硅钢片生产有热轧和冷轧两种[7]。热轧硅钢的难点在于凸度和自然凸度波动、边降控制和边部质量控制,边裂一直是影响成材率的一个重大问题。某钢厂1580热轧线自投产以来,开发出多种牌号的硅钢产品,但在热轧生产中,部分牌号的硅钢出现了翘皮、边裂等缺陷,造成下游生产切边量的增加,进而降低了产品的成材率及毛边轧制比例[8]。除此之外,热轧硅钢的生产流程还有能源消耗过高、对环境没有亲和力,严重违背我国节能减排,保护环境的目标。冷轧硅钢的铁损比相同硅含量的热轧硅钢低10%-20%,现冷轧硅钢已代替了热轧硅钢[9]。71766
硅钢生产工艺实际上是从原材料开始,对冶炼、浇铸、热轧、冷轧、热处理到精整实行全过程的检测、控制、管理的一个系统工程:转炉→真空处理→连铸→加热→热连轧→常化酸洗(CP)→多辊轧机(ZR)→连续退火(CA)→罩式退火(CB)→成品剪切(CS)。在冶炼过程中取向硅钢一般使用ω(Mn)≤0.35%的低锰铁水,无取向硅钢一般采用ω(S)≤0.03%的低硫钢水。在浇铸过程中,目前主要采用连铸,可以有效的防止钢水的氧化和增碳。轧制过程中取向硅钢采用高温加热、高温轧制、高温终轧。
冷轧工艺流程[4]:
Hi-B钢:Hi-B钢工艺流程
GO钢: GO钢工艺流程
高级无取向硅钢: 高级无取向硅钢工艺流程
普通无取向硅钢:
普通无取向硅钢工艺流程
Hi-B钢采用一次冷轧法,总压下率在85%左右,使用粗糙面工作辊、大压下、快速轧制,在轧制时会产生变形热可以是钢板温度升高,从而可以提高钢板的磁性、塑形,减少断带,提高成材率。GO钢采用二次冷轧法,这个工艺的特点是要在两次冷轧之间进行一次中间退火,GO轧法的工艺重点在于控制压下率,可以得到最大的磁性能。
在钢板轧制生产中,边裂是普遍存在的,但是在这方面全球范围内乃至国内的研究都主要集中在热轧板边裂的成因和防范措施上,而对冷轧边裂产生的因素和由边裂引发的断带机理研究几乎是空白。刘现玲等[10]研究了板坯边裂成因及改善措施,探究出结晶器锥度、结晶器振动、结晶器冷却、结晶器的工况、保护渣的性能、保护浇注、二次冷却等都对边裂产生影响。顾立业等[11]研究了冷轧板边裂原因分析及预防,由实验在高放大倍数图1.5可以看出冷轧带钢断裂处呈纤维状,对比基体处金相来看,断裂处的纤维化要比基体处大,所以在冷轧时,因为受力不均,使带钢断裂。谷国刚、丌萌[12]进行了冷轧板边裂缺陷分析,通过金相分析、厚度检测、化学成分检测、钢卷性能检测,研究得出发生边裂的部分起源点没有高温氧化物,说明实在非高温状态下发生的,经分析得出冷轧边裂的主要原因是材料塑形低,存在屈氏体。
冷轧板金相组织[7]
朱光明等[13]为研究不同轧制工艺下各种因素对摩擦力分布,通过对不同变形区进行模拟,确定出各种因素对摩擦力、中性点、接触弧和前后滑区的影响。刘立忠[14]等对平板轧制进行模拟,得出咬入、稳定轧制、抛钢的应力和应变。孙林设立2800毫米板轧机轧辊一个特殊变形仿真模型,并计算形式辊,板宽和轧制力等与钢板凸度影响关系。模拟值与实测值基本一致,为中厚板轧机板形控制系统的研制提供了必要的理论依据。论文网
边裂是指带在单边或两边钢边缘沿轧制方向上的出现断裂[14]。边裂是冷轧过程中经常遇见的问题。边裂会导致了带钢边部质量的下降,降低了钢材的成材率,造成了严重的原料和能源的浪费,并且严重的以至会激发断带事件[15]。图1.6为冷轧边裂照片。某钢铁厂1550酸轧机组,在硅钢产品比例日益增加的同时,非焊缝断带问题也日益突出,直接造成产品合格率和产量下滑,也会给安全生产带来隐患。