CN112126937A

CN112126937A - 用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法及其绝缘涂料

Info

Publication number: CN112126937A
Application number: CN201910551775.0A
Authority: CN
Inventors: 刘金学; 沈科金; 高煜; 陈晓; 肖盼; 尤佳勇
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-12-25

Abstract

本发明公开了一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，包括带钢清洗工艺，还包括依次设于所述带钢清洗工艺后道的带钢清洗促进工艺和带钢涂层工艺；所述带钢清洗工艺，包括开卷工序、清洗工序、烘干工序和高温退火工序；所述带钢清洗促进工艺，包括二次清洗工序和二次烘干工序；所述带钢涂层工艺，包括涂层涂覆工序和烘烤干燥工序。本发明还公开了一种用于特大型发电机的无取向硅钢绝缘涂料。本发明有效解决了二次涂漆涂层脱落“露底”现象，及厚涂层表面通常易产生气泡、亮点的难题。

Description

用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法及其绝缘涂料

技术领域

本发明涉及冶金工艺/冷轧退火技术，更具体地说，涉及一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法及其绝缘涂料。

背景技术

具有高效、低能耗的超临界、超临界大型发电机组已成为电力工业的未来发展方向，而与之配套的大型发电机制造所需的关键材料C6极厚涂层电工钢，由于其要求涂层厚度达到4～7μm，比常规涂层厚度＜1μm产品生产难度大，技术含量高，因此世界上仅有少数发达国家能够生产，且生产工艺完全保密。无法生产出合格的极厚涂层电工钢的现状，严重的限制了中国大型发电机组的发展。

在现有的相关专利申请中，如公开号CN 101358096A所公开的一种无取向电工钢用的绝缘环保涂料，属于电工钢涂料技术领域。各组分按物质的干重计算：磷酸二氢盐：20～60％，丙烯酸酯乳液：20～40％，硼酸：2～ 20％，硅溶胶：0.5～15％，二甘醇一丁醚：0～5％；均为重量百分比。本发明的涂料是一种不含铬的环保涂层，该涂层表面光亮均匀、具有很好的绝缘性、附着性、防锈性、耐热性；该涂层还具有润湿性好，便于涂敷及发泡量少的特点。

公开号CN 102615031A所公开的一种环保极厚涂层电工钢产品的生产方法，包括如下步骤，a)无铬环保涂层涂敷，带钢采用二或三辊式顺涂得到无铬环保涂层，涂层膜厚为2μm～5μm；b)将涂敷过的带钢在280～400℃ 温度下烘烤，烘烤时间50秒～70秒。c)烘烤后的带钢在20～30N/mm2，锥度系数1.1～1.4张力下卷取，得到环保极厚涂层产品。本发明通过采取涂敷方式、涂层固化、卷取工艺改进，不仅获得了涂层均匀，膜厚稳定，性能优异的环保极厚涂层电工钢产品，而且钢卷卸卷后具有较好的刚度和强度，长时间运输和存放不会出现塌卷。

公开号CN 102746725A所公开的硅钢水溶性环保极厚绝缘涂层及其制备方法，其成分重量百分比为：有机树脂，含成膜树脂和交联固化树脂， 10～60％，无机颜料，0.1～5％，填料，28～60％，助剂，包括，润湿剂0.1～ 4％，分散剂0.1～4％，消泡剂0.1～1％，pH调节剂0.1～1％，有机溶剂，1～ 15％，其余为纯水。本发明为一种无铬低VOC排放的C6水溶性环保涂层，其涂料固体份和无机颜填料含量高(固体份≥60％，无机颜填料含量≥40％，GB/T 1725-2007)、表面绝缘性能优异(≥1500Ω.cm²/片，ASTM A717)，附着性优良(A级，Ф10mm圆棒，GB/T 2522-2007)，叠片热压缩率低，耐腐蚀性好，能较好适应于大、中型电机剪裁冲压加工的硅钢。

及公开号CN 102634243A所公开的一种无取向硅钢用环保绝缘涂料及其涂层制备方法。所述涂料中各物质按下述质量百分比的组分配置而成：磷酸二氢铝10～30％、涂层显色剂1～10％、磷酸二氢锰0～10％、氧化锌0.5～ 1.5％、氧化镁0.1～1％、硅溶胶1～5％、硼酸1～5％、钛酸酯偶联剂0.5～ 5％、硝酸铋0.1～0.4％、有机溶剂2％～6％、其他助剂0.1～0.5％，其余为水，各组分总和为100％。本发明的优点在于，该涂层为不含铬酸盐的环保涂层，耐高温加工可到850℃。

