"Séparateur de recuit pour feuillards d'acier au silicium à grains orientés" La présente invention concerne un séparateur de recuit pour feuillards d'acier au silicium à grains orientés. Plus particulièrement, la présente invention concerne un séparateur de recuit permettant de former, sur un noyau, plusieurs enroulements serrés de feuillards d'acier au silicium à grains orientés en vue de les soumettre à un recuit final sans qu'ils adhèrent l'un à l'autre et également sans altérer leurs propriétés magnétiques.
On sait que, dans un feuillard d'acier au silicium à grains orientés, les grains ont un haut degré d'orientation dans le sens d'un axe [001], direction dans laquelle le feuillard d'acier peut être aisément magnétisé et constitue, par conséquent, un matériau magnétique utile pour la fabrication de noyaux en acier pour moteurs ou transformateurs.
On fabrique habituellement un feuillard d'acier au silicium à grains orientés par un procédé comprenant une étape de fabrication d'acier, une étape de laminage à chaud, une étape de laminage à froid, une étape de décarburation et une étape de recuit final. Lors de l'étape de recuit final, le feuillard d'acier au silicium décarburé qui a été transformé en plusieurs feuillards ayant une forme désirée,est soumis à un recuit sous une atmosphère réductrice à une température comprise entre 1.100 et 1.300[deg.]C. Afin d'amener le feuillard d'acier à l'étape de recuit final, on enduit
les pièces d'un séparateur de recuit afin de les empêcher d'adhérer l'une à l'autre. Habituellement, ce séparateur
de recuit est constitué d'un type classique d'oxyde de magnésium. L'oxyde de magnésium peut avoir une excellente résistance à la chaleur. Le séparateur de recuit est non seulement efficace pour empêcher les pièces du feuillard d'acier d'adhérer l'une à l'autre, mais il influence également la recristallisation secondaire des grains et la formation d'une pellicule vitreuse isolante sur les surfaces des feuillards d'acier au cours de l'étape de recuit final.
En conséquence, afin de fabriquer un feuillard d'acier
au silicium soumis à un recuit final et d'une excellente qualité, il importe que ce séparateur de recuit soit également de haute qualité. Afin d'obtenir un séparateur de
recuit de haute qualité, il importe que son procédé de fabrication soit effectué dans des conditions adéquates. Habituellement, on fabrique l'oxyde de magnésium utilisé
dans le séparateur de recuit classique en calcinant de l'hydroxyde de magnésium à une température se situant entre
800 et 900[deg.]C. Il est souhaitable que le séparateur de
recuit ne contienne pas d'impuretés (par exemple, le chlore
et le soufre) qui altèrent la qualité du feuillard d'acier
au silicium à grains orientés. En conséquence, on prépare
le séparateur de recuit classique en calcinant de l'hydroxyde de magnésium ayant un haut degré de pureté. Cet hydroxyde de magnésium rend le séparateur de recuit coûteux.
Le séparateur de recuit classique constitué de l'oxyde de magnésium non calciné est soluble dans l'eau et l'oxyde de magnésium dissous dans l'eau se transforme progressivement en hydroxyde de magnésium, formant ainsi une solution colloidale aqueuse stable. Cette solution colloidale aqueuse de l'hydroxyde de magnésium permet de stabiliser efficacement la bouillie aqueuse de l'oxyde de magnésium.
De même, la solution colloïdale aqueuse de l'hydroxyde de magnésium augmente le pouvoir couvrant de la bouillie aqueuse de l'oxyde de magnésium sur la surface du feuillard d'acier
au silicium. En conséquence, uniquement afin d'empêcher l'adhérence des feuillards d'acier au silicium l'un à l'autre, le séparateur de recuit peut être constitué d'hydroxyde de magnésium seul. Toutefois, l'hydroxyde de magnésium appliqué sur les surfaces des feuillards d'acier au silicium
se décompose, formant ainsi une importante quantité d'eau
au cours de l'étape de recuit final. La formation d'eau donne lieu à une réduction des propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium.
En conséquence, on prépare le séparateur de recuit classique en utilisant un type d'oxyde de magnésium ayant une hydrosolubilité réduite. On prépare ce type d'oxyde de magnésium en calcinant de l'hydroxyde de magnésium à une température se situant entre 800 et 900[deg.]C. Lorsqu'on met le séparateur de recuit du type mentionné ci-dessus en suspension dans l'eau, l'oxyde de magnésium se dissout progressivement dans cette dernière, puis l'oxyde de magnésium dissous se transforme en hydroxyde de magnésium. Quelques heures après le contact entre l'oxyde de magnésium et l'eau, la,quantité totale de l'oxyde de magnésium se dissout dans l'eau et se transforme en hydroxyde de magnésium.
En conséquence, lorsqu'on applique ce type de séparateur de recuit sur le feuillard d'acier au silicium, à mesure que le temps de conservation de la bouillie s'écoule, il se produit des changements dans la teneur en eau du séparateur de recuit déposé sur la surface du feuillard d'acier au silicium. Ces changements donnent lieu à des modifications des propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit ainsi obtenu. Dans le procédé classique, afin d'empêcher l'hydratation de l'oxyde de magnésium en hydroxyde de magnésium,
on conserve la bouillie aqueuse du séparateur de recuit à
une basse température se situant entre 10 et 20[deg.]C. Toutefois, en raison de l'opération effectuée pour maintenir la température de la bouillie aqueuse à une valeur fixe, il devient difficile d'effectuer l'étape d'application de la bouillie aqueuse du séparateur de recuit et l'efficacité de cette étape est réduite.
Un objet de la présente invention est de fournir un séparateur de recuit pour feuillards d'acier au silicium
à grains orientés, ce séparateur de recuit étant non seulement bon marché, mais également efficace pour empêcher la réduction des propriétés magnétiques des feuillards d'acier au silicium au cours d'une opération de recuit final.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un séparateur de recuit pour feuillards d'acier au silicium à grains orientés, ce séparateur de recuit étant appliqué aisément sur ces feuillards.
On peut réaliser les objets mentionnés ci-dessus au moyen du séparateur de recuit de la présente invention qui est constitué d'oxyde de magnésium non hydratant que l'on calcine à une température de 1.300[deg.]C ou plus et qui est sous forme de fines particules dont 70% en poids ou plus ont une granularité de 5 microns ou moins.
L'expression "oxyde de magnésium non hydratant", utilisée dans la présente spécification, désigne un type d'oxyde de magnésium qui n'est pratiquement pas en mesure
de devenir hydratant, même au contact de l'eau.
Dans les dessins annexés :
la figure 1 illustre la relation entre la température de calcination appliquée à l'hydroxyde de magnésium et la teneur en chlore de l'oxyde de magnésium obtenu ; la figure 2 illustre la relation entre le temps de conservation (en heures) d'une bouillie aqueuse d'un séparateur de recuit et le pourcentage d'oxyde de magnésium hydraté, calculé sur la quantité totale de l'oxyde de magnésium utilisé ; la figure 3 illustre la relation entre la granularité des particules d'oxyde de magnésium non hydratant et la granulométrie de ces particules la figure 4 illustre la relation entre le pourcentage d'une fraction constituée des fines particules d'oxyde de magnésium non hydratant d'une granularité de 5 microns ou moins, calculé sur la quantité totale des fines particules d'oxyde de magnésium, et les pertes dans le fer
du feuillard d'acier au silicium obtenu à grains orientés, et la figure 5 illustre la relation entre la vitesse d'un agitateur utilisé pour préparer une bouillie aqueuse d'un séparateur de recuit et la force d'adhérence de la couche de ce séparateur de recuit sur une surface d'un feuillard d'acier au silicium à grains orientés.
Dans le séparateur de recuit de la présente invention, il importe que l'oxyde de magnésium soit du type non hydratant. On prépare l'oxyde de magnésium non hydratant en calcinant de l'hydroxyde de magnésium à une température de
1.300[deg.]C ou plus, de préférence, à une température comprise entre 1.300 et 2.100[deg.]C et, mieux encore, à une température comprise entre 1.500 et 2.100[deg.]C. La température de calcination mentionnée ci-dessus permet de libérer, sous forme d'un gaz, des impuretés telles que le chlore et le soufre, qui sont contenues dans l'hydroxyde de magnésium. En conséquence, l'hydroxyde de magnésium devant être calciné à la température élevée mentionnée ci-dessus peut contenir les impuretés précitées en une quantité relativement importante.
De même, la calcination effectuée à la température élevée de 1.300[deg.]C ou plus donne lieu à la formation de l'oxyde de magnésium
non hydratant.
En se référant à la figure 1 , la teneur en chlore de l'oxyde de magnésium calciné diminue à mesure
que la température de calcination s'élève. Lorsqu'on effectue la calcination à une température de 1.300[deg.]C ou plus,
la teneur en chlore de l'oxyde de magnésium calciné est nulle. En d'autres mots, à une température de calcination de 1.300[deg.]C ou plus, l'oxyde de magnésium calciné ne contient pas de chlore.
On sait que, lorsqu'on met le type classique d'oxyde de magnésium calciné à une température de 900[deg.]C
en suspension dans l'eau à une température de 50[deg.]C pendant
60 minutes, tout en agitant pour former une bouillie aqueuse,
78% en poids de l'oxyde de magnésium sont dissous dans l'eau, puis transformés en hydroxyde de magnésium. De même, on sait qu'immédiatement après cette mise en suspension, 10% en poids seulement de l'oxyde de magnésium mentionné ci-dessus sont dissous dans l'eau. En d'autres mots, au cours de la période de conservation de 60 minutes, la quantité de l'oxyde de magnésium dissous dans l'eau passe de 10% à 78%. Ce changement donne lieu à une modification de la quantité d'eau formée dans le séparateur de recuit appliqué sur le feuillard d'acier au silicium au cours de l'étape de recuit final. Cette modification de la quantité d'eau formée provoque un changement dans les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium soumis à un recuit.
Toutefois, lorsqu'on met un oxyde de magnésium calciné à une température de 1.300[deg.]C ou plus en suspension
<EMI ID=1.1>
2% en poids seulement ou moins de l'oxyde de magnésium
sont hydratés. En d'autres mots, l'oxyde de magnésium calciné à une température de 1.300[deg.]C ou plus n'est pratiquement pas en mesure d'être hydratant. En conséquence, lorsqu'on utilise l'oxyde de magnésium non hydratant
comme séparateur de recuit, la période de conservation de
la bouillie aqueuse de ce dernier ne provoque pas un changement dans les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit.
La figure 2 illustre la relation entre la période de conservation (en heures) d'une bouillie aqueuse d'un séparateur de recuit et le pourcentage d'oxyde de magnésium hydraté, calculé sur la quantité totale de l'oxyde de magnésium utilisé.
