一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带及其加工方法与流程

文档序号:13504470阅读:217来源:国知局

本发明涉及钢带技术领域,具体涉及一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带及其加工方法。



背景技术:

铠装电缆指具有金属材料铠装保护层的电缆,加上铠装层的电缆不仅可以大大增强抗拉强度、抗压强度和延长使用寿命外,还可以通过屏蔽保护提高电缆抗干扰性能。

常用的铠装材料有钢带、钢丝、铝带、铝管等,其中的钢带因具有磁屏蔽效果好、绕包电缆连续完整、耐腐蚀、耐机械应力冲击、厚度合理、安装方便和成本低等特点,而成为电缆应用最广泛的铠装材料。

其中,用于核电站的核级电缆,因必须经受核环境条件下的电场、温度、核辐射、机械应力、热变形和化学药品等因素交集于一起的综合作用,对铠装材料——钢带的要求更高,尤其是对于钢带的耐腐蚀性、耐辐射性和强韧性的要求比一般电缆更高,而现有的用于核级电缆的钢带的耐腐蚀性、耐辐射性和强韧性还未达到核级电缆用钢带的要求标准,因此需要对现有的核级电缆用钢带进行改进。



技术实现要素:

为了满足现有技术的需要,本发明提供一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带及其加工方法,大大增强了核级电缆用钢带的强韧性、耐腐蚀性和耐辐射性。

本发明通过如下技术方案实现:

一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带,所述微合金化钢带的外部喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层;所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:7-10%、si:6-9%、mn:3-5%、sb:1-2%、b:0.8-1.0%、cr:0.7-0.9%、v:0.8-1.2%、s+p+al≤0.1%,其余为fe和不可避免的杂质。

优选的,所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:8-9%、si:7-8%、mn:3.5-4.5%、sb:1.2-1.5%、b:0.9-0.96%、cr:0.75-0.85%、v:0.9-1.0%、s+p+al≤0.05%。

优选的,所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:8%、si:7%、mn:4%、sb:1.2%、b:0.9%、cr:0.8%、v:0.95%、s+p+al:0.03%。

优选的,所述耐酸碱防辐射纳米涂层包括防辐射固化剂、耐酸碱填充剂和粘合剂。

优选的,所述防辐射固化剂包括按质量份计的下述组份:环氧树脂有机硅树脂25-40、二氧化钛10-15、轻质碳酸钙7-9、聚氨酯树脂6-9、羟基铁粉5-8、乙炔碳粉4-6、滑石粉3-5、聚乙烯醇1-2。

优选的,所述耐酸碱填充剂包括按质量份计的下述组份:双马来酰亚胺12-18、聚偏二氟乙烯10-15、过氯乙烯树脂6-13、磺化酚醛树脂7-10、珠光粉9-12、溴化苄8-11、云母粉5-6、玻璃纤维1-4。

优选的,所述粘合剂包括按质量份计的下述组份:eva乳液10-15、丙烯酸乳液15-20、二甘醇二苯甲酸酯8-13、碳酸氢钠12-18、异丙醇1-7。

所述的一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带的加工方法,包括如下步骤:

1-以模具浇注精炼后的所述组份的钢液,得钢坯;

2-在分段式加热炉于550-700℃下热轧所述钢坯10-15h,得钢坯铸件;

3-于带材轧机中以780-820℃和15-20m/min的速度轧制所述钢坯铸件,得初级钢带;

4-将所述初级钢带依次经淬火、喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层和卷取处理,得微合金化钢带。

优选的,所述精炼的温度和时间分别为1100-1300℃和1.5-2h。

优选的,所述淬火的温度为180-240℃。

和最接近的现有技术比,本发明的技术方案具有如下有益效果:

1、本发明提供的技术方案,于所述微合金化钢带的外部喷涂包括防辐射固化剂、耐酸碱填充剂和粘合剂在内的耐酸碱防辐射纳米涂层,在30-50℃下的50%湿度环境、ph=3.5的酸性环境和ph=8.5的碱性环境放置48h后所述微合金化钢带表面未出现腐蚀现象,在400-500℃下经1.9×108gy的γ射线辐射24h后,所述微合金化钢带表面的纳米涂层完好,大大增强了核级电缆用钢带的耐腐蚀性和防辐射性。

2、本发明提供的技术方案,于核级电缆用钢带的元素组份中添加c、si、mn和sb等元素,形成的微合金化钢带进一步细化了核级电缆用钢带的组织结构,大大提高了核级电缆用钢带的韧性和耐磨性。

3、本发明所述的微合金化钢带的加工方法,工艺简单且易于操作,通过对原料成分的选择、精炼温度和时间、轧制温度和时间及淬火温度的合理确定,有效改善了核级电缆用钢带的表面及其内部质量,延长了核级电缆用钢带的使用寿命。

4、本发明所述的粘合剂相对于一般粘合剂,优化了粘合剂的热稳定性能、初干时间、耐水性能和固化时间,且绿色环保。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明:

实施例1

一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带1:

所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:7%、si:6%、mn:3%、sb:1%、b:0.8%、cr:0.7%、v:0.8%、s+p+al:0.095%,其余为fe和不可避免的杂质。

所述微合金化钢带的外部喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层,所述耐酸碱防辐射纳米涂层包括防辐射固化剂、耐酸碱填充剂和粘合剂。

