CN114769366B - 一种改善取向钢成品板形的矫直系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及取向硅钢生产制造技术领域，具体涉及一种改善取向钢成品板形的矫直系统及其控制方法。提供了一种改善取向钢成品板形的矫直系统，通过变频电机、绝对值编码器、矫直辊与形变检测装置和温度传感器相配合，能够对预热炉出口钢带板温和矫直辊压下量进行精确控制，有效消除取向钢带的瓢曲缺陷；通过将矫直装置与纠偏装置集成一体化设置，能够对矫直辊压下造成的钢带跑偏进行实时纠正，提高钢带的通过性；通过将矫直装置布置于炉外区域并设置清扫装置，能够方便的对纠偏辊和矫直辊的辊面状态进行监控及清理，提高现场稳定生产的能力；提供了一种控制方法，能够有效提高本矫直系统的工作效率，实现矫直系统的闭环自动控制。
Description
技术领域
本发明涉及取向硅钢生产制造技术领域，具体涉及一种改善取向钢成品板形的矫直系统及其控制方法。
背景技术
随着国家电网改造的深入推进，装机容量越来越大，对铁芯材料的利用率越来越高，对电工钢边部板形质量要求越来越高。
高磁感取向硅钢在经历轧制、脱碳退火及高温退火后，钢带的整体板形已发生一定程度的劣化，需要通过拉伸平整工序对其进行改善，在此工序中需同时完成绝缘层的涂敷与烧结。但由于机组拉伸平整效果有限，对存在板形问题无明显改善作用，特别是在消除板中的瓢曲和浪形等板形缺陷方面，效果并不理想。以现有某硅钢部的拉伸平整机组为例，经过拉伸平整退火后，钢带瓢曲缺陷还有500～1000米左右，造成此部分钢卷判为不合格品。
现有技术通常在拉伸平整高温区域(加热炉与均热炉)炉内增加矫直装置对钢带板形进行矫正，但矫直辊面异物容易产生结瘤造成钢带产生压印缺陷，且由于其位置在炉内，无法对辊面进行清洁，实际难以投入大生产长期应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种改善取向钢成品板形的矫直系统及其控制方法，能够有效消除取向钢带的瓢曲缺陷，且钢带通过性好，便于监控及清理，具备现场稳定应用的能力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种改善取向钢成品板形的矫直系统，包括预热炉1、加热炉2、矫直装置4和矫直控制系统，所述矫直装置4设于所述预热炉1和所述加热炉2之间的钢带3上方，所述矫直装置4包括设备底座5，所述设备底座5上集成设置有纠偏辊6、矫直辊7和清扫装置8，所述矫直装置4与所述矫直控制系统电连接，所述矫直装置4由矫直控制系统按照预设的控制方法进行控制。
进一步的，所述纠偏辊6设于所述设备底座5下方中部，所述矫直辊7设于所述设备底座5下方后部，所述清扫装置8设于所述设备底座5下方前部；所述设备底座5后端连接有电动推缸8，所述电动推缸8用于推动设备底座5以其下方中心为圆心旋转，进而带动所述纠偏辊6相应旋转，实现纠偏辊6对钢带3的纠偏；所述设备底座5上方设有变频电机9，所述变频电机9用于带动设备底座5沿竖直方向移动，进而带动所述矫直辊7相应移动，实现矫直辊7对钢带3压下量的调整，所述矫直控制系统包括系统控制器15，所述电动推缸8与所述系统控制器15电连接。
进一步的，所述变频电机9设有配套的绝对值编码器11，所述绝对值编码器11用于计算所述矫直辊7对钢带3压下量，所述变频电机9和绝对值编码器11均与所述系统控制器15电连接。
进一步的，所述清扫装置8设有配套的清洁度检测装置14，所述清洁度检测装置14用于检测所述矫直辊7和纠偏辊6辊面的清洁度，所述清扫装置8和清洁度检测装置14均与所述系统控制器15电连接。
进一步的，所述预热炉1出口处设有温度传感器16，所述温度传感器16用于检测所述预热炉1出口处钢带3的温度，所述温度传感器16与所述矫直控制系统电连接。
进一步的，所述加热炉2入口密封室内设有偏度检测装置12，所述偏度检测装置12用于检测所述钢带3与中心线的偏移距离，所述偏度检测装置12与所述矫直控制系统电连接。
进一步的，所述钢带3包角处设有形变检测装置13，所述形变检测装置13用于检测所述钢带3在包角处的形变值，所述形变检测装置13与所述矫直控制系统电连接。