En se référant à la figure 2, lorsqu'on prépare une bouillie aqueuse en utilisant un mélange de 90% en poids d'un oxyde de magnésium non hydratant et de 10% en poids d'hydroxyde de magnésium et lorsqu'on conserve la bouillie aqueuse pendant 24 heures à une température de 30[deg.]C, à mesure que le temps de conservation de cette bouillie aqueuse s'écoule, il ne se produit pratiquement aucun changement dans la quantité de l'oxyde de magnésium hydraté. Ce phénomène est indiqué par la ligne A en figure 2. Toutefois, lorsqu'on prépare une bouillie aqueuse à partir d'un type classique d'oxyde de magnésium et lorsqu'on la conserve à une température de 30[deg.]C pendant 24 heures, la courbe B de la figure 2 indique qu'après conservation pendant environ 17 heures, la quantité d'oxyde de magnésium hydraté atteint environ 30%.
De même, la courbe C de la figure 2 indique qu'après conservation pendant environ 21 heures à une température de 15[deg.]C, la quantité d'oxyde de magnésium hydraté atteint environ 22%. En conséquence, afin d'empêcher l'hydratation du type classique d'oxyde de magnésium, il
est nécessaire de maintenir la température de la bouillie aqueuse à une valeur inférieure à 15[deg.]C. De ce fait, la conservation de la bouillie aqueuse devient complexe et coûteuse et, en outre, l'efficacité de l'opération d'application de cette bouillie devient médiocre.
Dans le séparateur de recuit de la présente invention, il importe que l'oxyde de magnésium non hydratant soit sous forme de fines particules dont 70% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins. Le type classique
(disponible dans le commerce) d'oxyde de magnésium calciné est sous forme de particules ayant une granularité moyenne de 30 à 50 microns. La proportion pondérale de particules ayant une granularité de 5 microns ou moins vis-à-vis de la quantité totale des particules n'est que de 20% ou moins.
Lorsqu'on applique le séparateur de recuit sur le feuillard d'acier au silicium et lorsqu'on le soumet ensuite à une étape de recuit final, il forme une pellicule vitreuse. De préférence, cette pellicule vitreuse a une épaisseur se situant entre 5 et 10 microns. En conséquence, afin d'obtenir une pellicule vitreuse ayant une épaisseur uniforme, il est souhaitable que les particules de l'oxyde de magnésium aient une granularité aussi faible que possible. Dans la pratique, afin d'obtenir une pellicule vitreuse d'une épaisseur uniforme, la plus forte granularité des particules de l'oxyde de magnésium doit être de 20 microns ou moins.
Par suite de cette forte granularité des particules d'oxyde de magnésium, les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit sont réduites. En règle générale, on sait que le logarithme de la granularité (en microns) des particules est proportionnel au logarithme de la granulométrie
(en %) de ces particules. Cette relation est illustrée en figure 3. La ligne D de la figure 3 indique que les particules (dont 70% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins) ont une granularité de 20 microns ou moins. En d'autres mots, dans le cas des particules de la ligne D, la plus forte granularité est de 20 microns. La ligne E de la figure 3 indique que, dans le cas de particules dont 53% ont une granularité de 5 microns ou moins, la plus forte granularité est d'environ 30 microns. En conséquence, les particules de la ligne E ne sont pas appropriées pour la formation de la pellicule vitreuse ayant une épaisseur de 10 microns ou moins. La ligne F de la figure 3 indique que, dans le cas
de particules dont 90% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, la plus forte granularité est d'environ
10 microns. En d'autres mots, les particules de la ligne F sont parfaitement appropriées pour la formation de la pellicule vitreuse ayant une épaisseur de 10 microns ou moins.
De même, on sait que, dans le cas de particules dont 50% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, la plus forte granularité est d'environ 40 microns. En conséquence, si l'on utilise ce type de particules pour former la pellicule vitreuse, la pellicule obtenue sera inégale et comportera un certain nombre de piqûres, réduisant ainsi très nettement les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit.
La figure 3 indique également que, dans le cas des particules de la ligne D dont 70% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, 90% en poids ont une granularité de 10 microns ou moins.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, afin de former la pellicule vitreuse ayant une épaisseur uniforme de 5 à
10 microns, il importe que l'oxyde de magnésium non hydratant soit sous forme de fines particules et qu'une partie des particules ayant une granularité de 5 microns ou moins corresponde à 70% en poids ou plus de la quantité totale des particules. L'importance de cette caractéristique sera décrite plus en détail ci-après en se référant à la figure 4. La figure 4 illustre la relation entre le pourcentage d'une fraction constituée des particules d'oxyde de magnésium ayant une granularité de 5 microns ou moins, calculé sur la quantité totale des particules, et les valeurs relatives aux pertes dans le fer (W 17/50) d'un feuillard d'acier au silicium à grains orientés qui a été soumis à un recuit en utilisant ces particules d'oxyde de magnésium.
Comme on le constate en figure 4, grâce aux particules d'oxyde de magnésium dont 70% en poids ou plus ont une granularité de 5 microns, le feuillard d'acier recuit possède d'excellentes propriétés magnétiques.
On peut obtenir les particules d'oxyde de magnésium non hydratant que l'on peut utiliser pour la présente invention, en pulvérisant de l'oxyde de magnésium calciné à une température de 1.300[deg.]C ou plus en adoptant n'importe quel appareil de pulvérisation classique. Toutefois, il importe que l'opération de pulvérisation ne donne pas lieu
à la contamination des particules d'oxyde de magnésium par une ou plusieurs impuretés. Ces impuretés proviennent parfois de l'usure de la surface intérieure du récipient de pulvérisation, ainsi que de la surface extérieure des
boulets ou des gobilles de pulvérisation. Par exemple, lorsque les boulets et les gobilles du récipient de pulvérisation sont réalisés en acier, les particules pulvérisées d'oxyde de magnésium sont contaminées par le fer. La contamination par le fer altère les propriétés magnétiques du feuillard d'acier recuit. Cette altération est importante,
en particulier, dans le cas d'un feuillard d'acier au silicium à grains orientés ayant une haute densité de flux magnétique. En conséquence, l'étape de pulvérisation doit être achevée en un temps aussi court que possible. L'opération
de pulvérisation de l'oxyde de magnésium non hydratant calciné peut être effectuée par un procédé à sec sous une atmosphère d'air ou par un procédé humide en mettant l'oxyde de magnésium en suspension dans l'eau. Dans le cas du procédé à sec, la contamination des particules pulvérisées d'oxyde de magnésium par le fer est faible. En conséquence, l'opération de pulvérisation à sec peut être effectuée en utilisant le récipient de pulvérisation, les boulets et les gobilles en acier. Toutefois, étant donné que le procédé à sec nécessite une très longue période pour achever l'opération de pulvérisation, ce procédé ne peut être adopté à l'échelle industrielle. Comparativement au procédé à sec, le procédé par voie humide permet d'achever efficacement le procédé de pulvérisation en une courte période.
Toutefois, ce procédé par voie humide donne lieu à une contamination importante, par le fer, des particules pulvérisées d'oxyde de magnésium. La quantité de fer contenu dans les particules d'oxyde de magnésium pulvérisées par le procédé par voie humide est égale à environ 10 fois celle obtenue par le procédé à sec. Cette contamination importante par le fer entraîne une importante réduction des propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium à grains orientés. Afin d'empêcher la contamination par le
fer, il est préférable d'utiliser un récipient, ainsi que
des gobilles ou des boulets de pulvérisation en porcelaine contenant des oxydes d'aluminium et de silicium. Si les particules pulvérisées d'oxyde de magnésium sont contaminées par les oxydes mentionnés ci-dessus, ceux-ci n'influencent
pas les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit. En conséquence, il est préférable d'effectuer l'opération de pulvérisation de l'oxyde de magnésium non hydratant par un procédé par voie humide en utilisant un récipient, des boulets ou des gobilles de pulvérisation en porcelaine. Les particules ainsi pulvérisées d'oxyde de magnésium n'exercent aucune influence sur les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit à grains orientés.
Outre l'oxyde de magnésium non hydratant, le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir
au moins un membre choisi parmi le groupe comprenant l'hydroxyde de magnésium en une quantité de 1 à 100%, calculés
sur le poids de l'oxyde de magnésium, de même que des composés d'aluminium en une quantité de 0,05 à 10%, calculés sur le poids de cet oxyde de magnésium.
L'hydroxyde de magnésium et les composés d'aluminium permettent de stabiliser efficacement la suspension
des particules d'oxyde de magnésium non hydratant dans l'eau.
L'hydroxyde de magnésium se dissout dans l'eau et est adsorbé sur les surfaces des particules d'oxyde de magnésium non hydratant en suspension dans l'eau. L'hydroxyde de magnésium adsorbé sur la surface des particules d'oxyde de magnésium en suspension crée une force de répulsion électrique repoussant les particules d'oxyde de magnésium en suspension à l'écart l'une de l'autre. En d'autres mots, cette force de répulsion électrique permet d'empêcher efficacement l'agglomération mutuelle des particules d'oxyde de magnésium en suspension, tout en maintenant la suspension des particules d'oxyde de magnésium dans l'eau en un état stable. De préférence, la quantité d'hydroxyde de magnésium se situe dans l'intervalle de 1 à 100%, calculés sur le poids de l'oxyde de magnésium.
Cette caractéristique est due au fait que moins de 1% d'hydroxyde de magnésium ne permet parfois pas de stabiliser complètement la suspension des particules d'oxyde de magnésium non hydratant dans l'eau, tandis qu'une quantité d'hydroxyde de magnésium supérieure à 100% provoque parfois une altération des propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium recuit à grains orientés par suite de la formation d'une importante quantité d'eau au cours de l'opération de recuit. L'hydroxyde de magnésium pouvant être utilisé pour la présente invention peut être remplacé par de l'oxyde de magnésium obtenu en calcinant
de l'hydroxyde de magnésium à une température inférieure à
900[deg.]C et pouvant aisément se dissoudre dans l'eau.