所述防辐射固化剂包括按质量份计的下述组份:环氧树脂有机硅树脂25、二氧化钛10、轻质碳酸钙7、聚氨酯树脂6、羟基铁粉5、乙炔碳粉4、滑石粉3、聚乙烯醇1。

所述耐酸碱填充剂包括按质量份计的下述组份:双马来酰亚胺12、聚偏二氟乙烯10、过氯乙烯树脂6、磺化酚醛树脂7、珠光粉9、溴化苄8、云母粉5、玻璃纤维1。

所述粘合剂包括按质量份计的下述组份:eva乳液10、丙烯酸乳液15、二甘醇二苯甲酸酯8、碳酸氢钠12、异丙醇1。

所述的核级电缆用超高强韧微合金化钢带的加工方法,包括如下步骤:

1-以模具浇注于1100℃精炼1.5h后的所述组份的钢液,得钢坯;

2-在分段式加热炉于550℃下热轧所述钢坯10h,得钢坯铸件;

3-于带材轧机中以780℃和15m/min的速度轧制所述钢坯铸件,得初级钢带;

4-将所述初级钢带依次经180℃淬火、喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层和卷取处理,得微合金化钢带。

实施例2

一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带2:

所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:8%、si:7%、mn:4%、sb:1.2%、b:0.9%、cr:0.8%、v:0.95%、s+p+al:0.03%,其余为fe和不可避免的杂质。

所述微合金化钢带的外部喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层,所述耐酸碱防辐射纳米涂层包括防辐射固化剂、耐酸碱填充剂和粘合剂。

所述防辐射固化剂包括按质量份计的下述组份:环氧树脂有机硅树脂28、二氧化钛11、轻质碳酸钙8、聚氨酯树脂7、羟基铁粉6、乙炔碳粉4.5、滑石粉3.6、聚乙烯醇1.3。

所述耐酸碱填充剂包括按质量份计的下述组份:双马来酰亚胺14、聚偏二氟乙烯12、过氯乙烯树脂8、磺化酚醛树脂8、珠光粉10、溴化苄9、云母粉5.2、玻璃纤维2。

所述粘合剂包括按质量份计的下述组份:eva乳液11、丙烯酸乳液17、二甘醇二苯甲酸酯9、碳酸氢钠14、异丙醇3。

所述的核级电缆用超高强韧微合金化钢带的加工方法,包括如下步骤:

1-以模具浇注于1160℃精炼1.6h后的所述组份的钢液,得钢坯;

2-在分段式加热炉于580℃下热轧所述钢坯11h,得钢坯铸件;

3-于带材轧机中以790℃和16m/min的速度轧制所述钢坯铸件,得初级钢带;

4-将所述初级钢带依次经195℃淬火、喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层和卷取处理,得微合金化钢带。

实施例3

一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带3:

所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:9%、si:8%、mn:4.5%、sb:1.5%、b:0.96%、cr:0.85%、v:1%、s+p+al:0.05%,其余为fe和不可避免的杂质。

所述微合金化钢带的外部喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层,所述耐酸碱防辐射纳米涂层包括防辐射固化剂、耐酸碱填充剂和粘合剂。

所述防辐射固化剂包括按质量份计的下述组份:环氧树脂有机硅树脂32、二氧化钛13、轻质碳酸钙8.3、聚氨酯树脂8、羟基铁粉7、乙炔碳粉5、滑石粉4、聚乙烯醇1.7。

所述耐酸碱填充剂包括按质量份计的下述组份:双马来酰亚胺16、聚偏二氟乙烯13、过氯乙烯树脂10、磺化酚醛树脂9、珠光粉11、溴化苄10、云母粉5.9、玻璃纤维3。

所述粘合剂包括按质量份计的下述组份:eva乳液13、丙烯酸乳液18、二甘醇二苯甲酸酯11、碳酸氢钠16、异丙醇5。

所述的核级电缆用超高强韧微合金化钢带的加工方法,包括如下步骤:

1-以模具浇注于1220℃精炼1.8h后的所述组份的钢液,得钢坯;

2-在分段式加热炉于640℃下热轧所述钢坯13h,得钢坯铸件;

3-于带材轧机中以805℃和18m/min的速度轧制所述钢坯铸件,得初级钢带;

4-将所述初级钢带依次经210℃淬火、喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层和卷取处理,得微合金化钢带。

实施例4

一种核级电缆用超高强韧微合金化钢带4:

所述微合金化钢带包括按质量百份比的下述组份:c:10%、si:9%、mn:5%、sb:2%、b:1.0%、cr:0.9%、v:1.2%、s+p+al:0.075%,其余为fe和不可避免的杂质。

所述微合金化钢带的外部喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层,所述耐酸碱防辐射纳米涂层包括防辐射固化剂、耐酸碱填充剂和粘合剂。

所述防辐射固化剂包括按质量份计的下述组份:环氧树脂有机硅树脂40、二氧化钛15、轻质碳酸钙9、聚氨酯树脂9、羟基铁粉8、乙炔碳粉6、滑石粉5、聚乙烯醇2。

所述耐酸碱填充剂包括按质量份计的下述组份:双马来酰亚胺18、聚偏二氟乙烯15、过氯乙烯树脂13、磺化酚醛树脂10、珠光粉12、溴化苄11、云母粉6、玻璃纤维4。

所述粘合剂包括按质量份计的下述组份:eva乳液15、丙烯酸乳液20、二甘醇二苯甲酸酯13、碳酸氢钠18、异丙醇7。

所述的核级电缆用超高强韧微合金化钢带的加工方法,包括如下步骤:

1-以模具浇注于1300℃精炼2h后的所述组份的钢液,得钢坯;

2-在分段式加热炉于700℃下热轧所述钢坯15h,得钢坯铸件;

3-于带材轧机中以820℃和20m/min的速度轧制所述钢坯铸件,得初级钢带;

4-将所述初级钢带依次经240℃淬火、喷涂耐酸碱防辐射纳米涂层和卷取处理,得微合金化钢带。

实施例1-4所述的核级电缆用超高强韧微合金化钢带的性能如下:

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

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