CN113290050A - 一种控制无取向电工钢横向同板差的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，包括热轧机、圆盘剪、冷轧机和输送辊道，圆盘剪安装在输送辊道两侧且位于热轧机和冷轧机之间，无取向电工钢在输送辊道的运输下依次经过热轧机、圆盘剪和冷轧机，设定热轧机对无取向电工钢的楔形和凸度进行控制，控制无取向电工钢的楔形在20微米内、凸度为20～45微米，冷轧机的工作辊设有倒角。冷轧机为UCM五连轧轧机，UCM五连轧轧机中1#和2#轧机工作辊的单边设有倒角，1#和2#轧机中上工作辊的操作端设有倒角，下工作辊的传动端设有倒角。倒角的深度为0.2～0.3mm，倒角在工作辊上的起始位置到工作辊端面的距离为265‑285mm。本发明还公开了一种控制无取向电工钢横向同板差的方法。
Description
技术领域
本发明属于无取向电工钢加工技术领域，具体涉及一种控制无取向电工钢横向同板差的装置及方法。
背景技术
取向电工钢是一种硅铁软磁合金，主要用于电机铁芯。无取向电工钢生产流程长，需经过热轧、冷轧、退火、涂层、重卷切边等工序，生产的无取向电工钢成品经过冲床冲压，叠加成百上千片用于制作电机铁芯，所叠无取向电工钢的厚度需叠相同高度，高度不均需人工干预，影响叠片的生产效率和电工钢的叠片系数，电工钢的叠片系数影响产品的磁性能。为了保证无取向电工钢叠片高度的均匀性，先得从热轧卷的横截面把控，即保证热卷的楔形、凸度值，楔形、凸度值不能太大，也不能太小，需控制在一个合理的范围内。
而且无取向电工钢经过酸洗、切边，再由UCM五连轧轧机轧制，由于带钢边部与轧辊接触位置受力更大，同时边部金属处于自由流动状态，轧制后带钢边部由明显减薄，不利于无取向电工钢的横向同板差控制。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，本发明还提供了一种控制无取向电工钢横向同板差的方法；在于提高无取向电工钢横向厚度均匀，利于无取向电工钢的叠片，提高叠片系数，提高叠片的生产效率及产品的电磁性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，包括热轧机和冷轧机组，冷轧机组包括机架、圆盘剪、张力辊和UCM五连轧轧机，圆盘剪、张力辊和UCM五连轧轧机均安装在机架上，无取向电工钢钢带经热轧机轧制成无取向电工钢热卷，并设定热轧机对无取向电工钢的楔形和凸度进行控制；张力辊分布在整个冷轧机组中，无取向电工钢热卷在冷轧机组开卷，无取向电工钢绕在张力辊上，圆盘剪位于无取向电工钢两侧对无取向电工钢的边部剪切，UCM五连轧轧机位于圆盘剪的后方，UCM五连轧轧机的工作辊设有倒角。
进一步的，所述UCM五连轧轧机中1#和2#轧机工作辊的单边设有倒角，1#和2#轧机中上工作辊的操作端设有倒角，下工作辊的传动端设有倒角；所述倒角的深度为0.2～0.3mm，倒角在工作辊上的起始位置到工作辊端面的距离为265-285mm。
进一步的，在所述冷轧机组还包括酸洗，酸洗位于圆盘剪之前，酸洗包括酸洗槽、漂洗槽和烘干机，无取向电工钢依次经过酸洗槽、漂洗槽和烘干机，无取向电工钢经酸洗后圆盘剪对无取向电工钢的边部切边，再到UCM五连轧轧机进行轧制。
进一步的，所述冷轧机组还包括用于放置无取向电工钢热卷的固定辊、拉矫机、激光焊机和活套，拉矫机、激光焊机和活套均安装在机架上，活套内设有辊子无取向电工钢绕在辊子上，在激光焊机与拉矫机之间和圆盘剪与UCM五连轧轧机之间均设有活套。
本发明还涉及一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，所述方法包括：
步骤1.无取向电工钢经过热连轧轧制时，对轧制的无取向电工钢楔形和凸度进行控制；
步骤2.无取向电工钢经热轧轧制成卷后，经过盐酸酸洗，圆盘剪对酸洗后的无取向电工钢边部进行切边，再经UCM五连轧轧机轧制；
步骤3.经UCM五连轧轧机轧制后，无取向电工钢经过连续退火线退火、涂层后，再在重卷线进行边部切边，单边切边量为10～30mm，利于切除轧机轧制无取向电工钢边部薄的部分。
