本发明公开了一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，步骤包括：S1、坯料预处理；S2、涂覆隔离剂，后进行高温退火；S3、拉伸热平整；S4、表面喷砂处理，去除底层；S5、去应力退火；本发明优点在于，采用喷砂的物理办法制备取向硅钢薄带无底层原料，代替了传统的用酸去除取向硅钢涂层或硅酸镁底层，结合退火去应力，显著改善了加工质量，使整个加工过程更加环保，也有利于控制成本。
基本信息
申请号：CN202110494444.5
申请日期：20210507
公开号：CN202110494444.5
公开日期：20210806
申请人：包头市威丰稀土电磁材料股份有限公司
申请人地址：014060 内蒙古自治区包头市稀土高新区滨河新区机电园区东方希望大道23号
发明人：刘宝志;张航;李振兴;孙振东;贺海政;李源;李艳霞;张艳芳
当前权利人：包头市威丰稀土电磁材料股份有限公司
代理机构：北京精金石知识产权代理有限公司 11470
代理人：尉月丽
主权利要求
1.一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，步骤包括：S1、坯料预处理；S2、涂覆隔离剂，后进行高温退火；S3、拉伸热平整；拉伸热平整工序后钢带厚度为0.2mm-0.35mm；S4、表面喷砂处理，去除底层；所述S4中，表面喷砂处理采用两级喷砂处理，由两台喷砂机串联完成；两台喷砂机分别为第一喷砂机、第二喷砂机；钢带依次通过所述第一喷砂机和所述第二喷砂机；其中，所述第一喷砂机进行表面粗加工，所述第二喷砂机进行表面精加工；喷砂机磨料为圆形砂子，磨料大小为120目或150目；喷砂机为摆动式喷砂机，分别在钢带上方及下方设有多个喷嘴；所述喷嘴压力为0.4Mpa；S5、去应力退火。
权利要求
1.一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，步骤包括：
S1、坯料预处理；
S2、涂覆隔离剂，后进行高温退火；
S3、拉伸热平整；
拉伸热平整工序后钢带厚度为0.2mm-0.35mm；
S4、表面喷砂处理，去除底层；
所述S4中，表面喷砂处理采用两级喷砂处理，由两台喷砂机串联完成；两台喷砂机分别为第一喷砂机、第二喷砂机；钢带依次通过所述第一喷砂机和所述第二喷砂机；其中，所述第一喷砂机进行表面粗加工，所述第二喷砂机进行表面精加工；喷砂机磨料为圆形砂子，磨料大小为120目或150目；
喷砂机为摆动式喷砂机，分别在钢带上方及下方设有多个喷嘴；所述喷嘴压力为0.4Mpa；
S5、去应力退火。
2.根据权利要求1所述的制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，所述S1中，坯料预处理依次包括酸洗常化、冷轧、脱碳退火。
3.根据权利要求2所述的制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，冷轧工序采用多辊轧机将酸洗后的坯料轧制到厚度为0.2mm-0.35mm；所述冷轧工序为单次轧制或重复轧制；其中，重复轧制的首次轧制厚度为0.5mm-0.7mm。
4.根据权利要求1所述的制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，对所述S4中产生的粉尘进行回收分拣，并将废料与酸洗后废液进行混合处理。
5.根据权利要求1所述的制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，喷砂机采用吸入式喷砂机构，包括气源系统；所述气源系统的空压机流量为10-40立方每分钟，压力为0.2Mpa-0.8Mpa。
6.根据权利要求1所述的制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，其特征在于，钢带输送速度为0.5m/min-5m/min。
说明书
一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法
技术领域
本发明涉及取向硅钢生产技术领域，尤其涉及一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法。
背景技术
