一种高硅钢的轧制装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属带材乳制技术领域，特别涉及一种高硅钢的乳制装置及其方法。
【背景技术】
[0002]高硅钢在能量转换和信息处理领域具有举足轻重的地位，已成为电力工业、电讯工业和电子工业中不可缺少的软磁材料，也是用途最广、用量最大的软磁材料。但是由于含硅量高，出现结构有序化，难于机械加工，大大影响了高硅钢在工业领域的应用。尤其是含Si约6.5%的高硅电工钢具有严重脆性，其室温塑性几乎为零，难以加工成使用所需的薄板。
[0003]目前已有多种高硅钢制备方法，但只有日本JFE公司的CVD法(化学气相沉积渗硅法)实现了高硅电工钢薄带的工业化规模生产。其特点是，首先采用常规工艺将普通电工钢加工成0.3mm以下的薄带作为渗硅的基板，然后通过化学气相沉积对薄带进行连续渗硅，使硅的平均含量达到6.5%，再通过扩散进行均匀化处理。该方法在渗硅过程中需要长时间维持在高温状态下，耗能极高，而且渗硅介质为有毒且腐蚀性强的四氯化硅，易造成环境污染。
【发明内容】
[0004]针对现有的问题:塑性低、成形加工困难是高硅电工钢生产的关键问题。通过加热，高硅电工钢塑性会得到较大的提高，温度越高塑性越好;但温度越高，带钢越容易氧化。本发明利用铸乳带钢的余热和通过各种加热装置补温，使带钢在特定的温度范围内进行温乳，随着乳制道次的增加，带钢厚度越来越薄，组织从铸乳态向热乳态和冷乳态逐步转变，乳制温度可以逐步降低。本发明提供一种高硅钢的乳制装置及其方法，特别是一种采用铸乳加温乳的方法生产高硅钢带材的装置，用于高硅电工钢工业化生产工艺试验。
[0005]—种高硅钢的乳制装置，包括真空炉、浇注装置、铸乳机、平整机、飞剪、卷取式温乳装置、成品卷取机、定尺剪和PLC控制系统;真空炉位于浇注装置上方，浇注装置、铸乳机、平整机、飞剪、卷取式温乳装置、成品卷取机和定尺剪从左到右依次连接；
[0006]所述的真空炉，是合金元素添加、熔炼、测温、取样和浇铸的集成装置；真空炉与PLC控制系统相连接；
[0007]所述的浇注装置，具有承接钢水、保温、防止氧化和均匀布流功能;浇注装置与PLC控制系统相连接；
[0008]所述的铸乳机，辊缝熔池区设置有气体保护装置，铸乳机的下方设置有密闭室和气体冷却装置;铸乳机与PLC控制系统相连接；
[0009]所述的平整机，具有消除铸乳带钢板形缺陷的功能;在平整机前辊道入口处设置有第一测温仪和第一热金属检测器;平整机前端设置有第一导卫装置，平整机后端设置有第二导卫装置;所述的平整机，在平整机工作辊中心钻孔，通过第一旋转接头与热油加热装置相连;平整机与PLC控制系统相连接；
[0010]所述的飞剪，用于带钢切头尾或分段剪切;在飞剪入口处设置有第二热金属检测器;飞剪与PLC控制系统相连接；
[0011]所述的卷取式温乳装置，包括左炉底辊道、左卷炉导板、左炉卷箱、左卷取机、左夹送辊、左带钢感应加热装置、温乳机、右带钢感应加热装置、右夹送辊、右卷取机、右炉卷箱、右卷炉导板、右炉底辊道、热油加热装置和防氧化保护装置，其中，左炉底辊道、左夹送辊、左带钢感应加热装置、温乳机、右带钢感应加热装置、右夹送辊和右炉底辊道，从左到右依次相连接;左卷取机设置在左炉底辊道之上，左卷取机外设置左炉卷箱，左炉卷箱的左侧设置有第三热金属检测器，右卷取机设置在右炉底辊道之上，右卷取机外设置右炉卷箱，所述左卷取机上设有左导料槽，右卷取机上设有右导料槽；左带钢感应加热装置的入口处设置有第二测温仪，右带钢感应加热装置的入口处设置有第五测温仪；
[0012]所述左夹送辊包括左上辊、左上辊液压缸、左伺服阀、左上辊轴承座、左上辊直流电机、左下辊、左下辊液压缸和左下辊直流电机;其中，在左夹送辊的右侧设置有第四热金属检测器，左上辊通过第二旋转接头与热油加热装置相连接，左上辊通过左伺服阀与左上辊液压缸相连接，左上辊与左上夹送辊压轴承座连接接，左上辊轴承座设置有左环形测力压头，左上辊与左上辊直流电机相连接，左上辊直流电机设置有左上辊增量编码器，左伺服阀、左环形测力压头、左上辊增量编码器和热油加热装置，分别与PLC控制系统相连接;左下辊通过第三旋转接头与热油加热装置相连接，左下辊液压缸的供油液压管上，从靠近左下辊液压缸侧依次设置左液压比例阀和左电磁换向阀，左电磁换向阀与左下辊相连接，左下辊与左下辊直流电机相连接，左下辊直流电机设置有左下辊增量编码器，左电磁换向阀、左液压比例阀和左下辊增量编码器分别与PLC控制系统相连接；
