Starea de dezvoltare a stratului izolator de suprafață pe oțel siliconic orientat

GNEE Steel CRGO Electrical Steel

Pregătirea acoperirii este ultimul proces în producția de oțel siliconic. Tipul, procesul și calitatea acoperirii suprafeței vor avea un impact mare asupra izolației, aderenței, rezistenței la perforare și la coroziune a oțelului electric, ceea ce va afectaoțel electric. Pierderea totală specifică și alte proprietăți magnetice sunt chiar cheia pentru funcționarea în siguranță a întregului transformator. Există o nevoie urgentă de a dezvolta materiale de acoperire izolatoare cu performanțe excelente, care nu numai că au o izolație electrică bună, aderență la acoperire și procesabilitate relativ bună la perforare și forfecare, sudabilitate, rezistență la coroziune și rezistență la căldură, care se pot adapta la gradul 700-800 recoacere la temperatură înaltă, are în același timp un coeficient ridicat de stivuire, culoare uniformă a suprafeței și alte caracteristici de performanță. Interne și străine cercetează și îmbunătățesc în mod constant procesul de acoperire pentru a îmbunătăți și mai mult performanța produselor din oțel cu siliciu orientat.

1. Privire de ansamblu asupra cercetării acoperirilor din oțel siliciu orientat în străinătate

Acoperirile de izolare a suprafeței din oțel siliciu orientat utilizate în cercetarea internă și străină includ în principal acoperiri organice, acoperiri semi-anorganice și acoperiri anorganice. Acoperirile organice sunt acoperiri izolante relativ tradiționale în China. Acestea sunt în principal rășini organice, cum ar fi rășină acrilică, rășină acetat de vinil, rășină alchidă modificată și rășină epoxidică și sunt de obicei utilizate pentru fabricarea oțelului siliconic de înaltă calitate pentru motoare mari. Acoperirea organică are proprietăți bune de formare a filmului, izolație bună și rezistență la impact, rezistență ridicată la forfecare și rezistență interstraturilor, dar pelicula de vopsea are duritate scăzută, deformare mare la contracție termică, rezistență scăzută la căldură și sudabilitate, iar fluajul termic apare ușor ulterior. Cu toate acestea, în unele ocazii speciale, învelișul trebuie tratat termic la 600 de grade înainte de a fi utilizat ca acoperire izolatoare. Cea mai mare parte a rășinii din stratul organic a fost degradată și volatilizată la 600 de grade, pierzându-și capacitatea de izolare și volatilizează gazele nocive, provocând poluarea mediului. Prin urmare, tratamentul de recoacere de eliberare a stresului nu poate fi efectuat. În prezent, acoperirile organice au fost eliminate treptat.

Pentru a îmbunătăți efectele adverse ale boabelor secundare mari asupra pierderii de fier, Nippon Steel a propus o acoperire de rezistență de SiO2 coloidal ultrafin amestecat cu soluție de fosfat. Învelișul de stres produce tensiuni izotrope de tracțiune pe suprafața plăcii de oțel, ceea ce face ca pierderea de fier P și magnetostricția este aproape redusă și, în același timp, poate compensa efectele adverse ale stresului extern asupra oțelului siliconic. Kawasaki folosește fosfat de magneziu (Mg(H2PO4)2) ca principală acoperire de stres cu Si02 și Cr03 coloidal, care îmbunătățește rezistența la umiditate a stratului de acoperire și, de asemenea, îmbunătățește aspectul. Cu toate acestea, compusul de crom conține Cr hexavalent, vopseaua poluează mediul înconjurător, iar tratarea lichidelor reziduale este supărătoare. Nippon Steel a propus să utilizeze hidroxid metalic compozit în soluție solidă cu o dimensiune medie a particulelor mai mică de 1 μm sau 2-3 μm plus borat și acetat. , Silicat etc., aderență bună, rezistență la coroziune și rezistență la sinterizare, dar rezistența la umiditate și rezistența la căldură nu sunt ideale. Adăugarea de particule fine de oxid coloidal poate reacționa cu acidul fosforic liber pentru a forma un compus de acid fosforic mai stabil, îmbunătățind astfel rezistența la umiditate și rezistența la căldură și o mai bună lubrifiere. Pentru a preveni aglomerarea particulelor de oxid coloidal, se adaugă sare de acid organic, dar soluția de acoperire nu este stabilă. Adăugați compuși anorganici, cum ar fi particule ultrafine de aproximativ 10 nm, cum ar fi Fe(OH)2, pentru a ajusta structura oxidului coloidal și pentru a face soluția de fosfat mai stabilă. .

Învelișul semi-anorganic este un înveliș izolator format prin amestecarea soluțiilor anorganice de fosfat și cromat și soluții de rășină de latex. Adăugați particule de rășină organică cu o dimensiune a particulei de 2-50 μm în rășina de latex, apoi amestecați cu soluția anorganică și acoperiți-le pe suprafața oțelului siliconic pentru coacere. Componenta anorganică a acoperirii semi-anorganice tradiționale este cromatul, care are o bună rezistență la coroziune. Pulberea de rășină organică este de obicei unul sau mai multe tipuri de polietilenă, polipropilenă, poliftalamidă, benzodiamino triacetină, rășină polipropilenă sau copolimer sau amestec de polistiren, printre care polistiren.