进一步的，所述步骤1中控制无取向电工钢的楔形在20微米内，凸度按35微米设定，根据原料钢种、规格、温度数据通过二级模型计算出窜辊、弯辊、轧制力、辊缝参数，将凸度控制在20～45微米范围内。
进一步的，所述楔形的值s＝a-b，凸度的值x＝(h-a+h-b)/2，取热轧时单层无取向电工钢热卷的横截面，h为热卷中间的厚度值，a为热卷上距离左边边部25mm处的厚度值，b为热卷上距离右边边部25mm处的厚度值。
进一步的，所述步骤2的具体操作为：取向电工钢经热轧轧制成卷后，需经过浓度50-180g/l盐酸的盐酸浓度中酸洗，去除无取向电工钢热卷表面的氧化铁皮，酸洗时间控制在26-60s，盐酸温度为75-85℃；圆盘剪对酸洗后的无取向电工钢边部切边，双边切边量为25-40mm；UCM五连轧轧机冷轧工作辊长度为1550mm，一次冷轧轧制成品厚度为0.35～0.65mm。
进一步的，所述步骤2中CM五连轧轧机轧制时对1#、2#轧机的工作辊采用单边倒角，即上工作辊采用操作端倒角，下工作辊采用传动端倒角，其余轧机的工作辊采用平辊模式轧制。
进一步的，所述UCM五连轧轧机的工作辊倒角深度为0.2～0.3mm，倒角位置距离端部265-285mm处，采用圆弧模式倒角至工作辊的端部。
采用本发明技术方案的优点为：
本发明根据带钢经过热连轧时的横截面厚度要求，提高对热卷无取向电工钢的楔形、凸度要求，从而保证热卷无取向电工钢的横向横截面厚度波动不大，利于后续冷连轧机轧制改善同板差；经过冷连轧工作辊采用单边倒角模式控制，利于连轧机轧制时减少带钢边部的金属流动，通过减少边部金属的流动，从而降低无取向电工钢横向同板差的波动，提高了无取向电工钢的冲压叠片效率和电磁性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明中无取向电工钢连轧机机使用倒角工作辊的示意图，标记中的①和③为倒角开始的位置，②和④为倒角结束的位置；
图2为本发明中无取向电工钢热卷的横截面示意图，标记的①和②为距离边部25mm处的厚度，标记③为中部位置的厚度；
图3为本发明冷轧机组示意图。
上述图中的标记分别为：1—上工作辊；11—操作端；2—下工作辊；21—传动端；3—倒角。
具体实施方式
在本发明中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中术语“楔形””指的是热卷两边边部25mm处的厚度差，“凸度”指的是热卷中间厚度减去两边边部25mm位置处厚度和的一半值，“倒角”指的是圆形弧度。
如图1、图2所示，一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，包括热轧机和冷轧机组，无取向电工钢经热轧机后成卷形成无取向电工钢热卷，冷轧机组包括机架、用于放置无取向电工钢热卷的固定辊4、拉矫机5、激光焊机6、张力辊7、活套8、酸洗9、圆盘剪10、UCM五连轧轧机12、和轧机出口卷辊13，固定辊4、拉矫机5、激光焊机6、张力辊7、活套8、酸洗9、圆盘剪10、UCM五连轧轧机12、和轧机出口卷辊13均安装在在机架上，冷轧机组内设有多个拉矫机5、张力辊7和活套8，拉矫机5、张力辊7和活套8根据需求间隔布置。
无取向电工钢钢带经热轧机轧制成无取向电工钢热卷，并设定热轧机对无取向电工钢的楔形和凸度进行控制；张力辊分布在整个冷轧机组中，无取向电工钢热卷在冷轧机组开卷，无取向电工钢绕在张力辊上，圆盘剪位于无取向电工钢两侧对无取向电工钢的边部剪切，UCM五连轧轧机位于圆盘剪的后方，UCM五连轧轧机的工作辊设有倒角。
酸洗9位于圆盘剪10的前方，圆盘剪10位于UCM五连轧轧机12的前方，轧机出口卷辊13位于UCM五连轧轧机12的后方，无取向电工钢经酸洗后圆盘剪对无取向电工钢的边部切边，再到UCM五连轧轧机进行轧制。无取向电工钢经UCM五连轧轧机12轧制后在轧机出口卷辊13处成卷，轧机出口卷辊13处设有电机，电机的输出轴与轧机出口卷辊13连接，轧机出口卷辊13跟随电机转动而转动。
