×
24.07.2018
218.016.73d1

Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства электротехнической анизотропной стали с высокими характеристиками адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству электротехнической анизотропной стали, используемой для изготовления силовых и распределительных магнитопроводов трансформаторов. Для повышения качества термостойкого покрытия и, как следствие, высоких характеристик адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия в способе производства стали, включающем выплавку и разливку стали, горячую прокатку, травление, двукратную холодную прокатку, обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг полосы в промежуточной толщине, нанесение термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг, нанесение электроизоляционного покрытия и выпрямляющий отжиг, термостойкое покрытие содержит оксид магния MgO, неактивные оксиды кремния, магния или их смесь, и пирогенный диоксид кремния при следующем соотношении, мас.ч: оксид магния 100, неактивные оксиды магния, кремния или их смесь 5-35 пирогенный диоксид кремния (аэросил) 0,5-2,0. При этом в качестве неактивного оксида магния может использоваться оксид магния, удаленный с поверхности полос, прошедших высокотемпературный отжиг. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству электротехнической анизотропной стали (ЭАС) с высокими характеристиками адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия, используемой для изготовления силовых и распределительных магнитопроводов трансформаторов.

Формирование грунтового слоя на поверхности полос ЭАС является необходимым условием получения качественного электроизоляционного покрытия с высокими техническими характеристиками (адгезия и коэффициент сопротивления электроизоляционного покрытия).

Грунтовый слой на поверхности полос ЭАС формируется в процессе высокотемпературного отжига (ВТО) в колпаковых печах при температуре 800-1050°C на основе слоя термостойкого покрытия, нанесенного на полосу непосредственно перед отжигом, и силиката железа, сформировавшегося в приповерхностных слоях полосы в процессе предшествующего обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига [1].

Обычно для нанесения термостойкого покрытия используют водную суспензию активного оксида магния.

В процессе приготовления суспензии часть активного оксида магния взаимодействует с водой и образует гидроксид, который при нагревании в процессе высокотемпературного отжига разлагается и образует в межвитковом пространстве плотно смотанных рулонов пары воды.

От количества водяного пара, выделившегося в процессе дегидратации термостойкого покрытия, зависит окислительный потенциал межвитковой атмосферы при ВТО. Поддержание оптимального окислительного потенциала является необходимым условием качественного грунтового слоя [2]. При высоком окислительном потенциале атмосферы формируется грунтовый слой с высоким содержанием оксидов железа, что ухудшает адгезию и товарный вид электроизоляционного покрытия. При низком окислительном потенциале оксид магния, не вступивший в реакцию, спекается на поверхности полосы и не удаляется при промывке полосы после ВТО, образуя дефекты в виде белесых полос и точек. Таким образом, характеристики термостойкого покрытия оказывают основное влияние на формирование грунтового слоя.

Регулирование окислительного потенциала проводится различными способами:

- регулированием длительности выдержки рулонов при ВТО в интервале температур разложения гидроксида магния;

- регулированием содержания водорода в атмосфере ВТО;

- введением в состав суспензии химических добавок, выделяющих в процессе ВТО гидроксил-ионы и хлорид-ионы.

Все эти способы недостаточно эффективны по следующим причинам - значительный градиент температуры как по сечению, так и по высоте рулона при ВТО; низкая газопроницаемость плотно смотанного рулона; неравномерное распределение гидроксил-ионов и хлорид-ионов, выделяющихся при разложении химических добавок, вследствие различной плотности смотки в рулоне из-за наличия дефектов геометрии полосы.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип к предложенному изобретению является способ производства электротехнической анизотропной стали, приведенный в патенте РФ №2380433, в котором для улучшения характеристик электроизоляционного покрытия на готовой стали используют введение в состав термостойкого покрытия компонентов кремнезема SiO2 и гидроксида магния Mg(OH)2.

Способ включает выплавку стали, горячую прокатку, двух- или однократную холодную прокатку полосы, обезуглероживающий отжиг в промежуточной или конечной толщине, травление полос перед нанесением термостойкого покрытия, нанесение термостойкого покрытия, содержащего оксид магния MgO, кремнезем SiO2 и гидроксид магния Mg(OH)2 при следующем соотношении компонентов (мас.ч.) 100:0,1-0,5:6-9 соответственно, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги. Однако, в этом способе не учитываются следующие аспекты:

- формирование грунтового слоя проходит на основе пленки фаялита, образовавшегося в результате окисления поверхности металла в процессе высокотемпературного отжига парами воды, выделившимися при разложении гидроксида магния Mg(OH)2;

- пленка фаялита, сформированная таким образом, при отжиге в плотно-смотанном рулоне в колпаковой печи, имеет неравномерный характер по длине и ширине рулона, в отличие от пленки фаялита, сформированной при отжиге стальной полосы в проходной печи;