一种改善取向钢成品板形的矫直系统的控制方法，基于如上所述的矫直系统，包括如下步骤：
S1，判断预热炉出口处钢带温度是否在预设温度范围内，若是，则执行步骤S2，若否，则调整预热炉炉温，使预热炉出口处钢带温度达到预设温度范围；
S2，通过偏度检测装置判断钢带是否偏离中心线，若是，则电动推缸推动设备底座以其下方中心为圆心旋转，进而带动纠偏辊相应旋转，实现纠偏辊对钢带的纠偏，若否，则电动推缸不动作；
S3，通过形变检测装置判断钢带在包角处的形变值是否超过预设的钢带弹性变形区，若否，则变频电机带动设备底座沿竖直方向移动，进而调整矫直辊对钢带的压下量，实现矫直辊对钢带的矫直，若是，则变频电机不动作；
S4，通过清洁度检测装置判断矫直辊和纠偏辊的辊面清洁度是否合格，若否，则清扫装置对矫直辊和纠偏辊的辊面进行清洗，若是，则清扫装置不动作；
S5，重新执行步骤S1。
进一步的，所述预设温度范围具体为500～850℃。
进一步的，所述压下量的范围具体为10～100mm。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
1、提供了一种改善取向钢成品板形的矫直系统，通过变频电机、绝对值编码器、矫直辊与形变检测装置和温度传感器相配合，能够对预热炉出口钢带板温和矫直辊压下量进行精确控制，有效消除取向钢带的瓢曲缺陷；
2、通过将矫直装置与纠偏装置集成一体化设置，能够对矫直辊压下造成的钢带跑偏进行实时纠正，提高钢带的通过性；
3、通过将矫直装置布置于炉外区域并设置清扫装置，能够方便的对纠偏辊和矫直辊的辊面状态进行监控及清理，提高现场稳定生产的能力；
4、提供了一种控制方法，能够有效提高本矫直系统的工作效率，实现矫直系统的闭环自动控制。
附图说明
图1为本发明矫直系统位置示意图；
图2为本发明矫直装置结构示意图；
图3为本发明矫直控制系统示意图；
图4为本发明控制方法流程图；
图5为本发明实施例钢带温度与延伸率关系曲线；
图6为本发明实施例矫直装置下压量与钢带瓢曲比例关系曲线。
图中：1、预热炉；2、加热炉；3、钢带；4、矫直装置；5、设备底座；6、纠偏辊；7、矫直辊；8、电动推缸；9、变频电机；10、清扫装置；11、绝对值编码器；12、偏度检测装置；13、形变检测装置；14、清洁度检测装置；15、系统控制器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
一、一种改善取向钢成品板形的矫直系统
如图1所示，本发明实施的一种改善取向钢成品板形的矫直系统，包括预热炉1、加热炉2、矫直装置4和矫直控制系统，所述矫直装置4设于所述预热炉1和所述加热炉2之间的钢带3上方。
如图2所示，所述矫直装置4包括设备底座5，所述设备底座5上集成设置有纠偏辊6、矫直辊7和清扫装置8，所述纠偏辊6设于所述设备底座5下方中部，所述矫直辊7设于所述设备底座5下方后部，所述清扫装置8设于所述设备底座5下方前部；
所述设备底座5后端连接有电动推缸8，所述电动推缸8用于推动设备底座5以其下方中心为圆心旋转，进而带动所述纠偏辊6相应旋转，实现纠偏辊6对钢带3的纠偏；
所述设备底座5上方设有变频电机9，所述变频电机9用于带动设备底座5沿竖直方向移动，进而带动所述矫直辊7相应移动，实现矫直辊7对钢带3压下量的调整。
所述清扫装置8(具体可为高压水枪)用于对纠偏辊6和矫直辊7的辊面进行清洗。
进一步的，所述变频电机9设有配套的绝对值编码器11，所述绝对值编码器11用于计算所述矫直辊7对钢带3压下量。
进一步的，所述清扫装置8设有配套的清洁度检测装置14(具体可为图像识别摄像头)，所述清洁度检测装置14用于检测所述矫直辊7和纠偏辊6辊面的清洁度。
更进一步的，所述预热炉1出口处设有温度传感器16，所述温度传感器16用于检测所述预热炉1出口处钢带3的温度。
更进一步的，所述加热炉2入口密封室内设有偏度检测装置12，所述偏度检测装置12用于检测所述钢带3与中心线的偏移距离。
更进一步的，所述钢带3包角处设有形变检测装置13，所述形变检测装置13用于检测所述钢带3在包角处的形变值。
