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      1. 企業動態

      分享先進的硅鋼涂層技術

      時間:

      無取向(NGO)硅鋼市場需求高級涂層控制技術和涂層產品。過去安裝的退火涂層生產線因為涂層部分的過時設計難以滿足高的質量要求。高精度涂層生產設備確保了最好的結果,其被廣泛用于包括無取向硅鋼產品的涂層生產線中。安裝這套工藝設備可以只需短時間停機和適量的投資來替換常規涂層設備。
       
      從汽車、電力到基礎設施的很多領域都使用無取向硅鋼,其作為電機、發電機和變壓器的鐵芯。大厚度范圍的電工絕緣涂層薄板的工業需求明顯增加,使其制造技術成為在市場競爭中發展的關鍵因素。目前市場上需求涂層厚度在0.5μm到8μm之間的無取向硅鋼。
       
      隨著產品質量標準和要求的不斷提高,以及材料的節省與環保要求,無取向硅鋼的生產者意識到挑戰和責任。
       
      在1980年以前安裝的典型的涂層生產區裝備了擠干輥涂機。其包括一系列在帶鋼的兩面噴灑涂層材料的噴嘴,以及一對使涂料沿帶寬分布的擠干輥。這種技術不能精確調節涂層厚度,還會產生大量蒸汽,并且因不能夠有效再循環使用剩余涂料溶液而造成很大浪費。而且,存在涂料匯集板帶邊部導致膜厚度增加的問題。
       
      為使鋼鐵制造商更方便的滿足市場需求,設計了一種高精度涂層生產設備,涂層厚度在線測量,在涂層過程中有著精確的控制。
       
      高精度涂層生產工藝包含三個主要設備:
       
      ——自動四輥式涂層機;
       
      ——干涂層厚度測量傳感器;
       
      ——涂層厚度控制系統。
       
      1自動四輥臥式涂層機
       
      四輥水平涂層機是全自動化涂層機,具有很高操作靈活性,并能夠在帶鋼的一側或兩側精確計量涂料量。
       
      該涂層機可以在前向和反向程序模式下工作,具有大涂層厚度范圍功能。一般前向程序模式用于薄涂層或高粘度涂層,而反向程序模式用于厚涂層或低粘度涂層。
       
      帶有兩個涂機的涂層段允許一臺涂機在工作位置,而另一臺處于維修狀態;每個涂機可以不切斷帶鋼而離線維修(例如換輥)(圖1)。
       
      自動涂層機主要特點包括:
       
      ——設計底座支撐構架用來減少操作過程中的震動。
       
      ——側架和輥面之間空間大,使得清洗和維修便捷。
       
      ——隨機配給涂層溶液和循環系統,使得與循環槽循環的涂液損耗降至最低。
       
      ——在板帶接頭、維護和未對準補償時,精確控制調節涂敷輥位置的電動伺服驅動蝸輪裝置。
       
      ——控制涂層厚度的基本參數—涂料輥與拾料輥間的壓力,由伺服電機設定,并且通過測壓元件連續地測量。這確保了精確的工作輥位和相互位置。
       
      ——輥子表面進行了修磨,壽命更長。
       
      2涂層溶液的準備
       
      兩個獨立的準備系統允許由一種涂層液轉換為另一種涂層液,同時使得未涂層帶鋼的損失最少。
       
      每個系統可以用濃縮液和去離子水(必要時稀釋用)配備出需要的涂層溶液。
       
      自動化系統準確地控制溫度、溶液攪拌和流量、濃度和其他工藝參數。涂層機收集盤中的溶液會通過重力返回到再循環槽中。
       
      這種設計最大限度地減少了會對質量產生不利影響的紊亂和氣泡的產生。
       
      由于涂層材料具有腐蝕性,槽子和管道用不銹鋼制造,因為它確保了出色的抗腐蝕性。
       
      在維修期間或改變涂層產品前,洗滌系統可自動沖洗槽子和管道。
       
      3涂層厚度測量方法
       
      市場需求一種小公差的超薄干的電工絕緣涂層。
       
      因此鋼鐵生產廠不僅需要控制準確的涂敷,而且還必須能夠測量它。
       
      只有具有厚度控制的精確涂層機的生產者才能夠充分滿足現代市場的要求。
       
      在彩色涂層生產線中,涂料是標準溶液,涂層控制執行“濕式”,即涂層結束后立即測量濕膜厚度以迅速調節涂層機設置(如果有必要的話)。如果知道化學品的特性,最終的干厚度可以進行預測,并且有相當程度的準確性。
       
