一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁及制备方法，所述氧化镁由高活性氧化镁和低活性氧化镁混合配制成，低活性氧化镁的占总量的质量百分数为5～40％，高活性氧化镁以盐卤、矿石等为原料，经过化学沉淀、水洗等工序制得，低活性氧化镁采用废弃硅钢氧化镁制备，在空气或者氧气气氛中煅烧，将低价钛氧化成四价钛得到白色粉末，再将得到的白色粉末筛分或者粉碎除去粗粒子获得。本发明专利技术的氧化镁表面和磁性能优良，制得的浆料能够使钢卷的表面底层获得较好的外观质量、均匀性和板型等，制备方法经济实用、零排废，能够解决硅钢生产过程大量硅钢氧化镁废弃物造成的环境和生态污染问题。

Magnesium oxide for annealing separator of oriented silicon steel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁及制备方法
本专利技术涉及一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁及制备方法。
技术介绍
取向硅钢板是Si含量2～4％，其晶粒易磁化方向<001>平行于轧制方向的软磁功能材料，主要用于制造变压器铁芯。其制造工艺通常是经过热轧，再冷轧至最终成品厚度，然后进行脱碳退火，在钢板表面形成以二氧化硅为主的氧化层，接着在钢板表面涂覆以氧化镁为主的隔离剂，干燥后成卷后在1150-1250℃温度下进行高温退火。在生产过程一般通过将氧化镁(MgO)以及二氧化钛(TiO2)、四硼酸钠等促进反应的添加剂分散到水中形成浆料然后涂覆在钢板表面，再经过烘干成卷后进行高温退火。涂覆的高活性氧化镁(MgO)与钢板表面的二氧化硅(SiO2)发生固相反应形成硅酸镁(Mg2SiO4)底层。作为隔离剂的氧化镁50％以上没有参与底层反应，这些以氧化镁为主的粉末作为工业废弃物一直没有被利用，对环境和生态造成一定的影响。如何利用这些废弃硅钢氧化镁成为取向硅钢生产中亟待解决的问题。专利CN105540622A和CN110002478A通过盐酸溶解废弃硅钢氧化镁获得高浓度氯化镁溶液，再利用氯化镁制备氧化镁或氢氧化镁。现有技术中通过高浓度酸溶解用后废弃硅钢氧化镁得到镁的盐溶液，再通过化学沉淀方法制备氧化镁或氢氧化镁的回收利用方法会产生更严重的环境污染和大量的工业废水，在制造成本上也远高于以盐卤或矿石为原料制备氧化镁或氢氧化镁工艺，既没有解决环境污染问题也不具备经济价值。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中的缺陷，本专利技术公开了一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁及其制备方法，其提供一种表面和磁性能优良的取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，制备方法经济实用并且不产生环境污染。技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，其特征在于：所述氧化镁由颗粒状态的高活性氧化镁和低活性氧化镁混合配制成，其中，低活性氧化镁的占总量的质量百分数为5～40％。优选地，所述高活性氧化镁的一次颗粒平均直径为50-200nm，低活性氧化镁的一次颗粒平均直径为0.5-10μm。优选地，所述高活性氧化镁CAA40％为40-300s，低活性氧化镁CAA40％大于300s。优选地，所述高活性氧化镁CAA40％为50-80s。优选地，所述氧化镁中含有质量百分数为5％以下的二氧化钛、0.2％以下的硼。一种用于制备上述的取向硅钢退火隔离剂用氧化镁的方法，其特征在于：所述高活性氧化镁以盐卤、盐湖水氯镁石、菱镁矿、白云山为原料，通过化学沉淀生成氢氧化镁或碳酸镁，再经水洗、过滤、煅烧、粉碎制备而得。一种用于制备上述的取向硅钢退火隔离剂用氧化镁的方法，其特征在于：所述低活性氧化镁采用废弃硅钢氧化镁制备，废弃硅钢氧化镁在空气或者氧气气氛中、500-1200℃的温度下煅烧，将粉体中的低价钛氧化成四价钛得到白色粉末，再将得到的白色粉末筛分或者粉碎除去大于100μm的粗粒子，获得用于制备氧化镁浆料的低活性氧化镁。有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术提供了一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁的组分构成及其制备方法，其制备方法能够采用废弃硅钢氧化镁制备低活性粗大氧化镁，用于改善高活性硅钢氧化镁性能，提高取向钢底层外观质量、磁性能均匀性和板型质量，提高成材率，该方法经济实用、零排废，能够解决硅钢生产过程大量硅钢氧化镁废弃物造成的环境和生态污染问题，带来可观的经济效益。具体实施方式下面对本方案做进一步的说明。