如图3所示，所述矫直控制系统包括系统控制器15，所述绝对值编码器11、偏度检测装置12、形变检测装置13、清洁度检测装置14均与所述系统控制器15电连接，并实时将其检测结果发送给所述系统控制器15；
所述电动推缸8、变频电机9和清扫装置10均与所述系统控制器15电连接，由系统控制器15按照预设的控制方法进行控制。
二、控制方法
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种改善取向钢成品板形的矫直系统的控制方法，基于如上所述的矫直系统，如图4所示，具体包括如下步骤：
S1，判断预热炉出口处钢带温度是否在预设温度范围内(通过温度传感器)，若是，则执行步骤S2，若否，则调整预热炉炉温，使预热炉出口处钢带温度达到预设温度范围；
S2，通过偏度检测装置判断钢带是否偏离中心线，若是，则电动推缸推动设备底座以其下方中心为圆心旋转，进而带动纠偏辊相应旋转，实现纠偏辊对钢带的纠偏，若否，则电动推缸不动作；
S3，通过形变检测装置判断钢带在包角处的形变值是否超过预设的钢带弹性变形区，若否，则变频电机带动设备底座沿竖直方向移动，进而调整矫直辊对钢带的压下量，实现矫直辊对钢带的矫直，若是，则变频电机不动作；
S4，通过清洁度检测装置判断矫直辊和纠偏辊的辊面清洁度是否合格，若否，则清扫装置对矫直辊和纠偏辊的辊面进行清洗，若是，则清扫装置不动作；
S5，重新执行步骤S1。
进一步的，所述预设温度范围具体为500～850℃。
进一步的，所述压下量的范围具体为10～100mm。
三、实验分析
1)通过实验室对钢带进行力学性能分析得出如下结论，如图5所示：
a.当钢带温度低于500℃时，钢板几乎没有拉伸作用，高于500℃时开始出现拉伸效果；
b.当温度达到850℃及以上拉伸时，钢带发生断裂几率增加；
c.当钢带温度在600-850℃区间时钢带拉伸效果最好，综合考虑拉伸对涂层质量的影响以及拉断风险评估，后续试验中选取其中的700℃温度进行试验。
2)拉伸时钢带的温度确定为700℃之后，通过对不同压下量的调整得出以下结论，如图6所示：
a.矫直辊不投入时瓢曲缺陷比较高，矫直辊投入后随着压下量增加，取向钢板形质量改善有明显效果；
b.压下量达到55mm以上时，板形有明显改善，但是压下量增加到一定程度时，钢带边部开始出现裂纹，有撕断风险，因此最终确定使用70mm压下量。
按照本专利工艺要求设定合适的预热炉温度，使矫直处钢带板温达到700℃以上，将矫直辊压下量控制在70mm左右，钢带板型得到明显改善，原钢带瓢曲缺陷消除，改善效果明显，同时对边部浪形也有一定改善作用。
综上所述，采用本发明的一种改善取向钢成品板形的矫直系统及其控制方法：
1、提供了一种改善取向钢成品板形的矫直系统，通过变频电机、绝对值编码器、矫直辊与形变检测装置和温度传感器相配合，能够对预热炉出口钢带板温和矫直辊压下量进行精确控制，有效消除取向钢带的瓢曲缺陷；
2、通过将矫直装置与纠偏装置集成一体化设置，能够对矫直辊压下造成的钢带跑偏进行实时纠正，提高钢带的通过性；
3、通过将矫直装置布置于炉外区域并设置清扫装置，能够方便的对纠偏辊和矫直辊的辊面状态进行监控及清理，提高现场稳定生产的能力；
4、提供了一种控制方法，能够有效提高本矫直系统的工作效率，实现矫直系统的闭环自动控制。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改善取向钢成品板形的矫直系统，包括预热炉(1)、加热炉(2)、矫直装置(4)和矫直控制系统，其特征在于：所述矫直装置(4)设于所述预热炉(1)和所述加热炉(2)之间的钢带(3)上方，所述矫直装置(4)包括设备底座(5)，所述设备底座(5)上集成设置有纠偏辊(6)、矫直辊(7)和清扫装置(8)，所述矫直装置(4)与所述矫直控制系统电连接，所述矫直装置(4)由矫直控制系统按照预设的控制方法进行控制；