[0013]所述右夹送辊包括右上辊、右上辊液压缸、右伺服阀、右上辊轴承座、右上辊直流电机、右下辊、右下辊液压缸和右下辊直流电机;其中，在右夹送辊的左侧设置有第七热金属检测器;右上辊通过第四旋转接头与热油加热装置相连接，右上辊通过右伺服阀与右上辊液压缸相连接，右上辊与右上夹送辊压轴承座连接接，右上辊轴承座设置有右环形测力压头，右上辊与右上辊直流电机相连接，右上辊直流电机设置有右上辊增量编码器，右伺服阀、右环形测力压头和右上辊增量编码器，分别与PLC控制系统相连接;右下辊通过第五旋转接头与热油加热装置相连接，右下辊液压缸的供油液压管上，从靠近右下辊液压缸侧依次设置右液压比例阀和右电磁换向阀，右电磁换向阀与右下辊相连接，右下辊与右下辊直流电机相连接，右下辊直流电机设置有右下辊增量编码器，右电磁换向阀、右液压比例阀和右下辊增量编码器分别与PLC控制系统相连接；
[0014]所述左卷炉导板设置在左炉底辊道的下方;左卷炉导板与PLC控制系统相连；
[0015]所述右卷炉导板设置在右炉底辊道的下方;右卷炉导板与PLC控制系统相连；
[0016]所述温乳机采用四辊乳机，包括上工作辊、下工作辊、上支撑辊和下支撑辊，乳机辊缝控制采用压下液压缸全液压控制，温乳机的上工作辊通过第六旋转接头与热油加热装置相连，温乳机的下工作辊通过第七旋转接头与热油加热装置相连;温乳机的左侧设置有第三测温仪和第五热金属检测器，温乳机的右侧设置有第四测温仪和第六热金属检测器；温乳机的前端设置第三导卫装置，温乳机的后端设置第四导卫装置;温乳机与PLC控制系统相连；
[0017]所述左炉卷箱、右炉卷箱、左带钢感应加热装置和右带钢感应加热装置均设置有防氧化保护装置，防氧化保护装置与PLC控制系统相连；
[0018]所述的成品卷取机，用于以卷材方法交货的成品带钢卷取;成品卷取机的入口处设置有第八热金属检测器;成品卷取机与PLC控制系统相连接；
[0019]所述的定尺剪，用于以板材方法交货的成品带钢定尺分段;在定尺剪的左侧设置有第九热金属检测器;定尺剪与PLC控制系统相连接；
[0020]所述的第一至第四导卫装置，分别与PLC控制系统相连；
[0021]所述的第一至第第五测温仪，分别与PLC控制系统相连；
[0022]所述的第一至第九热金属检测器，分别与PLC控制系统相连。
[0023]其中:
[0024]所述的真空炉的工作原理是:在真空或惰性气氛保护条件下，利用中频电流在螺旋式水冷铜线圈上产生交变磁场，使坩祸内的金属材料产生强大的涡流，从而产生热量使炉料熔化;具有电磁搅拌和真空去气功能，能够严格控制温度及合金成分；
[0025]所述的浇注装置，是钢水从熔炼坩祸到辊缝熔池的流经通道;主要由流槽、中间包、布流水口、中间包预热器、中间包车等组成。正常浇注时，钢水经过坩祸浇注口注入流槽，再经过流槽注入中间包，再经过中间包的定径水口注入布流水口，经布流水口的布流，均匀流入铸乳辊缝处的熔池内；安装在中间包支座上的称重检测装置和真空炉坩祸倾翻装置联动控制实现中间包钢液容量的稳定，从而保持定径水口注入布流水口钢液流量的稳定;整个浇注过程在惰性气体保护下完成；
[0026]所述的铸乳机，由铸乳机平台、铸乳机牌坊、铸乳辊缝调节系统、传动系统、结晶辊、侧封装置、弧形导板、带钢出口冷却装置、夹送辊、出口辊道和侧封板加热炉等组成;所述的铸乳机，用于将钢水通过转动的两根结晶辊铸出薄带;在辊缝熔池区内通保护气体进行保护浇铸，防止钢水氧化；。铸机下方密室由上下密闭室、气体冷却装置等组成，内通惰性气体防止高温铸乳带钢表面氧化;结晶辊间的乳制力和辊缝，采用液压伺服系统控制连续自动检测和调整；
[0027]所述的平整机位于铸乳机后，由平整机前辊道、牌坊、平整机工作辊、辊缝调节系统、传动系统、减速机和主电机、平整机后辊道等组成;平整机乳制力和辊缝，采用液压伺服系统控制连续自动检测和调整;在平整机前辊道安装测温仪和热金属检测器，对带钢进行温度和位置的检测;平整机前后设置导卫装置，保证带钢平整时的对中，并能够顺利向后运送;平整机前辊道、平整机和平整机后辊道速度与铸乳机出带速度匹配，对带钢起到夹送作用，使带钢顺利进入温乳机和卷取机;为防止平整过程中平整机工作辊对带钢降温过大，对平整机工作辊进行加热，具体方法是在平整机工作辊中心钻孔，通过旋转接头向平整机工作辊内通热油，平整机工作辊轴承座通冷却水;热油最高加热温度为300°C，辊面最高温度可达250°C;为防止平整机工作辊轴向温度不均造成辊凸度的不均，通过在旋转接头出油杆上设计多个出油口，控制轴向温度分布曲线;在平整机前辊道和平整机后辊道上设置U型不锈钢保护箱，保护箱上端设有可开启密封平衡盖板，在保护箱两边内侧设有微正压细孔低流量氮气喷嘴，是利用保护箱内氮气微正压作用来保证热带通过辊道过程中的防止氧化，氮气在使用前需通过加热装置加热到200°C以上；
[0028]所述的飞剪，在飞剪入口处设置有第二热金属检测器，检测带钢的头部位置;经过平整后合格的带钢利用飞剪切掉头尾不规则段，保证带材头尾形状能够顺利穿带和卷取；不合格铸乳带需要利用飞剪进行分段剪切;切掉的废料进入废料收集辊道下方的收集箱，