CN104342548A

CN104342548A - 取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法

Info

Publication number: CN104342548A
Application number: CN201310326104.7A
Authority: CN
Inventors: 刘飞; 张荣康; 徐国忠; 谷维; 马光耀
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN104342548B

Abstract

本发明涉及一种取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，包括如下步骤：a.钢卷在卷取机芯轴上进行初始卷取，采用恒张力卷取的控制模式；b.张力控制模式切换为张力逐渐下降的线性控制模式；c.张力控制模式切换为恒张力卷取的控制模式；d.张力控制模式切换为张力逐渐上升的线性控制模式；e.张力控制模式切换为恒张力卷取的控制模式。使用本发明所述的卷取方法，可以有效防止塌卷、内外圈抽芯跑偏等缺陷的发生。

Description

取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法

技术领域

本发明涉钢卷卷取方法，尤其涉及一种取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法。

背景技术

取向硅钢在硅钢区域的生产工序如下：热轧卷→常化酸洗机组（APL）→单机架冷轧（RCM）→脱碳退火机组（DCL）→高温退火机组（BAF）→最终涂层退火机组（FCL）→精整→包装入库。取向硅钢片在高温退火前，为防止粘结并为形成硅酸镁底层，在脱碳退火机组（DCL）出口对钢带上、下表面分别涂有一层具有一定水化度的氧化镁涂层，涂层虽经烘干后成卷，但涂层中仍存在着水份。这些水在高温退火过程中（BAF机组）都要被脱出，并因涂层中氧化物和氢氧化物被还原而干缩成细粉粒脱落，致使钢卷层与层之间存在间隙，导致经高温退火后的MgO涂层卷整体较松，因此下道最终涂层退火机组（FCL）在生产过程中存在塌卷、内外圈抽芯等问题。

现有技术中，通常脱碳退火（DCL）机组选取的张力控制模式为恒张力模式，根据带钢厚度的不同，单位张力控制在60N/mm²～70N/mm²范围内，随着带钢厚度的减薄卷取张力增加。一般带钢厚度0.3mm的，张力设为60N/mm²；带钢厚度0.27mm的，张力设为63N/mm²；带钢厚度0.23mm的，张力设为70N/mm²。

现有DCL机组卷取张力控制模型存在的主要问题为：

（1）针对高温退火后钢卷在FCL机组生产时存在的塌卷、抽芯问题，脱碳退火DCL机组针对0.30mm～0.23mm规格钢卷分别增加3～5N/mm²的卷取张力方式卷取，也无法有效解决上述问题。

（2）DCL机组卷取张力不可过度增加，如卷取张力过大（>80N/mm²）会造成DCL出口卷层与层之间间隙过小，在高温退火时MgO涂层中水不能有效排出，热涨时层与层间压力过大，会产生取向硅钢“底层不良”、“MgO压痕”等表面质量缺陷，造成产品降级甚至判废。

（3）当钢卷内外圈发生抽芯跑偏后，钢卷内外圈质量就会严重破坏，带钢就会出现折痕、折皱、卷轴印等缺陷，带钢就无法作为成品放行，对取向硅钢的质量成本损失很大。

因此，为解决高温退火后钢卷卷形较松产生的塌卷、抽芯缺陷，同时避免卷取张力过大产生表面质量缺陷，DCL机组卷取张力必须选择一种新的控制模型。

申请号为CN200820042064.8的实用新型专利中公开了一种用于铝箔涂层生产线中的铝箔卷取控制系统。该铝箔卷取控制系统包括有用来驱动两台收卷机的两台变频电机，每台变频电机由一个变频器控制，有一个可编程控制器向变频器输出频率控制信号，可编程控制器的检测信号输入部分连接两个超声波测距装置，两个超声波测距装置分别安装在两台收卷机的卷取轴一侧。该实用新型可自动控制卷取张力、卷取过程稳定、收卷质量好、设备运行可靠性高。该专利为铝箔涂层生产线的控制系统，其核心内容为卷取张力的控制系统，通过具有变频器的变频电机来驱动收卷机，来实现卷取系统的张力控制，未涉及相关的卷取张力的具体参数。

