ОКСИД МАГНИЯ ДЛЯ ОТЖИГОВОГО СЕПАРАТОРА И АНИЗОТРОПНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЛИСТОВАЯ СТАЛЬ
MAGNESIUM OXIDE FOR ANNEALING SEPARATOR AND ANISOTROPIC ELECTRICAL STEEL PLATE

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к оксиду магния для отжигового сепаратора и к анизотропной электротехнической листовой стали.
Предпосылки изобретения
2
2
4
[0002] Анизотропную электротехническую листовую сталь, использующуюся для трансформаторов и генераторов, обычно производят горячей прокаткой кремнистой стали, содержащей примерно 3% кремния (Si), холодной прокаткой листовой стали до конечной толщины, обезуглероживающим отжигом и окончательным отжигом листовой стали. При обезуглероживающем отжиге (отжиге для первичной рекристаллизации) на поверхности листовой стали образуется пленка диоксида кремния, на поверхность наносят суспензию, содержащую оксид магния для отжигового сепаратора, и сушат, и листовую сталь сматывают в рулон и подвергают окончательному отжигу, при котором диоксид кремния (SiO) реагирует с оксидом магния (MgO), образуя пленку форстерита (MgSiO) на поверхности листовой стали. Эта пленка форстерита создает натяжение поверхности листовой стали, снижает потери в сердечнике, улучшая магнитные свойства, а также придает листовой стали изолирующие свойства.
3
[0003] С целью улучшения характеристик анизотропной электротехнической листовой стали исследовали следовые компоненты, содержащиеся в оксиде магния для отжигового сепаратора. В качестве некоторых следовых компонентов, которые добавляют в контролируемых количествах в оксид магния для отжигового сепаратора, можно назвать оксид кальция (CaO), бор (B), сульфит (SO), фтор (F) и хлор (Cl). Кроме того, предпринимались попытки исследовать не только содержания следовых компонентов, но и структуры соединений, содержащих элементы следовых компонентов, в оксиде магния для отжигового сепаратора.
3
2
3
[0004] Например, в патентном документе 1 описывается оксид магния для отжигового сепаратора, имеющий особые содержания CaO и B. Далее, в патентном документе 2 описывается оксид магния для отжигового сепаратора, который содержит особые количества хлоридов, таких как хлориды Mg и Ca, и имеет особое отношение B к хлоридам. В патентном документе 3 и патентном документе 4 описан оксид магния для отжигового сепаратора, который имеет особые содержания CaO, SO, галогена и B в оксиде магния для отжигового сепаратора. Проводились исследования, в которых определяли и другие свойства оксида магния для отжигового сепаратора. Например, в патентном документе 5 описан оксид магния для отжигового сепаратора, имеющий множество контролируемых физических свойств, включая содержания CaO, CO, SO, K, Na и B.
3
[0005] В патентном документе 6 описан способ получения анизотропной электротехнической листовой стали, в котором используется оксид магния с особыми содержаниями Cl и SO. В патентном документе 7 описан отжиговый сепаратор для анизотропной электротехнической листовой стали, который имеет особые содержания F и Cl и особые свойства.
[0006] Имеется несколько изобретений, которые были сфокусированы, помимо следовых компонентов, на активность, основанную на скорости реакции частиц оксида магния с кислотой, а именно, на активность к лимонной кислоте (CAA). Параметр CAA выражается как время, необходимое для нейтрализации 0,4н водного раствора лимонной кислоты, содержащего фенолфталеин в качестве индикатора, когда его смешивают с эквивалентом конечной реакции оксида магния и полученную смесь перемешивают при заданной температуре (например, 303K). Эмпирически известно, что CAA может служить показателем для оценки оксида магния, использующегося в качестве отжигового сепаратора для анизотропной электротехнической листовой стали.
[0007] В патентном документе 8 описано изобретение, относящееся к распределению CAA при конкретных реакционных эквивалентах оксида магния. В частности, изобретение направлено на оксид магния для отжигового сепаратора, активность которого контролируется так, чтобы величина CAA всегда лежала в узком диапазоне в любом случае, в котором конечная степень реакции составляет 20%, 40%, 60% и 70%. Далее, в патентном документе 9 и патентном документе 10 описываются изобретения, направленные на оксид магния для отжигового сепаратора, у которого активность при 40% CAA и 80% CAA и другие свойства, такие как размер частиц и удельная поверхность, ограничены заданными диапазонами. Кроме того, в патентном документе 11 описывается изобретение, относящееся к отжиговому сепаратору для анизотропной электротехнической листовой стали, у которого такие свойства, как 70% CAA, отношение 70% CAA/40% CAA, размер частиц и удельная поверхность ограничены заданными диапазонами. Во всех этих изобретениях контролируются гидратируемость и реакционная способность частиц оксида магния.
Список цитирования
Патентная литература
[0008]
Патентный документ 1: Японская патентная публикация H04-025349
Патентный документ 2: Патент Японии 2690841
Патентный документ 3: Японская патентная публикация S54-014566
Патентный документ 4: Патент Японии 3043975
Патентный документ 5: Публикация японской патентной заявки H10-88244
Патентный документ 6: Патент Японии 3021241
Патентный документ 7: Патент Японии 3091096
Патентный документ 8: Японская патентная публикация S57-045472
Патентный документ 9: Патент Японии 2650817
Патентный документ 10: Патент Японии 4192282
Патентный документ 11: Патент Японии 3650525
Сущность изобретения
Техническая задача
[0009] На магнитные и изолирующие свойства анизотропной электротехнической листовой стали, а также на ее рыночную стоимость влияют характеристики пленки форстерита, в частности, следующие четыре момента: (a) формируемость пленки форстерита (степень образования пленки форстерита), (b) внешний вид пленки, (c) адгезия пленки и (d) удаляемость кислотой непрореагировавшего оксида магния. Другими словами, свойства и цена анизотропной электротехнической листовой стали зависит от характеристик оксида магния для отжигового сепаратора, используемого для образования пленки форстерита.
[0010] К сожалению, обычные виды оксидов магния для отжигового сепаратора являются ненадежными с учетом того, что нельзя в полной мере избежать появления дефектных пленок на анизотропной электротехнической листовой стали и что эффектов невозможно добиваться постоянно. Таким образом, оксид магния для отжигового сепаратора, обладающий достаточной эффективностью, еще не разработан.
