CN101358274A - 无取向电工钢平整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧钢领域中能保证产品电磁性能的无取向电工钢平整方法，该方法为了保证无取向电工钢电磁性能，平整延伸率小于0.1％，单位宽度轧制力为80~200kN/m、平整张应力为10~30MPa。根据无取向电工钢横向厚差＝10微米及平整延伸率小于0.1％的特点，为了保证轧制压力横向分布均匀，提高产品表面质量，在平整机中利用余弦函数及偶次幂函数组成的特殊函数曲线辊型的工作辊及支撑辊对无取向电工钢进行轧制。本发明不增加设备改造投资及生产成本，简单易行，尤其适合于普通卧式连续退火生产线上生产无取向电工钢应用。

Description

无取向电工钢平整方法

技术领域

本发明涉及一种无取向电工钢的生产方法，尤其涉及一种无取向电工钢平整方法。

背景技术

无取向电工钢，除主要对其电磁性能有要求外，还通常对其板形和表面质量有要求，以保证无取向电工钢的叠片系数，因此无取向电工钢通常在专门的无取向电工钢连续退火涂层线上生产。专门的无取向电工钢连续退火涂层生产线，采用了碳套炉辊、热张力平整等装备和工艺，能完全保证无取向电工钢产品的板形和表面质量，不需要对退火后的无取向电工钢进行平整加工，其电磁性能也能完全保证。

采用普通卧式连续退火炉生产无取向电工钢时，由于采用的普通炉辊容易结瘤等原因，造成产品表面压痕缺陷；由于不具备热张力平整功能，退火后的带钢板形较差，因此用普通卧式连续退火炉生产的无取向电工钢必须在连续退火后对带钢进行平整加工。采用常规的平整方法和工艺，如工作辊为正凸度辊型、单位宽度轧制力为1000～2000kN/m亦即每米轧制宽度的轧制力为1000～2000kN、平整张应力为80～120MPa、平整延伸率≥0.5％，虽然能保证产品的表面质量和板形，但必然造成产品的电磁性能下降，如生产50PW800L牌号无取向电工钢其铁损达6.2W/Kg，生产50PW1000L牌号无取向电工钢其铁损达7.4W/Kg，无法满足用户需要。

发明内容

为了克服现有普通卧式连续退火生产线上应用现有的平整工艺及方法生产无取向电工钢时其电磁性能下降的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能保证产品的电磁性能的无取向电工钢平整方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无取向电工钢平整方法，无取向电工钢经退火及冷却到常温后，进入平整机进行平整，控制其平整延伸率小于0.1％。试验表明，当平整延伸率减小到0.1％以下时，产品的电磁性能得到了保证。

为了保证将平整延伸率控制到0.1％以下，可将单位宽度轧制力控制在80～200kN/m；平整张应力控制在10～30MPa。

为了提高无取向电工钢叠片系数，保证带钢表面光滑、板形良好，由于无取向冷轧电工钢具有横向厚差不大于10微米的特点，当平整压下量小于0.1％时，使用常规的工作辊及支撑辊辊型曲线，无法保证轧制压力横向分布均匀，从而影响平整后产品的表面质量。

进一步，根据无取向电工钢横向厚差≤10微米及平整延伸率小于0.1％的特点，所述平整机的工作辊、支撑辊辊型曲线函数形式分别为：

$R_w\left(x\right)=R_{w0}-a\cos \left(\frac{{\mathrm{\α}}_w\·2x}{L_w}\right)-\underset{i=1}{\overset{\mathrm{nw}}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{2i}{\left(\frac{2x}{L_w}\right)}^{2i};$

$R_b\left(x\right)=R_{b0}+b\cos \left(\frac{{\mathrm{\α}}_b\·2x}{L_b}\right)+\underset{i=1}{\overset{\mathrm{nb}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{2i}{\left(\frac{2x}{L_b}\right)}^{2i};$

