электростали порошком оксида в качестве разделителя для отжига путем нанесения водного раствора, содержащего главным образом MgO и дополнительно, по крайней мере, одну добавку, в том числе хлорсодержащее соединение. К водному раствору в качестве хлорсодержащего соединения добавляют хлорид аммония NH₄Cl или NH₄Cl • n H₂O, снижаются потери на перемагничивание, улучшаются магнитные свойства, обеспечивается избежание преждевременного разрушения нитридных и/или сульфидных ингибиторов во время фазы нагрева для заключительного отжига. 4 з.п.ф-лы, 5 табл., 2 ил.

Изобретение относится к способу покрытия полос из электростали порошком оксида в качестве разделителя для отжига путем нанесения водного раствора, который содержит главным образом MgO и дополнительно по крайней мере одну добавку, в том числе хлорсодержащее соединение.

Изготовление полос из электростали осуществляют обычным образом путем расплавления сплава, отливки плоской заготовки, горячей прокатки плоской заготовки, отжига горячекатаной полосы для установления ингибиторной фазы, холодной прокатки горячекатаной полосы, обезуглероживающего отжига холоднокатаной полосы, нанесения состоящего по существу из MgO разделителя для отжига в качестве защиты от слипания при последующем заключительном отжиге свернутой в рулон полосы из электростали с целью вторичной рекристаллизации.

Электротехническую текстурированную сталь из полос из кремниевой стали, которая из-за использования в трансформаторе должна иметь текстуру, допускающую возникновение легкой намагничиваемости в направлении прокатки, так называемую текстуру Госса, легируют с помощью таких ингибиторов роста зерен, как Аl и N, Мn и S, Сu и S, Мn и Se. Они образуют соединения, как AlN, MnS, CuS, MnSe, которые, являясь высокодисперсно осажденными, при рекристаллизационных отжигах предотвращают слишком ранний рост зерен. Благодаря этому при вторичной рекристаллизации происходит предпочтительный рост ориентированных по Госсу зерен.

Для ограничивающего рост зерен действия ингибиторов имеет значение по возможности равномерное высокодисперсное распределение частиц. Это происходит во время отжига горячекатанной полосы и/или во время осуществляемого после обезуглероживания процесса азотирования. Незадолго до начала селективного роста зерен можно еще влиять на распределение ингибитора. При этом существует гарантированный уровень знаний в том, что состав разделителя для отжига также имеет особое значение для распределения ингибиторов роста зерен. Поэтому к состоящему по существу из оксида магния разделителю для отжига добавляют соответственно в незначительных количествах другие вещества в качестве добавок, чтобы достичь улучшения поверхности, повышения поляризации и уменьшения потери на перемагничиваемость.

В патенте ФРГ 2947945-С2 рекомендуется добавка соединений бора и натрия, в европейском патенте 0232537-В1 предлагается добавка соединений титана, бора или серы. Прежде всего, добавку хлоридов вообще считают вредной. Однако согласно патенту ФРГ 3440344 добавка сульфата сурьмы в сочетании с хлоридом сурьмы, стронция, титана или циркония должна вызывать улучшения магнитных свойств. Сульфат сурьмы, однако, плохо растворим в воде и к тому же токсичен. В соответствии с техническим решением по патенту ФРГ 4409691-А 1, нужно добавлять хорошо растворимое в воде соединение натрия или высокодисперсный оксид алюминия, причем также можно еще дополнительно добавлять хлорид металла. В европейском патенте 0789093-А1 описываются галогены или галогениды в качестве добавок. Согласно европейскому патенту 0416420-А2, определенное содержание хлора в разделителе для отжига нужно устанавливать за счет добавки хлоридов магния, кальция, натрия и/или калия.

Недостатком в случае указанных в этих работах хлоридов является то, что вместе с ними вводят элементы, которые после длительного отжига оставляют после себя мешающие остатки твердого вещества на поверхности полосы.

В основу изобретения теперь положена задача избежать преждевременное разрушение нитридных и/или сульфидных ингибиторов во время фазы нагрева для заключительного отжига или воспроизводить нитридные ингибиторы в этой фазе. Влияние ингибиторов в этой фазе происходит в значительной степени через реакции газа отжига с основным материалом, соответственно, с содержащимися в нем ингибиторами. Состав разделителя для отжига при этом играет существенную роль.

Для решения поставленной задачи, в способе согласно изобретению предлагается добавлять к водному раствору в качестве добавки хлорид аммония (NH₄Cl, соответственно, NH₄Cl • n Н₂0). Количество добавки при этом выбирают так, чтобы концентрация хлора, в расчете на массовую долю MgO в разделителе для отжига, составляла от 0,01 до 0,10 мас. %, предпочтительно от 0,02 до 0,05 мас. %.

В качестве другой добавки согласно изобретению можно добавлять пирофосфат натрия, предпочтительно в таком количестве, чтобы концентрация натрия, в расчете на долю MgO в разделителе для отжига, составляла от 0,02 до 0,05 мас. %.

За счет добавляемых согласно изобретению к разделителю для отжига добавок образование покрытия регулируют так, что при низких температурах образуется стеклопленка и возникает такая высокая непроницаемость, что предотвращается взаимодействие между газами отжига и ингибиторами в полосе из электростали.

При осуществлении предлагаемого согласно изобретению способа, наряду с улучшением положения в отношении потери на перемагничивание, достигают отчетливого повышения четкости ориентации, то есть характерной текстуры Госса, и благодаря этому большого потенциала улучшения за счет происходящего в готовой полосе измельчения доменов, например, путем лазерной обработки. Сверх того, достигают преимуществ в отношении легкой доступности предусматриваемых добавок, их хорошей растворимости в воде, требующей меньших затрат и простой осуществимости способа, а также токсикологической и экологической совместимости.