      相反地,干燥涂層產品只是一系列的值,最終涂層厚度不能由“濕式”測量方法預測出。它必須在干燥狀態測量出。這種情況在電工絕緣涂層材料上出現。
       
      測量干涂層厚度的唯一方法是通過安裝在干燥爐出口處帶鋼上下表面的傳感器測量。
       
      經驗表明,合適的傳感器是基于近紅外光譜的應用。這些測量設備發出近紅外輻射到涂層感光底層,依賴于涂料在鋼帶上的數量和類型,發射出的輻射或多或少的被反射到設備并被聚焦到檢測器,檢測器檢測到的信號與涂料的數量成一定比例(圖2)。
       
      紅外測量傳感器安裝在干燥爐的出口,裝在一個機電式掃描架上;記錄的數據加以處理并在控制系統屏幕上顯示出涂層的輪廓。這些傳感器的測量不受人為因素影響,而且有很好的精度和可重復性,對惡劣環境不敏感,不需要日常維修。
       
      4控制涂層厚度
       
      涂層機通常是穩定的機器,雖然如此,但在幾個原因下瞬態會發生。
       
      當要求涂層厚度和/或產品類型發生變化時會有有計劃的瞬態。在其他工藝參數發生不可預知變化的情況下,也會產生瞬態。例如,涂料溶液是分批準備的,有時用新桶替換空桶,這時干燥殘留會不同。
       
      因為涂層厚度是無取向硅鋼涂層過程中最重要的參數。厚度控制可以被用來幫助操作員處理這些瞬態。
       
      涂層厚度控制系統正是通過融合高精度全自動涂層機和連續干燥涂層厚度測量來實現精確控制的。
       
      測量到的干厚度值通過閉環用來遠程調整涂層機的設置或在控制臺的視頻頁顯示測量數據給操作員,進而調整涂層機的設置。
       
      任何與參考值的偏差由改變涂層設備設置自動補償,以達到目標厚度值?;诎鍘Ц櫷瓿赡繕酥敌拚蜻_到新的目標值。
       
      在操作員調整的情況下,傳感器測得的干膜厚度顯示在HMI的狀況頁面上,使得操作員能夠干涉和檢查調整參數。
       
      工藝參數改變后,均需要時間來達到設定的新值,這取決于干厚度測量傳感器到涂層機的物理距離和處理速度(圖3)。
       
      現有生產線上這個距離有著重要意義,這通常展現出一個有限的處理速度和常規干燥設備。
       
      基于追蹤系統的控制系統使涂層后到測量干厚度之間產生時間延遲。
       
      與測量傳感器聯系的涂層機的操作參數的設定值在生產線試運行時根據產品大綱確定。
       
      因此,在生產改變時這套系統幫助減少偏差材料的數量。當使用不同批次有不同干燥殘留特性的濃縮溶液時,它有助于使干涂層厚度達到設定值。最后但并非最不重要,操作者不需要總是檢查濃縮液干燥殘留。
       
      5替換過時的涂層設備
       
      過去設計的涂層設備常包括一個預處理槽和擠干輥,這樣,當拆除的時候,為一對輥式涂層機留有充裕的空間。
       
      新系統緊湊,可以很容易地安裝于生產線上。干涂層測厚傳感器需要很小空間,可以安裝在干燥爐出口的簡單支架上。
       
      為了最小化生產線的停機時間,拆除現有設備前可以設置一涂層設備的旁路;停機時生產的產品可以作為半成品賣出。
       
      新設備安裝只需要很少的土建和停機時間。
       
      6優勢
       
      上面描述的解決方案是先進的涂層技術,它結合了精確設計的涂層機,高測量精度,快速執行和先進的過程控制模塊。
       
      其主要目標是提高生產線的生產力和生產厚度范圍廣泛的具有嚴格公差的涂層產品。
       
      其可以節約生產成本:
       
      ——減少涂層材料消耗;
       
      ——更快的程序改變次數(即偏離公差的材料更少);
       
      ——減少需要的離線質量檢查(減少實驗室費用)。
       
      更好的競爭力來自:
       
      ——改進涂層厚度的均勻性和耐受性;
       
      ——重要的產品滿足更嚴格的公差。
       
      當應用到現有生產線上時,它確保了:
       
      ——有限的投資成本,很短的啟動時間和快速的投資回報;
       
      ——和傳統的噴射-槽系統相比,更低的運行成本;
       
      ——質量提高,并且可生產厚度范圍廣泛的產品;
       
      ——顯著減少了廢水并處理了蒸汽,有良好的生態兼容性。
       
      它的許多優點使它在生產高質量無取向硅鋼產品中占有重要地位。

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