Stanje razvoja površinske izolacijske prevleke na orientiranem silicijevem jeklu

GNEE Steel CRGO Electrical Steel

Priprava prevleke je zadnji proces v proizvodnji silicijevega jekla. Vrsta, postopek in kakovost površinske prevleke bodo imeli velik vpliv na izolacijo, oprijem, prebijanje in odpornost proti koroziji električnega jekla, kar bo vplivalo naelektro jeklo. Specifična skupna izguba in druge magnetne lastnosti so celo ključ do varnega delovanja celotnega transformatorja. Nujno je treba razviti izolacijske materiale za prevleke z odličnimi zmogljivostmi, ki nimajo samo dobre električne izolacije, oprijema prevleke in razmeroma dobre obdelovalnosti pri prebijanju in striženju, varljivosti, odpornosti proti koroziji in toplotni odpornosti, lahko se prilagodijo na 700-800 stopnjo visokotemperaturno žarjenje, hkrati pa imajo visok koeficient zlaganja, enotno barvo površine in druge značilnosti delovanja. Domači in tuji nenehno raziskujejo in izboljšujejo postopek premazovanja za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti usmerjenih izdelkov iz silicijevega jekla.

1. Pregled raziskav orientiranih silicijevih jeklenih prevlek v tujini

Površinske izolacijske prevleke iz orientiranega silicijevega jekla, ki se uporabljajo v domačih in tujih raziskavah, vključujejo predvsem organske prevleke, pol-anorganske prevleke in anorganske prevleke. Organski premazi so relativno tradicionalni izolacijski premazi na Kitajskem. To so predvsem organske smole, kot so akrilna smola, vinil acetatna smola, modificirana alkidna smola in epoksi smola, in se običajno uporabljajo za izdelavo visokokakovostnega silicijevega jekla za velike motorje. Organski premaz ima dobre lastnosti za tvorjenje filma, dobro izolacijo in odpornost na udarce, visoko strižno odpornost in odpornost vmesnega sloja, vendar ima film barve nizko trdoto, veliko deformacijo zaradi toplotnega krčenja, slabo toplotno odpornost in varivost, nato pa zlahka pride do toplotnega lezenja. Vendar pa je treba v nekaterih posebnih primerih premaz toplotno obdelati pri 600 stopinjah, preden se uporabi kot izolacijski premaz. Večina smole v organskem premazu se je razgradila in izhlapela pri 600 stopinjah, izgubila svojo izolacijsko sposobnost in izhlapela škodljive pline, kar je povzročilo onesnaženje okolja. Zato ni mogoče izvesti žarjenja za razbremenitev. Trenutno so organski premazi postopoma odpravljeni.

Da bi izboljšali škodljive učinke velikih sekundarnih zrn na izgubo železa, je Nippon Steel predlagal stresno prevleko iz ultrafinega koloidnega SiO2, pomešanega z raztopino fosfata. Napetostna prevleka povzroči izotropno natezno napetost na površini jeklene plošče, zaradi česar je izguba železa P in magnetostrikcija skoraj zmanjšana, hkrati pa lahko izravna škodljive učinke zunanje obremenitve na silicijevo jeklo. Kawasaki uporablja magnezijev fosfat (Mg(H2PO4)2) kot glavno obremenitveno prevleko s koloidnim Si02 in Cr03, ki izboljša odpornost prevleke na vlago in izboljša tudi videz. Vendar pa kromova spojina vsebuje šestvalentni Cr, barva onesnažuje okolje, obdelava odpadnih tekočin pa je težavna. Nippon Steel je predlagal uporabo trdne raztopine kompozitnega kovinskega hidroksida s povprečno velikostjo delcev manj kot 1 μm ali 2-3 μm ter borat in acetat. , silikat itd., dober oprijem, odpornost proti koroziji in sintranju, vendar odpornost proti vlagi in toploti nista idealni. Dodajanje finih delcev koloidnega oksida lahko reagira s prosto fosforno kislino, da nastane stabilnejša spojina fosforne kisline, s čimer se izboljša odpornost na vlago in toploto ter boljša mazljivost. Da preprečimo aglomeracijo koloidnega oksida delcev, dodamo sol organske kisline, vendar raztopina za premaz ni stabilna. Dodajte anorganske spojine, kot so ultrafini delci velikosti približno 10 nm, kot je Fe(OH)2, da prilagodite strukturo koloidnega oksida in naredite raztopino fosfata bolj stabilno. .

Pol-anorganski premaz je izolacijska prevleka, ki nastane z mešanjem raztopin anorganskih fosfatov in kromatov ter raztopin smol iz lateksa. Dodajte delce organske smole z velikostjo delcev 2-50 μm smoli iz lateksa, nato zmešajte z anorgansko raztopino in jih nanesite na površino silicijevega jekla za pečenje. Anorganska komponenta tradicionalnega pol-anorganskega premaza je kromat, ki ima dobro odpornost proti koroziji. Prah organske smole je običajno ena ali več vrst polietilena, polipropilena, poliftalamida, benzodiamino triacetina, polipropilenske smole ali kopolimera ali mešanice polistirena, med katerimi ima polistiren kopolimer v oklepaju najboljšo lepilno moč.

Natezno prevleko, ki jo je prvič predlagal Nippon Steel leta 1973, njena glavna komponenta je ultrafin koloidni SiO2 (silicijev dioksid), pomešan z raztopino fosfatne prevleke. Natezna napetost, ki jo ustvari prevleka, lahko izboljša magnetne domene in učinkovito zmanjša izgubo železa in magnetostrikcijo. Ustrezne študije so pokazale, da je mogoče s prilagoditvijo formule premaza in uporabo ustreznih postopkov sušenja in sintranja izgubo železa P1.7 zmanjšati za 0,1 W/kg.