上述专利对涂层配方各有不同，但都比较适用于涂层厚度在2～5μm，还是无法满足涂层厚度在4～7μm的C6极厚涂层电工钢。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法及其绝缘涂料，有效解决了二次涂漆涂层脱落“露底”现象，及厚涂层表面通常易产生气泡、亮点的难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，包括带钢清洗工艺，还包括依次设于所述带钢清洗工艺后道的带钢清洗促进工艺和带钢涂层工艺；

所述带钢清洗工艺，包括开卷工序、清洗工序、烘干工序和高温退火工序；

所述带钢清洗促进工艺，包括二次清洗工序和二次烘干工序；

所述带钢涂层工艺，包括涂层涂覆工序和烘烤干燥工序。

所述二次清洗工序，包括入口转向辊、沉浸辊、清洗槽、出口转向辊和挤干辊，清洗槽内盛有清洗促进剂，带钢经过入口转向辊后进入清洗槽内，利用沉浸辊将带钢浸入在清洗促进剂中，再经过出口转向辊后进入挤干辊。

所述清洗促进剂为氟化物、磷酸及系列聚合物A、B剂配制而成的混合溶液。

所述挤干辊压力控制的线性方程关系如下：

y＝225x-35，0.2≤x≤0.6；

挤干辊压力控制为0.2～0.6MPa，形成钝化层厚度要求10～100纳米。

所述二次烘干工序采用热风干燥器。

所述热风干燥器根据机组运行速度调整热风温度，其线性方程如下：

y＝0.095x-65.725，45≤x≤80；

热风温度控制为45～80℃，机组运行速度为70～150米。

所述涂层涂覆工序采用涂层机。

所述涂层机为三辊(或两辊)式涂层机，包括涂覆辊、取液辊和(计量辊)。

所述热风干燥器处理后的带钢进入三辊(或两辊)式涂层机进行绝缘涂料涂层，三辊(或两辊)式涂层机的张力控制为12～20N/mm²。

所述三辊(或两辊)式涂层机对带钢进行绝缘涂料涂层的漆膜厚通过调整涂覆辊、取液辊与带钢之间的周速比，及涂覆辊与取液辊之间压力进行调整。

所述涂覆辊的周速比控制在0.4～0.9，计量辊的周速比控制在0.15～ 0.06，涂覆辊与取液辊之间压力为0.35～0.7MPa。

所述烘烤干燥工序采用烘干炉。

所述烘干炉气氛为负压力控制，压力为-10～-45Pa，烘干温度为250～ 350℃。

所述绝缘涂料需加水稀释，经测量粘度合格后，打入循环槽进行搅拌，再在绝缘涂料打入漆盘的管道出口加装过滤网。

所述绝缘涂料的粘度为35～60秒，目标40～60s。

所述烘烤干燥工序后道还依次设有质量检查工序和卷取工序。

所述卷取工序的卷取张力为16～25N/mm²。

还包括生产前准备工艺，包括喷梁、清洗槽、循环槽、涂层机及循环系统的清洗。

另一方面，一种用于特大型发电机的无取向硅钢绝缘涂料，所述涂料中各物质按下述质量百分比的组分配置而成：二氧化钛10～30％、硫酸钡 10～30％、硅溶胶1～5％、钛酸酯偶联剂0.5～5％、有机溶剂2％～6％、其他助剂0.1～0.5％，其余为水，各组分总和为100％。

本发明所提供的一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法及其绝缘涂料，还具有以下几点有益效果

1)本发明生产方法将带钢表面特殊处理能够大幅提升厚涂层附着性，解决了二次涂漆涂层脱落“露底”现象；

2)本发明生产方法利用厚涂层专用固化温度曲线及控制技术，有效地解决了厚涂层表面通常易产生气泡、亮点的难题；

3)本发明生产方法采用厚涂层厚度精确控制，满足了大型发电机对厚度偏差±1.5μm的要求。

附图说明

图1是本发明生产方法的工艺段结构图；

图2是本发明生产方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1和图2所示，本发明所提供的一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，包括带钢清洗工艺，该带钢清洗工艺，包括开卷工序、清洗工序、烘干工序和高温退火工序，上述为现有技术部分，在此就不再赘述。与现有技术不同的是，还包括依次设于所述带钢清洗工艺后道的带钢清洗促进工艺1和带钢涂层工艺2。

