Κατάσταση ανάπτυξης μονωτικής επικάλυψης επιφανειών σε προσανατολισμένο χάλυβα πυριτίου

GNEE Steel CRGO Electrical Steel

Η προετοιμασία της επίστρωσης είναι η τελευταία διαδικασία στην παραγωγή πυριτίου. Ο τύπος, η διαδικασία και η ποιότητα της επιφανειακής επίστρωσης θα έχουν μεγάλη επίδραση στη μόνωση, την πρόσφυση, τη διάτρηση και την αντίσταση στη διάβρωση του ηλεκτρικού χάλυβα, η οποία θα επηρεάσει τηνηλεκτρικός χάλυβας. Οι συγκεκριμένες ολικές απώλειες και άλλες μαγνητικές ιδιότητες είναι ακόμη και το κλειδί για την ασφαλή λειτουργία ολόκληρου του μετασχηματιστή. Υπάρχει επείγουσα ανάγκη να αναπτυχθούν υλικά μονωτικής επίστρωσης με εξαιρετική απόδοση, τα οποία όχι μόνο έχουν καλή ηλεκτρική μόνωση, πρόσφυση επίστρωσης και σχετικά καλή ικανότητα επεξεργασίας διάτρησης και διάτμησης, συγκολλησιμότητα, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη θερμότητα, αλλά και να μπορούν να προσαρμοστούν σε βαθμό 700-800 ανόπτηση υψηλής θερμοκρασίας, ταυτόχρονα έχουν υψηλό συντελεστή στοίβαξης, ομοιόμορφο χρώμα επιφάνειας και άλλα χαρακτηριστικά απόδοσης. Εγχώριοι και ξένοι ερευνούν και βελτιώνουν συνεχώς τη διαδικασία επίστρωσης για να βελτιώσουν περαιτέρω την απόδοση των προϊόντων χάλυβα προσανατολισμένου πυριτίου.

1. Επισκόπηση έρευνας επιστρώσεων προσανατολισμένου χάλυβα πυριτίου στο εξωτερικό

Οι επιφανειακές μονωτικές επιστρώσεις από προσανατολισμένο χάλυβα πυριτίου που χρησιμοποιούνται στην εγχώρια και ξένη έρευνα περιλαμβάνουν κυρίως οργανικές επικαλύψεις, ημι-ανόργανες επιστρώσεις και ανόργανες επιστρώσεις. Οι οργανικές επικαλύψεις είναι σχετικά παραδοσιακές μονωτικές επικαλύψεις στην Κίνα. Είναι κυρίως οργανικές ρητίνες όπως ακρυλική ρητίνη, ρητίνη οξικού βινυλίου, τροποποιημένη αλκυδική ρητίνη και εποξική ρητίνη και χρησιμοποιούνται συνήθως για την κατασκευή χάλυβα πυριτίου υψηλής ποιότητας για μεγάλους κινητήρες. Η οργανική επίστρωση έχει καλές ιδιότητες σχηματισμού μεμβράνης, καλή μόνωση και αντοχή σε κρούση, υψηλή αντοχή σε διάτρηση και αντοχή στο ενδιάμεσο στρώμα, αλλά η μεμβράνη βαφής έχει χαμηλή σκληρότητα, μεγάλη παραμόρφωση θερμικής συρρίκνωσης, κακή αντίσταση στη θερμότητα και συγκολλησιμότητα, και ο θερμικός ερπυσμός εμφανίζεται εύκολα μετά. Ωστόσο, σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, η επίστρωση πρέπει να υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία στους 600 βαθμούς πριν χρησιμοποιηθεί ως μονωτική επίστρωση. Το μεγαλύτερο μέρος της ρητίνης στην οργανική επίστρωση έχει υποβαθμιστεί και εξατμιστεί στους 600 βαθμούς, χάνοντας την μονωτική της ικανότητα και εξατμίζοντας επιβλαβή αέρια, προκαλώντας περιβαλλοντική ρύπανση. Επομένως, δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί θεραπεία ανόπτησης που ανακουφίζει από το στρες. Επί του παρόντος, οι οργανικές επικαλύψεις έχουν σταδιακά εξαλειφθεί.

