一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法与流程

1.本技术涉及取向硅钢加工领域，具体而言，涉及一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法。


背景技术：

2.取向硅钢是一种优良的软磁材料，由于其磁化具有强烈的方向性，且在所需磁化方向上的磁感高和铁损低，因此是制造变压器、互感器等电磁定向转换产品中最关键最主要的铁芯材料，但是由于取向硅钢的生产工序复杂，控制精度要求很高，导致其生产难度较大。
3.取向硅钢的生产工艺包括：炼钢、热轧、酸洗常化、一次冷轧、脱碳退火、高温退火、热拉伸退火和剪切包装，由于取向硅钢的成分中硅含量较高，加上高温退火过程中晶粒生长巨大，导致其成品钢带特别容易脆断，其中，取向硅钢的钢卷在高温退火过程中呈立放状态，底面受平板约束在热胀冷缩时受到一定的抑制，上面呈自由膨胀状态导致冷缩后不能恢复到原状态，使钢卷出炉后呈“喇叭口”形，钢板层间隙增大，取向硅钢片及hib钢在高温退火前，为防止在退火时粘结并形成良好的硅酸镁底层，而在带钢上、下表面分别涂一层具有一定水化度的特质氧化镁粉涂层，虽然烘干后成卷，但钢卷层间的涂层中仍存在着水分，高温退火过程中水会彻底脱出，并因涂层中含氧和含氢氧化合物被还原而干缩成细粉粒，从而造成了钢卷卷层间的间隙加大和层间进一步松弛。取向硅钢的钢卷在开卷转动过程中，钢卷上半部分(开卷机卷筒以上部分)在重力作用下紧压在卷筒上，使得层间缝隙不会太明显，但钢卷下半部分在重力作用下处于悬垂状态，尽管卷筒可以膨胀，但是层间的松弛效果仍会非常明显(缝隙加大)，这就造成了钢卷上下部分的摩擦力的不均匀，转动的钢卷会加剧松动的不均匀性，有些层在转动过程中会变紧，有些层会变得更松，变松动到一定程度压力减小使得摩擦力会迅速减小，呈现“喇叭口”形的钢卷松动的层就会出现层间的相对横向移动，有时也会出现相对的纵向移动，如图1所示，这种层间的松动对薄规格(0.23mm以下)取向硅钢的影响更为明显，横向滑移使钢卷发生错层，滑移到一定程度钢带边部会撞到开卷机两侧的档板，钢带在摩擦档板时会产生明显的边裂，边裂极容易造成断带，因此机组不得不将出现边裂的部分废弃，这严重影响了了取向硅钢的成材率，纵向滑移则会使得钢带出现折印(单层钢带被勒起后压平，钢带上出现数条横向印记)，这种缺陷会导致钢卷判废或成为让步品。
4.为了解决以上这些问题，人们对开卷机进行了一系列的改进：
5.申请号为cn110328259a公布了一种开卷机增设的防倒卷式外支撑结构，该方法是在卷筒轴一端设置固定档板，另一端设置活动档板，通过液压缸控制活动档板沿着卷筒轴向方向的移动。该方法通过活动档板压紧在钢卷端部的方式防止钢卷侧滑倒卷而无法生产的问题。申请号为cn204369191u、cn204381110u、cn204381111u，cn204365740u公布了一种取向硅钢开卷机辅助装置、侧挡板及锁紧装置的应用，主要用于解决连续退线开卷过程中防止钢卷轴向滑移或滑落的问题。
6.上述改进都是在钢卷端部增加侧向挡板并施加一定的轴向力，试图将钢卷产生滑移动的部分抵挡回原位。但是由于取向硅钢特别脆，钢带和挡板的摩擦使得钢带很容易产生边裂，这些边裂非常容易导致钢带断裂，严重影响生产。因此这些方法并不能从根本上解决钢带纵横向滑移的问题。


技术实现要素：

7.本技术的目的在于提供一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法，其能够有效的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移，提高钢卷的成材率。
8.本技术的实施例是这样实现的：
9.本技术实施例提供一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其包括：
10.托盘，托盘用于放置轴线竖直布置的钢卷，托盘的底部开设有至少一个排水口；
11.秤装置，秤装置用于称量托盘的重量；
12.海绵，海绵设于钢卷的顶面；
13.喷压盘，喷压盘被配置成可升降以松开或挤压海绵，喷压盘的底部设有多个出水孔，喷压盘还设有与出水孔连通的进水口，出水孔位于海绵的上方。