Le composé d'aluminium permettant de stabiliser efficacement la suspension aqueuse des particules d'oxyde
de magnésium non hydratant peut être choisi parmi le groupe comprenant l'hydroxyde d'aluminium et le nitrate d'aluminium, lesquels sont solubles dans l'eau, le silicate d'aluminium qui est contenu, par exemple, dans la bentonite et l'argile et qui est insoluble dans l'eau, de même que l'oxyde d'aluminium et le sulfure d'aluminium. Le silicate d'aluminium
ou les matières contenant du silicate d'aluminium sont utilisés sous forme de fines particules ou sous forme de particules colloïdales. Il est préférable d'utiliser les composés d'aluminium en une quantité se situant entre 0,05
et 10%, mieux encore, entre 0,1 et 1%, calculés sur le poids de l'oxyde de magnésium non hydratant. Les composés d'aluminium sont également adsorbés sur les surfaces des particules d'oxyde de magnésium non hydratant et ils créent la force de répulsion électrique précitée, stabilisant ainsi la suspension aqueuse des particules d'oxyde de magnésium. L'effet stabilisant des composés d'aluminium est supérieur à celui de l'hydroxyde de magnésium. En conséquence, la quantité des composés d'aluminium que l'on doit employer, est inférieure
à celle de l'hydroxyde de magnésium. Toutefois, lorsque la quantité des composés d'aluminium est inférieure à 0,05%,
il peut parfois en résulter une stabilité médiocre de la suspension aqueuse des particules d'oxyde de magnésium.
De même, lorsque la quantité des composés d'aluminium est supérieure à 10%, il peut parfois en résulter une propriété magnétique médiocre dans le feuillard d'acier au silicium recuit à grains orientés contenant de l'aluminium et de l'azote (A1N), étant donné que l'importante quantité des composés d'aluminium contenus dans le séparateur de recuit peut altérer la recristallisation secondaire des grains
au cours de l'opération de recuit.
Outre l'oxyde de magnésium non hydratant, le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir du nitrate de magnésium qui permet de stabiliser efficacement la suspension aqueuse des particules d'oxyde de magnésium.
Le nitrate de magnésium peut être utilisé en une quantité
se situant entre 1 et 100%, calculés sur le poids de l'oxyde de magnésium. Toutefois, il est préférable que le séparateur de recuit de la présente invention ne contienne ni du chlorure de magnésium, ni du sulfate de magnésium qui entravent la formation de la pellicule vitreuse isolante à partir du séparateur de recuit. Outre l'oxyde de magnésium non hydratant
et l'hydroxyde de magnésium et/ou les composés d'aluminium,
le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir au moins un composé de bore choisi parmi le groupe comprenant l'acide borique et les composés de borates en une quantité
de 2,5% ou moins, calculés sur le poids de l'oxyde de magnésium.
Les composés de bore sont adsorbés sur les surfaces des particules d'oxyde de magnésium non hydratant en suspension dans l'eau afin d'améliorer la stabilité de la suspension aqueuse des particules d'oxyde de magnésium.
De même, les composés de bore améliorent efficacement la propriété de revêtement de la suspension aqueuse du séparateur de recuit sur le feuillard d'acier au silicium. De plus, les composés de bore améliorent efficacement les propriétés magnétiques des feuillards d'acier au silicium à grains orientés. Habituellement, le feuillard d'acier au silicium à grains orientés revêtu du séparateur de recuit est soumis à
un recuit sous une atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène et de l'azote, à une température élevée, afin de favoriser la recristallisation secondaire des grains. Toutefois, lorsque le feuillard d'acier au silicium contient de l'AlN comme inhibiteur, il absorbe parfois de l'azote. L'A1N du feuillard d'acier empêche la recristallisation secondaire
des grains au cours de l'opération de recuit. De ce fait, 1
il se forme des grains fins dans le feuillard d'acier. Ces grains fins confèrent une propriété magnétique médiocre au feuillard d'acier au silicium recuit à grains orientés.
Les composés de bore appliqués sur la surface
du feuillard d'acier au silicium peuvent empêcher l'absorption de l'azote par le feuillard d'acier au silicium. En conséquence, la quantité d'A1N du feuillard d'acier au silicium peut être réglée en appliquant les composés de bore sur la surface du feuillard d'acier au silicium. En d'autres mots, on peut régler la recristallisation secondaire au cours de l'opération de recuit par l'application de composés de bore.
Afin d'exercer l'effet mentionné ci-dessus, les composés de bore sont utilisés, de préférence, en une quantité
<EMI ID=2.1>
hydratant, mieux encore en une quantité de 0,01 à 0,3% en termes de bore et calculé sur le poids de l'oxyde de magnésium.
Le composé de bore peut être choisi parmi le groupe comprenant l'acide borique et les composés de borates. Le composé de borate peut être choisi parmi le borate de sodium, le borax, le borate de potassium, le borate de magnésium et le borate de lithium.
Outre l'oxyde de magnésium non hydratant et l'hydroxyde de magnésium et/ou les composés d'aluminium,
le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir au moins un composé de sodium en une quantité se situant
<EMI ID=3.1>
poids de l'oxyde de magnésium. Le composé de sodium réduit efficacement les pertes dans le fer du feuillard d'acier au silicium à grains orientés. En règle générale, lorsque le séparateur de recuit contenant l'oxyde de magnésium non hydratant est appliqué sur le feuillard d'acier au silicium
et lorsqu'il est ensuite soumis à l'étape de recuit à une température élevée, la pellicule vitreuse ainsi obtenue contient de la forstérite (Mg2Si04) comme composant principal. Toutefois, lorsque le séparateur de recuit contient le composé de sodium, les cristaux de l'oxyde de magnésium non hydratant se combinent mutuellement, créant ainsi une importante tension sur le feuillard d'acier au silicium. On sait que l'application d'une tension à un feuillard d'acier au silicium à grains orientés dans une direction [001] entraîne une importante réduction des pertes dans le fer du feuillard d'acier au silicium. En conséquence, la formation de cette importante tension sur le feuillard d'acier au silicium en raison de la présence du composé de sodium dans le séparateur de recuit entraîne une importante réduction des pertes dans le fer.
De préférence, on utilise le composé de sodium en une quantité se situant entre 0,005 et 0,2% en termes de sodium
et calculé sur le poids de l'oxyde de magnésium non hydratant. Si l'on utilise le composé de sodium en une quantité inférieure à 0,005% en termes de sodium, l'effet réducteur des pertes dans le fer sera très faible. Si la quantité du composé de sodium est supérieure à 0,2% en termes de sodium, la matière vitreuse obtenue aura un point de fusion à ce point
réduit qu'e 1 1 e ne pourra former une pellicule au cours de l'opération de recuit. Ce phénomène donne lieu à
un accroissement des pertes dans le fer du feuillard d'acier au silicium à grains orientés.
Le composé de sodium pouvant être utilisé pour la présente invention peut être choisi parmi le groupe comprenant l'hydroxyde de sodium, le sulfure de sodium et le thiosulfate de sodium.
Outre l'oxyde de magnésium non hydratant et l'hydroxyde de magnésium et/ou le composé d'aluminium, le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir au moins un composé de bore choisi parmi le groupe comprenant l'acide borique et les composés de borates en une quantité de 2,5% ou moins, calculés sur le poids de l'oxyde de magnésium, ainsi qu'au moins un composé de sodium en une quantité
<EMI ID=4.1>
sur le poids de l'oxyde de magnésium. Le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir du dioxyde de titane en une quantité de 20% en termes de titane et calculés sur le poids de l'oxyde de magnésium non hydratant. Le dioxyde de titane permet de stabiliser efficacement la suspension aqueuse des particules d'oxyde de magnésium et d'améliorer les propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium à grains orientés.
Le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir au moins un composé de lithium en une quantité de 0,02 à 0,7% en termes de lithium et calculé sur le poids de l'oxyde de magnésium non hydratant. Le composé de lithium peut être, par exemple, l'hydroxyde de lithium. Le composé de lithium permet d'améliorer efficacement la densité de flux magnétique du feuillard d'acier au silicium à grains orientés.
Le séparateur de recuit de la présente invention peut contenir au moins un composé de potassium en une quantité
<EMI ID=5.1>
de l'oxyde de magnésium non hydratant. Le composé de potassium peut être, par exemple, l'hydroxyde de potassium et il permet de réduire efficacement les pertes dans le fer du feuillard d'acier au silicium à grains orientés.
Le séparateur de recuit de la présente invention est habituellement appliqué sous forme d'une suspension aqueuse (bouillie) sur la surface du feuillard d'acier au silicium à grains orientés. On peut préparer la bouillie aqueuse du séparateur de recuit en agitant un mélange du séparateur de recuit et d'eau au moyen d'un agitateur.
Habituellement, les fines particules de l'oxyde
de magnésium non hydratant ne sont pas totalement indépendantes l'une de l'autre. En d'autres mots, plusieurs des fines particules sont agglomérées mollement l'une à l'autre en formant un pseudo-agrégat. La suspension des particules agglomérées dans l'eau est très instable. En conséquence, afin d'obtenir une bouillie aqueuse stable du séparateur de recuit de la présente invention, il est nécessaire de diviser les particules agglomérées en fines particules séparées l'une de l'autre dans l'eau. De même, afin de stabiliser la suspension aqueuse des fines particules séparées de l'oxyde de magnésium, il est préférable que l'hydroxyde de magnésium et/ou le composé d'aluminium servant de stabilisant de suspension soient uniformément absorbés sur les fines particules de l'oxyde de magnésium.
Afin de préparer la bouillie aqueuse dans laquelle les fines particules en suspension de l'oxyde
de magnésium non hydratant sont séparées l'une de l'autre,
il est préférable d'agiter le mélange de l'oxyde de magnésium non hydratant avec l'eau au moyen d'un agitateur. Cet agitateur est constitué d'un arbre rotatif duquel plusieurs pales s'étendent vers l'extérieur. Lorsqu'on utilise cet agitateur, il est préférable que sa vitesse, mesurée à l'extrémité d'une pale, soit de 700 m/minute ou plus. Si cette vitesse est inférieure à 700 m/minute, les particules agglomérées ne peuvent être divisées complètement en fines particules séparées et la bouillie aqueuse obtenue peut avoir une adhérence médiocre sur la surface du feuillard d'acier au silicium à grains orientés. Ce phénomène est illustré en détail par l'expérience décrite ci-après donnée en se référant à la figure 5.
En utilisant un agitateur du type à hélice, on agite un mélange de 90 g d'oxyde de magnésium non hydratant, de 10 g d'hydroxyde de magnésium, de 0,3 g de borax et de
500 ml d'eau. Le diamètre de l'agitateur est de 42 mm. On fait tourner l'agitateur à une vitesse de 4.000, 6.000 ou
8.000 tours/minute, soit une vitesse de 528 m/minute, de
791 m/minute ou de 1.056 m/minute, mesurée à une extrémité
de la pale de l'hélice et ce, pendant 60 minutes ou 30 minutes. On coule la bouillie aqueuse obtenue à raison de 15 g/m2 sur une surface d'un feuillard d'acier au silicium. On sèche la couche de bouillie aqueuse ainsi coulée à une température de
250[deg.]C afin de former une couche sèche du séparateur de recuit. On détermine la force d'adhérence de la couche sèche obtenue en frottant, sur cette couche, un tissu de coton avec un mouvement de va-et-vient et sous une charge de 100 g. La force d'adhérence de la couche sèche est exprimée par le nombre de mouvements de frottement à va-et-vient nécessaires pour enlever une partie de la couche sèche jusqu'à exposition d'une partie de la surface du feuillard d'acier au silicium
à l'atmosphère. Dès lors, plus le nombre de mouvements de frottement de va-et-vient est élevé, plus la force d'adhérence du séparateur de recuit est importante. On considère qu'elle est satisfaisante si la couche sèche du séparateur de recuit
a une force d'adhérence (nombre de mouvements de frottement) de 10 ou plus.