[0011] Как упоминалось выше, в патентных документах 1-5 описываются попытки исследовать структуры соединений следовых элементов, содержащихся в оксидах магния для отжиговых сепараторов. Однако использование описанных в этих документах оксидов магния для отжигового сепаратора приводит к пленкам форстерита, имеющим низкую адгезию или плохую удаляемость кислотой непрореагировавшего оксида магния.
[0012] Оксиды магния для отжигового сепаратора, описанные в патентных документах 6 и 7, были разработаны с упором на эффект галогена, в частности фтора, в промотировании образования пленки форстерита. Оксиды магния, описанные в этих документах, демонстрируют постоянные эффекты образования пленки форстерита, но их эффекты все еще неудовлетворительны.
[0013] Как обсуждалось выше, было сделано множество попыток контролировать различные физические свойства оксида магния для отжигового сепаратора, чтобы достичь постоянных эффектов промотирования образования пленки форстерита и улучшить качество пленки форстерита. Однако существует потребность в дальнейшем повышении качества с тем, чтобы оксид магния для отжигового сепаратора в достаточной мере удовлетворял вышеописанным требованиям (a)-(d).
[0014] Активность оксида магния, указываемая параметром CAA, является индикатором реакционной способности в твердофазно-жидкофазной реакции между оксидом магния и лимонной кислотой. В этой твердофазно-жидкофазной реакции поверхностная свободная энергия выше, и активность повышается с увеличением числа реакционных центров твердой фазы, то есть с уменьшением размера частиц оксида магния и с увеличением их удельной поверхности. Однако, такие порошкообразные частицы, как частицы оксида магния, не всегда присутствуют как единичные частицы и во многих случаях агрегируют и слипаются, образуя, в зависимости от способов получения, агглютинированные частицы. В случае, когда частицы представляют собой скопления агрегированных и агглютинированных частиц, измеряемое значение CAA не отражает структуру частиц как агрегатов. Таким образом, реакционная способность отжигового сепаратора не может быть точно представлена только параметром CAA.
[0015] Кроме того, CAA только эмпирически моделирует реакционную способность в твердофазно-твердофазной реакции между диоксидом кремния и оксидом магния, которая фактически протекает на поверхности электротехнической листовой стали, на основе реакционной способности в твердофазно-жидкофазной реакции между оксидом магния и лимонной кислотой. В отличие от твердофазно-жидкофазной реакции, на реакцию образования форстерита, являющуюся твердофазно-твердофазной реакцией, будет существенно влиять агрегатная структура частиц оксида магния, обычно, например, число контактов между пленкой диоксида кремния и частицами оксида магния. В частности, когда число контактов, зависящее от структуры агрегированных частиц, мало, реакция будет недостаточной, даже если частицы оксида магния имеют активную поверхность. С другой стороны, при большом числе контактов реакция может идти в достаточной степени, даже если поверхность частиц оксида магния является неактивной.
[0016] Как описано выше, параметр CAA, использующийся как индикатор характеристик отжигового сепаратора для электротехнической листовой стали, может использоваться для оценки реакционной способности оксида магния только в ограниченных условиях, и не всегда по этому индикатору можно оценить реакционную способность в твердофазно-твердофазной реакции, которая протекает фактически на поверхности электротехнической листовой стали. Таким образом, оказалось, что метод, позволяющий контролировать твердофазно-твердофазную реакцию с учетом агрегатной структуры порошкообразных частиц, позволяет оксиду магния, даже если он имеет низкую активность согласно оценке CAA, иметь агрегатную структуру частиц, подходящую для отжигового сепаратора. Кроме того, такой метод, контролирующий твердофазно-твердофазную реакцию с учетом агрегатной структуры порошкообразных частиц, позволяет выбрать оксид магния, который может обеспечить возможность получения анизотропной электротехнической листовой стали с улучшенными магнитными и изолирующими свойствами, из оксидов магния, обладающих высокой активностью согласно оценкам CAA.
[0017] Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить оксид магния для отжигового сепаратора, применимый для получения анизотропной электротехнической листовой стали с отличными магнитными и изолирующими свойствами. Более конкретно, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить оксид магния для отжигового сепаратора, который может образовывать пленку форстерита, обладающую отличными характеристиками в отношении степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния на поверхности листовой стали.
Решение проблемы
[0018] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что анизотропную электротехническую листовую сталь с отличными магнитными и изолирующими свойствами можно получить, контролируя удельную поверхность по Блейну и параметр CAA оксида магния для отжигового сепаратора в заданных диапазонах. Авторы настоящего изобретения совершили настоящее изобретение на основе этих сведений.
3
3
2
[0019] В одном аспекте настоящее изобретение относится к оксиду магния для отжигового сепаратора, имеющему удельную поверхность по Блейну от 2,5·10 до 7,0·10 м/кг и CAA от 50 до 170 секунд.
[0020] Использование оксида магния для отжигового сепаратора согласно настоящему изобретению позволяет получить анизотропную электротехническую листовую сталь, имеющую отличные магнитные и изолирующие свойства. В частности, на поверхности листовой стали можно образовать пленку форстерита, имеющую отличные характеристики в отношении степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния.
[0021] Предпочтительно, оксид магния для отжигового сепаратора по настоящему изобретению содержит от 0,04 до 0,15 мас.% бора и имеет содержание хлора не более 0,05 мас.%. Ограничивая содержания бора и хлора заданными диапазонами, можно более надежно получать оксид магния для отжигового сепаратора, который можно использовать для получения анизотропной электротехнической листовой стали с отличными магнитными и изолирующими свойствами.
[0022] В другом аспекте настоящее изобретение относится к отжиговому сепаратору, содержащему вышеописанный оксид магния для отжигового сепаратора. Используя отжиговый сепаратор по настоящему изобретению, можно получать анизотропную электротехническую листовую сталь с отличными магнитными и изолирующими свойствами.
[0023] В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения анизотропной электротехнической листовой стали, включающему стадию образования пленки диоксида кремния на поверхности листовой стали и стадию образования пленки форстерита на поверхности листовой стали нанесением вышеназванного отжигового сепаратора на поверхность пленки диоксида кремния и отжигом листовой стали. Способом по настоящему изобретению можно получить анизотропную электротехническую листовую сталь с отличными магнитными и изолирующими свойствами.