- вышеизложенные обстоятельства приводят к формированию неоднородного грунтового слоя по длине и ширине стальной полосы в рулоне при ВТО, и, как следствие, к производству продукции с нестабильными характеристиками адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества грунтового покрытия и, как следствие, получения качественного электроизоляционного покрытия с высокими техническими характеристиками (адгезия и коэффициент сопротивления электроизоляционного покрытия) на готовой ЭАС.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе производства ЭАС в состав термостойкого покрытия на основе оксида магния (MgO) вводят неактивные оксиды кремния (SiO2), магния (MgO), или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

оксид магния 100
неактивные оксиды кремния, магния или их смесь 5-35
пирогенный диоксид кремния (аэросил) 0,5-2,0

В качестве неактивного оксида магния может применяться вторичный оксид магния, удаленный с поверхности полос, прошедших ВТО.

Применение неактивных оксидов в составе термостойкого покрытия обеспечивает стабилизацию окислительного потенциала в межвитковом пространстве рулона в интервале температур формирования грунтового покрытия 800-1050°C.

Стабильность суспензии и ее равномерное нанесение на полосу при использовании инертных MgO и SiO2 обеспечивается добавкой нанодисперсного порошка пирогенного диоксида кремния (аэросила).

На основании проведенных лабораторных и промышленных опытов установлены граничные условия содержания неактивных оксидов магния и кремния.

Нижний предел содержания инертных оксидов магния и кремния обусловлен следующей причиной - снижение их содержания ниже 5 вес.ч. приводит к увеличению окислительного потенциала в межвитковом пространстве и, как следствие, к формированию неоднородного грунтового слоя с высоким содержанием оксидов железа (ухудшение товарного вида, адгезии коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия).

Верхний предел содержания неактивных оксидов магния и кремния обусловлен следующими причинами:

- увеличение содержания неактивных оксидов магния и кремния выше 35 вес.ч. приводит к снижению окислительного потенциала в межвитковом пространстве и, как следствие, к спеканию на поверхности полосы оксида магния и получению дефектов в виде белесых полос и точек, также приводящих к ухудшению товарного вида, адгезии коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия;

- снижением технологичности приготовления суспензии и, как следствие, дополнительным ухудшением качества электроизоляционного покрытия на готовой ЭАС.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявленного способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Применение изобретения позволяет улучшить адгезию электроизоляционного покрытия и повысить коэффициент электроизоляционного покрытия готовой ЭАС на 10-20 Ом⋅см2.

Ниже приведены варианты осуществления изобретения, не исключающие другие варианты в пределах формулы изобретения.

Пример

Серию плавок выплавляли в 150-тонных конвертерах (состав, мас.%: 3,10-3,14% Si, 0,032-0,-034% C, 0,003-0,004% S, 0,50-0,51% Cu, 0,015-0,017% Al, 0,010-0,011% N) разливали на УНРС на слябы, которые нагревались в нагревательных печах до температуры 1240-1260°C и затем прокатывались на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки на полосы толщиной 2,5 мм. Горячекатаные полосы проходили травление. Травленые полосы подвергали двукратной холодной прокатке (на 4-клетевом стане «Тандем» на толщину 0,70 мм и реверсивном стане на толщину 0,27 мм). На холоднокатаные полосы после 2-й холодной прокатки наносили термостойкое покрытие. Затем полосы с нанесенным термостойким покрытием проходили высокотемпературный отжиг для проведения вторичной рекристаллизации. После высокотемпературного отжига в линии агрегата электроизоляционного покрытия на полосы наносили электроизоляционное покрытие и проводили выпрямляющий отжиг. После завершающей обработки производили измерения адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия.

Результаты адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия электротехнической анизотропной стали, произведенной по известному и заявляемому способам, приведены в таблице 1.

Как показывают приведенные результаты, наилучшие характеристики электроизоляционного покрытия имеет прокат готовой электротехнической анизотропной стали, нанесение термостойкого покрытия на который произведено в соответствии с заявляемым способом.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-15 of 15 items.
12.04.2023
№223.018.4876

Абразивный материал и способ его изготовления из жидкого шлака доменного производства

Изобретение может быть использовано при получении материалов для абразивно-струйной обработки поверхности стальных изделий от коррозии, оксидов, краски. Способ изготовления абразивного материала из жидкого шлака доменного производства включает распыление потока шлака на отдельные частицы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002779194
Дата охранного документа: 05.09.2022
12.04.2023
№223.018.48b9

Способ холодной прокатки тонких стальных полос

Изобретение относится к холодной прокатке тонких стальных полос. Осуществляют однократное или многократное обжатие с использованием технологической смазки и охлаждающей жидкости. В качестве технологической смазки используют эмульсол, который наносят на поверхность полосы перед холодной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002769334
Дата охранного документа: 30.03.2022
21.04.2023
№223.018.4f46