Les résultats de ces expériences sont illustrés
en figure 5.
La figure 5 montre que, lorsqu'on effectue l'agitation à une vitesse de 528 m/minute (4.000 tours/minute) pendant 60 minutes ou 30 minutes, le séparateur de recuit obtenu a une force d'adhérence très médiocre de 2 ou 3 sur la surface du feuillard d'acier au silicium. Dans ce cas,
la couche sèche du séparateur de recuit se décolle aisément
de la surface du feuillard d'acier au silicium lorsque cette couche sèche est mise en contact, par exemple, avec un rouleau. Ce phénomène provoque parfois l'adhérence du feuillard d'acier au silicium sur d'autres feuillards.
Au cours de l'opération d'agitation à une vitesse de 528 m/minute (4.000 tours/minute), les particules agglomérées d'oxyde de magnésium non hydratant tournent à la même vitesse que celle de l'agitateur. En conséquence, ces particules agglomérées ne peuvent être divisées en fines particules indépendantes l'une de l'autre. Dans ce cas, étant donné que le stabilisant de la suspension, par exemple, l'hydroxyde de magnésium et le composé d'aluminium, est adsorbé sur les surfaces des particules agglomérées, le séparateur de recuit obtenu a une adhérence médiocre sur le feuillard d'acier au silicium.
La figure 5 indique également que, lorsque l'agitateur tourne à une vitesse de 791 m/minute (6.000 tours/ minute) pendant 60 minutes, la couche sèche obtenue du séparateur de recuit a une force d'adhérence satisfaisante de 14.
De plus, cette figure 5 indique que, lorsque l'agitateur tourne à une vitesse de 1.056 m/minute (8.000 tours/minute),
la couche sèche obtenue du séparateur de recuit a une excellente adhérence (de 22). De plus, la figure 5 indique que, pour obtenir une force d'adhérence satisfaisante de 10 ou plus pour la couche sèche du séparateur de recuit moyennant une opération d'agitation de 60 minutes ou moins, il est nécessaire de faire tourner l'agitateur à une vitesse de 700 m/minute ou plus.
Lorsqu'on fait tourner l'agitateur à une vitesse de 700 m/minute ou plus, la vitesse de l'agitateur est supérieure à celle des particules agglomérées de l'oxyde de magnésium non hydratant. En conséquence, les particules agglomérées sont divisées en fines particules séparées sous le choc exercé par l'hélice de l'agitateur sur les particules agglomérées.
De même, le stabilisant de suspension peut être adsorbé sur les fines particules séparées en une courte période.
Afin d'obtenir une force d'adhérence de 10 ou plus, l'opération d'agitation à une vitesse de 791 m/minute doit être effectuée pendant 50 minutes ou plus, tandis que l'opération d'agitation à une vitesse de 1.056 m/minute doit être poursuivie pendant une période de 35 minutes ou plus.
Afin d'obtenir un séparateur de recuit pouvant avoir une adhérence satisfaisante, il importe que les.particules agglomérées de l'oxyde de magnésium non hydratant en suspension dans l'eau soient divisées mécaniquement en fines particules par l'effet de choc des pales de l'hélice. L'intensité de l'effet de choc est proportionnelle à la vitesse
de l'extrémité des pales de l'agitateur. La vitesse de l'extrémité des pales de l'agitateur est proportionnelle au diamètre de ce dernier. En conséquence, on peut obtenir la vitesse de 700 m/minute en faisant tourner un agitateur d'un diamètre de 42 mm à une vitesse d'environ 5.300 tours/minute ou en faisant tourner un agitateur d'un diamètre de 82 mm
à une vitesse d'environ 2.700 tours/minute.
L'agitateur peut être choisi parmi l'un ou l'autre des agitateurs classiques, par exemple, des dispositifs d'agitation du type à hélice, des dispositifs d'agitation du type
à palettes et des agitateurs du type à turbine.
La présente invention sera illustrée plus en détail par les exemples suivants qui n'en limitent nullement le cadre.
Exemple 1
On lamine à froid un feuillard d'acier au silicium
<EMI ID=6.1>
silicium, de 0,080% en poids de manganèse, de 0,010% en poids de phosphore, de 0,025% en poids de soufre, le reste étant constitué de fer, afin de régler l'épaisseur de ce feuillard
à 0,30 mm. On soumet le feuillard laminé à froid à un procédé de recuit de décarburation sous une atmosphère constituée d'environ 75% molaires d'hydrogène, d'environ 25% molaires d'azote et d'une petite quantité de vapeur d'eau, puis on
le refroidit à la température ambiante.
On prépare une bouillie aqueuse d'un séparateur
de recuit en pulvérisant, par voie humide, un mélange de 80 g d'oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 1.700[deg.]C et se présentant sous forme de fines particules dont 75% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, dans 700 g d'eau. On effectue l'opération de pulvérisation
en utilisant un broyeur à boulets en fer. On coule la bouillie aqueuse obtenue du séparateur de recuit à raison de 10 g/m2 sur une surface du feuillard d'acier au silicium, puis on la sèche à une température de 250[deg.]C. On soumet le feuillard d'acier au silicium ainsi revêtu à un recuit final à une température de 1.200[deg.]C.
Dans le feuillard d'acier au silicium ayant la composition mentionnée ci-dessus, la recristallisation secondaire des grains au cours du recuit final est favorisée par le MnS.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium
à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 2
On effectue les mêmes procédés que ceux mentionnés
à l'exemple 1, avec cette exception qu'en plus de 80 g de l'oxyde de magnésium non hydratant, le séparateur de recuit contient 20 g d'hydroxyde de magnésium, tandis que la bouillie aqueuse du séparateur de recuit est appliquée à raison de
15 g/m2 sur la surface du feuillard d'acier au silicium.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium
à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées au tableau 1.
Exemple 3
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits
à l'exemple 1, avec cette exception ;que l'on met en suspension, dans 600 g d'eau, le séparateur de recuit contenant 96 g de l'oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 1.500[deg.]C et se présentant sous forme de fines particules
dont 85% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, ainsi que 4 g de nitrate d'aluminium. On applique la bouillie aqueuse ainsi obtenue à raison de 13 g/m2 sur une surface du feuillard d'acier au silicium.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium
à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 4
On effectue des procédés identiques à ceux décrits
à l'exemple 1, avec cette exception que l'on prépare la bouillie aqueuse du séparateur de recuit en pulvérisant, par voie humide, un mélange de 90 g de l'oxyde de magnésium non hydra-
<EMI ID=7.1>
forme de fines particules dont 95% en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, de 10 g d'hydroxyde de magnésium et
de 0,3 g de borate de sodium dans 700 g d'eau. On applique
la bouillie aqueuse ainsi obtenue à raison de 10 g/m2 sur la surface du feuillard d'acier au silicium.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium
à grains orientés ainsi obtenu sont reprises dans le tableau 1.
Exemple 5
On effectue des procédés identiques à ceux décrits
à l'exemple 1, avec cette exception que l'on prépare la bouillie aqueuse du séparateur de recuit par le procédé décrit ci-après.
En utilisant un broyeur à boulets, on pulvérise,
à sec, un oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 2.000[deg.]C. Les fines particules obtenues de l'oxyde de magnésium non hydratant contiennent 80% en poids d'une fraction constituée de fines particules d'une granularité
de 5 microns ou moins. En utilisant un agitateur tournant à une vitesse de 924 m/minute, pendant 60 minutes, on agite vigoureusement un mélange de 90 g des fines particules de l'oxyde de magnésium non hydratant, de 10 g d'hydroxyde de magnésium, de 0,3 g de borate de sodium et de 700 g d'eau.
On applique la bouillie aqueuse obtenue à raison
de 12 g/m2 sur la surface du feuillard d'acier au silicium.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 1.
Tableau 1
<EMI ID=8.1>
Exemple 6
On lamine à froid un feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et constitué de 0,04% en poids de carbone, de 2,9% en poids de silicium, de 0,08% en poids de manganèse, de 0,010% en poids de phosphore, de 0,025% en
<EMI ID=9.1>
en poids d'azote, le reste étant constitué de fer, afin de régler l'épaisseur du feuillard à 0,30 mm. Ensuite, on soumet le feuillard à un recuit de décarburation sous une atmosphère
<EMI ID=10.1>
molaires d'azote et d'une petite quantité de vapeur d'eau,
à une température de 850[deg.]C.
On prépare une bouillie aqueuse d'un séparateur
de recuit en pulvérisant, par voie humide, un mélange de 90 g d'un oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 1.700[deg.]C et se présentant sous forme de fines particules dont 90% en poids sont des particules d'une granularité de
5 microns ou moins, dans 700 g d'eau. On effectue l'opération de pulvérisation en utilisant un broyeur à boulets d'alumine.
On coule la bouillie aqueuse à raison de 10 g/m2 sur une surface du feuillard d'acier au silicium contenant
de l'aluminium et on la sèche à une température de 2500C.
On soumet le feuillard d'acier ainsi revêtu à un recuit final à une température de 1.200[deg.]C. Au cours de l'opération de recuit final, la recristallisation secondaire des grains est
<EMI ID=11.1>
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Exemple 7
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits
à l'exemple 6, avec cette exception qu'en plus de 90 g de l'oxyde de magnésium non hydratant, la bouillie aqueuse du séparateur de recuit contient 10 g d'hydroxyde de magnésium et 0,4 g de borate de sodium, tandis que l'on applique la bouillie aqueuse à raison de 15 g/m2 sur la surface du feuillard d'acier.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Exemple 8
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits à l'exemple 7, avec cette exception que l'on prépare la bouillie aqueuse du séparateur de recuit en pulvérisant, par voie humide et dans 700 g d'eau, un mélange de 100 g d'oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 1.800[deg.]C et se présentant sous forme de fines particules dont 85%
en poids ont une granularité de 5 microns ou moins, de
0,5 g de nitrate d'aluminium et de 0,5 g d'acide borique.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Exemple 9
On effectue des procédés identiques à ceux
décrits à l'exemple 6, avec cette exception que l'on prépare la bouillie aqueuse du séparateur de recuit de la manière décrite ci-après.