所述纠偏辊(6)设于所述设备底座(5)下方中部，所述矫直辊(7)设于所述设备底座(5)下方后部，所述清扫装置(8)设于所述设备底座(5)下方前部；所述设备底座(5)后端连接有电动推缸(8)，所述电动推缸(8)用于推动设备底座(5)以其下方中心为圆心旋转，进而带动所述纠偏辊(6)相应旋转，实现纠偏辊(6)对钢带(3)的纠偏；所述设备底座(5)上方设有变频电机(9)，所述变频电机(9)用于带动设备底座(5)沿竖直方向移动，进而带动所述矫直辊(7)相应移动，实现矫直辊(7)对钢带(3)压下量的调整，所述矫直控制系统包括系统控制器(15)，所述电动推缸(8)与所述系统控制器(15)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统，其特征在于：所述变频电机(9)设有配套的绝对值编码器(11)，所述绝对值编码器(11)用于计算所述矫直辊(7)对钢带(3)压下量，所述变频电机(9)和绝对值编码器(11)均与所述系统控制器(15)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统，其特征在于：所述清扫装置(8)设有配套的清洁度检测装置(14)，所述清洁度检测装置(14)用于检测所述矫直辊(7)和纠偏辊(6)辊面的清洁度，所述清扫装置(8)和清洁度检测装置(14)均与所述系统控制器(15)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统，其特征在于：所述预热炉(1)出口处设有温度传感器(16)，所述温度传感器(16)用于检测所述预热炉(1)出口处钢带(3)的温度，所述温度传感器(16)与所述矫直控制系统电连接。
5.根据权利要求1所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统，其特征在于：所述加热炉(2)入口密封室内设有偏度检测装置(12)，所述偏度检测装置(12)用于检测所述钢带(3)与中心线的偏移距离，所述偏度检测装置(12)与所述矫直控制系统电连接。
6.根据权利要求1所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统，其特征在于：所述钢带(3)包角处设有形变检测装置(13)，所述形变检测装置(13)用于检测所述钢带(3)在包角处的形变值，所述形变检测装置(13)与所述矫直控制系统电连接。
7.一种改善取向钢成品板形的矫直系统的控制方法，基于权利要求1～6任一项所述的矫直系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1，判断预热炉出口处钢带温度是否在预设温度范围内，若是，则执行步骤S2，若否，则调整预热炉炉温，使预热炉出口处钢带温度达到预设温度范围；
S2，通过偏度检测装置判断钢带是否偏离中心线，若是，则电动推缸推动设备底座以其下方中心为圆心旋转，进而带动纠偏辊相应旋转，实现纠偏辊对钢带的纠偏，若否，则电动推缸不动作；
S3，通过形变检测装置判断钢带在包角处的形变值是否超过预设的钢带弹性变形区，若否，则变频电机带动设备底座沿竖直方向移动，进而调整矫直辊对钢带的压下量，实现矫直辊对钢带的矫直，若是，则变频电机不动作；
S4，通过清洁度检测装置判断矫直辊和纠偏辊的辊面清洁度是否合格，若否，则清扫装置对矫直辊和纠偏辊的辊面进行清洗，若是，则清扫装置不动作；
S5，重新执行步骤S1。
8.根据权利要求7所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统的控制方法，其特征在于：所述预设温度范围具体为500～850℃。
9.根据权利要求7所述的一种改善取向钢成品板形的矫直系统的控制方法，其特征在于：所述压下量的范围具体为10～100mm。
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2022
- 2022-05-12 CN CN202210516351.2A patent/CN114769366B/zh active Active
Patent Citations (6)
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| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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