张力辊7上设有电机，电机带动张力辊转动，无取向电工钢绕在张力辊上，张力辊在电机驱动转动的情况下会带动无取向电工钢运动，有利于无取向电工钢热卷被打开，同时拉矫机5会矫正无取向电工钢运行时的轨迹也会拉无取向电工钢。
激光焊机6用于对两个无取向电工钢热卷进行焊接在一起，例如前一卷无取向电工钢热卷上的无取向电工钢将全部进入冷轧时，后一卷的无取向电工钢热卷打开，前一卷无取向电工钢热卷的末端与后一卷的无取向电工钢热卷的始端在激光焊机6处进行焊接连接在一起。
活套8用于对无取向电工钢折叠，活套8内设有辊子无取向电工钢绕在辊子上，便于折叠的无取向电工钢运行，便于无取向电工钢的存储，折叠可以节省空间；另外，由于两卷无取向电工钢热卷进行焊接连接在一起时需要时间，在活套8存储一些无取向电工钢，可保证在焊接时不会出现空料的情况。优选的，在激光焊机6与拉矫机5之间设有一个活套8，在圆盘剪10与UCM五连轧轧机12之间设有一个活套8。
酸洗9包括酸洗槽91、漂洗槽92和烘干机93，酸洗槽91盛有浓度为50-180g/l的盐酸，无取向电工钢依次经过酸洗槽91、漂洗槽92和烘干机93，经盐酸酸洗后漂洗然后再烘干。酸洗9后的无取向电工钢经圆盘剪10对其边部进行剪切，然后再进入到UCM五连轧轧机12进行轧制。
冷轧机为UCM五连轧轧机，UCM五连轧轧机中1#和2#轧机工作辊的单边设有倒角3，1#和2#轧机中上工作辊1的操作端11设有倒角3，下工作辊2的传动端22设有倒角3。倒角3的深度为0.2～0.3mm，倒角3在工作辊上的起始位置到工作辊端面的距离为265-285mm。
电工钢的宽度在1100～1200mm范围内，通过对该宽度电工钢的横向横截面控制板形的方法来实现对无取向电工钢横向同板差的控制，该方法包括热轧卷的楔形、凸度控制，即要求热轧卷的横向厚度不存在太大的波动，同时要求冷连轧机组(UCM五连轧轧机为冷连轧机组)对热卷的板形和横截面的厚度波动有一定的改善作用。通过对无取向电工钢的成品横向厚度测量发现，波动较大的位置集中在边部100mm位置范围内，为了降低边部100mm位置范围内的波动差，冷连轧UCM轧机1#、2#轧机的工作辊采用单边倒角的模式，此模式利于控制带钢边部的厚度，从而控制成品厚度的横向差(即同板差)。
基于上述装置本发明还提供了一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，该方法包括：
步骤1.无取向电工钢经过热连轧轧制时，对轧制的无取向电工钢楔形和凸度进行控制；优选的，控制无取向电工钢的楔形在20微米内，凸度按35微米设定，根据原料钢种、规格、温度数据通过二级模型计算出窜辊、弯辊、轧制力、辊缝参数，将凸度控制在20～45微米范围内；即当在热轧机上设定凸度为35微米时，热轧后热卷的凸度一般会控制在20～45微米范围内。此处的二级模型为热轧机中现有的模型，不在进行赘述。
楔形的值s＝a-b，凸度的值x＝(h-a+h-b)/2，取热轧时单层无取向电工钢热卷的横截面，h为热卷中间的厚度值，a为热卷上距离左边边部25mm处的厚度值，b为热卷上距离右边边部25mm处的厚度值；如图2所示为本发明中无取向电工钢热卷的横截面示意图，标记的①和②为距离边部25mm处的厚度分别为a、b，标记③为中部位置的厚度为h。
步骤2.无取向电工钢经热轧轧制成卷后，需经过浓度50-180g/l盐酸的盐酸浓度中酸洗，酸洗时间控制在26-60s，盐酸温度为75-85℃。圆盘剪对酸洗后的无取向电工钢边部切边，双边切边量为25-40mm，再经UCM五连轧轧机轧制。
需确保无取向电工钢能UCM五连轧轧机轧制，所适用的钢种为1300WR、800WR、600WR、470WR及常化退火后的600WG、470WG等中低牌号无取向电工钢。
冷轧轧制采用UCM五连轧轧机轧制，需采用盐酸对无取向电工钢热卷表面的氧化铁皮酸洗，UCM五连轧轧机冷轧工作辊长度为1550mm，一次冷轧轧制成品厚度为0.35～0.65mm。
CM五连轧轧机轧制时对1#、2#轧机的工作辊采用单边倒角，即上工作辊采用操作端倒角，下工作辊采用传动端倒角，其余轧机的工作辊采用平辊模式轧制。
