Status razvoja površinske izolacijske prevlake na orijentiranom silicijskom čeliku

GNEE čelik CRGO električni čelik

Priprema premaza posljednji je proces u proizvodnji silikonskog čelika. Vrsta, postupak i kvaliteta površinskog premaza imat će veliki utjecaj na izolaciju, prianjanje, otpornost na probijanje i koroziju elektrotehničkog čelika, što će utjecati naelektrotehnički čelik. Specifični ukupni gubitak i druga magnetska svojstva čak su ključ sigurnog rada cijelog transformatora. Postoji hitna potreba za razvojem izolacijskih premaznih materijala s izvrsnim performansama, koji ne samo da imaju dobru električnu izolaciju, prianjanje premaza i relativno dobru sposobnost obrade probijanjem i smicanjem, zavarljivost, otpornost na koroziju i toplinu, mogu se prilagoditi na 700-800 stupanj žarenje na visokoj temperaturi, u isto vrijeme imaju visok koeficijent slaganja, ujednačenu boju površine i druge karakteristike performansi. Domaći i strani stalno istražuju i poboljšavaju proces premazivanja kako bi dodatno poboljšali performanse orijentiranih proizvoda od silikonskog čelika.

1. Pregled istraživanja usmjerenih prevlaka silicijskih čelika u inozemstvu

Površinske izolacijske prevlake od orijentiranog silicijskog čelika koje se koriste u domaćim i stranim istraživanjima uglavnom uključuju organske prevlake, poluanorganske prevlake i anorganske prevlake. Organski premazi su relativno tradicionalni izolacijski premazi u Kini. To su uglavnom organske smole kao što su akrilna smola, vinil acetatna smola, modificirana alkidna smola i epoksi smola, a obično se koriste za proizvodnju visokokvalitetnog silikonskog čelika za velike motore. Organski premaz ima dobra svojstva stvaranja filma, dobru izolaciju i otpornost na udarce, visoku otpornost na smicanje i međuslojnu otpornost, ali film boje ima nisku tvrdoću, veliku deformaciju skupljanja uslijed topline, slabu otpornost na toplinu i zavarljivost, a nakon toga lako dolazi do puzanja topline. Međutim, u nekim posebnim prilikama, premaz je potrebno toplinski obraditi na 600 stupnjeva prije nego što se koristi kao izolacijski premaz. Većina smole u organskom premazu se razgradila i isparila na 600 stupnjeva, gubeći svoju izolacijsku sposobnost i isparavajući štetne plinove, uzrokujući zagađenje okoliša. Stoga se ne može provesti tretman žarenjem za smanjenje naprezanja. Trenutno su organski premazi postupno eliminirani.

Kako bi se poboljšali štetni učinci velikih sekundarnih zrnaca na gubitak željeza, Nippon Steel je predložio premaz za stres od ultrafinog koloidnog SiO2 pomiješanog s otopinom fosfata. Premaz stvara izotropno vlačno naprezanje na površini čelične ploče, čime je gubitak željeza P i magnetostrikcija gotovo smanjen, au isto vrijeme može neutralizirati štetne učinke vanjskog naprezanja na silikonski čelik. Kawasaki koristi magnezijev fosfat (Mg(H2PO4)2) kao glavni premaz za stres s koloidnim Si02 i Cr03, koji poboljšava otpornost premaza na vlagu i također poboljšava izgled. Međutim, spoj kroma sadrži heksavalentni Cr, boja zagađuje okoliš, a obrada otpadnih tekućina je problematična. Nippon Steel je predložio korištenje čvrste otopine kompozitnog metalnog hidroksida s prosječnom veličinom čestica manjom od 1 μm ili 2-3 μm plus borat i acetat. , Silikat, itd., dobro prianjanje, otpornost na koroziju i otpornost na sinterovanje, ali otpornost na vlagu i toplinu nisu idealne. Dodavanje finih čestica koloidnog oksida može reagirati sa slobodnom fosfornom kiselinom kako bi se stvorio stabilniji spoj fosforne kiseline, čime se poboljšava otpornost na vlagu i toplinu te bolja mazivost. Kako bi se spriječilo aglomeriranje čestica koloidnog oksida, dodaje se sol organske kiseline, ali otopina za oblaganje nije stabilna. Dodajte anorganske spojeve kao što su ultrafine čestice od oko 10 nm kao što je Fe(OH)2 da prilagodite strukturu koloidnog oksida i otopinu fosfata učinite stabilnijom. .

Polu-anorganska prevlaka je izolacijska prevlaka nastala miješanjem anorganskih otopina fosfata i kromata i otopina smole lateksa. Dodajte čestice organske smole veličine 2-50 μm u smolu od lateksa, zatim pomiješajte s anorganskom otopinom i obložite ih na površinu silikonskog čelika za pečenje. Anorganska komponenta tradicionalnog polu-anorganskog premaza je kromat, koji ima dobru otpornost na koroziju. Prah organske smole obično je jedna ili više vrsta polietilena, polipropilena, poliftalamida, benzodiamino triacetina, polipropilenske smole ili kopolimera ili mješavine polistirena, među kojima polistiren kopolimer s učvršćenjem ima najbolju čvrstoću prianjanja.

Zategnuti premaz koji je prvi predložio Nippon Steel 1973., njegova glavna komponenta je ultrafini koloidni SiO2 (silika sol) pomiješan s otopinom fosfatnog premaza. Vlačno naprezanje koje stvara premaz može pročistiti magnetske domene i učinkovito smanjiti gubitak željeza i magnetostrikciju. Relevantne studije su pokazale da se prilagodbom formule premaza i korištenjem odgovarajućih procesa sušenja i sinteriranja gubitak željeza P1.7 može smanjiti za čak 0.1 W/kg.