Выгодные эффекты изобретения
[0024] Согласно настоящему изобретению можно получить оксид магния для отжигового сепаратора, который может применяться для получения анизотропной электротехнической листовой стали с отличными магнитными и изолирующими свойствами. Более точно, согласно настоящему изобретению оксид магния для отжигового сепаратора может образовывать пленку форстерита, имеющую отличные характеристики в отношении степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния с поверхности листовой стали.
Описание вариантов осуществления
3
3
2
[0025] Оксид магния для отжигового сепаратора согласно настоящему изобретению имеет удельную поверхность по Блейну от 2,0·10 до 7,0·10 м/кг и CAA от 50 до 170 секунд. При этом удельная поверхность по Блейну представляет собой удельную поверхность, измеренную методом Блейна, описанным в стандарте JIS R5201:2015 "8.1. Определение удельной поверхности". При этом "активность к лимонной кислоте" (CAA) означает время, необходимое для того, чтобы 0,4н водный раствор лимонной кислоты достиг конца реакции, когда его смешивают с 40% эквивалентом конечной реакции оксида магния и эту смесь перемешивают при температуре 303K, то есть время, необходимое для израсходования лимонной кислоты и нейтрализации раствора.
[0026] В методе Блейна удельную поверхность измеряют, пропуская воздух через слой уплотненных частиц. Из-за этого данным методом нельзя измерить площадь поверхности мелких пор, которые недоступны для потока воздуха. Таким образом, метод Блейна может измерять удельную поверхность (удельную поверхность по Блейну) лишь агрегированных частиц без учета площади поверхности первичных частиц, образующих агрегированные частицы.
[0027] CAA эмпирически моделирует реакционную способность в твердофазно-твердофазной реакции между диоксидом кремния и оксидом магния, которая фактически протекает на поверхности электротехнической листовой стали, на основе твердофазно-жидкофазной реакции. Таким образом можно измерить реакционную способность частиц оксида магния, включая первичные частицы.
3
2
[0028] Когда удельная поверхность по Блейну у оксида магния меньше 2,5·10 м/кг, агрегированные частицы оксида магния являются чрезмерно крупными и имеют меньше контактов со стальным листом и становятся менее реакционноспособными, что приводит к снижению (a) степени образования пленки форстерита. Далее, поскольку образуется пленка форстерита, содержащая крупные частицы агрегированного оксида магния, ее толщина является неоднородной. Следовательно, (b) внешний вид пленки и/или (c) адгезия пленки форстерита на анизотропной электротехнической листовой стали ухудшается.
3
2
[0029] Когда удельная поверхность по Блейну у оксида магния превышает 7,0·10 м/кг, агрегированные частицы оксида магния слишком малы по размеру и имеют больше контактов с листовой сталью, и становятся слишком реакционноспособными, что не позволяет образовать однородную пленку форстерита. Следовательно, (b) внешний вид пленки и/или (c) адгезия пленки форстерита на анизотропной электротехнической листовой стали ухудшается.
[0030] Когда CAA оксида магния составляет более 170 секунд, размер первичных частиц оксида магния является слишком большим, так что частицы оксида магния имеют низкую реакционную способность, что приводит к снижению (a) степени образования пленки форстерита. Кроме того, после удаления кислоты остаются остатки, так как частицы слишком крупные. То есть, (d) удаляемость кислотой низкая.
[0031] Когда CAA оксида магния меньше 50 секунд, размер первичных частиц оксида магния слишком мал, так что частицы оксида магния демонстрируют слишком высокую реакционную способность и не позволяют образовать однородную пленку форстерита. Следовательно, (b) внешний вид пленки и/или (c) адгезия пленки форстерита ухудшается.
[0032] Как описано выше, благодаря контролю удельной поверхности по Блейну и CAA агрегированных частиц оксида магния, настоящее изобретение позволяет добиться с высокой надежностью отличной способности к образованию пленки форстерита, какую невозможно получить с обычными оксидами магния для отжигового сепаратора. При этом отличная способность к образованию пленки форстерита указывается уровнями степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния при получении анизотропной электротехнической листовой стали.
[0033] Используя оксид магния для отжигового сепаратора по настоящему изобретению, можно получить анизотропную электротехническую листовую сталь, имеющую отличные изолирующие и магнитные свойства.
[0034] В настоящем изобретении оксид магния можно получить известным способом. Например, оксид магния можно получить таким способом, при котором добавляют суспензию гидроксида кальция к и проводят его реакцию с водным раствором хлорида магния как исходным материалом с образованием гидроксида магния, далее гидроксид магния отфильтровывают, промывают водой, сушат и обжигают в нагревательной печи, получая оксид магния, с последующим измельчением полученного оксида магния до желаемого размера частиц.
[0035] Гидроксид кальция можно заменить соединением щелочного металла с гидроксилом, таким как гидроксид натрия и гидроксид калия. Альтернативно, оксид магния можно получить с помощью процесса Амана (Aman), в котором содержащий хлорид магния водный раствор, такой как морская вода, рассол и рапа, вводят в реактор и получают оксид магния и хлороводород напрямую при 1773-2273K, с последующим измельчением полученного оксида магния до желаемого размера частиц.
[0036] Альтернативно, оксид магния можно получить путем гидратации оксида магния, полученного в результате обжига минерального магнезита, и обжига полученного гидроксида магния с последующим измельчением полученного оксида магния до желаемого размера частиц.
[0037] В настоящем изобретении удельную поверхность по Блейну и CAA оксида магния можно регулировать следующим образом. Удельную поверхность по Блейну и CAA оксида магния можно корректировать путем регулирования температуры реакции и концентрации источника щелочи в процессе получения гидроксида магния, тем самым контролируя размер первичных частиц и размер вторичных частиц гидроксида магния. Альтернативно, удельную поверхность по Блейну и CAA оксида магния можно регулировать путем управления температурой и временем обжига гидроксида магния, имеющего контролируемый размер частиц. Альтернативно, удельную поверхность по Блейну и CAA можно регулировать, измеряя удельную поверхность по Блейну и CAA после операции измельчения и проводя обжиг несколько раз. Далее, удельную поверхность по Блейну и CAA оксида магния можно регулировать, измельчая обожженный оксид магния с использованием измельчителя, такого как щековая дробилка, барабанная дробилка, конусная дробилка, ударная дробилка, валковая дробилка, режущая мельница, толчея, кольцевая мельница, вальцовая мельница, струйная мельница, молотковая мельница, ротационная мельница, вибрационная мельница, планетарная мельница и шаровая мельница.
