CN108405628A - 一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炼钢轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法。本发明所示的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，首先提供断面轮廓凸度为15‑35um的带钢，对其进行热轧后，采用侧边一次修剪工艺加工，加工后的热轧成品钢带的厚度同板差C15‑7um合格率达95％以上，从而可以在减小剪边宽度余量的情况下，生产出符合客户需要的产品。
Description
技术领域
本发明属于炼钢轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法。
背景技术
热轧无取向硅钢是制造电机、变压器等精密仪器的原材料之一，使用时对其同板差的要求极高。同板差包括沿轧制方向的纵向厚度与沿板宽度方向的横向厚度差。本专利主要讨论的是生产中需着重控制的横向厚度差。
在硅钢热轧钢带的加工工艺中，通常对硅钢热轧钢带的两侧边都进行修剪，以生产出符合用户质量要求的钢带。为了进一步降低无取向硅钢生产成本，提高综合成材率，同时保证用户的高质量要求，现有技术中开始采用单向侧边修剪工艺，对加工工艺就提出了新的要求：不仅需做到冷轧前不剪边或冷轧前剪边但精整不剪边，还要做到从热轧卷到成品一次剪边。
在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术中至少具有以下不足：
由于一次剪边宽度余量变小，同等材质的原材料，同样的制造工艺下，采用一次剪边的加工工艺所制造的热轧钢带，相比于采用两次剪边的加工工艺所制造的热轧钢带，厚度同板差(横向同板差是指带钢宽度方向上中部厚度与边部厚度之差，公式Δh＝hc-he，hc表示带钢中部厚度，he表示带钢边部厚度)C15-7um(距离带钢边部15mm处的边部厚度和带钢中部厚度相差在7um)的合格率变差，因此，需对现有技术进行改进。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，以改善采用热轧钢带一次修剪的加工工艺制造成品厚度同板差的合格率。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，所述方法包括：
提供断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢；
热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢；
采用侧边一次修剪工艺加工热轧后的符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢。
进一步地，所述提供断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢包括：
根据不同含硅量以及硅钢长度，提供不同断面轮廓凸度的无取向硅钢，所述含硅量、硅钢长度以及硅钢的断面轮廓凸度见表一：
| Si含量/宽度mm | 1000-1100 | 1100-1200 | 1200-1350 |
| <1.5％ | 15-28 | 16-29 | 18-30 |
| 1.5％-2.5％ | 15-29 | 16-30 | 18-32 |
| 2.5％-3.0％ | 16-32 | 18-33 | 20-35 |
| ≥3.0％ | 18-33 | 20-34 | 20-35 |
表一。
进一步地，所述热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢包括：
第一工序：加工符合断面轮廓凸度要求的板坯的边部，使边部形成鼓肚10-15mm，并以边降幅度C25-C40<15um为标准进行质量控制。
更进一步地，所述加工符合断面轮廓凸度要求的板坯的边部，使边部形成鼓肚10-15mm 包括：
在浇铸过程中，对符合断面轮廓凸度要求的板坯采用动态轻压下技术，在扇形1段对板坯进行压下，压下厚度为3-10mm，使板坯边部形成鼓肚10-15mm。
进一步地，所述热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢还包括：
第二工序：采用优化后的工作辊以及优化后的支承辊对符合断面轮廓凸度要求的板坯进行加工，所述第二工序位于所述第一工序的流程之后。
一方面，所述优化后的工作辊包括：
优化工作辊的材质：采用表二所示材质的工作辊对经第一工序加工后的板坯进行加工，其中F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7为工作辊，
| 项目 | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 |
| 方案1 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 无限冷硬 | 高速钢 |
