CN202110311664.X一种取向硅钢高温退火底板

权利要求

1.一种取向硅钢高温退火底板，其特征在于，用于支撑钢卷(20)，包括：

应变诱导板(10)，所述应变诱导板(10)的板面开设有若干凹槽(11)，相邻所述凹槽(11)之间于所述应变诱导板(10)的板面形成凸楞(12)；

其中，所述钢卷(20)放置于所述应变诱导板(10)的板面上，其中部分所述钢卷(20)的端面支撑于所述凸楞(12)上，其余所述钢卷(20)的端面悬置于所述凹槽(11)上。

2.根据权利要求1所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述凹槽(11)与所述凸楞(12)呈辐射状分布于所述应变诱导板(10)的板面，所述凹槽(11)与所述凸楞(12)间隔分布。

3.根据权利要求2所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述应变诱导板(10)的板面还设置有非刻槽区(13)，所述非刻槽区(13)位于所述凹槽(11)与所述凸楞(12)辐射分布的范围内。

4.根据权利要求3所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述应变诱导板(10)呈圆形板式结构，所述非刻槽区(13)呈圆形区域并且位于所述应变诱导板(10)的中心区域，所述凹槽(11)与所述凸楞(12)辐射分布于所述非刻槽区(13)的外部。

5.根据权利要求4所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述钢卷(20)的半径大于所述非刻槽区(13)的半径并且小于所述应变诱导板(10)的半径。

6.根据权利要求5所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述应变诱导板(10)的半径大于所述钢卷(20)的半径50-80mm。

7.根据权利要求4所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，相邻两个所述凸楞(12)之间的圆心角为1.5°-9°，所述应变诱导板(10)外边缘的所述凹槽(11)的宽度与所述凸楞(12)的宽度之比为0.8-3。

8.根据权利要求1所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述凸楞(12)设置有弧形倒角(121)，所述弧形倒角(121)位于所述凸楞(12)与所述钢卷(20)相接触的部位。

9.根据权利要求8所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述弧形倒角(121)的半径大于1mm并且小于所述凹槽(11)的槽深。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的取向硅钢高温退火底板，其特征在于，所述应变诱导板(10)的材质为耐热不锈钢或者碳钢。

说明书

一种取向硅钢高温退火底板

技术领域

本发明涉及钢卷生产技术领域，具体来说，是指一种取向硅钢高温退火底板。

背景技术

取向硅钢的制造工艺中，高温退火是关键工序。高温退火一般采用罩式炉或者环形退火炉，将钢卷放置在底板上，再用内罩罩住钢卷进行高温退火。该过程长达数十小时，最高温度达到1200℃。如图1所示，钢卷与底板的接触端，受热后的钢卷在自重力以及热膨胀收缩应力作用下产生蠕变变形，俗称“大象脚”。大象脚变形影响钢卷数千米长度，在后工序无法修复，导致钢卷边部板形波浪度超标，用户无法使用。因此只能切除，造成成材率降低的问题。

相关技术中，一般通过调整退火升降温速度、提高底板表面平整度、增大退火前钢卷卷取张力等措施控制大象脚的产生，虽然能够取得一定效果。但是，由于钢卷圆周的大象脚变形导致少部分最严重的边部浪形决定了切边量，也即是必须保证整个外圈数千米不能有一个大浪才算有效控制。而实际上，钢卷在退火过程中的放置对中偏差影响、轴向及径向温度均匀性偏离理想状态的波动、底板局部摩擦力偏差等，使得钢卷受力十分复杂，大象脚变形很难完全受控。钢卷外圈数千米范围内会偶发大尺寸(波浪深度、高度)的变形，仍然导致了无法有效减少切边量的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种取向硅钢高温退火底板，以解决钢卷在高温退火工艺中由于大象脚而产生的尺寸变形导致钢卷切边量过大的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种取向硅钢高温退火底板，用于支撑钢卷，包括：