较佳的，所述带钢清洗促进工艺1，包括二次清洗工序和二次烘干工序。所述二次清洗工序，包括入口转向辊3、沉浸辊4、清洗槽5、出口转向辊6和挤干辊7，清洗槽5内盛有清洗促进剂8，带钢9经过入口转向辊 3后进入清洗槽4内，利用沉浸辊4将带钢9浸入在清洗促进剂8中，再经过出口转向辊6后进入挤干辊7。

较佳的，所述清洗促进剂8，其主要成份为氟化物、磷酸及系列聚合物A、B剂配制而成的混合溶液。经过清洗促进剂8的带钢9通过挤干辊7 挤压再经干燥后完成预处理，挤干辊压力控制的线性方程关系如下：

y＝225x-35，0.2≤x≤0.6；

挤干辊压力控制范围为0.2～0.6MPa，形成钝化层厚度要求10～100 纳米。

较佳的，所述二次烘干工序采用热风干燥器10。

为了能使进入涂层涂覆工序的带钢9表面干燥，在挤干辊7后配有热风干燥器10，所述热风干燥器10根据机组运行速度调整热风温度，其线性方程如下：

y＝0.095x-65.725，45≤x≤80；

热风温度控制范围为45～80℃，机组运行速度为70～150米。

较佳的，所述带钢涂层工艺2，包括涂层涂覆工序和烘烤干燥工序。

较佳的，所述涂层涂覆工序采用涂层机。

较佳的，所述涂层机为两台三辊(或两辊)式涂层机，均包括涂覆辊11、取液辊12和计量辊13。

较佳的，所述热风干燥器10处理后的带钢9进入三辊(或两辊)式涂层机进行绝缘涂料涂层，三辊(或两辊)式涂层机的张力控制范围为12～ 20N/mm²，该张力控制非常重要，张力对机组运行及带钢9表面质量均有影响。

较佳的，所述三辊(或两辊)式涂层机对带钢9进行绝缘涂料涂层的漆膜厚通过调整涂覆辊11、取液辊12与带钢9之间的周速比，及涂覆辊11 与取液辊12之间压力进行调整。

较佳的，所述涂覆辊11的周速比控制在0.4～0.9，计量辊13的周速比控制在0.15～0.06，涂覆辊11与取液辊12之间压力为0.35～0.7MPa。

较佳的，所述烘烤干燥工序采用烘干炉14。

较佳的，涂覆好的带钢9需要在烘干炉14内进行烘干，所述烘干炉 14气氛为负压力控制，压力为-10～-45Pa，烘干温度为250～350℃。

较佳的，所述绝缘涂料需先加水稀释，经测量粘度合格后，打入循环槽进行搅拌，再在绝缘涂料打入漆盘的管道出口加装过滤网。

较佳的，所述绝缘涂料的粘度为35～60秒，目标40～60s(粘度杯)。

较佳的，所述烘烤干燥工序后道还依次设有质量检查工序和卷取工序，最终形成钢卷，卷取工序时的卷取张力为16～25N/mm²，张力锥度和锥度起始位置参照机组控制要求执行。

较佳的，还包括生产前准备工艺，具体如下：

1)喷梁和清洗槽5的清洗，用纯水把喷梁和清洗槽5彻底冲洗干净，确认槽内水已排空，将后清洗废水坑手动排空至低液位，准备接收清洗促进剂8；

2)循环系统准备，提前对循环系统用清水进行循环清洗，后清洗循环槽的水排空后，将后清洗废水坑手动排空至低液位，准备接收清洗促进剂 8；

3)清洗促进剂8准备，其主要成份为氟化物、磷酸及系列聚合物A、 B剂配制而成的混合溶液。确认清洗槽5和喷管清洗干净后，再用循环泵使用清洗促进剂8对清洗槽5和喷管循环清洗；

4)涂层机准备，使用纯水对涂层机整个进行清洗，重点是涂覆辊11、取液辊12、计量辊13及漆盘，在漆盘进涂液管前加装滤网；

5)生产前对涂层循环系统采用纯水打循环清洗，将整个循环系统清洗干净，循环系统确认清洗干净后；

6)C6极厚涂层电工钢的绝缘涂料准备，绝缘涂料需先加水稀释，经测量粘度合格后，打入循环槽进行搅拌，再在绝缘涂料打入漆盘的管道出口加装过滤网，绝缘涂料的粘度为35～60秒，目标40～60s(粘度杯)。

本发明还提供了一种用于特大型发电机的无取向硅钢绝缘涂料，所述涂料中各物质按下述质量百分比的组分配置而成：二氧化钛10～30％、硫酸钡10～30％、硅溶胶1～5％、钛酸酯偶联剂0.5～5％、有机溶剂2％～6％、其他助剂0.1～0.5％，其余为水，各组分总和为100％。该绝缘涂料为不含铬酸盐的环保涂层，耐高温加工可到850℃。