式中，R_w(x)、R_b(x)表示工作辊、支撑辊的半径函数，x表示轧辊长度方向的位置，R_w0、R_b0表示工作辊、支撑辊名义半径，L_w、L_b表示工作辊、支撑辊辊身长度；a、a_2i、α_w、nw为结合轧制计划和优化目标确定的工作辊辊型参数，0≤a≤0.1，0≤α_w≤90，0≤a_2i≤0.1，nw为正整数；b、b_2i、α_b、nb为结合轧制计划和优化目标确定的支撑辊辊型参数，0≤b≤0.1，0≤α_b≤90，0≤b_2i≤0.1，nb为正整数

本发明的有益效果是：利用本发明的平整延伸率小于0.1％的小压下平整加工方法，保证了无取向电工钢的电磁性能，并通过优化设计的平整机工作辊及支撑辊辊型曲线，在不增加设备改造投资及生产成本的条件下，保证了无取向电工钢的板形及表面质量，从而稳定提高了普通卧式连续退火生产线上生产的无取向电工钢的质量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

本发明的无取向电工钢平整方法，无取向电工钢经退火及冷却到常温后，进入平整机进行平整，平整延伸率小于0.1％。为此，可将单位宽度轧制力控制在80～200kN/m；平整张应力控制在10～30MPa，从而保证生产出的无取向电工钢的电磁性能可满足使用要求。

根据无取向电工钢横向厚差≤10微米及平整延伸率小于0.1％的特点，为了保证轧制压力横向分布均匀，从而提高产品表面质量，提高无取向电工钢叠片系数，所述平整机的工作辊、支撑辊辊型曲线函数形式分别为：

$R_w\left(x\right)=R_{w0}-a\cos \left(\frac{{\mathrm{\α}}_w\·2x}{L_w}\right)-\underset{i=1}{\overset{\mathrm{nw}}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{2i}{\left(\frac{2x}{L_w}\right)}^{2i};$

$R_b\left(x\right)=R_{b0}+b\cos \left(\frac{{\mathrm{\α}}_b\·2x}{L_b}\right)+\underset{i=1}{\overset{\mathrm{nb}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{2i}{\left(\frac{2x}{L_b}\right)}^{2i};$

式中，R_w(x)、R_b(x)表示工作辊、支撑辊的半径函数，x表示轧辊长度方向的位置，R_w0、R_b0表示工作辊、支撑辊名义半径，L_w、L_b表示作辊、支撑辊辊身长度；a、a_2i、α_w、nw为结合轧制计划和优化目标确定的工作辊辊型参数，0≤a≤0.1，0≤α_w≤90，0≤a_2i≤0.1，nw为正整数；b、b_2i、α_b、nb为结合轧制计划和优化目标确定的支撑辊辊型参数，0≤b≤0.1，0≤α_b≤90，0≤b_2i≤0.1，nb为正整数。轧制计划指拟生产的无取向电工钢的型号和规格等。

上述工作辊辊型参数a、a_2i、α_w、nw及支承辊辊型曲线参数b、b_2i、α_b、nb结合具体轧机的产品规格及工艺参数范围，采用MARC、ANSYS等大型通用有限元软件建立平整轧制工艺模型，以轧制压力横向分布均匀为目标函数优化计算确定。

利用上述的支撑辊、工作辊辊型曲线配合平整延伸率小于0.1％的小压下平整方法，兼顾了无取向电工钢的电磁性能和板形及表面质量，稳定提高了普通卧式连续退火生产线生产无取向电工钢的质量。

实施例：

在某冷轧厂的普通卧式连续退火生产线上，试验本发明的无取向电工钢平整方法，试制了50PW1000L及50PW800L两种牌号的无取向电工钢，该生产线的平整机工作辊及支撑辊辊型曲线参数见表1。

表1 某冷轧厂普通卧式连续退火线平整机辊型参数

辊型	b	αb	nb	b2	b4	a	αw	nw	a2	a4
											参数	0.018	85	2	0.045	0.056	0.010	75	2	0.021	0.023

实施例1：

无取向电工钢经普通卧式连续退火炉退火及冷却到常温后，进入平整机进行平整。采用本发明的平整方法，控制平整延伸率在0.1％以下，生产50PW800L牌号无取向电工钢，本发明实施前后的生产工艺参数及产品电磁性能见表2。