[0038] Удельную поверхность по Блейну и CAA оксида магния можно регулировать путем классификации частиц оксида магния с использованием классификатора, чтобы получить желаемую удельную поверхность по Блейну и CAA.
[0039] Оптимальные условия измельчителя для получения диапазонов удельной поверхности по Блейну и CAA оксида магния по настоящему изобретению меняются в зависимости от типа и производительности (мощности) измельчителя. При повышении интенсивности измельчения удельная поверхность по Блейну и активность CAA повышаются. Напротив, при снижении интенсивности измельчения удельная поверхность по Блейну и активность CAA снижаются. Использование классификатора требуется не всегда, но их совместное использование позволяет контролировать эти свойства в более широком диапазоне.
[0040] В случае, когда полученный вышеуказанным способом оксид магния анализируют и оказывается, что он имеет чрезмерно большую удельную поверхность по Блейну и/или чрезмерно высокую CAA, эти свойства можно регулировать путем объединения и смешивания такого оксида магния с другим оксидом магния, имеющим меньшую удельную поверхность по Блейну и/или меньшую CAA.
3
3
2
3
3
2
3
3
2
[0041] Оксид магния для отжигового сепаратора по настоящему изобретению предпочтительно имеет удельную поверхность по БЭТ от 12,0·10 до 25,0·10 м/кг, более предпочтительно от 12,0·10 до 23,0·10 м/кг, а еще более предпочтительно от 14,0·10 до 20,0·10 м/кг. При этом удельная поверхность по БЭТ представляет собой удельную поверхность, измеренную методом адсорбции газообразного азота (методом БЭТ). Когда удельная поверхность по БЭТ находится в вышеуказанном диапазоне, оксид магния имеет подходящий размер первичных частиц.
[0042] В настоящем изобретении содержания следовых компонентов можно контролировать во время стадий получения сырого продукта. В таком случае следовые компоненты можно добавлять во влажном состоянии. Более точно, используя в качестве исходного материала, например, водный раствор хлорида магния, имеющий проанализированные заранее содержания следовых компонентов, на стадии образования гидроксида магния путем добавления щелочного водного раствора или суспензии, содержащих гидроксильную группу, в водный раствор хлорида магния и проведения их реакции друг с другом можно регулировать содержания следовых компонентов в заданных диапазонах. Например, когда добавляют кальций (Ca), можно использовать кальций в форме оксида, гидроксида, карбонатной соли, нитратной соли, сульфатной соли, силикатной соли и фосфатной соли. Когда добавляют фосфор (P), можно использовать фосфорную кислоту, метафосфорную кислоту, фосфоновую кислоту и фосфористую кислоту, а также их соли со щелочным металлом, со щелочноземельным металлом и их аммониевые соли. Когда добавляют бор (B), можно использовать борную кислоту, боратные соли щелочного металла, боратные соли аммония, метаборатные соли щелочного металла, диоксид бора и т.д. Когда добавляют серу (S), можно использовать серную кислоту и сернистую кислоту, а также их соли со щелочным металлом, со щелочноземельным металлом и их аммониевые соли. Когда добавляют фтор (F), можно использовать фторид магния и т.п. Когда добавляют хлор (Cl), можно использовать хлорид магния и т.п. Когда добавляют кремний (Si), можно использовать силикатные соли щелочного металла, силикатные соли щелочноземельного металла и коллоидный диоксид кремния.
[0043] В настоящем изобретении содержания следовых компонентов можно контролировать во время стадий получения сырого продукта. В таком случае следовые компоненты можно добавлять во влажном состоянии. Более точно, например, используя в качестве исходного материала водный раствор хлорида магния, имеющий заранее проанализированные содержания следовых компонентов, во время стадии образования гидроксида магния путем добавления щелочного водного раствора или суспензии с гидроксильной группой в водный раствор хлорида магния и проведения их реакции друг с другом, можно отрегулировать содержания следовых компонентов в заданных диапазонах. Например, когда добавляют кальций (Ca), можно использовать кальций в форме оксида, гидроксида, карбонатной соли, нитратной соли, сульфатной соли, силикатной соли и фосфатной соли. Когда добавляют фосфор (P), можно использовать фосфорную кислоту, метафосфорную кислоту, фосфоновую кислоту и фосфористую кислоту, а также их соли со щелочным металлом, со щелочноземельным металлом и их аммониевые соли. Когда добавляют бор (B), можно использовать борную кислоту, боратные соли щелочного металла, боратные соли аммония, метаборатные соли щелочного металла, диоксид бора и т.д. Когда добавляют серу (S), можно использовать серную кислоту и сернистую кислоту, а также их соли со щелочным металлом, со щелочноземельным металлом и их аммониевые соли. Когда добавляют фтор (F), можно использовать фторид магния и т.п. Когда добавляют хлор (Cl), можно использовать хлорид магния и т.п. Когда добавляют кремний (Si), можно использовать силикатные соли щелочного металла, силикатные соли щелочноземельного металла и коллоидный диоксид кремния.
2
3
3
[0044] Оксид магния по настоящему изобретению может содержать такие следовые компоненты, как кальций (Ca), фосфор (P), бор (B), сера (S), фтор (F) и хлор (Cl). Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит кальций (Ca), содержание кальция предпочтительно составляет от 0,2 до 2,0 мас.% в пересчете на CaO. Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит фосфор (P), содержание фосфора предпочтительно составляет от 0,03 до 0,15 мас.% в пересчете на PO. Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит бор (B), содержание бора предпочтительно составляет от 0,04 до 0,15 мас.%. Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит серу (S), содержание серы предпочтительно составляет от 0,01 до 1,5 мас.% в пересчете на SO. Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит фтор (F), содержание фтора предпочтительно составляет не более 0,05 мас.%. Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит хлор (Cl), содержание хлора предпочтительно составляет не более 0,05 мас.%. Когда оксид магния по настоящему изобретению содержит кремний (Si), содержание кремния предпочтительно составляет от 0,05 до 0,5 мас.%. При этом "мас.%" в настоящем описании означает то же самое, что и массовый %.
[0045] Содержания следовых компонентов в настоящем изобретении можно также контролировать путем удаления таких компонентов во время стадий получения сырого продукта. В таком случае следовые компоненты можно удалить, добавляя кислоту на вышеуказанной стадии образования гидроксида магния, или проводя неоднократную фильтрацию и промывку продукта водой после вышеуказанной стадии образования гидроксида магния.