| 方案2 | 高Cr铁 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 无限冷硬 | 高速钢 |
表二。
进一步地，所述优化后的工作辊还包括：
利用公式优化工作辊辊形，所述公式为：
yt0(x)＝R0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5，
上述公式中：x为辊身长度，mm，R0、a1、a2、a3、a4、a5为系数，yt0(x)为辊身长度对应的凸度，mm。
更进一步地，所述优化后的工作辊还包括：
优化工作辊的窜辊起始位置，所述工作辊的窜辊起始位置以弯辊力取中间值时相应的窜辊位置为准。
进一步地，所述优化后的工作辊还包括：
优化工作辊的窜辊步长，所述工作辊的窜辊步长为窜辊最大行程的3％-5％。
进一步地，所述优化后的支承辊包括：所述支承辊是在VCR标准辊形的基础上进行优化，所述VCR标准辊形的倒角长度为100-250mm，所述VCR标准辊形的辊径差为1.0-2.0mm。
本发明的有益效果是：
本发明所示的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，首先提供断面轮廓凸度为 15-35um的带钢，对其进行热轧后，采用侧边一次修剪工艺加工，加工后的轧制成品钢带的厚度同板差C15-7um合格率达95％以上，从而可以在减小剪边宽度余量的情况下，生产出符合客户需要的产品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法的流程示意图；
图2为采用动态轻压下技术生产的板坯的边部陡降的效果对比示意图；
图3为优化前后的工作辊辊形的示意图；
图4为改进前的下游机架中F5轧辊磨损情况示意图；
图5为改进前的下游机架中F6轧辊磨损情况示意图；
图6为改进前的下游机架中F7轧辊磨损情况示意图；
图7为改进后的下游机架中F5轧辊磨损情况示意图；
图8为改进后的下游机架中F6轧辊磨损情况示意图；
图9为改进后的下游机架中F7轧辊磨损情况示意图；
图10为VCR标准辊形优化前后的辊系磨损示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对背景技术中，提到的同等材质的原材料，同样的制造工艺下，采用单向侧边修剪的加工工艺制造的热轧钢带，相比于采用两侧剪边的加工工艺制造的热轧钢带，厚度同板差 C15-7um的合格率变差的问题，申请人发现，是由以下原因导致的：一方面，板坯的断面轮廓凸度设定不合理，另一方面，板坯加工时轧辊弹性形变造成的边部陡降问题，基于此，本发明实施例公开了一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法。
图1为本发明实施例的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法的流程示意图。参见图1，本发明实施例的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，包括：
S1：提供断面轮廓凸度为15-35um的带钢；
S2：热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢，该热轧的过程中包含着对轧辊进行优化，以解决因轧辊弹性形变造成的边部陡降问题；
S3：采用侧边一次修剪工艺加工热轧后的所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢。
本发明实施例所示的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，首先提供断面轮廓凸度为15-35um的带钢，对其进行热轧后，采用侧边一次修剪工艺加工，加工后的轧制成品钢带的厚度同板差C15-7um合格率达95％以上，从而可以在减小剪边宽度余量的情况下，生产出符合客户需要的产品。
S1中，由于硅钢中的含硅量以及硅钢长度，直接影响着板坯加工后形成热轧钢带的厚度同板差，因此，本发明实施例还进一步确定了不同的含硅量以及硅钢长度下，其和无取向硅钢的断面轮廓凸度关系，该关系如表一所示：
| Si含量/宽度mm | 1000-1100 | 1100-1200 | 1200-1350 |
| <1.5％ | 15-28 | 16-29 | 18-30 |
| 1.5％-2.5％ | 15-29 | 16-30 | 18-32 |
| 2.5％-3.0％ | 16-32 | 18-33 | 20-35 |
| ≥3.0％ | 18-33 | 20-34 | 20-35 |
表一
S2中，针对热轧符合断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢，本发明实施例先包括第一工艺，该第一工序为：加工符合断面轮廓凸度要求的板坯的边部，使边部形成鼓肚10-15mm，并以边降幅度C25-C40<15um为标准进行质量控制，其中，C25是指距边部25mm计算带钢凸度，C40是指距边部40mm计算带钢凸度。