发明内容

为克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，它能有效保证MgO涂层钢卷经高温退火后的卷形质量，避免钢卷在下道FCL机组生产时产生塌卷、内外圈抽芯跑偏缺陷，提高内外圈成品质量降低损失。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，所述钢卷内芯的初始外径X1，所述钢卷逐渐达到第二外径值X2、第三外径值X3、第四外径值X4和第五外径值X5；所述卷取方法包括如下五个阶段：

a.第一阶段：钢卷在卷取机芯轴上进行初始卷取，在钢卷的外径达到X2之前，采用恒张力卷取的控制模式，此阶段的第一恒定张力值为Y1；

b.第二阶段：从钢卷的外径达到X2时开始直到达到X3之前，张力控制模式切换为张力逐渐下降的线性控制模式；

c.第三阶段：从钢卷的外径达到X3时开始直到达到X4之前，张力控制模式切换为恒张力卷取的控制模式，此阶段的第二恒定张力的值为Y2；

d.第四阶段：从钢卷的外径达到X4时开始直到达到X5之前，张力控制模式切换为张力逐渐上升的线性控制模式；

e.第五阶段：从钢卷的外径达到X5时开始直到钢卷卷取至带尾，张力控制模式切换为恒张力卷取的控制模式，此阶段的第三恒定张力值为Y3；直到钢卷卷取至带尾。

其中，

Y2为预设值；

步骤a所述的第一恒定张力值Y1=K1·Y2；

步骤b所述的张力逐渐下降的线性控制模式为，外径（X）与张力（Y）为线性关系，线性方程为：

Y = \frac{Y 2 - Y 1}{X 3 - X 2} \cdot X + Y 1 - \frac{Y 2 - Y 1}{X 3 - X 2} \cdot X 2;

步骤e所述的第三恒定张力值Y3=K2·Y2；

步骤d所述的张力逐渐上升的线性控制模式为，外径（X）与张力（Y）为线性关系，线性方程为：

Y = \frac{Y 3 - Y 2}{X 5 - X 4} \cdot X + Y 2 - \frac{Y 3 - Y 2}{X 5 - X 4} \cdot X 4 .

优选的，

一般卷取机设备的钢卷内芯的初始外径X1为508mm左右。

X2=X1+（400mm～500mm）；

X3=X2+（30mm～50mm）；

X4=X3+（400mm～600mm）；

X5=X4+（30mm～50mm）；

K1取值范围为1.1～1.4，K2取值范围为1.05～1.3；进一步优选的，K1＞K2。

取向硅钢MgO涂层卷在高温退火时采取立式卷方式生产，钢卷置放于金属底盘上方退火，高温退火温度高达1200℃以上，3%Si-Fe热膨胀系数约为12×10^-6/℃，直径1800mm钢卷1200℃时的热膨胀量约为26mm。

MgO涂层钢卷受热后，钢卷外层向外滑移内层向内滑移，由于钢卷内外圈自由度最大，因此钢卷内外层整体的热涨变形较严重，冷却后层与层间隙较大，致使高温退火后钢卷的内外层较松，造成下道FCL机组生产时产生塌卷、内外圈抽芯跑偏缺陷。

该发明所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，针对MgO涂层钢卷经1200℃以上高温退火后钢卷内外层较松，致使下道FCL机组生产时产生塌卷、抽芯缺陷等问题，本方法对MgO涂层钢卷在DCL机组出口卷取时，采取本发明的张力控制方式，在总体张力不变情况下，提高了钢卷整体尤其是内外层的卷紧度，有效提高了钢卷的卷取质量，避免了下道FCL机组生产时质量问题。该技术简单控制方便，具有极高的推广价值。

附图说明

图1为现有技术中钢卷卷取常出现内外圈抽芯跑偏时的情形。

图2是为现有技术中钢卷卷取常出现钢卷塌卷时的情形。

图3为本发明的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法的流程图。

图4为本发明的卷取方法中卷取张力（Y）随外径（X）变化的坐标图。

附图标记说明：1、钢卷；2、芯轴。

具体实施方式

实施例1-9

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。如附图2所示为本发明的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法的流程图。

设定钢卷的第二恒定张力值Y2为主张力，钢卷内芯的初始外径X1，设定第二外径值X2，第三外径值X3，第四外径值X4和第五外径值X5，并对钢卷的外径进行实时监控，设定钢卷内层部分的第一恒定张力值Y1与所述第二恒定张力值Y2的比值K1和，钢卷外层部分的第三恒定张力值Y3与所述第二恒定张力值Y2的比值张力锥度系数K2的数值。各参数的设定如表1。实施例1-3的钢卷厚度为0.3mm，实施例4-6的钢卷厚度为0.27mm，实施例7-9的钢卷厚度为0.23mm。

