硅钢片开卷线研究

章海滨，禹 静，张文君，张 明，张 凯，梁皓杰

（1.济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东 济南 250306；2.山东劳动职业技术学院，山东 济南 250022；3.济南法特数控机械有限责任公司，山东 济南 250022）

硅钢片开卷线研究

章海滨1，禹 静2，张文君3，张 明1，张 凯1，梁皓杰1

（1.济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东 济南 250306；2.山东劳动职业技术学院，山东 济南 250022；3.济南法特数控机械有限责任公司，山东 济南 250022）

介绍了一种新型硅钢片开卷线，对普通冷轧板开卷线与硅钢片开卷线的工艺流程及特点进行了比较。

开卷线；硅钢片；表面绝缘；叠装系数；转垛机构

硅钢是指含硅量2.9%～3.5%的铁硅合金，是一种钢板晶体组织有一定规律和方向的冷轧电工钢，是电工领域广泛使用的一种软磁材料。电工用硅钢常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用，俗称硅钢片，广泛应用于电动机、发电机、变压器、继电器等电子器件中。具有铁损低、磁感应强度高、叠装系数高、冲片性好、表面对绝缘层的附着性和焊接性良好等特点。

硅钢片开卷线为电动机、发电机、变压器等厂家提供各种规格的硅钢片供后续工艺段使用。与普通冷轧板开卷线相比，硅钢片开卷线具有校平剪切后板面绝缘层损伤小、可减小剪切后板料各向异性从而降低组装后的铁心厚度差异等特点。

下面首先介绍硅钢在钢厂的生产工艺过程。然后就我公司生产的两种开卷线的工艺流程及特点进行描述对比。

1 硅钢片生产工艺过程

取向电工钢：矿石→炼铁→炼钢→热轧→酸洗→冷轧→退火→冷轧硅钢。冷轧卷板：矿石→炼铁→炼钢→热轧→酸洗→冷轧→退火→冷轧卷板。

铁水预脱硫，转炉吹炼时通过加入CaO+CaF熔剂或稀土元素和钙二次脱硫。沸腾钢水经真空处理脱碳后再进一步脱硫。选用钛和锆含量低的硅铁进行合金化。连铸时用氩气密封并经电磁搅拌。铸坯热送至热轧厂并放入缓冷坑中。将350℃以上的铸坯装入加热炉中加热到1200±20℃，热轧终轧温度为850±20℃，卷取温度为600±20℃。热轧板厚度为2.0mm～2.5mm。硅含量高于2%的钢一般采用一次冷轧法，冷轧前经900～1050℃（1～3min）常化处理，然后采用20辊轧机冷轧。也可采用二次冷轧法，第一次冷轧后在5%～20%H2+N2气氛的连续炉中经830～870℃（1～3min）中间退火，再经8%～10%临界变形冷轧到成品厚度。最终退火一般在20%H2+N2气氛的连续炉中快速升温至850～860℃（2～4min）退火。如果需要脱碳，最好采用二段式退火，前段在湿气氛中经800～850℃脱碳，后段在干气氛中以更高温度短时间退火，促进晶粒长大。退火时炉内张力最好控制在2.9N/mm以下，可减小钢板的磁各向异性，产品纵横向铁损（P15）比值为1.1～1.3。退火后钢板涂半有机绝缘涂层。要求层间电阻高的大电机也可涂无机盐绝缘涂层。

2 普通冷轧板开卷线

如图1所示，普通冷轧板开卷生产线由辅助支撑、上料小车、开卷机、引料机、校平机、摆桥、纠偏装置、定尺送进、剪板机、输送带、码垛机、出料台车、液压系统、电控系统等组成。生产时，由上料小车将钢卷穿套在开卷机上，经引料机将料头引入校平机，板料经校平机消除内应力，达到板料平整度要求。联线自动运行时，在程序的自动控制下，开卷机直流电机提供反张力，校平机拖动开卷机使其跟随旋转，板料经摆桥活套坑缓冲，经纠偏装置以确保板料对角线精度，再经定尺送进机送进，到达设定长度后，剪板机剪断板料，板料由输送带输送至码垛机，落到出料台车上，由码垛机的侧打料与后打料装置打料整齐，由出料台车运出线外。打包或直接吊运到下一工序。其生产流程如图2所示。