取向硅钢又称“电工钢”，是一种应用于变压器(铁芯)制造行业的重要硅铁合金电力，电子和军事工业不可缺少的重要材料，其生产工艺复杂，制造技术严格。常见的生产工艺为外购坯料，之后经过表面预处理，多次退火、冷轧拉伸，期间涂覆有隔离剂，再经过高温退火净化钢质，形成硅酸镁玻璃底层，改善磁性能，最后经过拉伸热平整涂覆绝缘涂层。但是针对无底层原料的加工过程中，传统的去除表面涂层及其在高温退火中形成的硅酸镁玻璃底层的方法，采用的是酸洗(采用盐酸+氟化铵)或采用涂覆专用隔离剂不形成硅酸镁玻璃底层。上述两种常见的方法分别存在以下问题：
1、采用酸洗制备取向硅钢薄带无底层原料，污染较大并不环保；
2、采用涂覆专用隔离剂不形成硅酸镁底层，工艺复杂，成本高且效果不易控制。
现有的改进技术中，为了减少酸洗步骤，采取了在表面预处理阶段进行喷砂/喷丸的改进方法，代替了原有氧化物去除过程中的第一次酸洗步骤，如中国专利CN209631822U一种取向硅钢板带无酸清洗线，从前往后包括依次连接的开卷机、焊接平台、电离子切割机、调中装置、至少一台离心喷丸机、清洗池，刷洗装置、钝化池、烘干装置、夹送机、电离子切割机和收卷机；相邻两设备之间还设有转向辊。上述技术方案就属于针对初期坯料表面处理由酸洗替换为喷丸加工的方法。但是现阶段并没有针对硅酸镁玻璃底层进行机械式去除的有效方法，主要原因还在于该工序步骤中对表面去除质量要求较高，同时传统机械去除手段也会导致表面留有残余应力，不符合加工要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，能够解决上述问题。
为此目的，本发明由如下技术方案实施。
一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，主要步骤包括：
S1、坯料预处理；
S2、涂覆隔离剂，后进行高温退火；
S3、拉伸热平整；
S4、表面喷砂处理，去除底层；
S5、去应力退火。
进一步，所述S1中，坯料预处理依次包括酸洗常化、冷轧、脱碳退火。
更进一步，冷轧工序采用多辊轧机将酸洗后的坯料轧制到厚度为0.2mm-0.35mm；所述冷轧工序为单次轧制或重复轧制；其中，重复轧制的首次轧制厚度为0.5mm-0.7mm。
更进一步，对所述S4中产生的粉尘进行回收分拣，并将废料与酸洗后废液进行混合处理。
进一步，所述S3中，拉伸热平整工序后钢带厚度为0.2mm-0.35mm。
更进一步，所述S4中，表面喷砂处理采用多级喷砂处理，由多台喷砂机串联完成。
更进一步，所述S4中，表面喷砂处理采用两级喷砂处理，由两台喷砂机串联完成；两台喷砂机分别为第一喷砂机、第二喷砂机；钢带依次通过所述第一喷砂机和所述第二喷砂机；其中，所述第一喷砂机进行表面粗加工，所述第二喷砂机进行表面精加工。
更进一步，喷砂机磨料为圆形砂子或菱形砂子；磨料大小为100目-300目。
更进一步，喷砂机采用吸入式喷砂机构，包括气源系统；所述气源系统的空压机流量为10-40立方每分钟，压力为0.2Mpa-0.8Mpa。
更进一步，喷砂机为摆动式喷砂机，分别在钢带上方及下方设有多个喷嘴；所述喷嘴压力为0.2Mpa-0.6Mpa；钢带输送速度为0.5m/min-5m/min。
本发明具有如下优点：
本发明采用喷砂的物理办法制备取向硅钢薄带无底层原料，代替了传统的用酸去除取向硅钢涂层或硅酸镁底层，结合退火去应力，显著改善了加工质量，使整个加工过程更加环保，也有利于控制成本。
进一步，喷砂工艺改进为两级喷砂加工，通过控制相应的加工参数，使去除硅酸镁底层的钢带表面复合加工要求，实现了较好的质量控制；结合废料与废液混合进行了污染物预处理，降低了处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一个或几个实施例，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的附图。
图1为本发明制备方法流程图；
图2为本发明具体实施例中喷砂工艺设备主视图；
图3为本发明具体实施例中喷砂工艺设备俯视图；
图4为本发明制备取向硅钢薄带方法流程图。
图中：
1-第一喷砂机；2-第二喷砂机；3-放料机；4-收卷机；5-第一除尘箱；6-第二除尘箱；7-水处理箱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合附图，对本发明做进一步说明。
一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法，如图1所示，主要步骤包括：
S1、坯料预处理；优选地，外购厚度为2.0mm-3.0mm，宽度为1000mm-1300mm的热轧坯料，后经酸洗去除表面氧化铁，经多辊轧机轧制到成品厚度0.2mm-0.35mm，之后经过脱碳退火；其中，根据不同材料可以在冷轧过程中采取重复轧制的方式，即首次轧制厚度为0.5mm-0.7mm，再经过第二次轧制至厚度为成品厚度0.2mm-0.35mm。