本专利技术提供一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，由高活性氧化镁和低活性氧化镁组成，使用时高活性氧化镁参与钢板底层反应，低活性氧化镁起到支撑、隔离钢板和改善钢板透气性的作用。一般用氧化镁粉体与柠檬酸溶液的反应速度来表征氧化镁的活性，即柠檬酸活性(CAA:CitricAcidActivity)。在规定的温度(如30℃)的0.4N柠檬酸水溶液中加酚酞指示剂，投入一定量的氧化镁并进行搅拌，用从投入氧化镁到柠檬酸水溶液变为中性的时间表示CAA。经验上一般用氧化镁反应率40％，即CAA40％作为评价硅钢氧化镁的活性指标。其高活性氧化镁氧CAA40％低于40s，氧化镁浆料不稳定易于水化；高于300s，氧化镁活性低难以形成完整、致密的硅酸镁陶瓷膜。氧化镁的CAA40％优选50-80s。低活性氧化镁由废弃硅钢氧化镁制备，由于经过长时间高温烧结其CAA40％较高，为了控制氧化镁品质稳定性CAA40％控制在300s以上。本专利技术中，高活性氧化镁以盐卤、盐湖水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)、菱镁矿、白云山为原料通过化学沉淀生成氢氧化镁或碳酸镁，再经水洗、过滤、煅烧、粉碎制备而得。其低活性氧化镁由用后废弃硅钢氧化镁制备而得。将用后废弃硅钢氧化镁在空气或者氧气气氛中500-1200℃下煅烧将粉体中的低价钛氧化成四价钛得到白色粉末，再将得到的白色粉末筛分或者粉碎除去大于100μm的粗粒子。煅烧温度低于500℃难以将低价氧化钛转化成四价二氧化钛，煅烧温度高于1200℃氧化镁颗粒会进一步烧结长大。颗粒尺寸大于100μm会造成隔离剂对钢板的摩擦力降低影响钢卷卷形，同时颗粒过大浆料容易沉降且会造成钢板表面产生压痕。本专利技术中，所述氧化镁用于配制浆料，浆料中含有相对于氧化镁质量百分数为5％以下的二氧化钛、0.2％以下的硼，余量为氧化镁。取向硅钢生产中一般通过将退火隔离剂氧化镁以及二氧化钛、四硼酸钠等促进反应的添加剂分散到水中形成浆料然后涂覆在钢板表面，再经过烘干成卷后进行高温退火。涂覆氧化镁隔离剂的目的是防止钢板粘结并与钢板表面的二氧化硅发生固相反应形成硅酸镁底层。高温退火后二氧化钛、四硼酸钠和大量未参与底层反应的氧化镁经过水洗从钢板表面去除成为硅钢氧化镁固体废弃物。氧化镁中二氧化钛在高温退火中四价态转变为三价态同时释放的氧对钢板起到氧化作用改善底层的附着力。以质量百分计，二氧化钛高于5％，释放过量的氧会氧化钢板造成表面发黑等底层缺陷，钢板表面的抑制剂也会遭到破坏从而造成磁性能劣化。硼化合物具有低的熔点，在氧化镁颗粒和钢板表面形成液相可以促进氧化镁与钢板表面的二氧化硅的固相-固相反应，形成完整致密的硅酸镁底层。当隔离剂中硼含量高于0.2％硼，一方面会加速氧化镁颗粒的烧结从而降低氧化镁的底层反应活性，另一方面过量的液相由于表面张力的作用会在钢板表面形成液滴影响氧化镁向钢板表面扩散造成亮点或麻点状缺陷。在高温退火过程中涂覆在方向性电磁钢钢板表面的氧化镁通过固态扩散的方式与钢板表面的二氧化硅反应形成硅酸镁底层，即是固相-固相反应。氧化镁颗粒细表面能高固相-固相底层反应活性也高。氧化镁一次颗粒平均直径高于200nm，氧化镁表面能低且与钢板的接触面积减小，造成底层反应不良。氧化镁一次颗粒平均直径小于50nm，氧化镁表面能过高，在配制浆料时氧化镁更易于水解生成氢氧化镁，氢氧化镁在高温退火过程中会分解释放过量的水氧化钢板造成底层缺陷和磁性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，其特征在于：所述氧化镁由颗粒状态的高活性氧化镁和低活性氧化镁混合配制成，其中，低活性氧化镁的占总量的质量百分数为5～40％。/n

【技术特征摘要】
1.一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，其特征在于：所述氧化镁由颗粒状态的高活性氧化镁和低活性氧化镁混合配制成，其中，低活性氧化镁的占总量的质量百分数为5～40％。


2.根据权利要求1所述的一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，其特征在于：所述高活性氧化镁的一次颗粒平均直径为50-200nm，低活性氧化镁的一次颗粒平均直径为0.5-10μm。


3.根据权利要求1所述的一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，其特征在于：所述高活性氧化镁CAA40％为40-300s，低活性氧化镁CAA40％大于300s。


4.根据权利要求3所述的一种取向硅钢退火隔离剂用氧化镁，其特征在于：所述高活性氧化镁CAA40％为50-80s。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨莲龙，杨纲，刘玥，
申请(专利权)人：南京宝淳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32