步骤3.经UCM五连轧轧机轧制后，无取向电工钢经过连续退火线退火、涂层后，再在重卷线进行边部切边，单边切边量为10～30mm，利于切除轧机轧制无取向电工钢边部薄的部分。
UCM五连轧轧机的工作辊倒角深度为0.2～0.3mm，倒角位置距离端部265-285mm处，采用圆弧模式倒角至工作辊的端部。具体的如图1所示，UCM五连轧1#和2#轧机工作辊需采用单边倒角，倒角位置①和③位置，距离轧辊边部②和④的距离为275mm，倒角上工作辊倒角弧度为①和②的位置，①②段弧形为圆弧形，且①位置的轧辊直径比②位置的轧辊直径大0.4～0.6mm，下工作辊的倒角弧度与上工作辊的倒角弧度原理相同。工作辊倒角的要求，相同倒角的工作辊，轧辊配置时不能在同一端，即倒角处在轧辊的操作端，倒角处在轧辊的传动端。
在热连轧轧制过程需控制热卷成品的楔形、凸度，冷连轧轧机轧制时通过对1#、2#轧机机架的工作辊采用单边倒角的模式进行轧制，使得1#、2#轧机机架轧制后的带钢边部稍厚，利于消除后面3个机架轧机轧制的边缘降和控制横向厚度变化。其中热卷的楔形、凸度反映的是热卷横向方向的厚度均匀性，保证热卷横向厚度不突变，利于后续冷连轧轧机对热卷横向厚度差控制。
本发明中中、低牌号无取向电工钢只是针对冷连轧机能够轧制，不易于断带，牌号越高，表示品级越高，硬度越大，延伸性越小，连轧机轧制易断带。热卷经过UCM冷连轧机轧制，需控制对冷连轧机前2机架的工作辊采用倒角辊(即1#、2#轧机机架的工作辊采用倒角辊)，前2机架工作辊的倒角采用单边圆弧倒角，倒角位置距离轧辊边部265-285mm处，轧制1100～1200mm宽度的无取向电工钢，正好带钢边部50～100mm位置轧制后，边部厚度偏厚，再经过后3机架轧制抵消边部偏薄，利于无取向电工钢轧制后的横向同板差控制。
采用上述控制方法由于降低了带钢边部的边缘降，取得如下效果：①客户分条、冲压叠片的厚度均匀，生产效率提高；②提高了无取向电工钢的叠片系数，从而提高了无取向电工钢的性能；③提高客户对产品的认可和满意度。
控制方法中的楔形控制在20微米内，凸度值分别控制在20～45微米范围内，进一步避免热卷轧制过程出现产品厚度突变引起起筋的质量缺陷。冷连轧机轧辊采用前2机架工作辊倒角，倒角的深度控制在0.2～0.3mm，工作辊的直径减少0.4～0.6mm，便于后续连轧机轧制，减少带钢经过冷连轧机工作辊倒角辊轧制后的边部偏厚，避免冷连轧机后3机架工作辊的边部受力不均，导致的断带。
本发明根据无取向电工钢热卷的楔形、凸度控制范围，对UCM冷连轧机轧制过程中采用前两机架工作辊的边部单边倒角减少边部金属的流动，从而降低了无取向电工钢的横向同板差，最终提高客户对产品的满意度。
综上，本发明根据无取向电工钢的热卷的横向横截面的特点和轧机轧制时带钢边部的金属流动性的特性，达到了控制成品的横向同板差的目的，使得成品的叠片厚度均匀性，且提高了叠片系数，提高了无取向电工钢的性能。
本发明根据带钢经过热连轧时的横截面厚度要求，提高对热卷无取向电工钢的楔形、凸度要求，从而保证热卷无取向电工钢的横向横截面厚度波动不大，利于后续冷连轧机轧制改善同板差；经过冷连轧工作辊采用单边倒角模式控制，利于连轧机轧制时减少带钢边部的金属流动，通过减少边部金属的流动，从而降低无取向电工钢横向同板差的波动，提高了无取向电工钢的冲压叠片效率和电磁性能。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，其特征在于：包括热轧机和冷轧机组，冷轧机组包括机架、圆盘剪、张力辊和UCM五连轧轧机，圆盘剪、张力辊和UCM五连轧轧机均安装在机架上，无取向电工钢钢带经热轧机轧制成无取向电工钢热卷，并设定热轧机对无取向电工钢的楔形和凸度进行控制；张力辊分布在整个冷轧机组中，无取向电工钢热卷在冷轧机组开卷，无取向电工钢绕在张力辊上，圆盘剪位于无取向电工钢两侧对无取向电工钢的边部剪切，UCM五连轧轧机位于圆盘剪的后方，UCM五连轧轧机的工作辊设有倒角。