Установление концентраций хлора и натрия в разделителе для отжига согласно предлагаемому в изобретении способу осуществляют независимо друг от друга. Хлор и натрий вводят в виде различных соединений в водный раствор так, чтобы обеспечивалась независимая оптимизация соответствующей концентрации хлора, соответственно, натрия.

Особым преимуществом при предлагаемом согласно изобретению добавлении хлора и, в случае необходимости, натрия, к разделителю для отжига в случае электротехнической листовой стали с высокой магнитной проницаемостью является то, что магнитные свойства отчетливо менее сильно реагируют на различия условий при заключительном отжиге. Так как заключительный отжиг осуществляют в рулоне, невозможно избежать того, что появляются различия в условиях отжига в поперечном и продольном направлениях полосы. Различия в условиях отжига касаются прежде всего точки росы газа отжига. Нанесенный в виде водной суспензии и затем высушенный оксид магния неизбежено содержит долю гидроксида магния. Этот гидроксид магния во время фазы нагрева при заключительном отжиге термически разлагается на оксид магния и воду. Высвобождающаяся вода повышает точку росы газа отжига. Неблагоприятная точка росы может оказывать отрицательное влияние на распределение ингибитора.

Выбор хлорида аммония в качестве донора хлора для разделителя для отжига имеет особое значение и два решающих преимущества по сравнению с другими известными соединениями хлора. Во-первых, связанная с хлором часть хлорсодержащего соединения в термических условиях заключительного отжига должна удаляться через газовую фазу допустимо с точки зрения охраны окружающей среды, не оставляя после себя остатков твердого вещества. Далее, как было указано выше, должно предотвращаться раннее разрушение нитридных ингибиторов в полосе из электростали. Обоим условиям превосходным образом удовлетворяет хлорид аммония. При заключительном отжиге происходит термическое отщепление NН₃-группы. Этот газ, сверх того, повышает парциальное давление азота между витками рулона в качестве предпосылки для избежания разрушения нитридных ингибиторов в стальной полосе и в дальнейшем разлагается на безвредный N₂ и Н₂.

Благодаря использованию пирофосфата натрия в качестве дополнительной добавки к разделителю для отжига можно достигать дальнейшего улучшения магнитных свойств. Пирофосфат натрия способствует улучшающему свойства действию добавки хлора. Кроме того, он противодействует отчетливому азотированию стальной полосы.

Изобретение поясняется подробнее с помощью следующих примеров.

Пример 1 При изготовлении в производственных условиях электротехнической листовой текстурированной стали с высокой магнитной проницаемостью толщиной 0,23 мм концентрации хлора устанавливают за счет хлорида аммония и для сравнения за счет хлорида сурьмы в качестве добавок к разделителю для отжига (табл. 1).

На фиг. 1 представлены результаты по потере на перемагничивание Р_1,7. Предлагаемое согласно изобретению установление концентрации хлора за счет хлорида аммония, по сравнению с использованием хлорида сурьмы, приводит к отчетливому улучшению магнитных свойств.

Пример 2 При изготовлении в промышленных условиях электротехнической листовой текстурированной стали с высокой магнитной проницаемостью толщиной 0,30 мм концентрации хлора и натрия в разделителе для отжига устанавливают при значениях, представленных в табл. 2.

В табл. 3 представлены результаты по потере на перемагничивание Р_1,7.

Благодаря предлагаемому согласно изобретению установлению концентраций натрия и хлора магнитные свойства отчетливо улучшаются. Потеря на перемагничивание снижается примерно на 7 %. Эффективность осуществляемой в готовой полосе лазерной обработки для измельчения доменов особенно большая в случае устанавливаемых согласно изобретению концентраций натрия и хлора в разделителе для отжига.

Пример 3 При изготовлении в производственных условиях электротехнической листовой текстурированной стали с высокой магнитной проницаемостью толщиной 0,27 мм концентрации хлора и натрия в разделителе для отжига устанавливают последовательно путем добавок хлорида аммония и пирофосфата натрия при значениях, предсталенных в табл. 4.

В табл. 5 представлены результаты по потере на перемагничивание Р_1,7.

Благодаря предлагаемому согласно изобретению установлению концентраций хлора потеря на перемагничивание снижается примерно на 2 %. Предлагаемое согласно изобретению установление концентрации натрия снижает потерю еще раз на 3 %. Эффективность лазерной обработки отчетливо повышается, как показано на фиг. 2.

Формула изобретения

1. Способ покрытия полос из электростали разделителем для отжига путем нанесения водного раствора, содержащего главным образом MgO и дополнительно, по крайней мере, одну добавку, в том числе хлорсодержащее соединение, отличающийся тем, что к водному раствору в качестве добавки добавляют хлорид аммония NH₄Cl или NH₄Cl•n H₂O.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к водному раствору добавляют такое количество хлорида аммония, при котором концентрация хлора составляет от 0,01 до 0,10 мас.% в расчете на массовую долю MgO в разделителе для отжига.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что концентрацию хлора устанавливают равной от 0,02 до 0,05 мас.% в расчете на массовую долю MgO в разделителе для отжига.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что к водному раствору в качестве другой добавки добавляют пирофосфат натрия Na₄P₂O₇ или NH₄P₂O₇•n Н₂О.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что концентрацию натрия устанавливают равной от 0,02 до 0,05 мас.% в расчете на долю MgO в разделе для отжига.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7