14.在一些可选的实施方案中，海绵为环形，海绵的外径和内径均小于钢卷的外径和内径。
15.在一些可选的实施方案中，海绵的顶面还设有限位网；
16.在一些可选的实施方案中，限位网为环形，限位网的外边缘底壁和内边缘底壁分别向下延伸形成贴合海绵外壁和内壁的外限位部和内限位部。
17.在一些可选的实施方案中，多个出水孔沿喷压盘的周向间隔布置。
18.在一些可选的实施方案中，喷压盘的外边缘底壁向下延伸形成贴合钢卷外壁的限位壁。
19.本技术还提供了一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的方法，其包括以下步骤：
20.将高温退火后的钢卷轴线竖直布置的放置于托盘内，将海绵放置于钢卷顶面，对海绵喷淋水分后向下挤压海绵后松开，完成一次喷压过程，并通过托盘底部开设的排水口排出托盘内水分，重复上述喷压过程，直至称量托盘在初始状态和喷压过程后的重量差为m，将钢卷送至热拉伸退火；
21.其中，d为钢卷外径，d为钢卷内径，w为钢卷高度，δ为钢带厚度。
22.在一些可选的实施方案中，重复喷压过程的次数为n次，1.5w/δh≤n≤6w/δh，w为钢卷高度，δh为海绵压缩前减去压缩后的厚度。
23.在一些可选的实施方案中，向下挤压海绵时，使海绵的厚度减少60-80％。
24.本技术的有益效果是：本实施例提供的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置包括托盘、用于称量托盘重量的秤装置、设于钢卷顶面的海绵及可升降以松开或挤压海绵喷压盘，托盘用于放置轴线竖直布置的钢卷，托盘的底部开设有至少一个排水口，喷压盘的底部设有多个出水孔，喷压盘还设有与出水孔连通的进水口，出水孔位于海绵的上方。本技术还提供了一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的方法。本技术提供的减少拉伸开卷中钢带
纵横向滑移的装置及方法能够有效的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移，提高钢卷的成材率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为钢卷松动层出现层间的相对横向移动的过程示意图；
27.图2为本技术实施例提供的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置的剖视结构示意图。
28.图中：100、托盘；101、排水口；110、秤装置；120、海绵；130、限位网；131、外限位部；132、内限位部；140、喷压盘；141、出水孔；142、进水口；143、限位壁。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
34.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.以下结合实施例对本技术的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法的特征和性能作进一步的详细描述。
37.如图2所示，本技术实施例提供一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其包括托盘100、用于称量托盘100重量的秤装置110、环形的海绵120和可升降的喷压盘140，托盘100顶面用于放置轴线竖直布置的钢卷，海绵120设于钢卷的顶面，海绵120的外径和内径均小于钢卷的外径和内径，海绵120的顶面还设有限位网130，限位网130为环形，限位网130的外边缘底壁和内边缘底壁分别向下延伸形成贴合海绵120外壁和内壁的外限位部131和内限位部132；喷压盘140的底部设有20个出水孔141，20个出水孔141沿喷压盘140的周向间隔布置，喷压盘140顶部设有与出水孔141连通的进水口142，出水孔141位于海绵120的上方，托盘100的底部开设有8个沿其周向间隔布置的排水口101，喷压盘140升降时松开或挤压限位网130和海绵120，喷压盘140的外边缘底壁向下延伸形成贴合钢卷外壁的限位壁143，本实施例中通过升降油缸驱动喷压盘140升降，在附图中并未显示升降油缸。