本发明生产方法主要步骤如下：带钢9由开卷机、入口活套、前清洗退火炉、后清洗后，经过入口转向辊3进入清洗槽5，清洗槽5中有沉浸辊4和清洗促进剂8，带钢9在清洗槽5中完成清洗促进后经出口转向辊6 进入挤干辊7，挤干辊7按照带钢宽度和厚度设定相应的压力。带钢9经挤干辊7后进入热风干燥器10，热风干燥器10的出风量，可以根据机组运行速度的线性方程进行控制。带钢9出热风干燥器10后进入三辊(或两辊)式涂层机，三辊(或两辊)式涂层机有上表面和下表面二套涂层系统，包括下表面涂层机的涂覆辊11，取液辊12、计量辊13，上表面涂层机的涂覆辊11，取液辊12、计量辊13，通过控制涂覆辊11、取液辊12与带钢9 周速比及涂覆辊11与取液辊12压力涂层厚度，随后带钢9进入烘干炉14 对涂层进行烘烤固化，其中烘干炉14按照各区控制要求进行控制。带钢9 经烘干炉14后经出口活套、质检台、出口卷取机、卸卷小车卸卷完成生产。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，包括带钢清洗工艺，其特征在于：还包括依次设于所述带钢清洗工艺后道的带钢清洗促进工艺和带钢涂层工艺；

所述带钢涂层工艺，包括涂层涂覆工序和烘烤干燥工序。

2.如权利要求1所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述二次清洗工序，包括入口转向辊、沉浸辊、清洗槽、出口转向辊和挤干辊，清洗槽内盛有清洗促进剂，带钢经过入口转向辊后进入清洗槽内，利用沉浸辊将带钢浸入在清洗促进剂中，再经过出口转向辊后进入挤干辊。

3.如权利要求2所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述清洗促进剂为氟化物、磷酸及系列聚合物A、B剂配制而成的混合溶液。

4.如权利要求2所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述挤干辊压力控制的线性方程关系如下：

y＝225x-35，0.2≤x≤0.6；

5.如权利要求1所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述二次烘干工序采用热风干燥器。

6.如权利要求5所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述热风干燥器根据机组运行速度调整热风温度，其线性方程如下：

y＝0.095x-65.725，45≤x≤80；

热风温度控制为45～80℃，机组运行速度为70～150米。

7.如权利要求5所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述涂层涂覆工序采用涂层机。

8.如权利要求7所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述涂层机为两辊或三辊式涂层机，所述两辊式涂层机包括涂覆辊、取液辊，所述三辊式涂层机包括涂覆辊、取液辊和计量辊。

9.如权利要求8所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述热风干燥器处理后的带钢进入涂层机进行绝缘涂料涂层，涂层机的张力控制为12～20N/mm²。

10.如权利要求9所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述涂层机对带钢进行绝缘涂料涂层的漆膜厚通过调整涂覆辊、取液辊与带钢之间的周速比，及涂覆辊与取液辊之间压力进行调整。

11.如权利要求10所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述涂覆辊的周速比控制在0.4～0.9，计量辊的周速比控制在0.15～0.06，涂覆辊与取液辊之间压力为0.35～0.7MPa。

12.如权利要求1所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述烘烤干燥工序采用烘干炉。

13.如权利要求12所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述烘干炉气氛为负压力控制，压力为-10～-45Pa，烘干温度为250～350℃。

14.如权利要求10所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述绝缘涂料需加水稀释，经测量粘度合格后，打入循环槽进行搅拌，再在绝缘涂料打入漆盘的管道出口加装过滤网。

15.如权利要求14所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述绝缘涂料的粘度为35～60秒，目标40～60s。

16.如权利要求1所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述烘烤干燥工序后道还依次设有质量检查工序和卷取工序。

17.如权利要求16所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述卷取工序的卷取张力为16～25N/mm²。

18.如权利要求1-17任一项所述一种用于特大型发电机的无取向硅钢生产方法，其特征在于：还包括生产前准备工艺，包括喷梁、清洗槽、循环槽、涂层机及循环系统的清洗。

19.一种如权利要求1-17任一项所述用于特大型发电机的无取向硅钢绝缘涂料，其特征在于：所述涂料中各物质按下述质量百分比的组分配置而成：二氧化钛10～30％、硫酸钡10～30％、硅溶胶1～5％、钛酸酯偶联剂0.5～5％、有机溶剂2％～6％、其他助剂0.1～0.5％，其余为水，各组分总和为100％。