具体地，在浇铸过程中，对符合断面轮廓凸度要求的板坯采用动态轻压下技术，在扇形 1段对板坯进行压下，压下厚度为3-10mm，进而使板坯边部形成鼓肚10-15mm，鼓肚部位在轧制过程中控制应力均匀，使鼓肚部位与精轧工作辊翻平宽展平滑过渡，形成类似PC轧机的轧辊交叉效果，从而减少边部陡降区域，可以使边降幅度C25-C40<15um的产品合格率达 90％以上。
以硅钢W20P的生产为例，采用动态轻压下技术生产的67mm板坯的边部陡降幅度上升速率，明显低于未采用动态轻压下技术生产的70mm板坯的边部陡降幅度(如图2所示)。
另外，轧辊弹性形变造成的边部陡降问题的主要的原因在于：轧制过程中，板坯与轧辊刚性接触，板坯在形变成带钢的过程中，也会对轧辊形成反作用力，使轧辊压扁，轧辊中间部位受力均匀，而轧辊边部磨损和受力不均，反映在带钢上即造成边部厚度陡降。针对这一问题，本发明实施例通过第二工艺解决此问题。
本能发明实施例的第二工艺位于第一工艺的流程之后，主要为：采用优化后的工作辊以及优化后的支承辊对符合断面轮廓凸度要求的板坯进行加工。
具体地，先对工作辊进行优化，工作辊的优化主要有以下：
一、工作辊的材质：
由于各个工作辊的材质，以降低精轧工作辊边部磨损，减小带钢边部厚度边降。
在实施时，申请人共设计了如表二’所示的六种材质优化方案，按表二’所述的各个方案各生产一个轧制单位无取向硅钢，其带钢凸度均值合格率和边降合格率如表三所示，表二’中的其中F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7均为工作辊。
表二’
| 项目 | C40-(20-50um)％ | C25-C40<15um％ |
| 方案1 | 97.3 | 92.5 |
| 方案2 | 96.5 | 95.7 |
| 方案3 | 93.6 | 88.2 |
| 方案4 | 96.5 | 96.3 |
| 方案5 | 95.4 | 92.5 |
| 方案6 | 93.7 | 78.6 |
表三
经上述分析，最终确定了如表四所示的两种材质优化方案，此两种材质优化方案下的生产的产品的合格率达到95％以上，符合客户要求。
| 项目 | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 |
| 方案1 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 无限冷硬 | 高速钢 |
| 方案2 | 高Cr铁 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 高速钢 | 无限冷硬 | 高速钢 |
表四
二、工作辊的辊形：
利用式一)优化工作辊辊形，该式一)为：
yt0(x)＝R0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5， 式一)
式一)中：x为辊身长度，mm，R0、a1、a2、a3、a4、a5为系数，yt0(x)为辊身长度对应的凸度，mm。
图3为优化前后的工作辊辊形的示意图，由图3可知，优化后的工作辊的辊形曲线，能增加正向窜辊时凸度的控制能力，降低精轧工作辊边部磨损，减小带钢边降，使小凸度C40 均值10-35um得合格率达到85％以上。
图4为改进前的下游机架中F5轧辊磨损情况示意图，图5为改进前的下游机架中F6轧辊磨损情况示意图，图6为改进前的下游机架中F7轧辊磨损情况示意图，图7为改进后的下游机架中F5轧辊磨损情况示意图，图8为改进后的下游机架中F6轧辊磨损情况示意图，图9为改进后的下游机架中F7轧辊磨损情况示意图。从图4-图9可以看出，辊形改进前下游机架轧辊磨损形式呈现出明显的猫耳磨损形式，这会造成带钢形成局部高点，而辊形改进后轧辊的磨损改善，猫耳磨损不明显，这对改善带钢断面轮廓质量明显。
三、优化工作辊的窜辊起始位置：
由于在轧制首块带钢时系统只能够通过长期自学习系数来进行设定，这就导致轧制首块带钢时稳定性较差，易产生异常波动。因此在设定窜辊起始位置时应考虑到给系统充分的调节能力，所以工作辊的窜辊起始位置应以弯辊力取中间值时相应的窜辊位置为准。
四、优化工作辊窜辊步长
针对常规传统辊型的变行程窜辊策略窜辊步长往往选择在窜辊行程的5％-10％左右，而在CVC循环窜辊模式中，判断窜辊是否需要反向主要是看沿当前方向继续行进一个步长弯辊力是否到达极限，如式二所示，步长过大会导致窜辊方向的过早改变，进而缩小了窜辊行程，不利于轧辊的均匀磨损。因此窜辊步长应较常规传统辊型窜辊步长适当减小；而若窜辊行程过小则无法摆脱带钢边部应力集中对轧辊的影响，进而减弱了均匀磨损的效果，综合考虑窜辊步长应为窜辊最大行程的3％-5％左右。
式中：Fb—当前弯辊力；Δs'—窜辊步长；ΔFb'—单位窜辊步长所需弯辊力；Fbmax—弯辊力最大极限值；Fbmin—弯辊力最小极限值。
五、优化工作辊的窜辊方向：