Προκειμένου να βελτιωθούν οι δυσμενείς επιπτώσεις των μεγάλων δευτερογενών κόκκων στην απώλεια σιδήρου, η Nippon Steel πρότεινε μια επίστρωση τάσης από εξαιρετικά λεπτό κολλοειδές SiO2 αναμεμειγμένο με φωσφορικό διάλυμα. Η επίστρωση τάσης παράγει ισότροπη τάση εφελκυσμού στην επιφάνεια της χαλύβδινης πλάκας, καθιστώντας την απώλεια σιδήρου P και η μαγνητοσυστολή σχεδόν μειώνεται, και ταυτόχρονα, μπορεί να αντισταθμίσει τις αρνητικές επιπτώσεις της εξωτερικής τάσης στον χάλυβα πυριτίου. Η Kawasaki χρησιμοποιεί φωσφορικό μαγνήσιο (Mg(H2PO4)2) ως κύρια επίστρωση καταπόνησης με κολλοειδή Si02 και Cr03, το οποίο βελτιώνει την αντίσταση στην υγρασία της επικάλυψης και βελτιώνει επίσης την εμφάνιση. Ωστόσο, η ένωση χρωμίου περιέχει εξασθενές Cr, το χρώμα μολύνει το περιβάλλον και η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων είναι ενοχλητική. Η Nippon Steel έχει προτείνει τη χρήση στερεού διαλύματος σύνθετου υδροξειδίου μετάλλου με μέσο μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 1 μm ή 2-3 μm συν βορικό και οξικό άλας. , πυριτικό κ.λπ., καλή πρόσφυση, αντοχή στη διάβρωση και αντίσταση πυροσυσσωμάτωσης, αλλά η αντοχή στην υγρασία και η αντοχή στη θερμότητα δεν είναι ιδανικές. Η προσθήκη λεπτών σωματιδίων κολλοειδούς οξειδίου μπορεί να αντιδράσει με ελεύθερο φωσφορικό οξύ για να σχηματίσει μια πιο σταθερή ένωση φωσφορικού οξέος, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στην υγρασία και τη θερμότητα και καλύτερη λιπαντικότητα. Προκειμένου να αποτραπεί η συσσωμάτωση του κολλοειδούς οξειδίου των σωματιδίων, προστίθεται άλας οργανικού οξέος, αλλά το διάλυμα επικάλυψης δεν είναι σταθερό. Προσθέστε ανόργανες ενώσεις όπως εξαιρετικά λεπτά σωματίδια περίπου 10 nm όπως Fe(OH)2 για να ρυθμίσετε τη δομή του κολλοειδούς οξειδίου και να κάνετε το φωσφορικό διάλυμα πιο σταθερό. .

Η ημι-ανόργανη επίστρωση είναι μια μονωτική επίστρωση που σχηματίζεται με ανάμειξη ανόργανων διαλυμάτων φωσφορικών και χρωμικών και διαλυμάτων ρητίνης λατέξ. Προσθέστε σωματίδια οργανικής ρητίνης με μέγεθος σωματιδίων 2-50 μm στη ρητίνη λάτεξ, στη συνέχεια ανακατέψτε με το ανόργανο διάλυμα και επικαλύψτε τα στην επιφάνεια του χάλυβα πυριτίου για ψήσιμο. Το ανόργανο συστατικό της παραδοσιακής ημι-ανόργανης επίστρωσης είναι το χρωμικό, το οποίο έχει καλή αντοχή στη διάβρωση. Η οργανική σκόνη ρητίνης είναι συνήθως ένα ή περισσότερα είδη πολυαιθυλενίου, πολυπροπυλενίου, πολυφθαλαμιδίου, βενζοδιαμινοτριακετίνης, ρητίνης πολυπροπυλενίου ή συμπολυμερούς ή μείγμα πολυστυρενίου, μεταξύ των οποίων το πολυστυρένιο Το ενισχυμένο συμπολυμερές έχει την καλύτερη συγκολλητική δύναμη.

Η επίστρωση εφελκυσμού που προτάθηκε για πρώτη φορά από τη Nippon Steel το 1973, το κύριο συστατικό της είναι το εξαιρετικά λεπτό κολλοειδές SiO2 (κολλοειδές διοξείδιο του πυριτίου) αναμεμειγμένο με διάλυμα επικάλυψης φωσφορικού. Η τάση εφελκυσμού που δημιουργείται από την επίστρωση μπορεί να βελτιώσει τις μαγνητικές περιοχές και να μειώσει αποτελεσματικά την απώλεια σιδήρου και τη μαγνητοσυστολή. Σχετικές μελέτες έχουν δείξει ότι με την προσαρμογή της φόρμουλας επίστρωσης και τη χρήση κατάλληλων διαδικασιών ξήρανσης και πυροσυσσωμάτωσης, η απώλεια σιδήρου P1.7 μπορεί να μειωθεί έως και 0,1 W/kg.