En utilisant un broyeur à boulets constitués d'oxyde d'aluminium, on pulvérise à sec un oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 2.000[deg.]C. Les fines particules obtenues d'oxyde de magnésium contiennent 90% en poids d'une fraction constituée de très fines particules d'une granularité de 5 microns ou moins. Ensuite, en utilisant un agitateur tournant à une vitesse de 924 m/minute pendant 60 minutes, on agite vigoureusement un mélange de 80 g de l'oxyde de magnésium non hydratant pulvérisé à sec, de 20 g d'hydroxyde de magnésium, de 0,5 g d'acide borique et de 0,15 g d'hydroxyde de sodium. On applique la bouillie aqueuse ainsi obtenue à raison de 12 g/m2 sur la surface d'un feuillard d'acier.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Exemple 10
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits à l'exemple 6, avec cette exception que l'on prépare la bouillie aqueuse du séparateur de recuit en pulvérisant, par voie humide, un mélange de 80 g d'oxyde de magnésium non hydratant, de 20 g d'hydroxyde de magnésium et de 0,5 g de borate de sodium dans 700 g d'eau, tandis que l'on applique la bouillie aqueuse obtenue à raison de 13 g/m2 sur la surface d'un feuillard d'acier. Les particules d'oxyde de magnésium
non hydratant contenues dans la bouillie aqueuse contiennent 97% en poids d'une fraction constituée de très fines particules d'une granularité de 5 microns ou moins.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Exemple 11
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits
à l'exemple 6, avec cette exception que l'on prépare la bouillie aqueuse du séparateur de recuit en pulvérisant, par voie humide, un mélange de 80 g de l'oxyde de magnésium non hydratant, de 20 g d'hydroxyde de magnésium, de 0,10 g d'hydroxyde de sodium, de 0,3 g de nitrate d'aluminium et
de 0,5 g d'acide borique dans 700 g d'eau.
Dans l'oxyde de magnésium non hydratant pulvérisé contenu dans la bouillie aqueuse, la teneur d'une fraction constituée de très fines particules d'oxyde de magnésium ayant une granularité de 5 microns ou moins est de 88% en poids.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Exemple comparatif 1
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits
à l'exemple 6, avec cette exception que le séparateur de recuit est constitué d'un type classique d'oxyde de magnésium, tandis que l'oxyde de magnésium est complètement hydraté et transformé en hydroxyde de magnésium dans la bouillie aqueuse obtenue.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 2.
Tableau 2
<EMI ID=12.1>
Exemple 12
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits à l'exemple 6, avec cette exception que les fines particules de l'oxyde de magnésium non hydratant que l'on prépare par pulvérisation par voie humide en utilisant le broyeur à boulets d'alumine contiennent 90% en poids d'une fraction constituée de très fines particules d'une granularité de 5 microns ou moins.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 3.
Exemple 13
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits
à l'exemple 12, avec cette exception que l'opération de pulvérisation a lieu en utilisant un broyeur à boulets en fer.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiqués dans le tableau 3.
Exemple comparatif 2
On effectue les mêmes procédés que ceux décrits
à l'exemple 12, avec cette exception que l'on omet l'opération de pulvérisation par voie humide. L'oxyde de magnésium non hydraté contient 35% en poids d'une fraction constituée de très fines particules d'une granularité de 5 microns ou moins.
Les propriétés du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium et à grains orientés ainsi obtenu sont indiquées dans le tableau 3.
Tableau 3
<EMI ID=13.1>
Le tableau 3 démontre que, dans le cas du feuillard d'acier au silicium contenant de l'aluminium, il est préférable que l'opération de pulvérisation par voie humide pour le séparateur de recuit soit effectuée en utilisant un broyeur à boulets en alumine plutôt qu'en fer. Le broyeur
à boulets en fer provoque une légère diminution des propriétés magnétiques du feuillard d'acier au silicium contenant
de l'aluminium à grains orientés.
Le tableau démontre également que l'oxyde de magnésium non hydratant doit être sous forme de fines particules dont 70% en poids ou plus ont une granularité de
5 microns ou moins.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, le séparateur de recuit de la présente invention offre les avantages suivants :
1. Le séparateur de recuit de la présente invention est plus économique que le séparateur de recuit classique préparé à partir d'hydroxyde de magnésium affiné ayant un haut degré de pureté.
2. Grâce au séparateur de recuit de la présente invention, le feuillard d'acier au silicium à grains orientés possède de meilleures propriétés magnétiques.
3. La bouillie aqueuse du séparateur de recuit de la présente invention peut être conservée sans être refroidie.
REVENDICATIONS
1. Séparateur de recuit pour feuillards d'acier au silicium à grains orientés, caractérisé en ce qu'il comprend de l'oxyde de magnésium non hydratant calciné à une température de 1.300[deg.]C ou plus et se présentant sous forme
de fines particules dont 70% en poids ou plus ont une granularité
de 5 microns ou moins.
The present invention relates to an annealing separator for oriented grain silicon steel strips. More particularly, the present invention relates to an annealing separator making it possible to form, on a core, several tight windings of oriented silicon steel strips in order to subject them to a final annealing without their adhering to one another. the other and also without altering their magnetic properties.
It is known that, in an oriented grain silicon steel strip, the grains have a high degree of orientation in the direction of an axis [001], direction in which the steel strip can be easily magnetized and constitutes , therefore, a magnetic material useful for the manufacture of steel cores for motors or transformers.
Usually, a grain oriented silicon steel strip is manufactured by a process comprising a steel manufacturing step, a hot rolling step, a cold rolling step, a decarburization step and a final annealing step. During the final annealing step, the decarbonized silicon steel strip which has been transformed into several strips having a desired shape, is subjected to annealing in a reducing atmosphere at a temperature between 1,100 and 1,300 [deg.] vs. In order to bring the steel strip to the final annealing step, we coat
parts of an annealing separator to prevent them from adhering to each other. Usually this separator
annealing consists of a conventional type of magnesium oxide. Magnesium oxide can have excellent heat resistance. The annealing separator is not only effective in preventing the pieces of the steel strip from adhering to each other, but it also influences the secondary recrystallization of the grains and the formation of a vitreous insulating film on the surfaces of the steel strips during the final annealing step.
Consequently, in order to manufacture a steel strip
to silicon subjected to final annealing and of excellent quality, it is important that this annealing separator is also of high quality. In order to obtain a separator of
high quality annealing, it is important that its manufacturing process is carried out under adequate conditions. Usually, the magnesium oxide used is made
in the conventional annealing separator by calcining magnesium hydroxide at a temperature between
800 and 900 [deg.] C. It is desirable that the separator of
annealed does not contain impurities (e.g. chlorine
and sulfur) which affect the quality of the steel strip
grain oriented silicon. Consequently, we prepare
the conventional annealing separator by calcining magnesium hydroxide having a high degree of purity. This magnesium hydroxide makes the annealing separator expensive.
The conventional annealing separator consisting of uncalculated magnesium oxide is soluble in water and the magnesium oxide dissolved in water gradually transforms into magnesium hydroxide, thus forming a stable aqueous colloidal solution. This aqueous colloidal solution of magnesium hydroxide effectively stabilizes the aqueous slurry of magnesium oxide.
Similarly, the aqueous colloidal solution of magnesium hydroxide increases the covering power of the aqueous slurry of magnesium oxide on the surface of the steel strip
silicon. Consequently, only in order to prevent the adhesion of the silicon steel strips to each other, the annealing separator can consist of magnesium hydroxide alone. However, magnesium hydroxide applied to the surfaces of silicon steel strips
breaks down, forming a significant amount of water
during the final annealing step. The formation of water gives rise to a reduction in the magnetic properties of the silicon steel strip.
Accordingly, the conventional annealing separator is prepared using a type of magnesium oxide having reduced water solubility. This type of magnesium oxide is prepared by calcining magnesium hydroxide at a temperature between 800 and 900 [deg.] C. When the annealing separator of the type mentioned above is suspended in water, the magnesium oxide gradually dissolves in the latter, then the dissolved magnesium oxide becomes magnesium hydroxide. A few hours after the contact between magnesium oxide and water, the total amount of magnesium oxide dissolves in water and turns into magnesium hydroxide.
Consequently, when this type of annealing separator is applied to the silicon steel strip, as the storage time of the slurry elapses, there are changes in the water content of the annealing separator. deposited on the surface of the silicon steel strip. These changes give rise to changes in the magnetic properties of the annealed silicon steel strip thus obtained. In the conventional process, in order to prevent the hydration of magnesium oxide to magnesium hydroxide,
the aqueous slurry of the annealing separator is kept at
a low temperature between 10 and 20 [deg.] C. However, due to the operation carried out to maintain the temperature of the aqueous slurry at a fixed value, it becomes difficult to carry out the step of applying the aqueous slurry of the annealing separator and the effectiveness of this step is scaled down.
An object of the present invention is to provide an annealing separator for silicon steel strips
grain oriented, this annealing separator being not only inexpensive, but also effective in preventing the reduction of the magnetic properties of the silicon steel strips during a final annealing operation.
Another object of the present invention is to provide an annealing separator for oriented grain silicon steel strips, this annealing separator being easily applied to these strips.
The above-mentioned objects can be achieved by means of the annealing separator of the present invention which consists of non-hydrating magnesium oxide which is calcined at a temperature of 1,300 [deg.] C or more and which is under form of fine particles of which 70% by weight or more have a granularity of 5 microns or less.
The expression "non-hydrating magnesium oxide", used in this specification, designates a type of magnesium oxide which is practically not able
to become hydrating, even on contact with water.
In the accompanying drawings:
FIG. 1 illustrates the relationship between the calcination temperature applied to the magnesium hydroxide and the chlorine content of the magnesium oxide obtained; FIG. 2 illustrates the relationship between the storage time (in hours) of an aqueous slurry of an annealing separator and the percentage of hydrated magnesium oxide, calculated on the total amount of the magnesium oxide used; FIG. 3 illustrates the relationship between the granularity of the non-hydrating magnesium oxide particles and the particle size of these particles. FIG. 4 illustrates the relationship between the percentage of a fraction made up of fine non-hydrating magnesium oxide particles. a granularity of 5 microns or less, calculated on the total amount of fine particles of magnesium oxide, and the losses in iron
of silicon steel strip obtained with grain oriented, and FIG. 5 illustrates the relationship between the speed of a stirrer used to prepare an aqueous slurry of an annealing separator and the adhesion strength of the layer of this separator annealing on a surface of a grain-oriented silicon steel strip.
