为了高精度控制电工钢带涂层厚度，开发了一种具有化学涂层系统和在线式干涂层厚度测量功能为一体的涂层机。
市场需要各种涂层厚度、且涂层厚度十分精确均匀的优质高牌号无取向（NGO）硅钢。然而，现有生产线的涂层段却因工艺设计落后而无法生产出优质涂层硅钢满足市场日益增长的需要。新开发的化学涂层技术能确保最好的涂层厚度精度而被广泛地用于生产优质NGO涂层硅钢。
应用新开发的涂层技术能在很短时间内用很低的成本完成现有涂层设备的升级改造。无取向硅钢常常用于制造电动机和变压器的铁芯。每块硅钢片之间通过涂层实现绝缘以阻止涡流电产生，从而减少功率损失。
许多行业，例如汽车、电力传输等需要大量基板厚度不同及其涂层厚度不同的优质涂层板。因此，掌握先进涂层技术且能够利用各种不同厚度的钢板生产出涂层厚度薄至 0.5μm，厚达 8μm 且涂层厚度十分精确的优质涂层板，才能在残酷而激烈的市场竞争中立于不败之地。
此外，在提高涂层质量的同时降低原材料消耗，减轻对环境污染是市场竞争的结果和人类自身发展的需要，也是涂层板生产者义不容辞的责任。
钢板涂层技术虽在不断进步，但较缓慢。直到 20 世纪 80 年代，串联式涂层段仍然采用橡胶辊涂层机涂层。当带钢通过涂层机时，一系列涂层喷嘴将湿式涂料喷至带钢上下表面，然后用一对橡胶辊将涂料沿带钢宽度方向展开。实践证明，这种喷涂技术存在着不少缺陷，例如，不可能对涂层厚度进行精确处理；刮平涂料覆盖带钢边缘增加了涂层厚度；涂层时产生的大量蒸汽和过剩涂层溶液不能再循环利用，导致材料浪费和生产成本增加。
为了生产优质涂层钢满足市场需要，设计了一种能在线测量涂层厚度和精确控制涂层工艺的高精度涂层段。这种高精度的涂层段包括三种主要装置：1）自动化四辊涂层机；2）干式涂层厚度测量传感器；3）涂层厚度控制系统。
1 四辊卧式涂层机
四辊卧式涂层机是一种完全自动化的高精度涂层机，具有极高的操作灵活性和精确测量带钢一个或两个表面涂层厚度的能力。既能以正向也能以反向方式在一个大尺寸范围内对带钢执行不同厚度的涂层。通常利用正向对带钢进行薄涂层或高速涂层，反向用于厚涂层或低速涂层。为了能连续生产，通常有两台涂层机。一台涂层机因故障离线检修时，用另一台涂层机保证正常生产，可防止因为生产停顿切断带钢。
2 四辊立式涂层机
每种涂层机都有自己的特点。四辊立式涂层机的特点是用支承底座减少操作期间产生的振动。
四辊立式涂层机由于侧板和轧辊辊身表面之间的空间位置较大，所以涂层机日常清洁维护较简单、容易。采用并排进料和再循环系统可保证循环到循环箱的涂层产品总量降至最少。在带钢接头通过涂层机期间以及维护期间，采用涡轮驱动的伺服马达对喷涂嘴方位进行精确调整和对位置失准进行修正。
喷涂嘴和胶辊之间的压力是高精度控制涂层厚度的重要参数。为此，该参数通过电伺服马达设置同时，利用压力传感器进行连续测量以确保工作辊精确对准和它们之间位置的可重复性。辊子直径大小及覆面材料种类和质量应保证辊子在两次维修期间的使用周期尽量延长。
3 自动化系统
为了进行连续而高质量的涂层生产，涂层段通常有两套独立的准备系统，允许从一种材料喷涂转换到另一种材料喷涂，且可保证转换过程中将未涂带钢减至最少。
当生产需要时，每套系统都可从浓缩溶液和用于稀释的软化水开始完成各自涂层液准备。自动化系统精确地控制温度、溶液搅拌、流量和其他生产参数。无论在哪里，来自涂层机收集罐的溶液都可通过自重回到再循环存贮器。
为了提高涂层液质量，这种设计已将影响使用质量的湍流和泡沫减至最少。由于涂料是典型的腐蚀性材料，所以涂层液盛装罐和所有管道均用不锈钢制成以确保其有效的防腐性能。为方便操作，维修期间或变换涂层产品前允许涂层液盛装罐和管道自动升起。
4 涂层厚度测量
市场对超薄干式绝缘涂层厚度的尺寸公差要求很严。终端用户常常要求知道购买的涂层带材卷的涂层厚度。所以，炼钢厂商不仅要精确和连续控制最终涂层厚度，而且要准确测量和作好原始记录。只有精确地操作包括控制涂层厚度在内整条涂层生产线，才能生产出完全满足市场需要的高质量涂层产品。
在彩色涂层生产线中，涂层机应用传统方法，执行湿式涂层控制即涂层后立即测试湿膜涂层厚度，以便需要时能立即对涂层机设置的参数进行调整。一般情况下，如果已知化学和涂料特性，成品干燥涂层厚度可以精确预测。
