一種復(fù)合式烘干取向硅鋼板絕緣涂層的方法技術(shù)

一種復(fù)合式烘干取向硅鋼板絕緣涂層的方法：對(duì)經(jīng)高溫退火后的取向硅鋼板涂布絕緣涂層；在感應(yīng)爐內(nèi)干燥；在電阻式加熱爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)及冷卻；自然冷卻至室溫。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)采用電磁感應(yīng)加熱和電阻式加熱相結(jié)合的方法對(duì)取向硅鋼板的絕緣涂層進(jìn)行干燥燒結(jié)固化，涂層烘干效果良好，鋼板表面電阻至少在4000Ω·mm2/片，整個(gè)烘干時(shí)間由現(xiàn)有技術(shù)的至少要用30S縮短為不超過(guò)20S，使烘干工序用時(shí)大為縮短，生產(chǎn)效率提高，且?guī)т撌軣峋鶆颍繉雍娓捎蓛?nèi)而外使均勻性好，帶鋼表面質(zhì)量顯著提高；烘干工藝易于轉(zhuǎn)換和控制，滿(mǎn)足不同涂層工藝對(duì)涂層烘干的條件要求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及取向硅鋼板絕緣涂層的涂布方法，具體地屬于一種復(fù)合式烘干取向硅 鋼板絕緣涂層的方法。
技術(shù)介紹
電工鋼廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)、壓縮機(jī)、變壓器等電器產(chǎn)品中。在使用過(guò)程中，電工 鋼帶通常需要沖片后疊裝，加工成疊片鐵心。為了保證疊片間的絕緣，電工鋼產(chǎn)品表面需要 涂布絕緣涂層。無(wú)取向電工鋼表面涂敷含鉻的絕緣涂層在N2中450°C X 30S烘干燒結(jié)。取向電 工鋼表面涂敷組成為100 mL的30%膠狀SiO2 + 75 mL的5%磷酸鋁+ 9 g無(wú)水鉻酸的絕 緣涂層，在450°C X 305烘干和90%隊(duì)+ 10% H2中800°C 900°C X 60S燒結(jié)固化。電 工鋼絕緣涂層一般都是水溶性的，其中的水質(zhì)量百分含量較大，能達(dá)到60%-70%。其干燥過(guò) 程中會(huì)有大量的水汽揮發(fā)，為避免水氣揮發(fā)產(chǎn)生氣孔，對(duì)涂層的干燥速度有一定要求。目前電工鋼絕緣涂層的干燥燒結(jié)過(guò)程主要有兩種，一種是采用明火燒嘴加熱，另 一種是采用電阻絲加熱。這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是爐體設(shè)備設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)便，發(fā)熱元件易于維修 更換，但是其缺點(diǎn)也非常明顯。采用明火燒嘴加熱，熱量的傳導(dǎo)在爐內(nèi)分布不均勻。燒嘴一般會(huì)分布在爐內(nèi)兩側(cè)， 涂布有絕緣涂層的鋼帶在爐內(nèi)穿過(guò)，升溫速度快；升溫速度慢，這會(huì)導(dǎo)致升溫過(guò)程中鋼帶表 面溫度不均勻，沿鋼板寬度方向邊部溫度與中心溫度差異較大。絕緣涂層固化過(guò)程中因?yàn)?溫度不均勻，離燒嘴近的部位溫度過(guò)高，表面容易產(chǎn)生微裂紋，影響絕緣性能導(dǎo)致層間電阻 偏低；離燒嘴遠(yuǎn)的部位溫度偏低，涂層固化溫度不夠，影響絕緣涂層的固化效果導(dǎo)致附著性 變差。采用電阻絲加熱，熱交換速率慢，使絕緣涂層的干燥固化需要比較長(zhǎng)的時(shí)間完成。 在其完全干燥的過(guò)程中，外層的絕緣涂層最先干燥，由于熱交換慢，內(nèi)層的絕緣涂層還未干 燥，其產(chǎn)生的水汽會(huì)對(duì)已經(jīng)干燥的外層產(chǎn)生影響，導(dǎo)致外層涂層結(jié)構(gòu)松散，破壞涂層的均勻 性。為完善電工鋼絕緣涂層干燥方式，近年來(lái)，人們對(duì)電工鋼絕緣涂層的干燥方法進(jìn) 行了一些研究，申請(qǐng)了一些專(zhuān)利。經(jīng)檢索，刊登于1992 (2)-40-41的《新技術(shù)新工藝》上的 《感應(yīng)加熱在金屬涂層干燥上的應(yīng)用》文獻(xiàn)中，介紹了一種涂層感應(yīng)加熱干燥方法，其雖然 具有質(zhì)量好、節(jié)能、效率高的特點(diǎn)，但其存在的不足是取向硅鋼鋼帶厚度一般都在O. 