Acoperirea de tensiune propusă pentru prima dată de Nippon Steel în 1973, componenta sa principală este SiO2 coloidal ultrafin (sol de silice) amestecat cu soluție de acoperire cu fosfat. Tensiunea de tracțiune generată de acoperire poate rafina domeniile magnetice și poate reduce eficient pierderea fierului și magnetostricția. Studiile relevante au arătat că, prin ajustarea formulei de acoperire și folosind procese adecvate de uscare și sinterizare, pierderea de fier P1,7 poate fi redusă cu până la 0,1 W/kg.

Pentru a reduce pierderea de fier a oțelului siliciu orientat, una dintre cele mai eficiente metode este dezvoltarea unei noi tehnologii de acoperire. Rezultatele cercetării arată că stratul de oxid de magneziu are o influență importantă asupra proprietăților magnetice și proprietăților de suprafață ale oțelului siliciu orientat. În plus, Japonia a adoptat depunerea chimică de vapori pentru a acoperi filmul pentru a forma o peliculă izolatoare ceramică în loc de o peliculă de forsterită, folosind procesarea cu laser și schimbând tipul de acid anorganic din lichidul de acoperire a filmului izolator pentru a reduce pierderile de fier. Rezultatele arată că, prin îmbunătățirea compoziției soluției de acoperire cu film izolator, creșterea stabilității viscozității și a tensiunii filmului, se pot obține foi de oțel siliciu orientate cu inducție magnetică mare și pierderi reduse de fier.

În prezent, țările străine au făcut anumite progrese în cercetare în domeniul cercetării noilor tehnologii privind acoperirile de protecție a mediului, dar nu s-au obținut rezultate satisfăcătoare în ceea ce privește asigurarea performanței generale a acoperirilor izolante.

2. Stadiul cercetăriioţel silicon orientatacoperire de suprafață în țara mea

Oțelul siliconic laminat la cald în anii 1940 a folosit metoda de acoperire a vopselei izolatoare pe suprafață. În anii 1980, țara mea a continuat să folosească această metodă, chiar și acoperindoțel silicon laminat la rececu strat de sticlă cu vopsea izolatoare. În primele zile ale țării noastre, acoperirile organice pure erau studiate în principal. Având în vedere deficiențele durității scăzute și rezistenței scăzute la căldură, companiile autohtone din oțel siliconic folosesc în prezent mai puțin.

Mai târziu, Statele Unite, Japonia și alte companii au dezvoltat succesiv acoperiri de suprafață cu fosfat cu proprietăți de izolare mai bune. Cu toate acestea, cromatul se adaugă în general la acoperirile anterioare pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și rezistența interstratului acoperirii. Pentru o lungă perioadă de timp, aproape toate materialele de acoperire izolatoare care conțin crom hexavalent au fost folosite în producția de oțel siliconic laminat la rece în China. Nu există un standard clar pentru protecția mediului pentru acoperirile izolante. Acoperirile din oțel siliconic fără crom pe bază de apă folosesc de obicei apă ca solvent principal. Este o acoperire prietenoasă cu mediul, dar acest tip de acoperire anorganică este restricționat de diferite condiții în aplicațiile practice. În prezent, acoperirile semi-anorganice sunt încă pilonul principal în China.

3. Direcția de dezvoltare a stratului izolator pe suprafața din oțel siliconic

Pierderea miezului, magnetostricția și calitatea suprafeței oțelului siliciu orientat sunt strâns legate de stratul de izolație al suprafeței. Tensiunea de întindere generată de acoperirea pe tabla de oțel cu siliciu poate compensa efortul de compresiune generat de materialul din ansamblul transformatorului, reducând astfel zgomotul transformatorului. Datorită acoperirii, tabla de oțel este mai puțin sensibilă la stres în timpul magnetostricției, iar zgomotul transformatorului este, de asemenea, redus. În același timp, învelișul izolator al tablei de oțel siliciu orientat are ca efect reducerea pierderii totale specifice, iar pierderea de fier poate fi redusă cu 9%-14%. Cercetarea și aplicarea straturilor izolatoare de suprafață din oțel siliconic de înaltă performanță au un impact important asupra îmbunătățirii performanței generale a oțelului siliciu orientat.

În producerea și utilizarea acoperirilor și evacuarea lichidelor reziduale, cromul hexavalent va provoca daune grave. Deși acoperirile semi-anorganice au îmbunătățit unele dintre deficiențele acoperirilor anorganice și ale straturilor organice și sunt în prezent cele mai utilizate pe scară largă, unii dintre solvenții organici volatili conținuti în ele sunt de asemenea toxici. Este necesar să se minimizeze sau chiar să se elimine solvenții organici volatili. Dezvoltarea de acoperiri anorganice cu performante excelente este un accent de cercetare al acoperirilor izolante. Prin urmare, stratul de izolație din oțel siliciu orientat anorganic, ecologic fără crom, este direcția cheie de dezvoltare a stratului de izolație din oțel siliciu orientat.

4. Concluzie

1. Învelișul de izolare a suprafeței poate reduce pierderile de fier, poate slăbi sensibilitatea magnetostricției la stres și poate reduce zgomotul transformatorului. Este un proces important în procesul de producție a oțelului siliciu orientat.

2. Acoperirile izolatoare de suprafață din oțel siliciu orientat utilizate în cercetarea internă și străină includ în principal acoperiri organice, acoperiri semi-anorganice și acoperiri anorganice. Acoperirile organice au fost eliminate, iar acoperirile anorganice vor înlocui treptat acoperirile semi-anorganice.

3. Pentru a îndeplini cerințele de protecție a mediului, cercetarea și perfecționarea acoperirilor anorganice ecologice fără crom care nu conțin elemente de crom și nu conțin componente organice volatile este direcția de dezvoltare a straturilor izolatoare de suprafață din oțel siliconic.