S2、涂覆隔离剂，后进行高温退火：钢带表面涂覆隔离剂，再经过高温退火净化钢质，形成硅酸镁玻璃底层，改善磁性能。
S3、拉伸热平整：经过拉伸热平整，保持成品厚度为0.2mm-0.35mm，并收卷成宽度为1000mm-1300mm的成品钢卷，之后进行分切，分切宽度为500mm-650mm。
S4、表面喷砂处理，去除底层：优选地，表面喷砂处理为了实现精确控制，选取多级喷砂处理，即采用多台喷砂机串联加工的形式，便于控制加工工艺，一方面提升加工表面精度，另一方面便于控制加工质量，进一步以两级喷砂处理为例，由两台喷砂机串联完成；具体结合图2、3所示；
为了更好的理解本发明去底层加工步骤，进一步介绍喷砂工艺设备，主要包括放料机3、第一喷砂机1、第二喷砂机2、张力架、收卷机4组成以及配套的除尘系统(第一除尘箱5、第二除尘箱6)、控制系统、空压机、干燥机、储气罐、过滤器等。
放料机3的主要作用是负责原料的输出，根据控制系统的指令配合喷砂设备进行有序的放料。
钢带依次通过所述第一喷砂机1和所述第二喷砂机2；其中，所述第一喷砂机1进行表面粗加工，所述第二喷砂机2进行表面精加工。
张力架主要作用是配合收卷机4有序收料。
除尘系统主要作用是对喷砂作业过程中的粉尘进行回收，分捡，循环，是喷砂系统中的重要组成部分。由干式除尘系统及水处理系统(水处理箱7)组成。二套干式除尘系统和一套水处理二级过滤系统，每个除尘系统由380V5.5KW的电机，9只滤芯，一套脉冲除尘系统，9各脉冲阀，一套砂尘分离器组成。
控制系统为设备的核心部位，对整个设备进行有序有效控制，本机控制系统由PLC，触换屏及继电器，接触器，按钮等组成。
优选地，喷砂机磨料为圆形砂子或菱形砂子；磨料大小为100目-300目，具体磨料大小选取随成品厚度增加而增加；优选范围为120目-150目，可参考厚度为0.2mm时选取目数为120目，当厚度增加至0.3mm时，目数选取为150目，期间按照线性选取。气源系统主要由空压机、干燥机、储气罐、过滤器等组成。主要作用是给喷砂枪提供动力，将100-200目的砂子连续稳定的喷砂于原料表面，去除原料表面硅酸镁底层，得到无底层取向硅钢原料。优选地，气源要求：空压机流量10-40立方每分钟，压力为0.2MPa-0.8MPa。
加工过程：
无底层取向硅钢原料经放料机3前的红外检测装置，根据控制系统的指令配合喷砂设备持续稳定的放料进入第一喷砂机1。第一喷砂机1内上下6支喷砂枪共12支组成，第二喷砂机2同样由上下6支喷砂枪共12支组成.配套有喷砂枪支架24副，四套同步摆动系统，每套摆动系统由一个380V400W的电机及四根摆动杆组成；优选地，喷嘴压力调节为0.2Mpa-0.6Mpa。输送系统由伺服电机控制，调节喷砂速度为0.5m/min-5m/min，经张力机后的收卷机4有序的连续生产。
经过实验，在上述工艺条件下，原料经过两个喷砂机处理后，表面光亮，符合后续加工要求，解决了喷砂处理硅酸镁底层的问题。
S5、去应力退火：喷砂处理后的取向硅钢无底层原料会有不同程度的塑性变形，需经过去应力退火消除喷砂处理产生的应力。
以上过程即完成了硅钢薄带无底层原料生产制备过程。
下面对后续加工步骤进行简要说明(结合图4所示)：
S6、冷轧：采用多辊轧机将S5获得的钢带轧制到成品厚度0.03mm-0.1mm，并再分切为200mm-320mm宽度的钢卷；
S7、表面清洗；
S8、再结晶退火；
S9、涂布绝缘涂层：在钢带表面涂覆绝缘涂液。
最后经过检验合格后，再按照规格进行剪切，并包装。
在上述具体实施方式的基础上，为了进一步改进废液及粉尘的处理方式，对S4中产生的粉尘，通过除尘系统进行回收分拣，可继续使用的部分进行回收循环使用，不可使用部分及表面去除的废料与预处理阶段酸洗后废液进行混合处理，消耗废液，降低污染物浓度，减少处理成本。
实施例1
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面光亮、平滑，版型平整。
实施例2
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用150目菱形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面发暗、平滑，版型平整。
实施例3
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.2Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面发暗、平滑，版型平整。