3mm 以下，針對(duì)這類(lèi)薄板，單獨(dú)使用感應(yīng)加熱溫度最高只能達(dá)到700°C，在這個(gè)溫度下取向電工 鋼絕緣涂層未能固化而導(dǎo)致涂層強(qiáng)度不夠，附著力不牢，容易從鋼板基體上脫落，因此，其 是不適合取向硅鋼絕緣涂層的干燥固化。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N201120125760. 7的專(zhuān)利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了 一種采用組合式爐溫 控制系統(tǒng)的涂層干燥和燒結(jié)爐，其組合式爐溫控制系統(tǒng)主要包括爐體、循環(huán)噴箱、大功率明 火燒嘴供熱系統(tǒng)；其中，爐體主要由結(jié)構(gòu)殼體、內(nèi)襯耐火及隔熱材料組成；爐體內(nèi)套設(shè)循環(huán)噴箱，循環(huán)噴箱與爐體之間間隔一定距離，循環(huán)噴箱上設(shè)置有多個(gè)噴射孔；設(shè)置在爐體上的大功率明火燒嘴能力是常用小功率燒嘴的燃燒能力的8 10倍。干燥段和燒結(jié)爐段采用循環(huán)噴箱噴射對(duì)帶鋼進(jìn)行干燥和燒結(jié)，冷卻段由循環(huán)噴箱進(jìn)行冷卻。其存在的不足是干燥段和燒結(jié)段結(jié)合起來(lái)對(duì)爐溫進(jìn)行控制，這是一種將明火燒嘴加熱進(jìn)行改進(jìn)的方式，把干燥段和燒結(jié)段分開(kāi)控制，提高爐溫控制的均勻性，但是這種方法仍然沒(méi)有擺脫明火燒嘴加熱本質(zhì)上的缺點(diǎn)。大功率的明火燒嘴產(chǎn)生的熱量通過(guò)循環(huán)噴箱上噴射孔對(duì)帶鋼加熱，噴射孔不可能完全覆蓋整個(gè)爐內(nèi)，噴射孔直接噴射的地方加熱能力強(qiáng)，升溫速度快，未直接噴射的地方加熱能力相對(duì)較差，升溫速度慢，造成帶鋼表面溫度有差別，帶鋼表面的絕緣涂層在固化過(guò)程中會(huì)因?yàn)闇囟炔痪鶆蚨鴮?dǎo)致裂紋產(chǎn)生和附著性變差。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朖P011902301的專(zhuān)利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種采用高頻感應(yīng)加熱進(jìn)行電工鋼涂層烘烤的方法，該方法是將涂有絕緣涂層組合物的電工鋼板通過(guò)高頻感應(yīng)加熱爐以一定的加熱速率加熱到130°C，使其形成一個(gè)穩(wěn)定的高品質(zhì)的絕緣涂層膜。但由于其采用單一加熱方式，其加熱溫度較低，不能滿(mǎn)足取向電工鋼絕緣涂層的燒結(jié)溫度要求。上述各專(zhuān)利技術(shù)，由于都存在不能有效的使鋼板均勻加熱到800°C以上較高的溫度，因此容易導(dǎo)致取向硅鋼絕緣涂層未能完全固化而使涂層強(qiáng)度不夠，附著力不牢，容易從鋼板基體上脫落，不適用于取向硅鋼絕緣涂層的干燥固化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有的取向硅鋼絕緣涂層烘干技術(shù)中，單獨(dú)采用電阻爐或輻射管加熱存在的加熱速度慢，板溫不均勻而導(dǎo)致涂層不均勻，并在燒結(jié)后的涂層表面容易出現(xiàn)裂紋，使絕緣性能、防銹性能、涂層附著性造成較大影響的不足，提供一種通過(guò)電磁感應(yīng)加熱和電阻爐加熱相結(jié)合的方法，在能提高取向硅鋼的表面絕緣涂層均勻、防銹性和附著性能優(yōu)良的前提下，表面電阻至少在4000 Ω · mm2/片，并能縮短整個(gè)烘干時(shí)間50%以上。實(shí)現(xiàn)上述目的的措施·，其步驟1)對(duì)經(jīng)高溫退火后的取向硅鋼板涂布絕緣涂層，并控制涂層量在3.5 10g/m2，涂層厚度控制在1. 4 5Mm ;2)對(duì)涂布后的取向硅鋼板在感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在600 700°C，干燥氣氛為N2，干燥時(shí)間控制在I 10S，取向硅鋼板在感應(yīng)爐內(nèi)的運(yùn)行速度控制在3 20m/ min ；3)將干燥后的取向硅鋼板送入電阻式加熱爐的加熱段進(jìn)行燒結(jié)，控制燒結(jié)溫度在 800 900°C，取向硅鋼板在電阻式加熱段內(nèi)的運(yùn)行速度控制在5 15m/min ;加熱時(shí)間控制在3 10S，并采用體積百分比含量為90%的N2+10%的H2的混合氣作為保護(hù)氣體；4)在電阻式加熱爐的冷卻段進(jìn)行冷卻，采用N2冷卻至溫度不超過(guò)100°C；5)出爐后自然冷卻至室溫。