38.本技术还提供了一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的方法，其是使用上述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置进行的，包括以下步骤：
39.将高温退火后的钢卷轴线竖直布置的放置于托盘100内，将海绵120放置于钢卷顶面，随后将限位网130放置于海绵120顶面，使限位网130的外限位部131和内限位部132分别贴合海绵120外壁和内壁，使用秤装置110称量托盘100在初始状态的重量，将水通入进水口142，使用喷压盘140底面设置的出水孔141对海绵喷淋水分，随后向下移动喷压盘140挤压海绵120后松开，完成一次喷压过程，并通过托盘100底部开设的排水口101排出托盘100内水分，重复上述喷压过程，直至称量托盘100在初始状态和喷压过程后的重量差为m，将钢卷送至热拉伸退火；其中，送至热拉伸退火；其中，d为钢卷外径，d为钢卷内径，w为钢卷高度，δ为钢带厚度。可选的，重复喷压过程的次数还可以为n次，1.5w/δh≤n≤6w/δh，w为钢卷高度，δh为海绵压缩前减去压缩后的厚度。可选的，向下挤压海绵时，使海绵的厚度减少60-80％。
40.本实施例提供的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法通过将高温退火后的钢卷轴线竖直布置，并通过挤压的方法将海绵内的水挤压流下至高温退火后的钢卷顶面，由于高温退火后的钢卷呈现上松下紧的状态，能够使水充分的进入到钢卷的层间并通过重力作用充分的通过层间缝隙顺利流到钢卷的下端面，保证钢卷上下端层间间隙均被水浸湿，从而使钢卷折印由原来的单卷0-3条减少到0，使钢卷由折印导致的废品率由原来的单卷0-12％减少到0，使钢卷的横向滑移量由原来的80-150mm减少到15-45mm，使钢卷单卷在热拉伸平整工序的成材率由原来的86％-94％提升到94％-96％，大大的降低了废料率，具有显著的经济效益。
41.实施例1
42.本实施例提供了一种减少取向硅钢拉伸平整开卷过程中钢带横向滑移的方法，其是在取向硅钢的钢卷高温退火后并充分冷却后，对处于立式状态(轴线竖直布置)的钢卷进行预处理，预处理设备使用的是上述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其中，喷压盘140的直径为2m，重量为2000kg；海绵120的外径为1.9m，内径为0.45m，厚度为0.2m，喷压盘140下降时能够压缩海绵体积的75％。
43.该方法是将高温退火出炉的钢卷吊运至托盘100内，将喷压盘140设于钢卷上方，将海绵120和限位网130依次布置于钢卷顶面，向喷压盘140的进水口142开始进水，进水时间根据海绵120是否吸满水决定，此时秤装置110称量的重量不在明显增加，本实施例中进水时间为2分钟，此时控制升降油缸放下喷压盘140，让其自重将海绵120中的水挤压出来渗入钢卷内部，等海绵被完全下压后，再缓慢提起喷压盘140，在此过程中进水口142一直保持进水，喷压盘140离开海绵120后停止提升完成一次喷压作业，等待秤装置110称量的重量基本稳定后再次下压，重复以上过程完成12次喷压作业。
44.喷压结束后，提起喷压盘140，通过秤装置110称量重量，记录喷水前和12次喷压作业停止后的重量差m＝205kg，根据公式计算可知：48kg≤205kg≤928kg满足要求。(d＝1700mm，d＝510mm，w＝1050mm，δ＝0.23mm)。
45.预处理结束后，吊出钢卷进行翻卷，立刻在热拉伸平整机组开卷生产。
46.实施例2
47.本实施例提供了一种减少取向硅钢拉伸平整开卷过程中钢带横向滑移的方法，其是在取向硅钢的钢卷高温退火后并充分冷却后，对处于立式状态(轴线竖直布置)的钢卷进行预处理，预处理设备使用的是上述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其中，喷压盘140的直径为2m，重量为2000kg；海绵120的外径为1.9m，内径为0.45m，厚度为0.3m，喷压盘140下降时能够压缩海绵体积的62％。