实施例4
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.3Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面发暗、平滑，版型平整。
实施例5
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.6Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面光亮、粗糙，版型变形严重。
实施例6
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用120目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面光亮、粗糙，版型平整。
实施例7
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.27mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用180目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面发暗、光滑，版型平整。
实施例8
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.2mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用120目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面光亮、光滑，版型平整。
实施例9
在具体实施方式的基础上，一种无底层取向硅钢原料的制备方法，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.35mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1、第二喷砂机2，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面光亮、光滑，版型平整。
对比例1
不进行喷砂及去应力退火，采用传统酸洗(盐酸+氟化铵)步骤去除硅酸镁底层，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.2mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入酸洗设备。
效果：表面发暗、粗糙，版型平整。
对比例2
在具体实施方式的基础上，喷砂工艺采用单台喷砂机进行喷砂处理，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.2mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料。
效果：表面发暗、粗糙，版型平整。
对比例3
在对比例2的基础上，加工条件进一步选取如下：
将厚度为0.2mm，宽度为590mm的取向硅钢原料，放料进入第一喷砂机1，采用150目圆形砂子，喷嘴气压0.4Mpa去除取向硅钢原料涂层以及硅酸镁玻璃底层制备无底层取向硅钢原料，并降低喷砂速度为对比例2中的50％。
效果：表面发暗、光滑，版型轻微变形。
以上实施例或对比例中凡是未做具体说明的喷砂处理，喷砂速度均保持一致。
经过外观比较，可得出在选用圆形砂子120目-150目，喷嘴气压0.4Mpa的情况下可获得较为优异的表面质量及版型，喷嘴气压大于等于0.6Mpa时版型会出现较严重变形；进一步经过目视法对比，采用本发明具体实施方式生产的无底层原料表面质量优于传统酸洗去底层原料；同时经过对比可知，在使用单台喷砂机进行处理的条件下，表面质量并不理想，即便采取调速的手段，仍不能获得较好的改善，甚至影响版型。
进一步，经过去应力退火完成无底层原料制备后，将上述实验例分别按照后续生产步骤S6-S9经冷轧至0.08mm、分条、清洗、再结晶退火、涂层后测得制备的取向硅钢薄带；经过性能测试得到测试结果具体如表1所示。
表1取向硅钢薄带测试结果
由表1可以看出，采用本发明制备的无底层取向硅钢，最终制备的取向硅钢薄带具有优异的磁性能。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
