硅鋼片開卷線研究

章海濱，禹 靜，張文君，張 明，張 凱，梁皓杰

（1.濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東 濟(jì)南 250306；2.山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；3.濟(jì)南法特?cái)?shù)控機(jī)械有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250022）

硅鋼片開卷線研究

章海濱1，禹 靜2，張文君3，張 明1，張 凱1，梁皓杰1

（1.濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東 濟(jì)南 250306；2.山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；3.濟(jì)南法特?cái)?shù)控機(jī)械有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250022）

介紹了一種新型硅鋼片開卷線，對(duì)普通冷軋板開卷線與硅鋼片開卷線的工藝流程及特點(diǎn)進(jìn)行了比較。

開卷線；硅鋼片；表面絕緣；疊裝系數(shù)；轉(zhuǎn)垛機(jī)構(gòu)

硅鋼是指含硅量2.9%～3.5%的鐵硅合金，是一種鋼板晶體組織有一定規(guī)律和方向的冷軋電工鋼，是電工領(lǐng)域廣泛使用的一種軟磁材料。電工用硅鋼常軋制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的大張板材或帶材使用，俗稱硅鋼片，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、繼電器等電子器件中。具有鐵損低、磁感應(yīng)強(qiáng)度高、疊裝系數(shù)高、沖片性好、表面對(duì)絕緣層的附著性和焊接性良好等特點(diǎn)。

硅鋼片開卷線為電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等廠家提供各種規(guī)格的硅鋼片供后續(xù)工藝段使用。與普通冷軋板開卷線相比，硅鋼片開卷線具有校平剪切后板面絕緣層損傷小、可減小剪切后板料各向異性從而降低組裝后的鐵心厚度差異等特點(diǎn)。

下面首先介紹硅鋼在鋼廠的生產(chǎn)工藝過程。然后就我公司生產(chǎn)的兩種開卷線的工藝流程及特點(diǎn)進(jìn)行描述對(duì)比。

1 硅鋼片生產(chǎn)工藝過程

取向電工鋼：礦石→煉鐵→煉鋼→熱軋→酸洗→冷軋→退火→冷軋硅鋼。冷軋卷板：礦石→煉鐵→煉鋼→熱軋→酸洗→冷軋→退火→冷軋卷板。

鐵水預(yù)脫硫，轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)通過加入CaO+CaF熔劑或稀土元素和鈣二次脫硫。沸騰鋼水經(jīng)真空處理脫碳后再進(jìn)一步脫硫。選用鈦和鋯含量低的硅鐵進(jìn)行合金化。連鑄時(shí)用氬氣密封并經(jīng)電磁攪拌。鑄坯熱送至熱軋廠并放入緩冷坑中。將350℃以上的鑄坯裝入加熱爐中加熱到1200±20℃，熱軋終軋溫度為850±20℃，卷取溫度為600±20℃。熱軋板厚度為2.0mm～2.5mm。硅含量高于2%的鋼一般采用一次冷軋法，冷軋前經(jīng)900～1050℃（1～3min）常化處理，然后采用20輥軋機(jī)冷軋。也可采用二次冷軋法，第一次冷軋后在5%～20%H2+N2氣氛的連續(xù)爐中經(jīng)830～870℃（1～3min）中間退火，再經(jīng)8%～10%臨界變形冷軋到成品厚度。最終退火一般在20%H2+N2氣氛的連續(xù)爐中快速升溫至850～860℃（2～4min）退火。如果需要脫碳，最好采用二段式退火，前段在濕氣氛中經(jīng)800～850℃脫碳，后段在干氣氛中以更高溫度短時(shí)間退火，促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大。退火時(shí)爐內(nèi)張力最好控制在2.9N/mm以下，可減小鋼板的磁各向異性，產(chǎn)品縱橫向鐵損（P15）比值為1.1～1.3。退火后鋼板涂半有機(jī)絕緣涂層。要求層間電阻高的大電機(jī)也可涂無(wú)機(jī)鹽絕緣涂層。

2 普通冷軋板開卷線

如圖1所示，普通冷軋板開卷生產(chǎn)線由輔助支撐、上料小車、開卷機(jī)、引料機(jī)、校平機(jī)、擺橋、糾偏裝置、定尺送進(jìn)、剪板機(jī)、輸送帶、碼垛機(jī)、出料臺(tái)車、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。生產(chǎn)時(shí)，由上料小車將鋼卷穿套在開卷機(jī)上，經(jīng)引料機(jī)將料頭引入校平機(jī)，板料經(jīng)校平機(jī)消除內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到板料平整度要求。聯(lián)線自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在程序的自動(dòng)控制下，開卷機(jī)直流電機(jī)提供反張力，校平機(jī)拖動(dòng)開卷機(jī)使其跟隨旋轉(zhuǎn)，板料經(jīng)擺橋活套坑緩沖，經(jīng)糾偏裝置以確保板料對(duì)角線精度，再經(jīng)定尺送進(jìn)機(jī)送進(jìn)，到達(dá)設(shè)定長(zhǎng)度后，剪板機(jī)剪斷板料，板料由輸送帶輸送至碼垛機(jī)，落到出料臺(tái)車上，由碼垛機(jī)的側(cè)打料與后打料裝置打料整齊，由出料臺(tái)車運(yùn)出線外。打包或直接吊運(yùn)到下一工序。其生產(chǎn)流程如圖2所示。

圖1 普通冷軋板開卷線布局示意圖

圖2 生產(chǎn)流程圖

3 硅鋼片開卷線

本文以濟(jì)南鑄鍛所有限公司為某防爆電機(jī)廠研制開發(fā)的硅鋼片開卷線為例，具體介紹硅鋼片開卷線的工藝流程布置及其主要特點(diǎn)。

3.1 主參數(shù)

