Ontwikkelingsstatus van oppervlakte-isolerende coating op georiënteerd siliciumstaal

GNEE Staal CRGO Elektrisch Staal

De voorbereiding van de coating is het laatste proces bij de productie van siliciumstaal. Het type, het proces en de kwaliteit van de oppervlaktecoating zullen een grote invloed hebben op de isolatie, hechting, pons- en corrosieweerstand van elektrisch staal, wat de kwaliteit van het staal zal beïnvloeden.elektrisch staal. De specifieke total loss en andere magnetische eigenschappen zijn zelfs de sleutel tot de veilige werking van de gehele transformator. Er is een dringende behoefte aan de ontwikkeling van isolerende coatingmaterialen met uitstekende prestaties, die niet alleen goede elektrische isolatie, coatinghechting en relatief goede pons- en afschuifverwerkbaarheid, lasbaarheid, corrosieweerstand en hittebestendigheid hebben, maar zich ook kunnen aanpassen tot 700-800 graden gloeien op hoge temperatuur, hebben tegelijkertijd een hoge stapelcoëfficiënt, uniforme oppervlaktekleur en andere prestatiekenmerken. Binnen- en buitenland onderzoeken en verbeteren voortdurend het coatingproces om de prestaties van georiënteerde siliciumstaalproducten verder te verbeteren.

1. Onderzoeksoverzicht van georiënteerde siliciumstaalcoatings in het buitenland

De oppervlakte-isolatiecoatings van georiënteerd siliciumstaal die in binnen- en buitenlands onderzoek worden gebruikt, omvatten voornamelijk organische coatings, semi-anorganische coatings en anorganische coatings. Organische coatings zijn relatief traditionele isolerende coatings in China. Het zijn voornamelijk organische harsen zoals acrylhars, vinylacetaathars, gemodificeerde alkydhars en epoxyhars, en worden meestal gebruikt voor de vervaardiging van hoogwaardig siliciumstaal voor grote motoren. De organische coating heeft goede filmvormende eigenschappen, goede isolatie en slagvastheid, hoge schuifpons- en tussenlaagweerstand, maar de verffilm heeft een lage hardheid, grote hittekrimpvervorming, slechte hittebestendigheid en lasbaarheid, en warmtekruip treedt achteraf gemakkelijk op. In sommige speciale gevallen moet de coating echter een hittebehandeling ondergaan bij 600 graden voordat deze als isolerende coating kan worden gebruikt. Het grootste deel van de hars in de organische coating is bij 600 graden afgebroken en vervluchtigd, waardoor zijn isolerende vermogen verloren is gegaan en schadelijke gassen zijn vervluchtigd, wat milieuvervuiling veroorzaakt. Daarom kan een spanningsverlichtende gloeibehandeling niet worden uitgevoerd. Momenteel zijn organische coatings geleidelijk geëlimineerd.

Om de nadelige effecten van grote secundaire korrels op ijzerverlies te verbeteren, stelde Nippon Steel een spanningscoating voor van ultrafijn colloïdaal SiO2 gemengd met fosfaatoplossing. De spanningscoating produceert isotrope trekspanning op het oppervlak van de stalen plaat, waardoor het ijzerverlies P en de magnetostrictie bijna wordt verminderd, en tegelijkertijd de nadelige effecten van externe spanning op siliciumstaal kan compenseren. Kawasaki gebruikt magnesiumfosfaat (Mg(H2PO4)2) als belangrijkste spanningscoating met colloïdaal Si02 en Cr03, wat de vochtbestendigheid van de coating verbetert en ook het uiterlijk verbetert. De chroomverbinding bevat echter zeswaardig Cr, de verf vervuilt het milieu en de behandeling van afvalvloeistof is lastig. Nippon Steel heeft voorgesteld om composietmetaalhydroxide in vaste oplossing te gebruiken met een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 1 μm of 2-3 μm plus boraat en acetaat. , Silicaat, enz., goede hechting, corrosieweerstand en sinterweerstand, maar vochtbestendigheid en hittebestendigheid zijn niet ideaal. Het toevoegen van fijne deeltjes colloïdaal oxide kan reageren met vrij fosforzuur om een ​​stabielere fosforzuurverbinding te vormen, waardoor de vochtbestendigheid en hittebestendigheid en een betere smering worden verbeterd. Om te voorkomen dat colloïdaal oxidedeeltjes agglomereren, wordt een organisch zuurzout toegevoegd, maar de coatingoplossing is niet stabiel. Voeg anorganische verbindingen toe zoals ultrafijne deeltjes van ongeveer 10 nm zoals Fe(OH)2 om de structuur van colloïdaal oxide aan te passen en de fosfaatoplossing stabieler te maken. .