表2 50PW800L牌号无取向电工钢平整工艺参数及电磁性能比较

工艺参数	单位宽度轧制力(kN/m)	张应力(MPa)	延伸率(％)	铁损P15(W/Kg)	磁感B50(W/Kg)
						常规平整	1127	125	0.9	6.2	1.73
本发明	80	10	0.02	5.6	1.74

从表2可见，采用本发明的平整方法后，50PW800L牌号无取向电工钢电磁性能显著提高，铁损P₁₅从应用现有平整方法时的6.2W/Kg下降到5.6W/Kg，磁感从B₅₀从应用现有平整方法时的1.73W/Kg上升到1.74W/Kg。

实施例2：

无取向电工钢经普通卧式连续退火炉连续退火及冷却到常温后，进入平整机进行平整。采用本发明的平整方法，控制平整延伸率在0.1％以下，生产50PW1000L牌号无取向电工钢，本发明实施前后的生产工艺参数及产品电磁性能见表3。

表3 50PW1000L牌号无取向电工钢平整工艺参数及电磁性能比较

工艺参数	单位宽度轧制力(kN/m)	张应力(MPa)	延伸率(％)	铁损P15(W/Kg)	磁感B50(W/Kg)
						常规平整	1274	134	0.81	7.4	1.71
本发明	200	30	0.05	6.8	1.72

从表3可见，采用本发明的平整方法后，50PW1000L牌号无取向电工钢电磁性能显著提高，铁损P₁₅从应用现有平整方法时的7.4W/Kg下降到6.8W/Kg，磁感从B₅₀从应用现有平整方法时的1.71W/Kg上升到1.72W/Kg。

实施例3：

无取向电工钢经普通卧式连续退火炉退火及冷却到常温后，进入平整机进行平整。采用本发明的平整方法，控制平整延伸率在0.1％以下，生产50PW1000L牌号无取向电工钢，本发明实施前后的生产工艺参数及产品电磁性能见表4。

表4 50PW1000L牌号无取向电工钢平整工艺参数及电磁性能比较

工艺参数	单位宽度轧制力(kN/m)	张应力(MPa)	延伸率(％)	铁损P15(W/Kg)	磁感B50(W/Kg)
						常规平整	1274	134	0.81	7.4	1.71
本发明	120	20	0.03	6.4	1.73

从表4可见，采用本发明的平整方法后，50PW1000L牌号无取向电工钢电磁性能显著提高，铁损P₁₅从应用现有平整方法时的7.4W/Kg下降到6.4W/Kg，磁感从B₅₀从应用现有平整方法时的1.71W/Kg上升到1.73W/Kg。

Claims (3)

1.无取向电工钢平整方法，无取向电工钢经退火及冷却到常温后，进入平整机进行平整，其特征是：平整延伸率小于0.1％。

2.根据权利要求1所述的无取向电工钢平整方法，其特征是：单位宽度轧制力为80～200kN/m；平整张应力为10～30MPa。

3.根据权利要求1或2所述的无取向电工钢平整方法，其特征是：所述平整机的工作辊、支撑辊辊型曲线函数形式分别为：

$R_w\left(x\right)=R_{w0}-a\cos \left(\frac{{\mathrm{\α}}_w\·2x}{L_w}\right)-\underset{i=1}{\overset{\mathrm{nw}}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{2i}{\left(\frac{2x}{L_w}\right)}^{2i};$

$R_b\left(x\right)=R_{b0}+b\cos \left(\frac{{\mathrm{\α}}_b\·2x}{L_b}\right)+\underset{i=1}{\overset{\mathrm{nb}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{2i}{\left(\frac{2x}{L_b}\right)}^{2i};$

式中，R_w(x)、R_b(x)表示工作辊、支撑辊的半径函数，x表示轧辊长度方向的位置，R_w0、R_b0表示工作辊、支撑辊名义半径，L_w、L_b表示工作辊、支撑辊辊身长度；a、a_2i、α_w、nw为结合轧制计划和优化目标确定的工作辊辊型参数，0≤a≤0.1，0≤α_w≤90，0≤a_2i≤0.1，nw为正整数；b、b_2i、a_b、nb为结合轧制计划和优化目标确定的支撑辊辊型参数，0≤b≤0.1，0≤a_b≤90，0≤b_2i≤0.1，nb为正整数。