表1为实施例1-9的各项参数设定值。

实施例1-9的卷取方法包括如下五个阶段：

a.第一阶段：钢卷在卷取机芯轴上进行初始卷取，在钢卷的外径达到X2之前，采用恒张力卷取控制模式，第一恒定张力值为Y1，其中Y1=K1·Y2；

b.第二阶段：当钢卷的外径达到X2时开始直到达到X3之前，其张力控制模式切换为张力逐渐下降的线性控制模式；所述张力下降逐渐下降的控制模式为，外径（X）与张力（Y）为线性关系，线性方程为：

Y = \frac{Y 2 - Y 1}{X 3 - X 2} \cdot X + Y 1 - \frac{Y 2 - Y 1}{X 3 - X 2} \cdot X 2;

c.第三阶段：当钢卷的外径达到X3时开始直到达到X4之前，其张力控制模式切换为恒张力卷取控制模式，第二恒定张力值为Y2；

d.第四阶段：当钢卷的外径达到X4时开始直到达到X5之前，其张力控制模式切换为张力逐渐上升的线性控制模式；所述张力逐渐上升的线性控制模式为，外径（X）与张力（Y）为线性关系，线性方程为：

Y = \frac{Y 3 - Y 2}{X 5 - X 4} \cdot X + Y 2 - \frac{Y 3 - Y 2}{X 5 - X 4} \cdot X 4;

其中Y3=K2·Y2；

e.第五阶段：当钢卷的外径达到X5时开始直到钢卷卷取至带尾，其张力控制模式切换为恒张力卷取控制模式，第三恒定张力值为Y3，直到钢卷卷取至带尾，其中Y3=K2·Y2。

以下对比例1-对比例3是采用恒张力卷取控制模式进行卷取。

对比例1

带钢厚度为0.3mm，张力设为60N/mm²，使用恒张力卷取控制模式进行卷取，直到钢卷卷取至带尾。

对比例2

带钢厚度为0.27mm，张力设为63N/mm²，使用恒张力卷取控制模式进行卷取，直到钢卷卷取至带尾。

对比例3

带钢厚度为0.23mm，张力设为70N/mm²，使用恒张力卷取控制模式进行卷取，直到钢卷卷取至带尾。

测试例

对实施例1-9和对比例1-3卷取得到的钢卷，在下道FCL机组生产时的每卷重量损失进行比较，结果见表2。FCL每卷重量损失：主要为FCL开卷时抽芯、跑偏、塌卷导致钢卷报废的重量。由表2可见，使用本发明所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，明显降低了FCL每卷重量损失，有效降低了塌卷、内外圈抽芯跑偏等缺陷的发生，提高钢卷卷取质量。

表2实施例1-9和对比例1-3的钢卷卷取质量

	FCL每卷重量损失，Kg
		实施例1	153
实施例2	159
		实施例3	162
对比例1	380
		实施例4	155
实施例5	161
		实施例6	163
对比例2	369
		实施例7	154
实施例8	162
		实施例9	168
对比例3	382

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，所述钢卷内芯的初始外径X1，所述钢卷的外径逐渐达到第二外径值X2、第三外径值X3、第四外径值X4和第五外径值X5；所述卷取方法包括如下五个阶段：

e.第五阶段：从钢卷的外径达到X5时开始直到钢卷卷取至带尾，张力控制模式切换为恒张力卷取的控制模式，此阶段的第三恒定张力值为Y3。

2.如权利要求1所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：所述第一恒定张力值Y1与所述第二恒定张力值Y2的比值K1的取值范围为1.1～1.4。

3.如权利要求1所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：所述第三恒定张力值Y3与所述第二恒定张力值Y2的比值K2的取值范围为1.05～1.3。

4.如权利要求2所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：所述第三恒定张力值Y3与所述第二恒定张力值Y2的比值K2的取值范围为1.05～1.3。

5.如权利要求4所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：K1＞K2。

6.如权利要求1-5中任一项所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：第二外径值X2与第一初始外径X1之差为400mm～500mm。

7.如权利要求6所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：第三外径值X3与第二外径值X2之差为30mm～50mm。

8.如权利要求7所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的方法，其特征在于：第四外径值X4与第三初始外径X3之差为400mm～600mm。

9.如权利要求8所述的取向硅钢MgO涂层钢卷的卷取方法，其特征在于：第五外径值X5与第四初始外径X4之差为30mm～50mm。