Способ производства электротехнической изотропной стали

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству электротехнических изотропных стали с низким содержанием углерода. Осуществляют обработку стали промывочной плавкой на агрегате циркуляционного вакуумирования с полным циклом вакуумирования до содержания углерода не более...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002792901
Дата охранного документа: 28.03.2023
20.05.2023
№223.018.66c0

Электроизоляционное покрытие для электротехнической анизотропной стали, не содержащее в составе соединений хрома и обладающее высокими потребительскими характеристиками

Изобретение относится к составу электроизоляционного покрытия на основе фосфатов алюминия и магния и золя кремниевой кислоты для анизотропной электротехнической стали. Указанный состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: фосфаты Al и Mg - 20-40, золь кремниевой кислоты - 20-45 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002765555
Дата охранного документа: 01.02.2022
16.06.2023
№223.018.79ae

Способ выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в конвертере с комбинированной продувкой. Способ включает завалку твердой металлошихты и заливку жидкого чугуна, продувку металла кислородом сверху и азотом снизу, подачу в конвертер шлакообразующих и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002729692
Дата охранного документа: 11.08.2020
Showing 11-19 of 19 items.
29.04.2019
№219.017.4483

Установка пневмовакуумной сепарации сыпучих материалов

Изобретение относится к устройствам для разделения по плотности предварительно отклассифицированных сыпучих материалов и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства. Установка пневмовакуумной сепарации сыпучих материалов содержит загрузочный бункер, питатель-отделитель, сетчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456099
Дата охранного документа: 20.07.2012
16.05.2019
№219.017.529e

Способ сухой переработки угля

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для переработки труднообогатимых углей. Способ сухой переработки труднообогатимого угля включает предварительное грохочение с выделением класса 0-25 мм, избирательное дробление, обработку на пневмоклассификаторе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002282503
Дата охранного документа: 27.08.2006
10.07.2019
№219.017.ad44

Способ получения электротехнической анизотропной стали с термостойким электроизоляционным покрытием

Изобретение относится к области черной металлургии и может использоваться при производстве полосы из электротехнической анизотропной стали. Для улучшения магнитных характеристик полосы за счет снижения удельных магнитных потерь в стали способ включает нанесение на полосу водной суспензии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002350663
Дата охранного документа: 27.03.2009
02.10.2019
№219.017.cd04

Способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству электротехнической анизотропной стали, применяемой при изготовлении магнитопроводов силовых и распределительных трансформаторов. Для обеспечения высокой магнитной проницаемости стали и равномерности магнитных свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701599
Дата охранного документа: 30.09.2019
02.10.2019
№219.017.cd47

Способ производства анизотропной электротехнической стали с высокой проницаемостью

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству электротехнической анизотропной стали, применяемой при изготовлении магнитопроводов силовых и распределительных трансформаторов. Для получения высокой проницаемости и равномерности магнитных свойств осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701606
Дата охранного документа: 30.09.2019
15.11.2019
№219.017.e221

Электроизоляционное покрытие для электротехнической анизотропной стали, не содержащее в составе соединений хрома

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству электротехнической анизотропной стали, используемой для изготовления силовых и распределительных магнитопроводов трансформаторов. Состав электроизоляционного покрытия для анизотропной электротехнической стали на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706082
Дата охранного документа: 13.11.2019
24.07.2020
№220.018.36b4

Электроизоляционное покрытие для электротехнической анизотропной стали с высокими техническими и товарными характеристиками

Изобретение относится к производству электротехнической анизотропной стали, используемой для изготовления силовых и распределительных магнитопроводов трансформаторов. Предложен состав электроизоляционного покрытия для анизотропной электротехнической стали, содержащий фосфаты алюминия и магния,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727387
Дата охранного документа: 21.07.2020
12.04.2023
№223.018.48b9

Способ холодной прокатки тонких стальных полос

Изобретение относится к холодной прокатке тонких стальных полос. Осуществляют однократное или многократное обжатие с использованием технологической смазки и охлаждающей жидкости. В качестве технологической смазки используют эмульсол, который наносят на поверхность полосы перед холодной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002769334
Дата охранного документа: 30.03.2022
20.05.2023
№223.018.66c0

Электроизоляционное покрытие для электротехнической анизотропной стали, не содержащее в составе соединений хрома и обладающее высокими потребительскими характеристиками

Изобретение относится к составу электроизоляционного покрытия на основе фосфатов алюминия и магния и золя кремниевой кислоты для анизотропной электротехнической стали. Указанный состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: фосфаты Al и Mg - 20-40, золь кремниевой кислоты - 20-45 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002765555
Дата охранного документа: 01.02.2022
+ добавить свой РИД