卷料厚度 0.2mm～0.5mm

卷料寬度 500mm～1300mm

加工板長(zhǎng) 500mm～1300mm

校平精度 ≤1mm/m2

整線速度 40m/min

出料臺(tái)車 帶轉(zhuǎn)垛機(jī)構(gòu)

3.2 工藝描述

如圖3所示，生產(chǎn)線由輔助支撐、上料小車、開卷機(jī)、引料機(jī)、校平機(jī)、擺橋、糾偏裝置、定尺送進(jìn)、剪板機(jī)、輸送帶、碼垛機(jī)、出料轉(zhuǎn)垛臺(tái)車、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。生產(chǎn)時(shí)，由上料小車將鋼卷穿套在開卷機(jī)上，經(jīng)引料機(jī)將料頭引入校平機(jī)，板料經(jīng)校平機(jī)消除內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到板料平整度要求。聯(lián)線自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在程序的自動(dòng)控制下，開卷機(jī)直流電機(jī)主動(dòng)放料，板料進(jìn)入引料機(jī)下的活套，與開卷機(jī)和校平機(jī)之間形成緩沖，緩解開卷機(jī)與校平機(jī)之間的速度差異。校平機(jī)將板料由引料前活套提起校平，送入校平機(jī)后的擺橋活套坑緩沖，經(jīng)糾偏裝置以確保板料對(duì)角線精度，再經(jīng)定尺送進(jìn)機(jī)送進(jìn)。到達(dá)設(shè)定長(zhǎng)度后，剪板機(jī)剪斷板料，板料由輸送帶輸送至碼垛機(jī)，落到出料轉(zhuǎn)垛臺(tái)車上，經(jīng)碼垛機(jī)的側(cè)打料與后打料裝置碼垛整齊，按照廠家要求每落40張板料，出料臺(tái)車的轉(zhuǎn)垛機(jī)構(gòu)要順時(shí)旋轉(zhuǎn)90°，以減小堆垛后板料的各向異性從而降低組裝后的鐵心厚度差異。碼垛結(jié)束后由出料臺(tái)車運(yùn)出線外，打包或直接吊運(yùn)到下一工序。其生產(chǎn)流程如圖4所示。

圖3 硅鋼片開卷線布局示意圖

4 兩種開卷線的比較

（1）硅鋼片開卷線開卷機(jī)直流電機(jī)主動(dòng)放料，引料機(jī)與開卷機(jī)之間增加了一個(gè)儲(chǔ)料活套，活套里設(shè)置上下限開關(guān)，以保證板料在活套中的存儲(chǔ)量。

（2）硅鋼片開卷線校平機(jī)從開卷機(jī)與引料機(jī)之間的儲(chǔ)料活套中提取板料，避免了校平機(jī)拖動(dòng)開卷機(jī)，減小了校平輥對(duì)板料表面絕緣層的損傷。

圖4 生產(chǎn)流程圖

（3）硅鋼片開卷線校平機(jī)使用細(xì)校平輥，直徑48mm，以滿足硅鋼片板厚較薄的特點(diǎn)。

（4）硅鋼片開卷線糾偏裝置變糾偏導(dǎo)輪為糾偏導(dǎo)板，減小糾偏對(duì)板邊造成的損傷。

（5）如圖5所示為針對(duì)硅鋼片特殊要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)垛出料臺(tái)車，與普通出料臺(tái)車相比，轉(zhuǎn)垛出料臺(tái)車可在程序控制下，實(shí)現(xiàn)每落一定張數(shù)的料，旋轉(zhuǎn)臺(tái)面自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90°，以減小堆垛后板料的各向異性從而降低組裝后的鐵心厚度差異。

圖5 轉(zhuǎn)垛出料臺(tái)車圖

其他特點(diǎn)不一一詳述。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等制造廠家為了減小剪切后板料的各向異性多采用人工方式將每張板料旋轉(zhuǎn)角度，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。我們針對(duì)硅鋼片特點(diǎn)開發(fā)的開卷線，設(shè)計(jì)新穎、生產(chǎn)率高，達(dá)到廠家的工藝要求，受到客戶好評(píng)。該型開卷線的出現(xiàn)，將大幅提高生產(chǎn)效率，有力推進(jìn)相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。

[1]邊金生.軋鋼機(jī)械設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

[2]張新仁，謝曉心.高磁感無(wú)取向電工鋼[J].鋼鐵研究，2000，（4）：57-61.

[3]王 波.高效率鐵芯用低硅無(wú)取向電工鋼的發(fā)展[J].金屬功能材料，2004，11（2）：24-29.

[4]賈金龍，史 文.初次退火對(duì)高斯取向硅鋼二次退火影響的研究進(jìn)展[J].上海金屬，2010，32（3）：56-60.

Discussion about decoiling line for silicon sheet

ZHANG Haibin1,YU Jing2,ZHANG Wenjun3,ZHANG Ming1,ZHANG Kai1,LIANG Haojie1
(1.Jinan Foundry and Metalforming Machinery Research Institute Co.,Ltd., Jinan 250306,Shandong China; 2.Shandong Labor Vocational And Technical College,Jinan 250022,Shandong China; 3.Jinan Fast CNC Machinery Co.,Ltd.,Jinan 250022,Shandong China)

A new type of decoiling line for silicon sheet has been introduced in the text.The technical process and characteristics of decoiling line for common cold rolled steel and silicon steel have been compared.

Decoiling line for silicon sheet;Surface isolation;High coefficient of lamination;Rotary stacking unit

TG333.2+5

B

10.16316/j.issn.1672－0121.2016.04.009

1672－0121（2016）04－0028－03

2016－06－17；

2016－08－07

章海濱（1984－），男，工程師，從事開卷剪切生產(chǎn)線開發(fā)研究