Προκειμένου να μειωθεί η απώλεια σιδήρου του προσανατολισμένου χάλυβα πυριτίου, μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους είναι η ανάπτυξη νέας τεχνολογίας επίστρωσης. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι η επίστρωση οξειδίου του μαγνησίου έχει σημαντική επίδραση στις μαγνητικές ιδιότητες και τις επιφανειακές ιδιότητες του προσανατολισμένου χάλυβα πυριτίου. Επιπλέον, η Ιαπωνία έχει υιοθετήσει χημική εναπόθεση ατμών για να επικαλύψει το φιλμ για να σχηματίσει μια κεραμική μονωτική μεμβράνη αντί για μια μεμβράνη forsterite, χρησιμοποιώντας επεξεργασία λέιζερ και αλλάζοντας τον τύπο ανόργανου οξέος στο υγρό επίστρωσης μονωτικού φιλμ για μείωση της απώλειας σιδήρου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι βελτιώνοντας τη σύνθεση του διαλύματος επίστρωσης μονωτικού φιλμ, αυξάνοντας τη σταθερότητα του ιξώδους και την τάση του φιλμ, μπορούν να ληφθούν προσανατολισμένα φύλλα πυριτίου με υψηλή μαγνητική επαγωγή και χαμηλή απώλεια σιδήρου.

Επί του παρόντος, οι ξένες χώρες έχουν σημειώσει κάποια ερευνητική πρόοδο στον τομέα της έρευνας νέας τεχνολογίας για τις επιστρώσεις προστασίας του περιβάλλοντος, αλλά δεν έχουν επιτευχθεί ικανοποιητικά αποτελέσματα όσον αφορά τη διασφάλιση της συνολικής απόδοσης των μονωτικών επιστρώσεων.

2. Ερευνητική κατάσταση τουπροσανατολισμένος χάλυβας πυριτίουεπιφανειακή επίστρωση στη χώρα μου

Ο χάλυβας πυριτίου θερμής έλασης στη δεκαετία του 1940 χρησιμοποιούσε τη μέθοδο επίστρωσης μονωτικού χρώματος στην επιφάνεια. Στη δεκαετία του 1980, η χώρα μου εξακολουθούσε να χρησιμοποιεί αυτή τη μέθοδο, ακόμη και να επικαλύπτει τοχάλυβας πυριτίου ψυχρής έλασηςμε επίστρωση γυαλιού με μονωτική βαφή. Στις πρώτες μέρες της χώρας μας μελετήθηκαν κυρίως τα καθαρά οργανικά επιχρίσματα. Λόγω των ελλείψεων της χαμηλής σκληρότητας και της χαμηλής αντοχής στη θερμότητα, οι εγχώριες εταιρείες χάλυβα πυριτίου χρησιμοποιούν αυτήν τη στιγμή λιγότερο.

Αργότερα, οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία και άλλες εταιρείες ανέπτυξαν διαδοχικά φωσφορικά επιφανειακά επιχρίσματα με καλύτερες μονωτικές ιδιότητες. Ωστόσο, γενικά προστίθεται χρωμικό στις προηγούμενες επικαλύψεις για να βελτιωθεί η αντίσταση στη διάβρωση και η αντίσταση των ενδιάμεσων στρωμάτων της επικάλυψης. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, σχεδόν όλα τα μονωτικά υλικά επίστρωσης που περιέχουν εξασθενές χρώμιο έχουν χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή χάλυβα πυριτίου ψυχρής έλασης στην Κίνα. Δεν υπάρχει σαφές πρότυπο για την προστασία του περιβάλλοντος των μονωτικών επιστρώσεων. Οι επιστρώσεις από χάλυβα πυριτίου με βάση το νερό χωρίς χρώμιο συνήθως χρησιμοποιούν νερό ως κύριο διαλύτη. Είναι μια φιλική προς το περιβάλλον επίστρωση, αλλά αυτού του είδους η ανόργανη επίστρωση περιορίζεται από διάφορες συνθήκες σε πρακτικές εφαρμογές. Επί του παρόντος, οι ημι-ανόργανες επικαλύψεις εξακολουθούν να είναι ο βασικός άξονας στην Κίνα.