图1 普通冷轧板开卷线布局示意图

图2 生产流程图

3 硅钢片开卷线

本文以济南铸锻所有限公司为某防爆电机厂研制开发的硅钢片开卷线为例，具体介绍硅钢片开卷线的工艺流程布置及其主要特点。

3.1 主参数

卷料厚度 0.2mm～0.5mm

卷料宽度 500mm～1300mm

加工板长 500mm～1300mm

校平精度 ≤1mm/m2

整线速度 40m/min

出料台车 带转垛机构

3.2 工艺描述

如图3所示，生产线由辅助支撑、上料小车、开卷机、引料机、校平机、摆桥、纠偏装置、定尺送进、剪板机、输送带、码垛机、出料转垛台车、液压系统、电控系统等组成。生产时，由上料小车将钢卷穿套在开卷机上，经引料机将料头引入校平机，板料经校平机消除内应力，达到板料平整度要求。联线自动运行时，在程序的自动控制下，开卷机直流电机主动放料，板料进入引料机下的活套，与开卷机和校平机之间形成缓冲，缓解开卷机与校平机之间的速度差异。校平机将板料由引料前活套提起校平，送入校平机后的摆桥活套坑缓冲，经纠偏装置以确保板料对角线精度，再经定尺送进机送进。到达设定长度后，剪板机剪断板料，板料由输送带输送至码垛机，落到出料转垛台车上，经码垛机的侧打料与后打料装置码垛整齐，按照厂家要求每落40张板料，出料台车的转垛机构要顺时旋转90°，以减小堆垛后板料的各向异性从而降低组装后的铁心厚度差异。码垛结束后由出料台车运出线外，打包或直接吊运到下一工序。其生产流程如图4所示。

图3 硅钢片开卷线布局示意图

4 两种开卷线的比较

（1）硅钢片开卷线开卷机直流电机主动放料，引料机与开卷机之间增加了一个储料活套，活套里设置上下限开关，以保证板料在活套中的存储量。

（2）硅钢片开卷线校平机从开卷机与引料机之间的储料活套中提取板料，避免了校平机拖动开卷机，减小了校平辊对板料表面绝缘层的损伤。

图4 生产流程图

（3）硅钢片开卷线校平机使用细校平辊，直径48mm，以满足硅钢片板厚较薄的特点。

（4）硅钢片开卷线纠偏装置变纠偏导轮为纠偏导板，减小纠偏对板边造成的损伤。

（5）如图5所示为针对硅钢片特殊要求设计的转垛出料台车，与普通出料台车相比，转垛出料台车可在程序控制下，实现每落一定张数的料，旋转台面自动旋转90°，以减小堆垛后板料的各向异性从而降低组装后的铁心厚度差异。

图5 转垛出料台车图

其他特点不一一详述。

5 结语

目前，国内的电动机、发电机、变压器等制造厂家为了减小剪切后板料的各向异性多采用人工方式将每张板料旋转角度，劳动强度大、生产效率低。我们针对硅钢片特点开发的开卷线，设计新颖、生产率高，达到厂家的工艺要求，受到客户好评。该型开卷线的出现，将大幅提高生产效率，有力推进相关行业的技术进步和发展。

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[2]张新仁，谢晓心.高磁感无取向电工钢[J].钢铁研究，2000，（4）：57-61.

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[4]贾金龙，史 文.初次退火对高斯取向硅钢二次退火影响的研究进展[J].上海金属，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

章海滨（1984－），男，工程师，从事开卷剪切生产线开发研究