窜辊方向需遵循相邻机架窜辊方向相反的原则，这主要是考虑到如果沿相同方向窜辊可能会出现连续几个机架弯辊力全部位于正极限或是负极限，这样当轧制中出现一些异常波动时，弯辊力调控余量，而相邻机架相异的话可以实现调控能力互补。
六、优化支承辊：
本发明实施例的支承辊是在VCR标准辊形的基础上进行优化，所述VCR标准辊形的倒角长度为100-250mm，所述VCR标准辊形的半径差为1.0-2.0mm，优化支承辊可以降低工作辊与支承辊边部应力集中，改善边降。
图10为VCR标准辊形优化前后的辊系磨损示意图，由图10可以看出，支承辊使用末期更换后检查上机前后边部磨损降低50％，改善了支承辊边部局部磨损，从而减少对工作辊边部的磨损和应力分布不均。
本发明实施例通过在常规热轧产线上优化支承辊、工作辊，降低带钢在精轧边部应力发布，改善边降程度，另外，对机架上不同位置的工作辊的材质进行优化，从而提高轧辊刚度，降低精轧工作辊边部磨损，达到带钢最佳轮廓小凸度目标。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (10)
1.一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述方法包括：
提供断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢；
热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢；
采用侧边一次修剪工艺加工热轧后的所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢。
2.根据权利要求1所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述提供断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢包括：
根据不同含硅量以及硅钢长度，提供不同断面轮廓凸度的无取向硅钢，所述含硅量、硅钢长度以及硅钢的断面轮廓凸度见表一：
表一。
3.根据权利要求1所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢包括：
第一工序：加工符合断面轮廓凸度要求的板坯的边部，使边部形成鼓肚10-15mm，并以边降幅度C25-C40<15um为标准进行质量控制。
4.根据权利要求3所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述加工符合断面轮廓凸度要求的板坯的边部，使边部形成鼓肚10-15mm包括：
在浇铸过程中，对符合断面轮廓凸度要求的板坯采用动态轻压下技术，在扇形1段对板坯进行压下，压下厚度为3-10mm，使板坯边部形成鼓肚10-15mm。
5.根据权利要求3所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述热轧符合所述断面轮廓凸度为15-35um的无取向硅钢还包括：
第二工序：采用优化后的工作辊以及优化后的支承辊对符合断面轮廓凸度要求的板坯进行加工，所述第二工序位于所述第一工序的流程之后。
6.根据权利要求5所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述优化后的工作辊包括：
优化工作辊的材质：采用表二所示材质的工作辊对经第一工序加工后的板坯进行加工，其中F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7为工作辊，
表二。
7.根据权利要求6所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述优化后的工作辊还包括：
利用公式优化工作辊辊形，所述公式为：
yt0(x)＝R0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5，
上述公式中：x为辊身长度，mm，R0、a1、a2、a3、a4、a5为系数，yt0(x)为辊身长度对应的凸度，mm。
8.根据权利要求7所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述优化后的工作辊还包括：
优化工作辊的窜辊起始位置，所述工作辊的窜辊起始位置以弯辊力取中间值时相应的窜辊位置为准。
9.根据权利要求8所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述优化后的工作辊还包括：
优化工作辊的窜辊步长，所述工作辊的窜辊步长为窜辊最大行程的3％-5％。
10.根据权利要求5所述的一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法，其特征在于，所述优化后的支承辊包括：所述支承辊是在VCR标准辊形的基础上进行优化，所述VCR标准辊形的倒角长度为100-250mm，所述VCR标准辊形的辊径差为1.0-2.0mm。
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