2.如权利要求1所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，其特征在于：所述UCM五连轧轧机中1#和2#轧机工作辊的单边设有倒角(3)，1#和2#轧机中上工作辊(1)的操作端(11)设有倒角(3)，下工作辊(2)的传动端(22)设有倒角(3)；倒角(3)的深度为0.2～0.3mm，倒角(3)在工作辊上的起始位置到工作辊端面的距离为265-285mm。
3.如权利要求2所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，其特征在于：在所述冷轧机组还包括酸洗，酸洗位于圆盘剪之前，酸洗(9)包括酸洗槽(91)、漂洗槽(92)和烘干机(93)，无取向电工钢依次经过酸洗槽(91)、漂洗槽(92)和烘干机(93)，无取向电工钢经酸洗后圆盘剪对无取向电工钢的边部切边，再到UCM五连轧轧机进行轧制。
4.如权利要求3所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，其特征在于：所述冷轧机组还包括用于放置无取向电工钢热卷的固定辊(4)、拉矫机(5)、激光焊机(6)和活套(8)，拉矫机(5)、激光焊机(6)和活套(8)均安装在机架上，活套(8)内设有辊子无取向电工钢绕在辊子上，在激光焊机(6)与拉矫机(5)之间和圆盘剪(10)与UCM五连轧轧机(12)之间均设有活套(8)。
5.一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，其特征在于：基于权利要求1至4任意一项所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的装置，所述方法包括：
步骤1.无取向电工钢经过热连轧轧制时，对轧制的无取向电工钢楔形和凸度进行控制；
步骤2.无取向电工钢经热轧轧制成卷后，经过盐酸酸洗，圆盘剪对酸洗后的无取向电工钢边部进行切边，再经UCM五连轧轧机轧制；
步骤3.经UCM五连轧轧机轧制后，无取向电工钢经过连续退火线退火、涂层后，再在重卷线进行边部切边，单边切边量为10～30mm，利于切除轧机轧制无取向电工钢边部薄的部分。
6.如权利要求5所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，其特征在于：所述步骤1中控制无取向电工钢的楔形在20微米内，凸度按35微米设定，根据原料钢种、规格、温度数据通过二级模型计算出窜辊、弯辊、轧制力、辊缝参数，将凸度控制在20～45微米范围内。
7.如权利要求6所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，其特征在于：所述楔形的值s＝a-b，凸度的值x＝(h-a+h-b)/2，取热轧时单层无取向电工钢热卷的横截面，h为热卷中间的厚度值，a为热卷上距离左边边部25mm处的厚度值，b为热卷上距离右边边部25mm处的厚度值。
8.如权利要求5所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，其特征在于：所述步骤2的具体操作为：取向电工钢经热轧轧制成卷后，需经过浓度50-180g/l盐酸的盐酸浓度中酸洗，去除无取向电工钢热卷表面的氧化铁皮，酸洗时间控制在26-60s，盐酸温度为75-85℃；圆盘剪对酸洗后的无取向电工钢边部切边，双边切边量为25-40mm；UCM五连轧轧机冷轧工作辊长度为1550mm，一次冷轧轧制成品厚度为0.35～0.65mm。
9.如权利要求5所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，其特征在于：所述步骤2中CM五连轧轧机轧制时对1#、2#轧机的工作辊采用单边倒角，即上工作辊采用操作端倒角，下工作辊采用传动端倒角，其余轧机的工作辊采用平辊模式轧制。
10.如权利要求9所述的一种控制无取向电工钢横向同板差的方法，其特征在于：所述UCM五连轧轧机的工作辊倒角深度为0.2～0.3mm，倒角位置距离端部265-285mm处，采用圆弧模式倒角至工作辊的端部。
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