章海濱，禹 靜，張文君，張 明，張 凱，梁皓杰

（1.濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250306；2.山東勞動職業(yè)技術學院，山東 濟南 250022；3.濟南法特數(shù)控機械有限責任公司，山東 濟南 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.濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250306；2.山東勞動職業(yè)技術學院，山東 濟南 250022；3.濟南法特數(shù)控機械有限責任公司，山東 濟南 250022）

介紹了一種新型硅鋼片開卷線，對普通冷軋板開卷線與硅鋼片開卷線的工藝流程及特點進行了比較。

開卷線；硅鋼片；表面絕緣；疊裝系數(shù)；轉(zhuǎn)垛機構

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，是電工領域廣泛使用的一種軟磁材料。電工用硅鋼常軋制成標準尺寸的大張板材或帶材使用，俗稱硅鋼片，廣泛應用于電動機、發(fā)電機、變壓器、繼電器等電子器件中。具有鐵損低、磁感應強度高、疊裝系數(shù)高、沖片性好、表面對絕緣層的附著性和焊接性良好等特點。

硅鋼片開卷線為電動機、發(fā)電機、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。

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進行描述對比。

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。

鐵水預脫硫，轉(zhuǎn)爐吹煉時通過加入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一步脫硫。選用鈦和鋯含量低的硅鐵進行合金化。連鑄時用氬氣密封并經(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）?；幚?，然后采用20輥軋機冷軋。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間退火，促進晶粒長大。退火時爐內(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絕緣涂層。要求層間電阻高的大電機也可涂無機鹽絕緣涂層。

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、引料機、校平機、擺橋、糾偏裝置、定尺送進、剪板機、輸送帶、碼垛機、出料臺車、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。生產(chǎn)時，由上料小車將鋼卷穿套在開卷機上，經(jīng)引料機將料頭引入校平機，板料經(jīng)校平機消除內(nèi)應力，達到板料平整度要求。聯(lián)線自動運行時，在程序的自動控制下，開卷機直流電機提供反張力，校平機拖動開卷機使其跟隨旋轉(zhuǎn)，板料經(jīng)擺橋活套坑緩沖，經(jīng)糾偏裝置以確保板料對角線精度，再經(jīng)定尺送進機送進，到達設定長度后，剪板機剪斷板料，板料由輸送帶輸送至碼垛機，落到出料臺車上，由碼垛機的側打料與后打料裝置打料整齊，由出料臺車運出線外。打包或直接吊運到下一工序。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

本文以濟南鑄鍛所有限公司為某防爆電機廠研制開發(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。

3.1 主參數(shù)

卷料厚度 0.2mm～0.5mm

卷料寬度 500mm～1300mm

加工板長 500mm～1300mm

校平精度 ≤1mm/m2

整線速度 40m/min

出料臺車 帶轉(zhuǎn)垛機構

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、引料機、校平機、擺橋、糾偏裝置、定尺送進、剪板機、輸送帶、碼垛機、出料轉(zhuǎn)垛臺車、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。生產(chǎn)時，由上料小車將鋼卷穿套在開卷機上，經(jīng)引料機將料頭引入校平機，板料經(jīng)校平機消除內(nèi)應力，達到板料平整度要求。聯(lián)線自動運行時，在程序的自動控制下，開卷機直流電機主動放料，板料進入引料機下的活套，與開卷機和校平機之間形成緩沖，緩解開卷機與校平機之間的速度差異。校平機將板料由引料前活套提起校平，送入校平機后的擺橋活套坑緩沖，經(jīng)糾偏裝置以確保板料對角線精度，再經(jīng)定尺送進機送進。到達設定長度后，剪板機剪斷板料，板料由輸送帶輸送至碼垛機，落到出料轉(zhuǎn)垛臺車上，經(jīng)碼垛機的側打料與后打料裝置碼垛整齊，按照廠家要求每落40張板料，出料臺車的轉(zhuǎn)垛機構要順時旋轉(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。碼垛結束后由出料臺車運出線外，打包或直接吊運到下一工序。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直流電機主動放料，引料機與開卷機之間增加了一個儲料活套，活套里設置上下限開關，以保證板料在活套中的存儲量。

（2）硅鋼片開卷線校平機從開卷機與引料機之間的儲料活套中提取板料，避免了校平機拖動開卷機，減小了校平輥對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使用細校平輥，直徑48mm，以滿足硅鋼片板厚較薄的特點。

（4）硅鋼片開卷線糾偏裝置變糾偏導輪為糾偏導板，減小糾偏對板邊造成的損傷。

（5）如圖5所示為針對硅鋼片特殊要求設計的轉(zhuǎn)垛出料臺車，與普通出料臺車相比，轉(zhuǎn)垛出料臺車可在程序控制下，實現(xiàn)每落一定張數(shù)的料，旋轉(zhuǎn)臺面自動旋轉(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)垛出料臺車圖

其他特點不一一詳述。

5 結語

目前，國內(nèi)的電動機、發(fā)電機、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，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。我們針對硅鋼片特點開發(fā)的開卷線，設計新穎、生產(chǎn)率高，達到廠家的工藝要求，受到客戶好評。該型開卷線的出現(xiàn)，將大幅提高生產(chǎn)效率，有力推進相關行業(yè)的技術進步和發(fā)展。

[1]邊金生.軋鋼機械設備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

[2]張新仁，謝曉心.高磁感無取向電工鋼[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.初次退火對高斯取向硅鋼二次退火影響的研究進展[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