In the annealing separator of the present invention, it is important that the magnesium oxide is of the non-hydrating type. The non-hydrating magnesium oxide is prepared by calcining magnesium hydroxide at a temperature of
1,300 [deg.] C or more, preferably at a temperature between 1,300 and 2,100 [deg.] C and, better still, at a temperature between 1,500 and 2,100 [deg.] C. The calcination temperature mentioned above makes it possible to release, in the form of a gas, impurities such as chlorine and sulfur, which are contained in magnesium hydroxide. As a result, the magnesium hydroxide to be calcined at the above-mentioned elevated temperature may contain the above-mentioned impurities in a relatively large amount.
Likewise, calcination at a high temperature of 1,300 [deg.] C or higher results in the formation of magnesium oxide
non-hydrating.
Referring to Figure 1, the chlorine content of the calcined magnesium oxide decreases as
as the calcination temperature rises. When calcining at a temperature of 1,300 [deg.] C or higher,
the chlorine content of the calcined magnesium oxide is zero. In other words, at a calcination temperature of 1,300 [deg.] C or higher, the calcined magnesium oxide does not contain chlorine.
We know that when we put the classic type of calcined magnesium oxide at a temperature of 900 [deg.] C
suspended in water at a temperature of 50 [deg.] C for
60 minutes, while stirring to form an aqueous slurry,
78% by weight of the magnesium oxide is dissolved in water, then transformed into magnesium hydroxide. Likewise, it is known that immediately after this suspension, only 10% by weight of the above-mentioned magnesium oxide is dissolved in water. In other words, during the 60-minute storage period, the amount of magnesium oxide dissolved in water drops from 10% to 78%. This change gives rise to a change in the amount of water formed in the annealing separator applied to the silicon steel strip during the final annealing step. This change in the amount of water formed causes a change in the magnetic properties of the annealed silicon steel strip.
However, when a magnesium oxide calcined at a temperature of 1,300 [deg.] C or more is put in suspension
<EMI ID = 1.1>
2% by weight only or less of magnesium oxide
are hydrated. In other words, magnesium oxide calcined at a temperature of 1,300 [deg.] C or more is practically not able to be hydrating. Therefore, when using non-hydrating magnesium oxide
as an annealing separator, the retention period of
the latter's aqueous slurry does not cause a change in the magnetic properties of the annealed silicon steel strip.
FIG. 2 illustrates the relationship between the storage period (in hours) of an aqueous slurry of an annealing separator and the percentage of hydrated magnesium oxide, calculated on the total amount of magnesium oxide used.
Referring to Figure 2, when preparing an aqueous slurry using a mixture of 90% by weight of a non-hydrating magnesium oxide and 10% by weight of magnesium hydroxide and when keeping the slurry aqueous for 24 hours at a temperature of 30 [deg.] C, as the shelf life of this aqueous slurry elapses, there is practically no change in the amount of hydrated magnesium oxide. This phenomenon is indicated by the line A in FIG. 2. However, when an aqueous slurry is prepared from a conventional type of magnesium oxide and when it is kept at a temperature of 30 [deg.] C for 24 hours, curve B in Figure 2 indicates that after storage for about 17 hours, the amount of hydrated magnesium oxide reaches about 30%.
Likewise, curve C in FIG. 2 indicates that after storage for approximately 21 hours at a temperature of 15 ° C., the quantity of hydrated magnesium oxide reaches approximately 22%. Consequently, in order to prevent hydration of the conventional type of magnesium oxide, it
it is necessary to keep the temperature of the aqueous slurry below 15 [deg.] C. As a result, the preservation of the aqueous slurry becomes complex and expensive and, moreover, the efficiency of the operation of applying this slurry becomes poor.
In the annealing separator of the present invention, it is important that the non-hydrating magnesium oxide is in the form of fine particles, 70% by weight of which have a granularity of 5 microns or less. The classic type
(commercially available) of calcined magnesium oxide is in the form of particles having an average granularity of 30 to 50 microns. The weight proportion of particles having a granularity of 5 microns or less vis-à-vis the total amount of particles is only 20% or less.
When the annealing separator is applied to the silicon steel strip and then subjected to a final annealing step, it forms a glassy film. Preferably, this glassy film has a thickness of between 5 and 10 microns. Therefore, in order to obtain a glassy film having a uniform thickness, it is desirable that the particles of magnesium oxide have as small a granularity as possible. In practice, in order to obtain a glassy film of uniform thickness, the highest particle size of the magnesium oxide particles must be 20 microns or less.
As a result of this high granularity of the magnesium oxide particles, the magnetic properties of the annealed silicon steel strip are reduced. As a general rule, we know that the logarithm of the granularity (in microns) of the particles is proportional to the logarithm of the particle size
(in%) of these particles. This relationship is illustrated in Figure 3. Line D in Figure 3 indicates that the particles (of which 70% by weight have a granularity of 5 microns or less) have a granularity of 20 microns or less. In other words, in the case of particles of line D, the highest granularity is 20 microns. Line E in Figure 3 indicates that, in the case of particles of which 53% have a granularity of 5 microns or less, the highest granularity is around 30 microns. As a result, the particles of line E are not suitable for the formation of glassy film having a thickness of 10 microns or less. Line F in Figure 3 indicates that, in the case
particles of which 90% by weight have a granularity of 5 microns or less, the highest granularity is around
10 microns. In other words, the particles of line F are perfectly suitable for the formation of the vitreous film having a thickness of 10 microns or less.
Likewise, it is known that, in the case of particles of which 50% by weight have a granularity of 5 microns or less, the highest granularity is around 40 microns. Consequently, if this type of particle is used to form the vitreous film, the film obtained will be uneven and will contain a certain number of pits, thus very clearly reducing the magnetic properties of the annealed silicon steel strip.
FIG. 3 also indicates that, in the case of the particles of line D, of which 70% by weight have a granularity of 5 microns or less, 90% by weight have a granularity of 10 microns or less.
As indicated above, in order to form the glassy film having a uniform thickness of 5 to
10 microns, it is important that the non-hydrating magnesium oxide is in the form of fine particles and that a portion of the particles having a granularity of 5 microns or less corresponds to 70% by weight or more of the total amount of the particles. The importance of this characteristic will be described in more detail below with reference to FIG. 4. FIG. 4 illustrates the relationship between the percentage of a fraction consisting of the particles of magnesium oxide having a granularity of 5 microns or minus calculated on the total quantity of particles, and the values for the iron losses (W 17/50) of a grain oriented silicon steel strip which has been annealed using these particles of magnesium oxide.
As can be seen in FIG. 4, thanks to the magnesium oxide particles of which 70% by weight or more have a granularity of 5 microns, the annealed steel strip has excellent magnetic properties.
The non-hydrating magnesium oxide particles which can be used for the present invention can be obtained by spraying calcined magnesium oxide at a temperature of 1,300 [deg.] C or higher by adopting any conventional spraying device. However, it is important that the spraying operation does not give rise to
contamination of the magnesium oxide particles by one or more impurities. These impurities sometimes come from the wear of the interior surface of the spray container, as well as the exterior surface of the
spray balls or goblets. For example, when the balls and cups of the spray container are made of steel, the sprayed particles of magnesium oxide are contaminated with iron. Iron contamination affects the magnetic properties of the annealed steel strip. This alteration is important,
in particular, in the case of an oriented grain silicon steel strip having a high density of magnetic flux. Therefore, the spraying step should be completed in as short a time as possible. The operation
Spraying the calcined non-hydrating magnesium oxide can be carried out by a dry process under an air atmosphere or by a wet process by suspending the magnesium oxide in water. In the case of the dry process, the contamination of the pulverized particles of magnesium oxide by iron is low. As a result, the dry spraying operation can be carried out using the spray container, balls and steel cups. However, since the dry process requires a very long period to complete the spraying operation, this process cannot be adopted on an industrial scale. Compared to the dry process, the wet process effectively completes the spraying process in a short period.
However, this wet process gives rise to significant iron contamination of the sprayed magnesium oxide particles. The quantity of iron contained in the particles of magnesium oxide pulverized by the wet process is equal to approximately 10 times that obtained by the dry process. This significant iron contamination results in a significant reduction in the magnetic properties of the oriented grain silicon steel strip. In order to prevent contamination by
iron, it is best to use a container, as well as
porcelain goblets or spray balls containing aluminum and silicon oxides. If the sprayed particles of magnesium oxide are contaminated with the oxides mentioned above, these do not influence
not the magnetic properties of annealed silicon steel strip. Accordingly, it is preferable to carry out the spraying operation of the non-hydrating magnesium oxide by a wet method using a porcelain container, balls or spray cups. The particles thus pulverized of magnesium oxide have no influence on the magnetic properties of the annealed silicon steel strip with oriented grains.
In addition to the non-hydrating magnesium oxide, the annealing separator of the present invention may contain
at least one member chosen from the group comprising magnesium hydroxide in an amount of 1 to 100%, calculated
on the weight of magnesium oxide, as well as aluminum compounds in an amount of 0.05 to 10%, calculated on the weight of this magnesium oxide.
Magnesium hydroxide and aluminum compounds effectively stabilize the suspension
non-hydrating magnesium oxide particles in water.
Magnesium hydroxide dissolves in water and is adsorbed on the surfaces of non-hydrating magnesium oxide particles suspended in water. The magnesium hydroxide adsorbed on the surface of the suspended magnesium oxide particles creates an electrical repulsive force which pushes the suspended magnesium oxide particles away from each other. In other words, this electrical repulsive force effectively prevents the mutual agglomeration of the magnesium oxide particles in suspension, while keeping the suspension of the magnesium oxide particles in water in a stable state. . Preferably, the amount of magnesium hydroxide is in the range of 1 to 100%, calculated on the weight of the magnesium oxide.
This characteristic is due to the fact that less than 1% of magnesium hydroxide sometimes does not make it possible to completely stabilize the suspension of the particles of non-hydrating magnesium oxide in water, while a higher quantity of magnesium hydroxide at 100% sometimes causes an alteration in the magnetic properties of the grain annealed silicon steel strip as a result of the formation of a large amount of water during the annealing operation. The magnesium hydroxide which can be used for the present invention can be replaced by magnesium oxide obtained by calcining
magnesium hydroxide at a temperature below
900 [deg.] C and can easily dissolve in water.
The aluminum compound for effectively stabilizing the aqueous suspension of oxide particles
non-hydrating magnesium can be chosen from the group comprising aluminum hydroxide and aluminum nitrate, which are soluble in water, aluminum silicate which is contained, for example, in bentonite and clay and which is insoluble in water, as well as aluminum oxide and aluminum sulfide. Aluminum silicate
or the materials containing aluminum silicate are used in the form of fine particles or in the form of colloidal particles. It is preferable to use aluminum compounds in an amount between 0.05
and 10%, better still, between 0.1 and 1%, calculated on the weight of the non-hydrating magnesium oxide. The aluminum compounds are also adsorbed on the surfaces of the non-hydrating magnesium oxide particles and they create the aforementioned electrical repulsive force, thereby stabilizing the aqueous suspension of the magnesium oxide particles. The stabilizing effect of aluminum compounds is greater than that of magnesium hydroxide. As a result, the amount of aluminum compounds to be used is lower
to that of magnesium hydroxide. However, when the amount of the aluminum compounds is less than 0.05%,
this may sometimes result in poor stability of the aqueous suspension of the magnesium oxide particles.