3. Κατεύθυνση ανάπτυξης της μονωτικής επίστρωσης στην επιφάνεια του χάλυβα πυριτίου

Η απώλεια πυρήνα, η μαγνητοσυστολή και η ποιότητα της επιφάνειας του προσανατολισμένου χάλυβα πυριτίου σχετίζονται στενά με την επίστρωση μόνωσης της επιφάνειας. Η τάση εφελκυσμού που δημιουργείται από την επίστρωση στο φύλλο χάλυβα πυριτίου μπορεί να αντισταθμίσει τη θλιπτική τάση που δημιουργείται από το υλικό στο συγκρότημα του μετασχηματιστή, μειώνοντας έτσι τον θόρυβο του μετασχηματιστή. Λόγω της επίστρωσης, το φύλλο χάλυβα είναι λιγότερο ευαίσθητο στην καταπόνηση κατά τη διάρκεια της μαγνητοσυστολής και ο θόρυβος του μετασχηματιστή μειώνεται επίσης. Ταυτόχρονα, η μονωτική επίστρωση του προσανατολισμένου φύλλου χάλυβα πυριτίου έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ειδικής συνολικής απώλειας και η απώλεια σιδήρου μπορεί να μειωθεί κατά 9%-14%. Η έρευνα και η εφαρμογή μονωτικών επιφανειών από χάλυβα πυριτίου υψηλής απόδοσης έχουν σημαντικό αντίκτυπο στη βελτίωση της συνολικής απόδοσης του προσανατολισμένου χάλυβα πυριτίου.

Κατά την παραγωγή και τη χρήση επικαλύψεων και την απόρριψη άχρηστων υγρών, το εξασθενές χρώμιο θα προκαλέσει σοβαρή βλάβη. Αν και οι ημι-ανόργανες επικαλύψεις έχουν βελτιώσει ορισμένες από τις ελλείψεις των ανόργανων επικαλύψεων και των οργανικών επικαλύψεων, και είναι σήμερα οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες, ορισμένοι από τους πτητικούς οργανικούς διαλύτες που περιέχονται σε αυτές είναι επίσης τοξικοί. Είναι απαραίτητο να ελαχιστοποιηθούν ή ακόμη και να εξαλειφθούν οι πτητικές οργανικοί διαλύτες. Η ανάπτυξη ανόργανων επιστρώσεων με εξαιρετική απόδοση αποτελεί ερευνητικό επίκεντρο των μονωτικών επιστρώσεων. Επομένως, η φιλική προς το περιβάλλον ανόργανη μονωτική επίστρωση χάλυβα πυριτίου χωρίς χρώμιο είναι η βασική κατεύθυνση ανάπτυξης της μονωτικής επίστρωσης χάλυβα πυριτίου με προσανατολισμό.

4. Συμπέρασμα

1. Η επίστρωση μόνωσης επιφάνειας μπορεί να μειώσει την απώλεια σιδήρου, να αποδυναμώσει την ευαισθησία της μαγνητοσυστολής στην καταπόνηση και να μειώσει το θόρυβο του μετασχηματιστή. Είναι μια σημαντική διαδικασία στη διαδικασία παραγωγής προσανατολισμένου χάλυβα πυριτίου.

2. Οι επιφανειακές μονωτικές επιστρώσεις από προσανατολισμένο χάλυβα πυριτίου που χρησιμοποιούνται στην εγχώρια και ξένη έρευνα περιλαμβάνουν κυρίως οργανικές επικαλύψεις, ημι-ανόργανες επιστρώσεις και ανόργανες επιστρώσεις. Οι οργανικές επικαλύψεις έχουν εξαλειφθεί και οι ανόργανες επικαλύψεις θα αντικαταστήσουν σταδιακά τις ημι-ανόργανες επικαλύψεις.

3. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις περιβαλλοντικής προστασίας, η έρευνα και η τελειοποίηση των φιλικών προς το περιβάλλον ανόργανων επιστρώσεων χωρίς χρώμιο που δεν περιέχουν στοιχεία χρωμίου και δεν περιέχουν πτητικά οργανικά συστατικά είναι η κατεύθυνση ανάπτυξης των μονωτικών επιφανειών από χάλυβα πυριτίου.