[0046] Далее, содержания следовых компонентов можно контролировать до окончательного обжига полученного продукта, такого как гидроксид магния. В этом случае их можно контролировать путем проведения анализа полученного гидроксида магния, чтобы определить содержания следовых элементов, и дополнения каких-то следовых компонентов или, если какие-то следовые элементы присутствуют в чрезмерно больших количествах, объединения и смешивания гидроксида магния с другим гидроксидом магния, имеющим более низкие содержания таких следовых элементов, с последующим обжигом.
2
4
[0047] Анизотропную электротехническую листовую сталь по настоящему изобретению можно изготовить следующим способом. Листовую сталь для анизотропной электротехнической листовой стали можно получить путем горячей прокатки сляба кремнистой стали, содержащей 2,5-4,5% кремния (Si), травления листовой стали и доведения толщины листовой стали до заданного значения, проводя сильную холодную прокатку или два прохода холодной прокатки с промежуточным отжигом между проходами. Далее, рулон холоднокатаной листовой стали подвергают рекристаллизационному отжигу, который также служит для обезуглероживания, во влажной водородной атмосфере при 923-1173K. Во время этого процесса на поверхности листовой стали образуется оксидная пленка на основе диоксида кремния. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид магния для отжигового сепаратора по настоящему изобретению, однородно диспергируют в воде, получая суспензию. Эту суспензию наносят сплошным слоем на поверхность покрытой оксидом листовой стали способом нанесения валиком или способом распыления и сушат при температуре примерно 573K. Обработанную таким образом листовую сталь подвергают окончательному отжигу, например, при 1473K в течение 20 часов, формируя пленку форстерита (пленку MgSiO) на поверхности листовой стали. Пленка форстерита является изолирующей пленкой, а также придает натяжение поверхности листовой стали и снижает потери в сердечнике из анизотропной электротехнической листовой стали, улучшая магнитные свойства.
Примеры
[0048] Ниже настоящее изобретение будет описано подробно на примерах. Однако следует понимать, что эти примеры никоим образом не ограничивают объем изобретения.
Методы испытаний
(1) Метод измерения удельной поверхности по Блейну
[0049] Удельную поверхность по Блейну измеряли в соответствии со стандартом JIS R5201:2015 (8. Определение тонкости помола, 8.1. Определение удельной поверхности), используя аппарат Блейна для определения воздухопроницаемости (C-202B производства Nishinihon Shikenki). Измерение проводили при комнатной температуре 298±1K, а пористость устанавливали на уровне 0,80.
(2) Метод измерения содержания бора (B)
[0050] Образец для измерений добавляли в 12н соляную кислоту (х.ч.) и полностью растворяли при нагревании. Затем измеряли содержание бора (B), используя оптико-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой (PS3520 VDD производства Hitachi High-Tech Science Corp.).
(3) Метод измерения содержания хлора (Cl)
[0051] Содержание хлора (Cl) измеряли, растворяя образец в кислоте и определяя массу с помощью спектрофотометра (UV-2550 производства Shimadzu Corporation), тем самым рассчитывая концентрацию в образце.
(4) Метод измерения CAA
-4
3
-6
3
-4
3
[0052] 1·10 м 0,4н раствора лимонной кислоты и подходящее количество (2·10 м) 1%-ого раствора фенолфталеина в качестве индикатора добавляли в химический стакан объемом 2·10 м. В раствор лимонной кислоты добавляли эквивалент 40% конечной реакции оксида магния и смесь перемешивали магнитной мешалкой на 700 об/мин, контролируя температуру жидкости на 303K. Измеряли время, необходимое для завершения реакции, то есть время, требующееся для израсходования лимонной кислоты и нейтрализации раствора.
(5) Степень образования пленки форстерита
2
2
4
-3
-3
-3
[0053] Учитывая механизм образования форстерита, представленный уравнением реакции: 2MgO+SiO → MgSiO, готовили смесь, содержащую порошок оксида магния и аморфный диоксид кремния в мольном отношении 2:1. Смесь весом 0,8·10 кг формовали под давлением 50 МПа, получая формованное тело, имеющее диаметр 15·10 м и высоту примерно 3·10 м. Далее, эту прессовку обжигали в атмосфере азота при 1473K в течение 4,0 часов. Количество образовавшегося в спеченном теле форстерита количественно анализировали методом рентгеновской дифрактометрии. Вероятно, что степень образования в 90% или выше указывает на то, что оксид магния имеет достаточную реакционную способность и будет образовывать качественную пленку форстерита.
(6) Внешний вид пленки форстерита
-3
-3
2
[0054] Образцы для тестирования внешнего вида пленки форстерита, адгезии пленки форстерита адгезия и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния отбирали из листовой стали, полученной горячей прокаткой и холодной прокаткой сляба кремнистой стали для анизотропной электротехнической листовой стали известным образом до конечной толщины 0,28·10 м и последующим обезуглероживающим отжигом листовой стали во влажной атмосфере, содержащей 25% азота плюс 75% водорода. Химический состав листовой стали перед обезуглероживающим отжигом включал, в мас.%, C: 0,01%, Si: 3,29%, Mn: 0,09%, Al: 0,03%, S: 0,07% и N: 0,0053%, остальное – Fe и неизбежные примеси. На электротехническую листовую сталь наносили оксид магния и исследовали характеристики пленки форстерита. Более точно, суспензию оксида магния по настоящему изобретению или оксида магния по сравнительному примеру наносили на листовую сталь так, чтобы сухой вес составлял 14·10 кг/м. После сушки проводили окончательный отжиг при 1473K в течение 20 часов. По завершении окончательного отжига листовую сталь охлаждали, промывали водой, травили водным раствором соляной кислоты, снова промывали водой и сушили. Внешний вид пленки оценивали по отношению к пленке после промывки. Более конкретно, внешний вид оценивали следующим образом: ставили оценку , когда образовывалась серая однородная пленка форстерита большой толщины; ставили оценку , когда пленка была однородной, но немного тоньше; ставили оценку Δ, когда пленка была неоднородной и тонкой, но покрывала нижележащую листовую сталь без обнажений; и ставили оценку ×, когда пленка была неоднородной и очень тонкой, и имелись участки, где была видна обнаженная нижележащая листовая сталь.
