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  1. 企業動態

分享先進的矽鋼塗層技術

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無取向(NGO)矽鋼市場需求高級塗層控制技術和塗層産品。過去安裝的退火塗層生産線因爲塗層部分的過時設計難以滿足高的質量要求。高精度塗層生産設備確保了最好的結果,其被廣泛用于包括無取向矽鋼産品的塗層生産線中。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塗層設備。
 
從汽車、電力到基礎設施的很多領域都使用無取向矽鋼,其作爲電機、發電機和變壓器的鐵芯。大厚度範圍的電工絕緣塗層薄板的工業需求明顯增加,使其制造技術成爲在市場競爭中發展的關鍵因素。目前市場上需求塗層厚度在0.5μm到8μm之間的無取向矽鋼。
 
隨著産品質量標准和要求的不斷提高,以及材料的節省與環保要求,無取向矽鋼的生産者意識到挑戰和責任。
 
在1980年以前安裝的典型的塗層生産區裝備了擠幹輥塗機。其包括一系列在帶鋼的兩面噴灑塗層材料的噴嘴,以及一對使塗料沿帶寬分布的擠幹輥。這種技術不能精確調節塗層厚度,還會産生大量蒸汽,並且因不能夠有效再循環使用剩余塗料溶液而造成很大浪費。而且,存在塗料彙集板帶邊部導致膜厚度增加的問題。
 
爲使鋼鐵制造商更方便的滿足市場需求,設計了一種高精度塗層生産設備,塗層厚度在線測量,在塗層過程中有著精確的控制。
 
高精度塗層生産工藝包含三個主要設備:
 
——自動四輥式塗層機;
 
——幹塗層厚度測量傳感器;
 
——塗層厚度控制系統。
 
1自動四輥臥式塗層機
 
四輥水平塗層機是全自動化塗層機,具有很高操作靈活性,並能夠在帶鋼的一側或兩側精確計量塗料量。
 
該塗層機可以在前向和反向程序模式下工作,具有大塗層厚度範圍功能。一般前向程序模式用于薄塗層或高粘度塗層,而反向程序模式用于厚塗層或低粘度塗層。
 
帶有兩個塗機的塗層段允許一台塗機在工作位置,而另一台處于維修狀態;每個塗機可以不切斷帶鋼而離線維修(例如換輥)(圖1)。
 
自動塗層機主要特點包括:
 
——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。
 
——隨機配給塗層溶液和循環系統,使得與循環槽循環的塗液損耗降至最低。
 
——在板帶接頭、維護和未對准補償時,精確控制調節塗敷輥位置的電動伺服驅動蝸輪裝置。
 
——控制塗層厚度的基本參數—塗料輥與拾料輥間的壓力,由伺服電機設定,並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塗層溶液的准備
 
兩個獨立的准備系統允許由一種塗層液轉換爲另一種塗層液,同時使得未塗層帶鋼的損失最少。
 
每個系統可以用濃縮液和去離子水(必要時稀釋用)配備出需要的塗層溶液。
 
自動化系統准確地控制溫度、溶液攪拌和流量、濃度和其他工藝參數。塗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産生不利影響的紊亂和氣泡的産生。
 
由于塗層材料具有腐蝕性,槽子和管道用不鏽鋼制造,因爲它確保了出色的抗腐蝕性。
 
在維修期間或改變塗層産品前,洗滌系統可自動沖洗槽子和管道。
 
3塗層厚度測量方法
 
市場需求一種小公差的超薄幹的電工絕緣塗層。
 
因此鋼鐵生産廠不僅需要控制准確的塗敷,而且還必須能夠測量它。
 
只有具有厚度控制的精確塗層機的生産者才能夠充分滿足現代市場的要求。
 
在彩色塗層生産線中,塗料是標准溶液,塗層控制執行“濕式”,即塗層結束後立即測量濕膜厚度以迅速調節塗層機設置(如果有必要的話)。如果知道化學品的特性,最終的幹厚度可以進行預測,並且有相當程度的准確性。
 
相反地,幹燥塗層産品只是一系列的值,最終塗層厚度不能由“濕式”測量方法預測出。它必須在幹燥狀態測量出。這種情況在電工絕緣塗層材料上出現。
 
測量幹塗層厚度的唯一方法是通過安裝在幹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塗層感光底層,依賴于塗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並被聚焦到檢測器,檢測器檢測到的信號與塗料的數量成一定比例(圖2)。
 
紅外測量傳感器安裝在幹燥爐的出口,裝在一個機電式掃描架上;記錄的數據加以處理並在控制系統屏幕上顯示出塗層的輪廓。這些傳感器的測量不受人爲因素影響,而且有很好的精度和可重複性,對惡劣環境不敏感,不需要日常維修。
 
4控制塗層厚度
 
塗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。
 
當要求塗層厚度和/或産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,也會産生瞬態。例如,塗料溶液是分批准備的,有時用新桶替換空桶,這時幹燥殘留會不同。
 
因爲塗層厚度是無取向矽鋼塗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。
 
塗層厚度控制系統正是通過融合高精度全自動塗層機和連續幹燥塗層厚度測量來實現精確控制的。
 
測量到的幹厚度值通過閉環用來遠程調整塗層機的設置或在控制台的視頻頁顯示測量數據給操作員,進而調整塗層機的設置。
 
任何與參考值的偏差由改變塗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,傳感器測得的幹膜厚度顯示在HMI的狀況頁面上,使得操作員能夠幹涉和檢查調整參數。
 
工藝參數改變後,均需要時間來達到設定的新值,這取決于幹厚度測量傳感器到塗層機的物理距離和處理速度(圖3)。
 
現有生産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幹燥設備。
 
基于追蹤系統的控制系統使塗層後到測量幹厚度之間産生時間延遲。
 
與測量傳感器聯系的塗層機的操作參數的設定值在生産線試運行時根據産品大綱確定。
 
因此,在生産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幹燥殘留特性的濃縮溶液時,它有助于使幹塗層厚度達到設定值。最後但並非最不重要,操作者不需要總是檢查濃縮液幹燥殘留。
 
5替換過時的塗層設備
 
過去設計的塗層設備常包括一個預處理槽和擠幹輥,這樣,當拆除的時候,爲一對輥式塗層機留有充裕的空間。
 
新系統緊湊,可以很容易地安裝于生産線上。幹塗層測厚傳感器需要很小空間,可以安裝在幹燥爐出口的簡單支架上。
 
爲了最小化生産線的停機時間,拆除現有設備前可以設置一塗層設備的旁路;停機時生産的産品可以作爲半成品賣出。
 
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塗層技術,它結合了精確設計的塗層機,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産線的生産力和生産厚度範圍廣泛的具有嚴格公差的塗層産品。
 
其可以節約生産成本:
 
——減少塗層材料消耗;
 
——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:
 
——改進塗層厚度的均勻性和耐受性;
 
——重要的産品滿足更嚴格的公差。
 
當應用到現有生産線上時,它確保了:
 
——有限的投資成本,很短的啓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,並且可生産厚度範圍廣泛的産品;
 
——顯著減少了廢水並處理了蒸汽,有良好的生態兼容性。
 
它的許多優點使它在生産高質量無取向矽鋼産品中占有重要地位。

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