应变诱导板，所述应变诱导板的板面开设有若干凹槽，相邻所述凹槽之间于所述应变诱导板的板面形成凸楞；

其中，所述钢卷放置于所述应变诱导板的板面上，其中部分所述钢卷的端面支撑于所述凸楞上，其余所述钢卷的端面悬置于所述凹槽上。

在上述技术方案的基础上，该取向硅钢高温退火底板还可以做如下的改进。

可选的，所述凹槽与所述凸楞呈辐射状分布于所述应变诱导板的板面，所述凹槽与所述凸楞间隔分布。

可选的，所述应变诱导板的板面还设置有非刻槽区，所述非刻槽区位于所述凹槽与所述凸楞辐射分布的范围内。

可选的，所述应变诱导板呈圆形板式结构，所述非刻槽区呈圆形区域并且位于所述应变诱导板的中心区域，所述凹槽与所述凸楞辐射分布于所述非刻槽区的外部。

可选的，所述钢卷的半径大于所述非刻槽区的半径并且小于所述应变诱导板的半径。

可选的，所述应变诱导板的半径大于所述钢卷的半径50-80mm。

可选的，相邻两个所述凸楞之间的圆心角为1.5°-9°，所述应变诱导板外边缘的所述凹槽的宽度与所述凸楞的宽度之比为0.8-3。

可选的，所述凸楞设置有弧形倒角，所述弧形倒角位于所述凸楞与所述钢卷相接触的部位。

可选的，所述弧形倒角的半径大于1mm并且小于所述凹槽的槽深。

可选的，所述应变诱导板的材质为耐热不锈钢或者碳钢。

与现有技术相比，本发明提供的取向硅钢高温退火底板具有的有益效果是：

本发明通过在应变诱导板上设置凹槽与凸楞，当钢卷放置于应变诱导板后，钢卷在高温退火过程中同样受重力产生蠕变变形，但蠕变变形按照凸楞所设定的方向进行，从而将产生的不均匀的“大浪”分割成碎化均匀的“细浪”，使得钢卷边部的变形细小、均匀、可控，从而降低了大象脚变形的缺陷影响程度，减小了钢卷的切边量，提高了成材率，同时能够获得良好的边部板形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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仅是本发明的一些实施例，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是现有技术中钢卷高温退火处理时产生大象脚的结构示意图；

图2是本发明取向硅钢高温退火底板的立体结构示意图；

图3是本发明取向硅钢高温退火底板的主视结构示意图；

图4是钢卷放置于本发明应变诱导板的立体结构示意图；

图5是本发明取向硅钢高温退火底板的侧视结构示意图；

图6是图5中应变诱导板的局部放大结构示意图；

图7是图3中应变诱导板的局部放大结构示意图；

图8是使用本发明应变诱导板生产的钢卷结构示意图；

图9是本发明取向硅钢高温退火底板的另一实施方式结构示意图。

图中：

10—应变诱导板；11—凹槽；12—凸楞；121—弧形倒角；13—非刻槽区；20—钢卷。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

如图1所示，现有技术中的钢卷在罩式炉或者环形退火炉内进行高温退火工艺时，钢卷底部与底板表面接触。受热后的钢卷在自重力及热膨胀收缩应力的作用下产生蠕变变形，使钢卷底部产生“大象脚”(即图中箭头所指部位)的情况。由于钢卷放置对中偏差影响、轴向及径向温度均匀性偏离理想状态的波动、底板局部摩擦力偏差等因素的存在，导致了钢卷底部的压力和蠕变摩擦力并不均匀，因此会在钢卷底部形成浪高和浪深不均匀的波浪板形。

大象脚则具体表现为钢卷边部板形波浪度超标，用户无法使用，只能切除，从而造成成材率降低的问题。因此，如何改善钢卷高温退火时，钢卷边部变形产生的大象脚成为行业难题。

本发明提供一种取向硅钢高温退火底板，如图2与图3所示，用于支撑钢卷20，包括应变诱导板10。应变诱导板10呈圆形板式结构，在应变诱导板10的板面上开设有若干凹槽11。若干凹槽11沿应变诱导板10的板面圆周呈辐射状分布于应变诱导板10的板面，相邻凹槽11之间则形成凸楞12。即凹槽11与凸楞12之间呈辐射状的间隔分布。应变诱导板10的材质为耐热不锈钢或者碳钢。

如图4所示，当钢卷20放置在应变诱导板10的板面上时，钢卷20的一部分端面支撑在凸楞12上，钢卷20的其余部分端面则悬置在凹槽11的上方。当受热后的钢卷20在自重力及热膨胀收缩应力的作用下产生蠕变变形时，由于凹槽11处的钢卷20悬置不受力，而只能由凸楞12承受钢卷20的重力和蠕变摩擦力，使得钢卷20会首先在凸楞12处发生蠕变变形。进而，使钢卷20底部的变形集中在凸楞12处，而不会向钢卷20的轴向扩散。即凸楞12对钢卷20的变形起到了分割、诱导的作用。