(7) Адгезия пленки форстерита
[0055] Адгезию пленки форстерита оценивали по состоянию пленки перед промывкой. Более конкретно, адгезию оценивали следующим образом: ставили оценку , когда пленка была однородной и не имела отслоений; ставили оценку, когда пленка была чуть неоднородной, но не имела отслоений; ставили оценку Δ, когда пленка была неоднородной и отслаивалась, оставляя дырочки; и ставили оценку ×, когда пленка была неоднородной и была заметно отслоившейся.
(8) Удаляемость кислотой непрореагировавшего оксида магния
[0056] Удаляемость кислотой непрореагировавшего оксида магния (кратко называемая также "удаляемость кислотой") оценивали по состоянию пленки после промывки. Более точно, удаляемость кислотой оценивали следующим образом: ставили оценку , когда непрореагировавший оксид магния был удален полностью; ставили оценку, когда пленка имела разную насыщенность цвета из-за небольшого остатка непрореагировавшего оксида магния, хотя видимых остатков непрореагировавшего оксида магния не имелось; ставили оценку Δ, когда были видны точки непрореагировавшего оксида магния; и ставили оценку ×, когда непрореагировавший оксид магния оставался заметным.
Примеры синтеза с использованием реагентов
Пример синтеза 1
3
3
3
3
-3
3
3
3
3
2
2
2
[0057] Хлорид магния (х.ч.) растворяли в чистой воде, получая водный раствор хлорида магния концентрацией 0,5·10 моль/м. Далее, гидроксид кальция (х.ч.) добавляли в чистую воду с получением дисперсии гидроксида кальция концентрацией 0,5·10 моль/м. Водный раствор хлорида магния и дисперсию гидроксида кальция смешивали, получая 1,0·10 м жидкой смеси, содержащей MgCl/Ca(OH) в мольном отношении 1,1. После этого водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в жидкую смесь так, чтобы содержание бора (B) в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 363K в течение 5,5 часов при перемешивании смеси на 600 об/мин четырехлопастной мешалкой, получая в результате суспензию гидроксида магния. После этого суспензию гидроксида магния фильтровали. Остаток промывали 100-кратной массой чистой воды от массы ожидаемого гидроксида магния и сушили при 378K в течение 12 часов, получая порошок гидроксида магния. затем полученный порошок гидроксида магния обжигали в электрической печи при 1373K в течение 2,5 часов. В результате получали оксид магния, имеющий удельную поверхность по Блейну 1,4·10 м/кг и CAA 172 секунды.
Пример синтеза 2
3
3
3
3
-3
3
3
3
3
2
2
2
[0058] Хлорид магния (х.ч.) растворяли в чистой воде, получая водный раствор хлорида магния концентрацией 0,5·10 моль/м. Далее, гидроксид кальция (х.ч.) добавляли в чистую воду с получением дисперсии гидроксида кальция концентрацией 0,5·10 моль/м. Водный раствор хлорида магния и дисперсию гидроксида кальция смешивали, получая 1,0·10 м жидкой смеси, содержащей MgCl/Ca(OH) в мольном отношении 1,1. После этого водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в жидкую смесь так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 363K в течение 6,0 часов при перемешивании смеси на 300 об/мин четырехлопастной мешалкой, получая в результате суспензию гидроксида магния. После этого суспензию гидроксида магния фильтровали. Остаток промывали 40-кратной массой чистой воды от массы ожидаемого гидроксида магния и сушили при 378K в течение 12 часов, получая порошок гидроксида магния. Полученный порошок гидроксида магния обжигали в электрической печи при 1173K в течение 1 часа. В результате получали оксид магния, имеющий удельную поверхность по Блейну 2,0·10 м/кг и CAA 89 секунд.
Пример синтеза 3
3
3
3
3
-3
3
3
3
3
2
2
2
[0059] Хлорид магния (х.ч.) растворяли в чистой воде, получая водный раствор хлорида магния концентрацией 0,5·10 моль/м. Далее, гидроксид кальция (х.ч.) добавляли в чистую воду с получением дисперсии гидроксида кальция концентрацией 0,5·10 моль/м. Водный раствор хлорида магния и дисперсию гидроксида кальция смешивали, получая 1,0·10 м жидкой смеси, содержащей MgCl/Ca(OH) в мольном отношении 1,1. После этого водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в жидкую смесь так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 363K в течение 3,0 часов при перемешивании смеси на 600 об/мин четырехлопастной мешалкой, получая в результате суспензию гидроксида магния. После этого суспензию гидроксида магния фильтровали. Остаток промывали 40-кратной массой чистой воды от массы ожидаемого гидроксида магния и сушили при 378K в течение 12 часов, получая порошок гидроксида магния. Полученный порошок гидроксида магния обжигали в электрической печи при 1073K в течение 1,5 часов. В результате получали оксид магния, имеющий удельную поверхность по Блейну 3,2·10 м/кг и CAA 45 секунд.
Пример синтеза 4
3
3
3
3
-3
3
3
3
3
2
2
2
[0060] Хлорид магния (х.ч.) растворяли в чистой воде, получая водный раствор хлорида магния концентрацией 0,5·10 моль/м. Далее, гидроксид кальция (х.ч.) добавляли в чистую воду с получением дисперсии гидроксида кальция концентрацией 0,5·10 моль/м. Водный раствор хлорида магния и дисперсию гидроксида кальция смешивали, получая 1,0·10 м жидкой смеси, содержащей MgCl/Ca(OH) в мольном отношении 1,1. После этого водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в жидкую смесь так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 343K в течение 5,0 часов при перемешивании смеси на 300 об/мин четырехлопастной мешалкой, получая в результате суспензию гидроксида магния. После этого суспензию гидроксида магния фильтровали. Остаток промывали 100-кратной массой чистой воды от массы ожидаемого гидроксида магния и сушили при 378K в течение 12 часов, получая порошок гидроксида магния. Полученный порошок гидроксида магния обжигали в электрической печи при 1123K в течение 1,5 часов. В результате получали оксид магния, имеющий удельную поверхность по Блейну 7,6·10 м/кг и CAA 51 секунду.