Likewise, when the amount of aluminum compounds is more than 10%, it can sometimes result in a poor magnetic property in the annealed grain-oriented silicon steel strip containing aluminum and nitrogen (A1N ), since the large amount of aluminum compounds contained in the annealing separator can alter the secondary recrystallization of the grains
during the annealing operation.
In addition to the non-hydrating magnesium oxide, the annealing separator of the present invention can contain magnesium nitrate which makes it possible to effectively stabilize the aqueous suspension of the magnesium oxide particles.
Magnesium nitrate can be used in an amount
between 1 and 100%, calculated on the weight of magnesium oxide. However, it is preferable that the annealing separator of the present invention does not contain either magnesium chloride or magnesium sulfate which hinder the formation of the glassy insulating film from the annealing separator. Besides non-hydrating magnesium oxide
and magnesium hydroxide and / or aluminum compounds,
the annealing separator of the present invention may contain at least one boron compound selected from the group comprising boric acid and the borate compounds in an amount
2.5% or less, calculated on the weight of magnesium oxide.
The boron compounds are adsorbed on the surfaces of the non-hydrating magnesium oxide particles suspended in water to improve the stability of the aqueous suspension of the magnesium oxide particles.
Likewise, the boron compounds effectively improve the coating property of the aqueous suspension of the annealing separator on the silicon steel strip. In addition, boron compounds effectively improve the magnetic properties of grain oriented silicon steel strips. Usually, the oriented grain silicon steel strip coated with the annealing separator is subjected to
annealing under a reducing atmosphere containing hydrogen and nitrogen, at a high temperature, in order to promote the secondary recrystallization of the grains. However, when the silicon steel strip contains AlN as an inhibitor, it sometimes absorbs nitrogen. The A1N of the steel strip prevents secondary recrystallization
grains during the annealing operation. Therefore, 1
fine grains are formed in the steel strip. These fine grains give a poor magnetic property to the annealed silicon steel strip with oriented grains.
Boron compounds applied to the surface
silicon steel strip can prevent nitrogen absorption by the silicon steel strip. Accordingly, the amount of A1N of the silicon steel strip can be adjusted by applying the boron compounds to the surface of the silicon steel strip. In other words, the secondary recrystallization can be regulated during the annealing operation by the application of boron compounds.
In order to exert the above-mentioned effect, the boron compounds are preferably used in an amount
<EMI ID = 2.1>
moisturizing, better still in an amount of 0.01 to 0.3% in terms of boron and calculated on the weight of magnesium oxide.
The boron compound can be chosen from the group comprising boric acid and borate compounds. The borate compound can be chosen from sodium borate, borax, potassium borate, magnesium borate and lithium borate.
In addition to non-hydrating magnesium oxide and magnesium hydroxide and / or aluminum compounds,
the annealing separator of the present invention may contain at least one sodium compound in an amount ranging
<EMI ID = 3.1>
weight of magnesium oxide. The sodium compound effectively reduces losses in the iron of the grain oriented silicon steel strip. Typically, when the annealing separator containing the non-hydrating magnesium oxide is applied to the silicon steel strip
and when it is then subjected to the annealing step at a high temperature, the glassy film thus obtained contains forsterite (Mg2Si04) as the main component. However, when the annealing separator contains the sodium compound, the crystals of the non-hydrating magnesium oxide combine with each other, thereby creating significant stress on the silicon steel strip. It is known that the application of a voltage to a grain of silicon steel strip oriented in a direction [001] results in a significant reduction in the losses in the iron of the silicon steel strip. Consequently, the formation of this large tension on the silicon steel strip due to the presence of the sodium compound in the annealing separator results in a significant reduction in losses in the iron.
Preferably, the sodium compound is used in an amount of between 0.005 and 0.2% in terms of sodium
and calculated on the weight of the non-hydrating magnesium oxide. If the sodium compound is used in an amount less than 0.005% in terms of sodium, the reducing effect of losses in iron will be very small. If the amount of the sodium compound is more than 0.2% in terms of sodium, the glassy material obtained will have a melting point at this point
reduces that e 1 1 e will not form a film during the annealing operation. This phenomenon gives rise to
increased losses in the iron of the oriented grain silicon steel strip.
The sodium compound which can be used for the present invention can be chosen from the group comprising sodium hydroxide, sodium sulfide and sodium thiosulfate.
In addition to the non-hydrating magnesium oxide and the magnesium hydroxide and / or the aluminum compound, the annealing separator of the present invention may contain at least one boron compound chosen from the group comprising boric acid and borate compounds in an amount of 2.5% or less, calculated on the weight of magnesium oxide, as well as at least one sodium compound in an amount
<EMI ID = 4.1>
on the weight of magnesium oxide. The annealing separator of the present invention may contain titanium dioxide in an amount of 20% in terms of titanium and calculated on the weight of the non-hydrating magnesium oxide. Titanium dioxide effectively stabilizes the aqueous suspension of the magnesium oxide particles and improves the magnetic properties of the grain oriented silicon steel strip.
The annealing separator of the present invention may contain at least one lithium compound in an amount of 0.02 to 0.7% in terms of lithium and calculated on the weight of the non-hydrating magnesium oxide. The lithium compound can be, for example, lithium hydroxide. The lithium compound effectively improves the magnetic flux density of the grain oriented silicon steel strip.
The annealing separator of the present invention may contain at least one potassium compound in an amount
<EMI ID = 5.1>
non-hydrating magnesium oxide. The potassium compound can be, for example, potassium hydroxide and it can effectively reduce the losses in the iron of the grain oriented silicon steel strip.
The annealing separator of the present invention is usually applied as an aqueous suspension (slurry) on the surface of the grain oriented silicon steel strip. The aqueous slurry of the annealing separator can be prepared by stirring a mixture of the annealing separator and water by means of a stirrer.
Usually the fine particles of the oxide
non-hydrating magnesium is not completely independent of each other. In other words, several of the fine particles are agglomerated softly to each other, forming a pseudo-aggregate. The suspension of agglomerated particles in water is very unstable. Consequently, in order to obtain a stable aqueous slurry of the annealing separator of the present invention, it is necessary to divide the agglomerated particles into fine particles separated from each other in water. Likewise, in order to stabilize the aqueous suspension of the fine particles separated from the magnesium oxide, it is preferable that the magnesium hydroxide and / or the aluminum compound serving as suspension stabilizer are uniformly absorbed on the fine particles. magnesium oxide.
In order to prepare the aqueous slurry in which the fine particles in suspension of the oxide
non-hydrating magnesium are separated from each other,
it is preferable to stir the mixture of non-hydrating magnesium oxide with water using a stirrer. This agitator consists of a rotary shaft from which several blades extend outwards. When using this agitator, it is preferable that its speed, measured at the end of a blade, be 700 m / minute or more. If this speed is less than 700 m / minute, the agglomerated particles cannot be completely divided into separate fine particles and the aqueous slurry obtained can have poor adhesion to the surface of the grain oriented silicon steel strip. This phenomenon is illustrated in detail by the experiment described below given with reference to FIG. 5.
Using a propeller type agitator, a mixture of 90 g of non-hydrating magnesium oxide, 10 g of magnesium hydroxide, 0.3 g of borax and
500 ml of water. The diameter of the agitator is 42 mm. The agitator is rotated at a speed of 4,000, 6,000 or
8,000 rpm, a speed of 528 m / minute, of
791 m / minute or 1.056 m / minute, measured at one end
of the propeller blade for 60 minutes or 30 minutes. The aqueous slurry obtained at a rate of 15 g / m2 is poured onto a surface of a sheet of silicon steel. The layer of aqueous slurry thus poured is dried at a temperature of
250 [deg.] C in order to form a dry layer of the annealing separator. The adhesion strength of the dry layer obtained is determined by rubbing, on this layer, a cotton fabric with a back and forth movement and under a load of 100 g. The adhesive strength of the dry layer is expressed by the number of reciprocating friction movements necessary to remove a part of the dry layer until part of the surface of the steel strip is exposed to the silicon
to the atmosphere. Therefore, the higher the number of back-and-forth friction movements, the greater the adhesion strength of the annealing separator. It is considered to be satisfactory if the dry layer of the annealing separator
has an adhesion strength (number of friction movements) of 10 or more.
The results of these experiments are illustrated
in figure 5.
FIG. 5 shows that, when the stirring is carried out at a speed of 528 m / minute (4,000 revolutions / minute) for 60 minutes or 30 minutes, the annealing separator obtained has a very poor adhesion strength of 2 or 3 on the surface of the silicon steel strip. In that case,
the dry layer of the annealing separator is easily peeled off
from the surface of the silicon steel strip when this dry layer is brought into contact, for example, with a roller. This phenomenon sometimes causes the adhesion of the silicon steel strip to other strips.
During the stirring operation at a speed of 528 m / minute (4,000 rpm), the agglomerated particles of non-hydrating magnesium oxide rotate at the same speed as that of the agitator. Consequently, these agglomerated particles cannot be divided into fine particles independent of one another. In this case, since the suspension stabilizer, for example, magnesium hydroxide and the aluminum compound, is adsorbed on the surfaces of the agglomerated particles, the annealing separator obtained has poor adhesion to the strip. silicon steel.
FIG. 5 also indicates that, when the agitator rotates at a speed of 791 m / minute (6,000 revolutions / minute) for 60 minutes, the dry layer obtained from the annealing separator has a satisfactory adhesion strength of 14.
Furthermore, this figure 5 indicates that, when the agitator rotates at a speed of 1,056 m / minute (8,000 revolutions / minute),
the dry layer obtained from the annealing separator has excellent adhesion (of 22). In addition, Figure 5 indicates that to obtain a satisfactory adhesive force of 10 or more for the dry layer of the annealing separator by means of a stirring operation of 60 minutes or less, it is necessary to rotate the agitator. at a speed of 700 m / minute or more.
When the agitator is rotated at a speed of 700 m / minute or more, the speed of the agitator is greater than that of the agglomerated particles of the non-hydrating magnesium oxide. Consequently, the agglomerated particles are divided into fine particles separated under the impact exerted by the impeller of the agitator on the agglomerated particles.
Likewise, the suspension stabilizer can be adsorbed on the fine particles separated in a short period.