Kako bi se smanjio gubitak željeza u orijentiranom silicijskom čeliku, jedna od najučinkovitijih metoda je razvoj nove tehnologije premaza. Rezultati istraživanja pokazuju da prevlaka od magnezijevog oksida ima važan utjecaj na magnetska svojstva i površinska svojstva orijentiranog silicijskog čelika. Osim toga, Japan je usvojio kemijsko taloženje iz pare za premazivanje filma kako bi se formirao keramički izolacijski film umjesto forsteritnog filma, koristeći lasersku obradu i promjenu vrste anorganske kiseline u tekućini za oblaganje izolacijskog filma kako bi se smanjio gubitak željeza. Rezultati pokazuju da se poboljšanjem sastava otopine za oblaganje izolacijskim filmom, povećanjem stabilnosti viskoznosti i napetosti filma mogu dobiti orijentirani čelični limovi od silicija s visokom magnetskom indukcijom i malim gubitkom željeza.

Trenutno su strane zemlje postigle određeni napredak u istraživanju novih tehnologija premaza za zaštitu okoliša, ali nisu postignuti zadovoljavajući rezultati u pogledu osiguranja ukupnih svojstava izolacijskih premaza.

2. Status istraživanjaorijentirani silicijski čelikpovršinski premaz u mojoj zemlji

Vruće valjani silikonski čelik 1940-ih koristio je metodu nanošenja izolacijske boje na površinu. U 1980-ima moja je zemlja još uvijek koristila ovu metodu, čak i premazujućihladno valjani silikonski čeliks premazom stakla s izolacijskom bojom. U ranim danima naše zemlje uglavnom su se proučavali čisti organski premazi. S obzirom na nedostatke niske tvrdoće i slabe otpornosti na toplinu, domaće tvrtke silicijskog čelika trenutno koriste manje.

Kasnije su Sjedinjene Države, Japan i druge tvrtke sukcesivno razvile fosfatne površinske premaze s boljim izolacijskim svojstvima. Međutim, kromat se općenito dodaje prethodnim premazima kako bi se poboljšala otpornost na koroziju i međuslojna otpornost premaza. Dugo su se vremena gotovo svi materijali za izolacijske premaze koji sadrže šestovalentni krom koristili u proizvodnji hladno valjanog silikonskog čelika u Kini. Ne postoji jasan standard za zaštitu okoliša izolacijskih premaza. Silicijski čelični premazi bez kroma na bazi vode obično koriste vodu kao glavno otapalo. To je ekološki prihvatljiv premaz, ali je ova vrsta anorganskog premaza ograničena različitim uvjetima u praktičnim primjenama. Trenutno su polu-anorganski premazi još uvijek glavno uporište u Kini.

3. Pravac razvoja izolacijske prevlake na površini silikonskog čelika

Gubitak jezgre, magnetostrikcijski i površinski kvalitet orijentiranog silicijskog čelika usko su povezani s površinskim izolacijskim premazom. Vlačno naprezanje koje stvara premaz na silicijskoj čeličnoj ploči može neutralizirati tlačno naprezanje koje stvara materijal u sklopu transformatora, čime se smanjuje buka transformatora. Zbog premaza čelični lim je manje osjetljiv na naprezanje tijekom magnetostrikcije, a smanjena je i buka transformatora. U isto vrijeme, izolacijska prevlaka od orijentiranog silikonskog čeličnog lima ima učinak smanjenja specifičnog ukupnog gubitka, a gubitak željeza može se smanjiti za 9%-14%. Istraživanje i primjena visokoučinkovitih površinskih izolacijskih premaza od silikonskog čelika ima važan utjecaj na poboljšanje ukupne učinkovitosti usmjerenog silikonskog čelika.

U proizvodnji i uporabi premaza i ispuštanju otpadnih tekućina, šestovalentni krom će uzrokovati ozbiljne štete. Iako su polu-anorganski premazi poboljšali neke od nedostataka anorganskih premaza i organskih premaza, i trenutno su najčešće korišteni, neka hlapljiva organska otapala sadržana u njima također su otrovna. Neophodno je minimizirati ili čak eliminirati hlapljiva organska otapala. Razvoj anorganskih premaza s izvrsnim performansama fokus je istraživanja izolacijskih premaza. Stoga je ekološki prihvatljiv anorganski orijentirani izolacijski premaz od silikonskog čelika bez kroma ključni razvojni smjer izolacijskog premaza od orijentiranog silikonskog čelika.

4. Zaključak

1. Prevlaka za površinsku izolaciju može smanjiti gubitak željeza, oslabiti osjetljivost magnetostrikcije na stres i smanjiti buku transformatora. To je važan proces u proizvodnom procesu orijentiranog silicijskog čelika.

2. Površinske izolacijske prevlake od orijentiranog silicijskog čelika koje se koriste u domaćim i stranim istraživanjima uglavnom uključuju organske prevlake, poluanorganske prevlake i anorganske prevlake. Organski premazi su eliminirani, a anorganski će postupno zamijeniti poluanorganske premaze.

3. Kako bi se zadovoljili zahtjevi zaštite okoliša, istraživanje i usavršavanje ekološki prihvatljivih anorganskih premaza bez kroma koji ne sadrže kromove elemente i ne sadrže hlapljive organske komponente smjer je razvoja površinskih izolacijskih premaza od silikonskog čelika.