Пример синтеза 5
3
3
3
3
-3
3
3
3
3
2
2
2
[0061] Хлорид магния (х.ч.) растворяли в чистой воде, получая водный раствор хлорида магния концентрацией 0,5·10 моль/м. Далее, гидроксид кальция (х.ч.) добавляли в чистую воду с получением дисперсии гидроксида кальция концентрацией 0,5·10 моль/м. Водный раствор хлорида магния и дисперсию гидроксида кальция смешивали, получая 1,0·10 м жидкой смеси, содержащей MgCl/Ca(OH) в мольном отношении 1,1. После этого водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в жидкую смесь так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 363K в течение 6,0 часов при перемешивании смеси на 300 об/мин четырехлопастной мешалкой, получая в результате суспензию гидроксида магния. После этого суспензию гидроксида магния фильтровали. Остаток промывали 100-кратной массой чистой воды от массы ожидаемого гидроксида магния и сушили при 378K в течение 12 часов, получая порошок гидроксида магния. Полученный порошок гидроксида магния обжигали в электрической печи при 1173K в течение 1,5 часов. В результате получали оксид магния, имеющий удельную поверхность по Блейну 7,5·10 м/кг и CAA 85 секунд.
[0062] Таблица 1 показывает компоненты оксидов магния в примерах синтеза 1-5, полученных из реагентов.
Таблица 1
[0063]
Удельная поверхность по Блейну(10<sup>3</sup> м<sup>2</sup>/кг)
CAA(сек)
Химический состав
B (мас.%)
Cl (мас.%)
Пример синтеза 1
1,4
172
0,054
0,029
Пример синтеза 2
2,0
89
0,065
0,030
Пример синтеза 3
3,2
45
0,060
0,025
Пример синтеза 4
7,6
51
0,055
0,023
Пример синтеза 5
7,5
85
0,056
0,024
Примеры и сравнительные примеры с использованием реагентов
Примеры 1-5 и сравнительные примеры 1-5
[0064] Оксиды магния по примерам синтеза 1-5 смешивали в соответствии с приведенными в таблице 2 рецептурами, получив оксиды магния по примерам 1-3 и сравнительным примерам 1-5.
[0065] Все полученные таким образом оксиды магния наносили на обезуглероженную и отожженную листовую сталь и проводили отжиг с образованием пленки форстерита на поверхности листовой стали. Полученные в результате стальные листы анализировали, чтобы оценить степень образования пленки форстерита, внешний вид пленки, адгезию пленки и удаляемость кислотой непрореагировавшего оксида магния. Результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2
[0066]
Соотношение между компонентами
Удельная поверхность по Блейну(10<sup>3</sup> м<sup>2</sup>/кг)
CAA(сек)
Степень образования форстерита (%)
Внешний вид пленки
Адгезия
Удаляемость кислотой
Химический состав
B(мас.%)
Cl(мас.%)
Пример 1
Пример синтеза 3 50 мас.%Пример синтеза 5 50 мас.%
4,4
92
90,4
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,061
0,022
Пример 2
Пример синтеза 2 80 мас.% Пример синтеза 4 20 мас.%
3,2
76
90,6
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,067
0,023
Пример 3
Пример синтеза 2 30 мас.% Пример синтеза 4 70 мас.%
5,8
64
91,2
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,060
0,034
Пример 4
Пример синтеза 1 20 мас.% Пример синтеза 4 80 мас.%
5,7
105
90,3
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,064
0,036
Пример 5
Пример синтеза 1 45 мас.% Пример синтеза 4 55 мас.%
3,1
126
90,8
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,059
0,031
Ср. пример 1
Пример синтеза 1 100 мас.%
1,4
172
79,9
Δ
Δ
×
0,054
0,029
Ср. пример 2
Пример синтеза 2 100 мас.%
2
89
88,4
Δ
×
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,065
0,030
Ср. пример 3
Пример синтеза 3 100 мас.%
3,2
45
90,1
×
Δ
Δ
0,060
0,025
Ср. пример 4
Пример синтеза 4 100 мас.%
7,6
51
88,1
×
×
Δ
0,055
0,023
Ср. пример 5
Пример синтеза 5 100 мас.%
7,5
85
86,4
Δ
Δ
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,056
0,024
[0067] Как видно из таблицы 2, пленки форстерита, образованные с использованием оксида магния (примеры 1-5), которые имели удельную поверхность по Блейну и CAA в пределах заданных диапазонов, были превосходными в отношении всех аспектов: степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния. Таким образом, можно сказать, что эти пленки форстерита являются однородными и достаточно толстыми.
[0068] Напротив, пленки форстерита, образованные с использованием оксида магния (сравнительные примеры 1-5), который был получен без корректировки удельной поверхности по Блейну и CAA оксида магния и, следовательно, имел удельную поверхность по Блейну и CAA вне заданных диапазонов, не удовлетворяли какой-либо из характеристик степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния. В результате желаемые стальные листы получены не были.
Примеры и сравнительные примеры с использованием иных реагентов
Пример 6
3
3
3
3
3
3
3
2
[0069] Водный раствор борной кислоты, доведенный до концентрации 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в рассол так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,07 мас.%. Этот рассол содержал 2,0·10 моль/м ионов магния. В рассол добавляли суспензию гидроксида кальция так, чтобы концентрация гидроксида магния после реакции составляла 2,0·10 моль/м. Реакцию проводили при 323K в течение 7,0 часов при перемешивании смеси на 600 об/мин. После этого смесь фильтровали через фильтр-пресс. Остаток промывали водой и сушили, получив гидроксид магния. Гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1373K в течение 0,5 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 3,8·10 м/кг и CAA 79 секунд.
Пример 7
3
3
3
3
3
3
3
2
[0070] Водный раствор борной кислоты, доведенный до концентрации 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в рассол так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,07 мас.%. Этот рассол содержал 2,0·10 моль/м ионов магния. В рассол добавляли суспензию гидроксида кальция так, чтобы концентрация гидроксида магния после реакции составляла 2,0·10 моль/м, и перемешивали на 600 об/мин. Реакцию проводили при 353K в течение 2,0 часов. После этого смесь фильтровали через фильтр-пресс. Остаток промывали водой и сушили, получив гидроксид магния. Гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1373K в течение 0,5 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 4,1·10 м/кг и CAA 73 секунды.
Пример 8
3
3
3
3
3
3
3
2
[0071] Водный раствор борной кислоты, доведенный до концентрации 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в рассол так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Этот рассол содержал 2,0·10 моль/м ионов магния. В рассол добавляли суспензию гидроксида кальция так, чтобы концентрация гидроксида магния после реакции составляла 1,0·10 моль/м. Реакцию проводили при 333K в течение 20,0 часов при перемешивании смеси на 600 об/мин. После этого смесь фильтровали через фильтр-пресс. Остаток промывали водой и сушили, получив гидроксид магния. Гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1373K в течение 0,5 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 5,3·10 м/кг и CAA 77 секунд.