In order to obtain an adhesion force of 10 or more, the stirring operation at a speed of 791 m / minute must be carried out for 50 minutes or more, while the stirring operation at a speed of 1.056 m / minute should be continued for a period of 35 minutes or more.
In order to obtain an annealing separator which can have a satisfactory adhesion, it is important that the agglomerated particles of non-hydrating magnesium oxide suspended in water are mechanically divided into fine particles by the impact of the blades of the propeller. The intensity of the shock effect is proportional to the speed
from the end of the agitator blades. The speed of the end of the agitator blades is proportional to the diameter of the latter. Consequently, the speed of 700 m / minute can be obtained by rotating an agitator with a diameter of 42 mm at a speed of about 5,300 revolutions / minute or by rotating an agitator with a diameter of 82 mm
at a speed of around 2,700 rpm.
The agitator can be chosen from one or the other of the conventional agitators, for example, propeller type stirring devices, type stirring devices
vane type and turbine type agitators.
The present invention will be illustrated in more detail by the following examples which in no way limit the scope thereof.
Example 1
We cold roll a silicon steel strip
<EMI ID = 6.1>
silicon, 0.080% by weight of manganese, 0.010% by weight of phosphorus, 0.025% by weight of sulfur, the rest being made of iron, in order to adjust the thickness of this strip
at 0.30 mm. The cold-rolled strip is subjected to a decarburization annealing process under an atmosphere consisting of approximately 75 mol% of hydrogen, approximately 25 mol% of nitrogen and a small quantity of water vapor, then we
cools it down to room temperature.
An aqueous slurry of a separator is prepared
annealing by spraying, wet, a mixture of 80 g of non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 1.700 [deg.] C and in the form of fine particles of which 75% by weight have a granularity of 5 microns or less, in 700 g of water. The spraying operation is carried out
using an iron ball mill. The aqueous slurry obtained is poured from the annealing separator at the rate of 10 g / m2 onto a surface of the silicon steel strip, then it is dried at a temperature of 250 [deg.] C. The thus coated silicon steel strip is subjected to a final annealing at a temperature of 1,200 [deg.] C.
In the silicon steel strip having the composition mentioned above, the secondary recrystallization of the grains during the final annealing is favored by MnS.
The properties of the silicon steel strip
oriented grain thus obtained are shown in Table 1.
Example 2
The same procedures as those mentioned are carried out
in Example 1, with the exception that in addition to 80 g of the non-hydrating magnesium oxide, the annealing separator contains 20 g of magnesium hydroxide, while the aqueous slurry of the annealing separator is applied to Reason to
15 g / m2 on the surface of the silicon steel strip.
The properties of the silicon steel strip
oriented grain thus obtained are shown in Table 1.
Example 3
The same procedures are carried out as those described
in Example 1, with this exception, which is suspended in 600 g of water, the annealing separator containing 96 g of non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 1,500 [deg.] C and in the form of fine particles
of which 85% by weight has a granularity of 5 microns or less, as well as 4 g of aluminum nitrate. The aqueous slurry thus obtained is applied at the rate of 13 g / m2 to a surface of the silicon steel strip.
The properties of the silicon steel strip
oriented grain thus obtained are shown in Table 1.
Example 4
Processes identical to those described are carried out
in Example 1, with the exception that the aqueous slurry of the annealing separator is prepared by spraying, wet, a mixture of 90 g of the non-hydrous magnesium oxide
<EMI ID = 7.1>
form of fine particles of which 95% by weight have a granularity of 5 microns or less, 10 g of magnesium hydroxide and
0.3 g of sodium borate in 700 g of water. We apply
the aqueous slurry thus obtained at a rate of 10 g / m2 on the surface of the silicon steel strip.
The properties of the silicon steel strip
with oriented grains thus obtained are shown in Table 1.
Example 5
Processes identical to those described are carried out
in Example 1, with the exception that the aqueous slurry of the annealing separator is prepared by the process described below.
Using a ball mill, we pulverize,
dry, a non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 2,000 [deg.] C. The fine particles obtained from non-hydrating magnesium oxide contain 80% by weight of a fraction consisting of fine particles of granularity
5 microns or less. Using a stirrer rotating at a speed of 924 m / minute, for 60 minutes, vigorously stirred a mixture of 90 g of the fine particles of non-hydrating magnesium oxide, 10 g of magnesium hydroxide, 0, 3 g of sodium borate and 700 g of water.
Apply the aqueous slurry obtained at the right rate
of 12 g / m2 on the surface of the silicon steel strip.
The properties of the oriented grain silicon steel strip thus obtained are shown in Table 1.
Table 1
<EMI ID = 8.1>
Example 6
A silicon steel strip containing aluminum and consisting of 0.04% by weight of carbon, 2.9% by weight of silicon, 0.08% by weight of manganese, 0.010 is cold rolled % by weight of phosphorus, from 0.025% in
<EMI ID = 9.1>
by weight of nitrogen, the rest being made of iron, in order to adjust the thickness of the strip to 0.30 mm. Then, the strip is subjected to a decarburization annealing under an atmosphere
<EMI ID = 10.1>
molars of nitrogen and a small amount of water vapor,
at a temperature of 850 [deg.] C.
An aqueous slurry of a separator is prepared
annealing by spraying, wet, a mixture of 90 g of a non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 1.700 [deg.] C and in the form of fine particles of which 90% by weight are particles '' a granularity of
5 microns or less, in 700 g of water. The spraying operation is carried out using an alumina ball mill.
The aqueous slurry is poured at a rate of 10 g / m2 onto a surface of the silicon steel strip containing
aluminum and dried at a temperature of 2500C.
The steel strip thus coated is subjected to a final annealing at a temperature of 1,200 [deg.] C. During the final annealing operation, the secondary recrystallization of the grains is
<EMI ID = 11.1>
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Example 7
The same procedures are carried out as those described
in Example 6, with the exception that in addition to 90 g of the non-hydrating magnesium oxide, the aqueous slurry of the annealing separator contains 10 g of magnesium hydroxide and 0.4 g of sodium borate, while applying the aqueous slurry at a rate of 15 g / m2 on the surface of the steel strip.
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Example 8
The same processes are carried out as those described in Example 7, with the exception that the aqueous slurry of the annealing separator is prepared by spraying, wet and in 700 g of water, a mixture of 100 g of non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 1,800 [deg.] C and in the form of fine particles of which 85%
by weight have a granularity of 5 microns or less,
0.5 g of aluminum nitrate and 0.5 g of boric acid.
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Example 9
We carry out processes identical to those
described in Example 6, with the exception that the aqueous slurry of the annealing separator is prepared in the manner described below.
Using a ball mill made of aluminum oxide, a non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 2,000 [deg.] C. is sprayed dry. The fine particles obtained from magnesium oxide contain 90% by weight of a fraction consisting of very fine particles with a granularity of 5 microns or less. Then, using an agitator rotating at a speed of 924 m / minute for 60 minutes, vigorously stirred a mixture of 80 g of dry sprayed non-hydrating magnesium oxide, 20 g of magnesium hydroxide, 0 , 5 g of boric acid and 0.15 g of sodium hydroxide. The aqueous slurry thus obtained is applied at the rate of 12 g / m2 to the surface of a steel strip.
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Example 10
The same processes are carried out as those described in Example 6, with the exception that the aqueous slurry of the annealing separator is prepared by spraying, wet, a mixture of 80 g of non-hydrating magnesium oxide, 20 g of magnesium hydroxide and 0.5 g of sodium borate in 700 g of water, while applying the aqueous slurry obtained at a rate of 13 g / m2 to the surface of a strip of steel. Magnesium oxide particles
non-moisturizing ingredients contained in the aqueous slurry contain 97% by weight of a fraction consisting of very fine particles with a granularity of 5 microns or less.
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Example 11
The same procedures are carried out as those described
in Example 6, with the exception that the aqueous slurry of the annealing separator is prepared by spraying, wet, a mixture of 80 g of the non-hydrating magnesium oxide, of 20 g of magnesium hydroxide , 0.10 g of sodium hydroxide, 0.3 g of aluminum nitrate and
0.5 g of boric acid in 700 g of water.
In the sprayed non-hydrating magnesium oxide contained in the aqueous slurry, the content of a fraction consisting of very fine particles of magnesium oxide having a granularity of 5 microns or less is 88% by weight.
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Comparative example 1
The same procedures are carried out as those described
in Example 6, with the exception that the annealing separator consists of a conventional type of magnesium oxide, while the magnesium oxide is completely hydrated and transformed into magnesium hydroxide in the aqueous slurry obtained.
The properties of the silicon steel strip containing aluminum and with oriented grains thus obtained are indicated in Table 2.
Table 2
<EMI ID = 12.1>
Example 12
The same processes are carried out as those described in Example 6, with the exception that the fine particles of non-hydrating magnesium oxide which are prepared by wet spraying using the alumina ball mill contain 90 % by weight of a fraction consisting of very fine particles with a granularity of 5 microns or less.
The properties of the aluminum steel and oriented grain steel strip thus obtained are shown in Table 3.
Example 13
The same procedures are carried out as those described
in Example 12, with the exception that the spraying operation takes place using an iron ball mill.
The properties of the aluminum steel and oriented grain steel strip thus obtained are shown in Table 3.
Comparative example 2
The same procedures are carried out as those described
in Example 12, with the exception that the wet spraying operation is omitted. Unhydrated magnesium oxide contains 35% by weight of a fraction consisting of very fine particles with a granularity of 5 microns or less.
The properties of the aluminum steel and oriented grain steel strip thus obtained are shown in Table 3.
Table 3
<EMI ID = 13.1>
Table 3 shows that, in the case of aluminum-containing silicon steel strip, it is preferable that the wet spraying operation for the annealing separator is carried out using an alumina ball mill rather than iron. The crusher
with iron balls causes a slight decrease in the magnetic properties of the silicon steel strip containing
oriented grain aluminum.
The table also shows that the non-hydrating magnesium oxide must be in the form of fine particles of which 70% by weight or more have a granularity of
5 microns or less.
As indicated above, the annealing separator of the present invention offers the following advantages:
1. The annealing separator of the present invention is more economical than the conventional annealing separator prepared from refined magnesium hydroxide having a high degree of purity.
2. Thanks to the annealing separator of the present invention, the oriented grain silicon steel strip has better magnetic properties.
3. The aqueous slurry of the annealing separator of the present invention can be kept without being cooled.
CLAIMS
1. Annealing separator for oriented grain silicon steel strips, characterized in that it comprises non-hydrating magnesium oxide calcined at a temperature of 1,300 [deg.] C or more and in the form
fine particles of which 70% by weight or more have a granularity
5 microns or less.