Semi-anorganische coating is een isolerende coating die wordt gevormd door het mengen van anorganische fosfaat- en chromaatoplossingen en latexharsoplossingen. Voeg organische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 2-50 μm toe aan de latexhars, meng vervolgens met de anorganische oplossing en bedek ze op het oppervlak van het siliciumstaal om te bakken. De anorganische component van de traditionele semi-anorganische coating is chromaat, dat een goede corrosieweerstand heeft. Het organische harspoeder is meestal een of meerdere soorten polyethyleen, polypropyleen, polyftalamide, benzodiaminotriacetine, polypropyleenhars of copolymeer of een mengsel van polystyreen, waaronder polystyreen. Het geschoorde copolymeer heeft de beste kleefkracht.

Spanningscoating voor het eerst voorgesteld door Nippon Steel in 1973. Het hoofdbestanddeel is ultrafijn colloïdaal SiO2 (silicasol) gemengd met een fosfaatcoatingoplossing. De trekspanning die door de coating wordt gegenereerd, kan de magnetische domeinen verfijnen en het ijzerverlies en de magnetostrictie effectief verminderen. Relevante onderzoeken hebben aangetoond dat door aanpassing van de coatingformule en het gebruik van geschikte droog- en sinterprocessen het ijzerverlies P1.7 met maar liefst 0,1 W/kg kan worden verminderd.

Om het ijzerverlies van georiënteerd siliciumstaal te verminderen, is een van de meest effectieve methoden het ontwikkelen van nieuwe coatingtechnologie. Uit de onderzoeksresultaten blijkt dat de magnesiumoxidecoating een belangrijke invloed heeft op de magnetische eigenschappen en oppervlakte-eigenschappen van georiënteerd siliciumstaal. Bovendien heeft Japan chemische dampafzetting toegepast om de film te coaten om een ​​keramische isolatiefilm te vormen in plaats van een forsterietfilm, met behulp van laserverwerking en het veranderen van het type anorganisch zuur in de coatingvloeistof van de isolatiefilm om ijzerverlies te verminderen. De resultaten laten zien dat door het verbeteren van de samenstelling van de isolerende filmcoatingoplossing, het verhogen van de viscositeitsstabiliteit en de filmspanning, georiënteerde siliciumstaalplaten met hoge magnetische inductie en laag ijzerverlies kunnen worden verkregen.

Op dit moment hebben buitenlandse landen bepaalde vooruitgang geboekt op het gebied van onderzoek op het gebied van nieuwe technologieonderzoek naar milieubeschermingscoatings, maar er zijn geen bevredigende resultaten bereikt in termen van het garanderen van de algehele prestaties van isolerende coatings.

2. Onderzoeksstatus vangeoriënteerd siliciumstaaloppervlaktecoating in mijn land

Het warmgewalste siliciumstaal gebruikte in de jaren veertig de methode om isolerende verf op het oppervlak aan te brengen. In de jaren tachtig bleef mijn land deze methode nog steeds gebruiken, en zelfs coatings aanbrengenkoudgewalst siliciumstaalvoorzien van glascoating met isolerende verf. In de beginperiode van ons land werd vooral gekeken naar puur organische coatings. Gezien de tekortkomingen van de lage hardheid en de slechte hittebestendigheid gebruiken binnenlandse siliciumstaalbedrijven momenteel minder.

