Estado de desarrollo del revestimiento aislante de superficies sobre acero al silicio orientado

GNEE Acero CRGO Acero Eléctrico

La preparación del recubrimiento es el último proceso en la producción de acero al silicio. El tipo, proceso y calidad del recubrimiento de la superficie tendrán un gran impacto en el aislamiento, adhesión, resistencia al punzonado y a la corrosión del acero eléctrico, lo que afectará laacero electrico. La pérdida total específica y otras propiedades magnéticas son incluso la clave para el funcionamiento seguro de todo el transformador. Existe una necesidad urgente de desarrollar materiales de revestimiento aislantes con excelente rendimiento, que no solo tengan un buen aislamiento eléctrico, adhesión del revestimiento y relativamente buena procesabilidad por punzonado y corte, soldabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia al calor, sino que también puedan adaptarse a 700-800 grados. recocido a alta temperatura, al mismo tiempo tiene un alto coeficiente de apilamiento, color de superficie uniforme y otras características de rendimiento. Nacionales y extranjeros investigan y mejoran constantemente el proceso de recubrimiento para mejorar aún más el rendimiento de los productos de acero al silicio orientado.

1. Descripción general de la investigación de revestimientos de acero al silicio orientado en el extranjero.

Los revestimientos aislantes de superficies de acero al silicio orientado utilizados en investigaciones nacionales y extranjeras incluyen principalmente revestimientos orgánicos, revestimientos semiinorgánicos y revestimientos inorgánicos. Los revestimientos orgánicos son revestimientos aislantes relativamente tradicionales en China. Son principalmente resinas orgánicas como resina acrílica, resina de acetato de vinilo, resina alquídica modificada y resina epoxi, y generalmente se utilizan para fabricar acero al silicio de alta calidad para motores grandes. El recubrimiento orgánico tiene buenas propiedades de formación de película, buen aislamiento y resistencia al impacto, alta resistencia al punzonado y a la capa intermedia, pero la película de pintura tiene baja dureza, gran deformación por contracción por calor, mala resistencia al calor y soldabilidad, y la fluencia del calor se produce fácilmente después. Sin embargo, en algunas ocasiones especiales, el revestimiento debe tratarse térmicamente a 600 grados antes de usarse como revestimiento aislante. La mayor parte de la resina del recubrimiento orgánico se ha degradado y volatilizado a 600 grados, perdiendo su capacidad aislante y volatilizando gases nocivos, provocando contaminación ambiental. Por lo tanto, no se puede realizar un tratamiento de recocido para aliviar tensiones. En la actualidad, los recubrimientos orgánicos se han ido eliminando paulatinamente.

Para mejorar los efectos adversos de los granos secundarios grandes sobre la pérdida de hierro, Nippon Steel propuso un recubrimiento resistente de SiO2 coloidal ultrafino mezclado con una solución de fosfato. El revestimiento de tensión produce una tensión de tracción isotrópica en la superficie de la placa de acero, lo que hace que la pérdida de hierro P y la magnetoestricción se reduzcan casi y, al mismo tiempo, puede compensar los efectos adversos de la tensión externa sobre el acero al silicio. Kawasaki utiliza fosfato de magnesio (Mg(H2PO4)2) como revestimiento de tensión principal con Si02 y Cr03 coloidales, lo que mejora la resistencia a la humedad del revestimiento y también mejora la apariencia. Sin embargo, el compuesto de cromo contiene Cr hexavalente, la pintura contamina el medio ambiente y el tratamiento del líquido residual es problemático. Nippon Steel ha propuesto utilizar hidróxido metálico compuesto en solución sólida con un tamaño de partícula promedio inferior a 1 μm o 2-3 μm más borato y acetato. , Silicato, etc., buena adherencia, resistencia a la corrosión y resistencia a la sinterización, pero la resistencia a la humedad y al calor no son ideales. La adición de partículas finas de óxido coloidal puede reaccionar con el ácido fosfórico libre para formar un compuesto de ácido fosfórico más estable, mejorando así la resistencia a la humedad y al calor, y una mejor lubricidad. Para evitar que las partículas de óxido coloidal se aglomeren, se añade sal de ácido orgánico, pero la solución de recubrimiento no es estable. Agregue compuestos inorgánicos como partículas ultrafinas de aproximadamente 10 nm, como Fe (OH) 2, para ajustar la estructura del óxido coloidal y hacer que la solución de fosfato sea más estable. .

El recubrimiento semiinorgánico es un recubrimiento aislante formado mezclando soluciones inorgánicas de fosfato y cromato y soluciones de resina de látex. Agregue partículas de resina orgánica con un tamaño de partícula de 2-50 μm a la resina de látex, luego mezcle con la solución inorgánica y recúbralas sobre la superficie del acero al silicio para hornear. El componente inorgánico del revestimiento semiinorgánico tradicional es el cromato, que tiene buena resistencia a la corrosión. El polvo de resina orgánica suele ser uno o varios tipos de polietileno, polipropileno, poliftalamida, benzodiamino triacetina, resina de polipropileno o copolímero o mezcla de poliestireno, entre los cuales el poliestireno. El copolímero reforzado tiene la mejor fuerza adhesiva.

Recubrimiento de tensión propuesto por primera vez por Nippon Steel en 1973, su componente principal es SiO2 coloidal ultrafino (sol de sílice) mezclado con una solución de recubrimiento de fosfato. La tensión de tracción generada por el recubrimiento puede refinar los dominios magnéticos y reducir eficazmente la pérdida de hierro y la magnetoestricción. Estudios relevantes han demostrado que ajustando la fórmula del recubrimiento y utilizando procesos de secado y sinterización adecuados, la pérdida de hierro P1.7 se puede reducir hasta 0.1 W/kg.