对于 NGO 硅钢带卷需要的极薄涂层，由于湿式涂层法精度太低即只能预测涂层厚度大致范围而不能准确预测成品干涂层厚度，因此，只能采用干式涂层厚度测量法才能确保 NGO 硅带钢成品涂层厚度精度。
最好的干式涂层测量方法是将专用传感器放置于干燥炉出口侧，能观察到带钢上下表面的地方进行测试。涂层厚度测量通常采用红外线和放射性同位素电离辐射技术。两种技术存在差别：放射性同位素不能精确测量极薄涂层，此外，因为需要经常更换放射源导致测量问题出现和成本升高；红外线技术的厚度测量范围较广，但不能测量干式无机涂料如电镀材料（见表 1）。采用何种技术更合适，一般由终端用户根据自己的生产条件而定。
实验证明，基于近红外线技术的传感器测量法是一种可行的方法（见图 1）。测量装置对着涂层发出近红外线辐射，根据带钢表面涂料数量和种类，部分射线被反射回到检测仪。
为了提高测量准确度，将红外线测量传感器安装在干燥炉出口（干燥炉固定在机电扫描柜上）。将收集的数据与扫描柜上检测器当前的方位信息一同进行处理以便建立起涂层外形并显示在屏幕上，供操作者分析与控制。
传感器运行不影响操作者操作，有很高的精度和良好的可重复性，工作时基本不受外界条件影响，运行期间也不需日常维护。
5 联机控制涂层厚度
通常情况下涂层机运行是稳定的，但由于某些原因也会出现短暂的变化。为了改变产品品种以满足顾客对不同涂层厚度产品的需求，有必要建立一个临时性生产计划。此外，在其他时候也会出现某些临时性的工艺参数变化。例如，按批准备的涂层液，因为某种原因需要用新桶更换空桶时，新桶中可能存在着一些不同的残余物。因为涂层厚度是 NGO 钢非常重要的参数，必须严格把握。所以，这时必须应用涂层厚度控制系统帮助操作者处理这种临时变化状态，生产出同样的优质涂层产品。新开发的涂层控制系统能通过高精度全自动涂层机和干式涂层厚度连续测量，生产出涂层厚度尺寸极精确的产品。
干燥涂层厚度数据可经闭合环路对涂层机已设定的参数进行远距离调整或在输出显示器（VDU）上显示，提示操作者完成手动调整。涂层厚度偏离基准时，通过改变涂层设备的调整值进行自动补偿以达到设定涂层厚度。这个设定值可引导并纠正偏离使之回到目标厚度，或在带钢行进的基础上选择达到一个新的涂层厚度值。
操作者需要手工输入厚度参数时，先将要输入厚度值显示在 HMI 状态页面上，指导操作者输入并检查厚度参数变更后的效果。
无论哪种情况，改变工艺参数后都需要根据干燥厚度测试传感器到涂层机之间的实际距离和工艺速度，设定一个新的涂层时间才能达到新的涂层厚度。此距离对于现有生产线十分重要，因为通常情况下，对传统干燥涂层段的工艺速度有一个极限值。
6 控制逻辑
由于与测量传感器相连接的涂层机的设定值可在投产期间根据生产线的综合情况确定，因此系统可帮助减少生产变化期间的材料误差总量。在使用数批含不同干燥残余物的浓缩溶液时，系统自动收到干燥涂层厚度设定值。除上述优势外，操作者不需要连续检测浓缩液中的干燥残余物。
7 生产线改造
以前的涂层段通常由一台预处理箱和数支橡胶覆面挤压干燥辊组成。通常，拆除后留有充裕的空间可容纳两台化学涂层机。为方便安装，可将新的涂层准备系统固定在紧凑的滑轨上，干式涂层厚度测量传感器仅需很小安装空间，因而可将其安装在干燥炉出口。
为尽量减少停产时间，拆除现有生产设备前可为涂层段建一分流通道，改建期间的产品可作为半成品销售。
生产线改造需要建设的民用设施不多，涉及的地面建筑也很少。为了尽快投产，涂层厚度测量传感器可用 NGO 带钢生产商生产的带钢样品在传感器制造厂完成预先校准，一旦新的 PLC（可编程序逻辑控制器）接入生产线，涂层机便可全速投入生产，缩短投资回收期。
8 效益
上面介绍的包括高精度涂层机和厚度仪、高速调节装置和先进控制模型在内的带钢涂层生产线，是当今世界最先进的涂层生产线。生产实践证明，该涂层生产线具有以下优势：1）生产效率高，原材料消耗低；2）涂层厚度范围广、尺寸精度高、覆盖均匀；3）变换生产方案时间短；4）不需脱机检测涂层厚度；5）新建和改造旧生产线投资少、建设周期短、投资回收期快；6）生产成本低（与喷射槽系统比较）；7）产生废水废气少，环境友好。
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