48.该方法是将高温退火出炉的钢卷吊运至托盘100内，将喷压盘140设于钢卷上方，将海绵120和限位网130依次布置于钢卷顶面，向喷压盘140的进水口142开始进水，进水时间根据海绵120是否吸满水决定，此时秤装置110称量的重量不在明显增加，本实施例中进水时间为2分钟，此时控制升降油缸放下喷压盘140，让其自重将海绵120中的水挤压出来渗入钢卷内部，等海绵被完全下压后，再缓慢提起喷压盘140，在此过程中进水口142一直保持进水，喷压盘140离开海绵120后停止提升完成一次喷压作业，等待秤装置110称量的重量基本稳定后再次下压，重复以上过程完成9次喷压作业。
49.喷压结束后，提起喷压盘140，通过秤装置110称量重量，记录喷水前和9次喷压作业停止后的重量差m＝155kg，根据公式计算可知：46kg≤155kg≤832kg满足要求。(d＝1750mm，d＝510mm，w＝1100mm，δ＝0.27mm)。
50.预处理结束后，吊出钢卷进行翻卷，立刻在热拉伸平整机组开卷生产。
51.实施例3
52.本实施例提供了一种减少取向硅钢拉伸平整开卷过程中钢带横向滑移的方法，其是在取向硅钢的钢卷高温退火后并充分冷却后，对处于立式状态(轴线竖直布置)的钢卷进
行预处理，预处理设备使用的是上述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其中，喷压盘140的直径为2m，重量为2000kg；海绵120的外径为1.9m，内径为0.45m，厚度为0.4m，喷压盘140下降时能够压缩海绵体积的70％。
53.该方法是将高温退火出炉的钢卷吊运至托盘100内，将喷压盘140设于钢卷上方，将海绵120和限位网130依次布置于钢卷顶面，向喷压盘140的进水口142开始进水，进水时间根据海绵120是否吸满水决定，此时秤装置110称量的重量不在明显增加，本实施例中进水时间为2分钟，此时控制升降油缸放下喷压盘140，让其自重将海绵120中的水挤压出来渗入钢卷内部，等海绵被完全下压后，再缓慢提起喷压盘140，在此过程中进水口142一直保持进水，喷压盘140离开海绵120后停止提升完成一次喷压作业，等待秤装置110称量的重量基本稳定后再次下压，重复以上过程完成20次喷压作业。
54.喷压结束后，提起喷压盘140，通过秤装置110称量重量，记录喷水前和20次喷压作业停止后的重量差m＝620kg，根据公式计算可知：41kg≤620kg≤798kg满足要求。(d＝1800mm，d＝510mm，w＝1040mm，δ＝0.33mm)。
55.预处理结束后，吊出钢卷进行翻卷，立刻在热拉伸平整机组开卷生产。
56.实施例4
57.本实施例提供了一种减少取向硅钢拉伸平整开卷过程中钢带横向滑移的方法，其是在取向硅钢的钢卷高温退火后并充分冷却后，对处于立式状态(轴线竖直布置)的钢卷进行预处理，预处理设备使用的是上述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其中，喷压盘140的直径为2m，重量为3000kg；海绵120的外径为1.9m，内径为0.45m，厚度为0.2m，喷压盘140下降时能够压缩海绵体积的80％。
58.该方法是将高温退火出炉的钢卷吊运至托盘100内，将喷压盘140设于钢卷上方，将海绵120和限位网130依次布置于钢卷顶面，向喷压盘140的进水口142开始进水，进水时间根据海绵120是否吸满水决定，此时秤装置110称量的重量不在明显增加，本实施例中进水时间为2分钟，此时控制升降油缸放下喷压盘140，让其自重将海绵120中的水挤压出来渗入钢卷内部，等海绵被完全下压后，再缓慢提起喷压盘140，在此过程中进水口142一直保持进水，喷压盘140离开海绵120后停止提升完成一次喷压作业，等待秤装置110称量的重量基本稳定后再次下压，重复以上过程完成15次喷压作业。
59.喷压结束后，提起喷压盘140，通过秤装置110称量重量，记录喷水前和15次喷压作业停止后的重量差m＝490kg，根据公式计算可知：57kg≤490kg≤1102kg满足要求。(d＝1800mm，d＝510mm，w＝1100mm，δ＝0.23mm)。
60.预处理结束后，吊出钢卷进行翻卷，立刻在热拉伸平整机组开卷生产。
61.对比例1，2，3，4采用常规开卷方式生产，不进行预处理。
62.各个实施例和各个对比例的实施效果见下表1所示。
63.表1各个实施例和各个对比例的实施效果对比