Later hebben de Verenigde Staten, Japan en andere bedrijven achtereenvolgens fosfaatoppervlaktecoatings met betere isolatie-eigenschappen ontwikkeld. Chroom wordt echter over het algemeen aan de eerdere coatings toegevoegd om de corrosieweerstand en de weerstand tussen de lagen van de coating te verbeteren. Lange tijd worden bijna alle isolerende coatingmaterialen die zeswaardig chroom bevatten gebruikt bij de productie van koudgewalst siliciumstaal in China. Er bestaat geen duidelijke norm voor de milieubescherming van isolerende coatings. Chroomvrije siliciumstaalcoatings op waterbasis gebruiken meestal water als het belangrijkste oplosmiddel. Het is een milieuvriendelijke coating, maar dit soort anorganische coating wordt in praktische toepassingen beperkt door verschillende omstandigheden. Op dit moment zijn semi-anorganische coatings nog steeds de steunpilaar in China.

3. Ontwikkelingsrichting van isolerende coating op siliciumstaaloppervlak

Het kernverlies, de magnetostrictie en de oppervlaktekwaliteit van georiënteerd siliciumstaal hangen nauw samen met de oppervlakte-isolatiecoating. De trekspanning die wordt gegenereerd door de coating op de siliciumstaalplaat kan de drukspanning compenseren die wordt gegenereerd door het materiaal in het transformatorsamenstel, waardoor het geluid van de transformator wordt verminderd. Door de coating is de staalplaat minder gevoelig voor spanning tijdens magnetostrictie en wordt ook het geluid van de transformator verminderd. Tegelijkertijd heeft de isolerende coating van georiënteerde siliciumstaalplaat tot gevolg dat het specifieke totale verlies wordt verminderd, en het ijzerverlies kan met 9%-14% worden verminderd. Onderzoek en toepassing van hoogwaardige oppervlakte-isolerende coatings van siliciumstaal hebben een belangrijke impact op het verbeteren van de algehele prestaties van georiënteerd siliciumstaal.

Bij de productie en het gebruik van coatings en de lozing van afvalvloeistoffen zal zeswaardig chroom ernstige schade aanrichten. Hoewel semi-anorganische coatings een aantal van de tekortkomingen van anorganische en organische coatings hebben verbeterd, en momenteel het meest worden gebruikt, zijn sommige van de daarin aanwezige vluchtige organische oplosmiddelen ook giftig. Het is noodzakelijk om vluchtige organische oplosmiddelen te minimaliseren of zelfs te elimineren. De ontwikkeling van anorganische coatings met uitstekende prestaties is een onderzoeksfocus van isolerende coatings. Daarom is chroomvrije, milieuvriendelijke anorganisch georiënteerde isolatiecoating van siliciumstaal de belangrijkste ontwikkelingsrichting van georiënteerde isolatiecoating van siliciumstaal.

4. Conclusie

1. De oppervlakte-isolatiecoating kan ijzerverlies verminderen, de gevoeligheid van magnetostrictie voor spanning verzwakken en transformatorgeluid verminderen. Het is een belangrijk proces in het productieproces van georiënteerd siliciumstaal.

2. De oppervlakte-isolerende coatings van georiënteerd siliciumstaal die worden gebruikt in binnen- en buitenlands onderzoek omvatten voornamelijk organische coatings, semi-anorganische coatings en anorganische coatings. Organische coatings zijn geëlimineerd en anorganische coatings zullen geleidelijk de semi-anorganische coatings vervangen.

3. Om aan de eisen op het gebied van milieubescherming te voldoen, is onderzoek en perfectionering van chroomvrije, milieuvriendelijke anorganische coatings die geen chroomelementen bevatten en geen vluchtige organische componenten bevatten de ontwikkelingsrichting van isolerende coatings van siliciumstaal.