Пример 9
3
3
3
3
3
2
[0072] Гидроксид кальция добавляли в морскую воду так, чтобы концентрация гидроксида магния после реакции составляла 0,05·10 моль/м. Водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в морскую воду так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 323K в течение 20,0 часов. За 5,0 часов до окончания реакции добавляли 0,02 мас.% полимерного коагулянта. После этого гидроксид магния извлекали путем фильтрации через фильтр-пресс, промывали водой и сушили. Затем гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1373K в течение 1,0 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 3,1·10 м/кг и CAA 90 секунд.
Пример 10
3
3
3
3
3
2
[0073] Гидроксид кальция добавляли в морскую воду так, чтобы концентрация гидроксида магния после реакции составляла 0,05·10 моль/м. Водный раствор борной кислоты, доведенный до 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в морскую воду так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Реакцию проводили при 343K в течение 20,0 часов. За 5 часов до окончания реакции добавляли 0,02 мас.% полимерного коагулянта. После этого гидроксид магния извлекали путем фильтрации через фильтр-пресс, промывали водой и сушили. Затем гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1373K в течение 1 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 4,7·10 м/кг и CAA 93 секунды.
Сравнительный пример 6
3
3
3
3
3
3
3
2
[0074] Водный раствор борной кислоты, доведенный до концентрации 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в морскую воду так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Этот рассол содержал 2,0·10 моль/м ионов магния. Суспензию гидроксида кальция добавляли в рассол так, чтобы концентрация гидроксида кальция после реакции составляла 0,8·10 моль/м, и перемешивали на 600 об/мин. Реакцию проводили при 333K в течение 10,0 часов. После этого смесь фильтровали через фильтр-пресс. Остаток промывали водой и сушили, получая гидроксид магния. Гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1473K в течение 1,0 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 3,3·10 м/кг и CAA 183 секунды.
Сравнительный пример 7
3
3
3
3
3
3
3
2
[0075] Водный раствор борной кислоты, доведенный до концентрации 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в рассол так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Этот рассол содержал 2,0·10 моль/м ионов магния. Суспензию гидроксида кальция добавляли в рассол так, чтобы концентрация гидроксида кальция после реакции составляла 0,8·10 моль/м, и перемешивали на 600 об/мин. Реакцию проводили при 353K в течение 6,0 часов. После этого смесь фильтровали через фильтр-пресс. Остаток промывали водой и сушили, получая гидроксид магния. Гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1473K в течение 0,5 часа, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 2,0·10 м/кг и CAA 133 секунды.
Сравнительный пример 8
3
3
3
3
3
3
3
2
[0076] Водный раствор борной кислоты, доведенный до концентрации 0,3·10 моль/м чистой водой, добавляли в рассол так, чтобы содержание бора в конечном оксиде магния составляло 0,06 мас.%. Этот рассол содержал 2,0·10 моль/м ионов магния. Суспензию гидроксида кальция добавляли в рассол так, чтобы концентрация гидроксида кальция после реакции составляла 0,8·10 моль/м, и перемешивали на 600 об/мин. Реакцию проводили при 343K в течение 8,0 часов. После этого смесь фильтровали через фильтр-пресс. Остаток промывали водой и сушили, получая гидроксид магния. Гидроксид магния обжигали во вращающейся обжиговой печи при 1473K в течение 2,0 часов, получая оксид магния. Полученный оксид магния измельчали в ударной дробилке (струйной мельнице), чтобы довести удельную поверхность по Блейну и удельную поверхность по БЭТ до заданных диапазонов. Конечный оксид магния имел удельную поверхность по Блейну 1,2·10 м/кг и CAA 214 секунд.
[0077] В таблице 3 приведены оксиды магния примеров 6-10 и сравнительных примеров 6-8, полученные как описано выше.
[0078] Полученные оксиды магния наносили на обезуглероженную и отожженную листовую сталь и осуществляли окончательный отжиг с образованием пленки форстерита на поверхности листовой стали. Полученные таким образом стальные листы исследовали для оценки степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния. Результаты приведены в таблице 3.
Таблица 3
[0079]
Удельная поверхность по Блейну(10<sup>3</sup> м<sup>2</sup>/кг)
CAA (сек)
Степень образования форстерита (%)
Внешний вид пленки
Адгезия
Удаляемость кислотой
Химический состав
B(мас.%)
Cl(мас.%)
Пример 6
3,8
79
92,5
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,078
0,020
Пример 7
4,1
73
91,9
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,080
0,020
Пример 8
5,3
77
90,2
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,060
0,027
Пример 9
3,1
90
91,2
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,067
0,021
Пример 10
4,7
93
94,3
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000001.jpg" he="5" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
0,061
0,022
Ср. пример 6
3,3
183
92,2
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000002.jpg" he="4" wi="5" img-content="undefined" img-format="jpg" />
×
0,062
0,027
Ср. пример 7
2,0
133
87,9
×
Δ
Δ
0,061
0,025
Ср. пример 8
1,2
214
85,4
×
×
Δ
0,060
0,026
[0080] Как видно из таблицы 3, пленки форстерита, образованные с использованием оксидов магния (примеры 6-10), которые были синтезированы из морской воды и рассола – промышленного сырья и имели удельную поверхность по Блейну и CAA в заданных диапазонах, показали отличные результаты в отношении степени образования пленки форстерита (90% или выше). Кроме того, эти пленки форстерита четко продемонстрировали отличные характеристики и по всем другим аспектам: внешний вид пленки, адгезия пленки и удаляемость кислотой непрореагировавшего оксида магния.
[0081] Напротив, пленки форстерита, образованные с использованием оксидов магния (сравнительные примеры 6-8), которые были получены без коррекции удельной поверхности по Блейну и CAA оксида магния и, следовательно, имели удельную поверхность по Блейну и CAA вне заданных диапазонов, не удовлетворяли какой-либо из характеристик степени образования пленки форстерита, внешнего вида пленки, адгезии пленки и удаляемости кислотой непрореагировавшего оксида магния. В результате желаемые стальные листы получены не были.
[0082] Исходя из вышеизложенного, было продемонстрировано, что оксид магния для отжигового сепаратора по настоящему изобретению обеспечивает изготовление анизотропной электротехнической листовой стали с отличными изолирующими и магнитными свойствами.