Da bi zmanjšali izgubo železa v orientiranem silicijevem jeklu, je ena najučinkovitejših metod razvoj nove tehnologije premazov. Rezultati raziskav kažejo, da ima prevleka iz magnezijevega oksida pomemben vpliv na magnetne lastnosti in površinske lastnosti orientiranega silicijevega jekla. Poleg tega je Japonska sprejela kemično parno nanašanje za prevleko filma, da se oblikuje keramični izolacijski film namesto forsteritnega filma, z uporabo laserske obdelave in spreminjanjem vrste anorganske kisline v tekočini za prevleko izolacijskega filma, da se zmanjša izguba železa. Rezultati kažejo, da je mogoče z izboljšanjem sestave raztopine za prevleko izolacijskega filma, povečanjem stabilnosti viskoznosti in napetosti filma pridobiti usmerjene pločevine iz silicijevega jekla z visoko magnetno indukcijo in nizko izgubo železa.

Trenutno so tuje države dosegle določen raziskovalni napredek na področju raziskav novih tehnologij okoljskih premazov, vendar niso bili doseženi zadovoljivi rezultati v smislu zagotavljanja splošne učinkovitosti izolacijskih premazov.

2. Status raziskaveusmerjeno silicijevo jeklopovršinski premaz v moji državi

Vroče valjano silicijevo jeklo v štiridesetih letih 20. stoletja je uporabljalo metodo nanosa izolacijske barve na površino. V osemdesetih letih je moja država še vedno uporabljala to metodo, celo premazovalahladno valjano silicijevo jeklos prevleko stekla z izolacijsko barvo. V zgodnjih dneh naše države so preučevali predvsem čiste organske premaze. Glede na pomanjkljivosti nizke trdote in slabe toplotne odpornosti domača podjetja iz silicijevega jekla trenutno uporabljajo manj.

Kasneje so ZDA, Japonska in druga podjetja zaporedno razvila fosfatne površinske premaze z boljšimi izolacijskimi lastnostmi. Vendar se kromat na splošno doda prejšnjim premazom za izboljšanje odpornosti proti koroziji in odpornosti vmesnega sloja premaza. Skoraj vsi materiali za izolacijske premaze, ki vsebujejo šestvalentni krom, se že dolgo uporabljajo v proizvodnji hladno valjanega silicijevega jekla na Kitajskem. Ni jasnega standarda za zaščito izolacijskih premazov pred okoljem. Silicijevi jekleni premazi brez kroma na vodni osnovi običajno uporabljajo vodo kot glavno topilo. Je okolju prijazen premaz, vendar je ta vrsta anorganskega premaza omejena z različnimi pogoji v praktični uporabi. Trenutno so pol-anorganski premazi še vedno glavni steber na Kitajskem.

3. Smer razvoja izolacijske prevleke na površini silicijevega jekla

Izguba jedra, magnetostrikcijska in kakovost površine orientiranega silicijevega jekla so tesno povezani s površinsko izolacijsko prevleko. Natezna napetost, ki jo ustvari prevleka na silicijevi jekleni pločevini, lahko izravna tlačno napetost, ki jo povzroči material v transformatorskem sklopu, in tako zmanjša hrup transformatorja. Jeklena pločevina je zaradi prevleke manj občutljiva na obremenitve pri magnetostrikciji, zmanjšan pa je tudi hrup transformatorja. Hkrati izolacijska prevleka usmerjene pločevine iz silicijevega jekla vpliva na zmanjšanje specifične skupne izgube, izguba železa pa se lahko zmanjša za 9%-14%. Raziskave in uporaba visokozmogljivih površinskih izolacijskih premazov iz silicijevega jekla pomembno vplivajo na izboljšanje splošne učinkovitosti usmerjenega silicijevega jekla.

Pri proizvodnji in uporabi premazov ter odvajanju odpadnih tekočin bo šestvalentni krom povzročil resno škodo. Čeprav so pol-anorganski premazi izboljšali nekatere pomanjkljivosti anorganskih in organskih premazov in so trenutno najbolj razširjeni, so nekatera hlapna organska topila, ki jih vsebujejo, tudi strupena. Hlapna organska topila je treba čim bolj zmanjšati ali celo odpraviti. Razvoj anorganskih premazov z odlično zmogljivostjo je raziskovalno središče izolacijskih premazov. Zato je okolju prijazen anorganski izolacijski premaz iz silicijevega jekla brez kroma ključna razvojna smer usmerjenega izolacijskega premaza iz silicijevega jekla.

4 Zaključek

1. Površinska izolacijska prevleka lahko zmanjša izgubo železa, oslabi občutljivost magnetostrikcije na napetost in zmanjša hrup transformatorja. Je pomemben proces v procesu proizvodnje orientiranega silicijevega jekla.

2. Površinske izolacijske prevleke iz usmerjenega silicijevega jekla, ki se uporabljajo v domačih in tujih raziskavah, vključujejo predvsem organske prevleke, pol-anorganske prevleke in anorganske prevleke. Organski premazi so bili odpravljeni, anorganski premazi pa bodo postopoma nadomestili pol-anorganske.

3. Da bi izpolnili zahteve varstva okolja, so raziskave in izpopolnitev okolju prijaznih anorganskih premazov brez kroma, ki ne vsebujejo kromovih elementov in ne vsebujejo hlapnih organskih komponent, razvojna smer površinskih izolacijskih premazov iz silicijevega jekla.