64.钢卷编号折印数量废品率最大横向滑移量(mm)成材率说明1004594％实施例12004294.6％实施例2
3001596％实施例34003594.5％实施例45312％14088％对比例16211.6％10090％对比例27008092％对比例38311.8％12089.9％对比例4
65.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。

技术特征：
1.一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，其包括：托盘，所述托盘用于放置轴线竖直布置的钢卷，所述托盘的底部开设有至少一个排水口；秤装置，所述秤装置用于称量所述托盘的重量；海绵，所述海绵设于所述钢卷的顶面；喷压盘，所述喷压盘被配置成可升降以松开或挤压所述海绵，所述喷压盘的底部设有多个出水孔，所述喷压盘还设有与所述出水孔连通的进水口，所述出水孔位于所述海绵的上方。2.根据权利要求1所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，所述海绵为环形，所述海绵的外径和内径均小于所述钢卷的外径和内径。3.根据权利要求2所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，所述海绵的顶面还设有限位网。4.根据权利要求3所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，所述限位网为环形，所述限位网的外边缘底壁和内边缘底壁分别向下延伸形成贴合所述海绵外壁和内壁的外限位部和内限位部。5.根据权利要求1所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，多个所述出水孔沿所述喷压盘的周向间隔布置。6.根据权利要求1所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，所述喷压盘的外边缘底壁向下延伸形成贴合所述钢卷外壁的限位壁。7.一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的方法，其特征在于，其包括以下步骤：将高温退火后的钢卷轴线竖直布置的放置于托盘内，将海绵放置于所述钢卷顶面，对海绵喷淋水分后向下挤压海绵后松开，完成一次喷压过程，并通过托盘底部开设的排水口排出所述托盘内水分，重复上述喷压过程，直至称量所述托盘在初始状态和所述喷压过程后的重量差为m，将钢卷送至热拉伸退火；其中，d为所述钢卷外径，d为所述钢卷内径，w为所述钢卷高度，δ为所述钢带厚度。8.根据权利要求7所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，重复喷压过程的次数为n次，1.5w/δh≤n≤6w/δh，w为所述钢卷高度，δh为所述海绵压缩前减去压缩后的厚度。9.根据权利要求7所述的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置，其特征在于，向下挤压所述海绵时，使所述海绵的厚度减少60-80％。

技术总结
一种减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法，涉及取向硅钢加工领域。该减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置包括托盘、用于称量托盘重量的秤装置、设于钢卷顶面的海绵及可升降以松开或挤压海绵喷压盘，托盘用于放置轴线竖直布置的钢卷，托盘的底部开设有至少一个排水口，喷压盘的底部设有多个出水孔，喷压盘还设有与出水孔连通的进水口，出水孔位于海绵的上方。本申请提供的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移的装置及方法能够有效的减少拉伸开卷中钢带纵横向滑移，提高钢卷的成材率。提高钢卷的成材率。提高钢卷的成材率。


技术研发人员：骆新根 丁哲 陈博 郭小龙 孙亮 刘敏 申明辉 田文洲
受保护的技术使用者：武汉钢铁有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8