Para reducir la pérdida de hierro del acero al silicio orientado, uno de los métodos más eficaces es desarrollar una nueva tecnología de recubrimiento. Los resultados de la investigación muestran que el recubrimiento de óxido de magnesio tiene una influencia importante en las propiedades magnéticas y las propiedades superficiales del acero al silicio orientado. Además, Japón ha adoptado la deposición química de vapor para recubrir la película y formar una película aislante cerámica en lugar de una película de forsterita, utilizando procesamiento láser y cambiando el tipo de ácido inorgánico en el líquido de recubrimiento de la película aislante para reducir la pérdida de hierro. Los resultados muestran que al mejorar la composición de la solución de recubrimiento de película aislante, aumentando la estabilidad de la viscosidad y la tensión de la película, se pueden obtener láminas de acero al silicio orientado con alta inducción magnética y baja pérdida de hierro.

En la actualidad, los países extranjeros han logrado ciertos avances en la investigación en el campo de la investigación de nuevas tecnologías sobre recubrimientos de protección ambiental, pero no se han logrado resultados satisfactorios en términos de garantizar el rendimiento general de los recubrimientos aislantes.

2. Estado de la investigación deacero al silicio orientadoRevestimiento de superficies en mi país.

En la década de 1940, el acero al silicio laminado en caliente utilizaba el método de recubrir la superficie con pintura aislante. En la década de 1980, mi país todavía seguía utilizando este método, incluso recubriendo elacero al silicio laminado en fríocon revestimiento de vidrio con pintura aislante. En los inicios de nuestro país se estudiaban principalmente los recubrimientos orgánicos puros. En vista de las deficiencias de la baja dureza y la escasa resistencia al calor, las empresas nacionales de acero al silicio utilizan actualmente menos.

Posteriormente, Estados Unidos, Japón y otras empresas desarrollaron sucesivamente revestimientos superficiales de fosfato con mejores propiedades aislantes. Sin embargo, generalmente se añade cromato a los recubrimientos anteriores para mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia entre capas del recubrimiento. Durante mucho tiempo, casi todos los materiales de revestimiento aislante que contienen cromo hexavalente se utilizan en la producción de acero al silicio laminado en frío en China. No existe una norma clara para la protección medioambiental de los revestimientos aislantes. Los recubrimientos de acero al silicio sin cromo a base de agua suelen utilizar agua como disolvente principal. Es un recubrimiento ecológico, pero este tipo de recubrimiento inorgánico está restringido por diversas condiciones en las aplicaciones prácticas. En la actualidad, los recubrimientos semiinorgánicos siguen siendo el pilar en China.

3.Dirección de desarrollo del revestimiento aislante sobre superficie de acero al silicio.

La pérdida del núcleo, la magnetoestricción y la calidad de la superficie del acero al silicio orientado están estrechamente relacionadas con el revestimiento aislante de la superficie. La tensión de tracción generada por el recubrimiento de la lámina de acero al silicio puede compensar la tensión de compresión generada por el material en el conjunto del transformador, reduciendo así el ruido del transformador. Gracias al recubrimiento, la chapa de acero es menos sensible a la tensión durante la magnetoestricción y también se reduce el ruido del transformador. Al mismo tiempo, el revestimiento aislante de una lámina de acero al silicio orientado tiene el efecto de reducir la pérdida total específica y la pérdida de hierro se puede reducir en un 9%-14%. La investigación y aplicación de recubrimientos aislantes de superficies de acero al silicio de alto rendimiento tienen un impacto importante en la mejora del rendimiento general del acero al silicio orientado.

En la producción y uso de recubrimientos y en la descarga de líquidos residuales, el cromo hexavalente causará graves daños. Aunque los recubrimientos semiinorgánicos han mejorado algunas de las deficiencias de los recubrimientos inorgánicos y orgánicos, y actualmente son los más utilizados, algunos de los disolventes orgánicos volátiles que contienen también son tóxicos. Es necesario minimizar o incluso eliminar los disolventes orgánicos volátiles. El desarrollo de recubrimientos inorgánicos con excelentes prestaciones es un foco de investigación de los recubrimientos aislantes. Por lo tanto, el revestimiento aislante de acero al silicio orientado inorgánico, libre de cromo y respetuoso con el medio ambiente, es la dirección clave del desarrollo del revestimiento aislante de acero al silicio orientado.

4. Conclusión

1. El revestimiento aislante de la superficie puede reducir la pérdida de hierro, debilitar la sensibilidad de la magnetoestricción al estrés y reducir el ruido del transformador. Es un proceso importante en el proceso de producción de acero al silicio orientado.

2. Los revestimientos aislantes de superficies de acero al silicio orientado utilizados en investigaciones nacionales y extranjeras incluyen principalmente revestimientos orgánicos, revestimientos semiinorgánicos y revestimientos inorgánicos. Se han eliminado los recubrimientos orgánicos y los recubrimientos inorgánicos reemplazarán gradualmente a los recubrimientos semiinorgánicos.

3. Para cumplir con los requisitos de protección ambiental, la investigación y la perfección de recubrimientos inorgánicos ecológicos sin cromo que no contienen elementos de cromo ni componentes orgánicos volátiles es la dirección de desarrollo de los recubrimientos aislantes de superficies de acero al silicio.