本專(zhuān)利技術(shù)工藝的特點(diǎn)在于感應(yīng)加熱是通過(guò)電器設(shè)備在感應(yīng)線(xiàn)圈中加載一定頻率的大電流，產(chǎn)生一沿線(xiàn)圈軸向的交變電磁場(chǎng)。在此交變電磁場(chǎng)的作用下，鋼帶自身產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，從而自身發(fā)熱達(dá)到快速加熱的目的。該感應(yīng)電流平行于鋼帶的橫向。由于是通過(guò)電磁場(chǎng)控制，所以不同品種規(guī)格的鋼帶進(jìn)行感應(yīng)加熱工藝轉(zhuǎn)換非常快捷簡(jiǎn)單。電磁感應(yīng)的自動(dòng)化控制程度高，便于滿(mǎn)足不同工藝、不同涂層的干燥要求。申請(qǐng)人對(duì)上述工藝的深入研究發(fā)現(xiàn)，采用電磁感應(yīng)加熱進(jìn)行絕緣涂層干燥時(shí)，由于其干燥溫度控制在600 700°C的較高溫度，使絕緣涂層在鋼板溫度的作用下由內(nèi)而外進(jìn)行干燥，使得絕緣涂層內(nèi)層與鋼帶基體間的結(jié)合更加緊密。同時(shí)絕緣涂層干燥過(guò)程中的水汽由內(nèi)而外排出，使得內(nèi)層干燥的水汽不再影響外層的干燥；再由于在很短即I IOS的時(shí)間內(nèi)快速的將溫度升到600 700°C，從而避免了常規(guī)的由外向內(nèi)干燥過(guò)程中內(nèi)層水汽對(duì)外層已干燥層的破壞，避免了氣孔以及涂層裂紋的產(chǎn)生，提高了涂層表面質(zhì)量；電磁感應(yīng)加熱過(guò)程中，由于鋼帶自身加熱更加均勻，使得干燥后的絕緣涂層質(zhì)量在縱向和橫向上都很均勻，而且還能避免涂層干燥過(guò)程對(duì)取向硅鋼磁性能的影響。取向硅鋼絕緣涂層的燒結(jié)固化溫度控制為800 900°C，電阻式加熱爐能將加熱溫度提高，根據(jù)此特點(diǎn)，經(jīng)大量試驗(yàn)，將取向硅鋼溫度提高到800°C 900°C，能使取向電工鋼絕緣涂層固化更加牢靠，穩(wěn)固，使鋼帶與絕緣涂料層結(jié)合的更加緊密。若燒結(jié)固化溫度 <800°C，涂層固化不完全，導(dǎo)致表面電阻偏低；若燒結(jié)固化溫度>900°C，超過(guò)涂層的耐受溫度，表面產(chǎn)生大量裂紋，降低表面電阻本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種復(fù)合式烘干取向硅鋼板絕緣涂層的方法，其步驟：1）對(duì)經(jīng)高溫退火后的取向硅鋼板涂布含鉻絕緣涂層，并控制涂層量在3.5～10g/m2，涂層厚度控制在1.4～5μm；2）對(duì)涂布后的取向硅鋼板在感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在600～700℃，干燥氣氛為N2，干燥時(shí)間控制在1～10S,?取向硅鋼板在感應(yīng)爐內(nèi)的運(yùn)行速度控制在3～20m/min；3）將干燥后的取向硅鋼板送入電阻式加熱爐的加熱段進(jìn)行燒結(jié)，控制燒結(jié)溫度在800～900℃，取向硅鋼板在電阻式加熱段內(nèi)的運(yùn)行速度控制在5～15m/min；加熱時(shí)間控制在3～10S,并采用體積百分比含量為：90%的N2+10%的H2的混合氣作為保護(hù)氣體；4）在電阻式加熱爐的冷卻段進(jìn)行冷卻，采用N2冷卻至溫度不超過(guò)100℃；5）出爐后自然冷卻至室溫。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊皓，胡守天，張剛，駱忠漢，郭小龍，毛炯輝，方澤民，劉婷，黨寧員，朱業(yè)超，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：武漢鋼鐵集團(tuán)公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：