如图8所示，由于应变诱导板10上的凸楞12给于了钢卷20底部以沿周向均匀分割的诱导力，使得钢卷20在高温退火过程中发生分割、变形，从而能够将钢卷20可能产生的不均匀的“大浪”分割成碎化均匀的“细浪”。即图8中的左图为现有技术生产的钢卷20边部产生的浪深为L、浪高为H
₀的“大浪”，右图为使用本发明的应变诱导板10使得钢卷20边部变为细小、均匀、可控的“细浪”。采用本发明的应变诱导板10用于钢卷20的高温退火工艺，能够降低“大浪”的产生，从而在切割钢卷20时能够采用较小的切边量即可获得合格的板形，提高了钢卷20的成材率。

可以理解的是，本发明并不对应变诱导板10的板式结构作具体限定，根据罩式炉或者环形退火炉的具体结构，应变诱导板10整体结构还可以设计为三角形或者多边形等结构形式，凹槽11与凸楞12的截面还可以设计为弧形、三角形或者多边形等截面形式。如图9所示，凹槽11的结构形式也并不局限于辐射状，根据钢卷20的生产需求，还可以在应变诱导板10的板面上设置网格状的凹槽11与凸楞12，同样能够对钢卷20的蠕变变形起到分割、诱导的作用。其中，图中的粗实线部位为凸楞12，网格中的空白区域为凹槽11。

如图2与图3所示，在应变诱导板10的板面还设置有非刻槽区13，非刻槽区13位于凹槽11与凸楞12辐射分布的范围内。非刻槽区13呈圆形区域并位于应变诱导板10的中心区域，凹槽11与凸楞12辐射分布于非刻槽区13的外部。由于钢卷20越靠近中心区域的边部越不容易产生大象脚的问题，因此，在应变诱导板10的板面设置非刻槽区13，能够减小凹槽11对应变诱导板10承载性能的削弱，避免钢卷20压坏应变诱导板10。当然，凹槽11与凸楞12也可以满布于应变诱导板10的整个板面，能够对钢卷20的分割、诱导作用更为明显。

可以理解的是，如图9所示，当应变诱导板10的凹槽11设计为网格状时，也同样可以在应变诱导板10的板面设置非刻槽区13，使网格状的凹槽11与非刻槽区13之间形成设置于应变诱导板10板面的环形结构。同样的，能够减小凹槽11对应变诱导板10承载性能的削弱。

如图4与图7所示，钢卷20的半径为R
₀，应变诱导板10的半径为R
₁，非刻槽区13的半径为R
₂。其中，R
₂＜R
₀＜R
₁并且50mm≤R
₁-R
₀≤80mm。由于大象脚产生的严重区域为钢卷20的外圈，R
₂＜R
₀＜R
₁并且50mm≤R
₁-R
₀≤80mm能够保证最易出现大象脚的钢卷20底部全部位于凹槽11和凸楞12所覆盖的范围内，并且凹槽11和凸楞12还相对于钢卷20的外部具有余量，从而达到对钢卷20的全面应变诱导作用。

可以理解的是，根据钢卷20半径R
₀的不同，还可以适应性的调整应变诱导板10的半径为R
₁以及非刻槽区13的半径为R
₂。整个应变诱导板10的厚度h则根据所承受的钢卷20的具体重量进行确定。

如图7所示，相邻两个凸楞12之间的圆心角为α，应变诱导板10外边缘的凹槽11宽度为a，应变诱导板10外边缘的凸楞12宽度为b。其中，1.5°≤α≤9°并且0.8≤a/b≤3。能够保证应变诱导板10上凹槽11和凸楞12在圆周上的一定数量，以达到应变诱导的作用。

同时，凹槽11与凸楞12的宽度比例相对于传统平面式的底板，凸楞12所承受的钢卷20压强增大，使得应变诱导板10与钢卷20的接触更加充分，从而使得凸楞12对钢卷20底部的应变诱导作用更充分、均匀。

否则，如果凹槽11与凸楞12的宽度比例值过小，则凸楞12承受的压强小，应变分割、诱导作用小，起不到明显的效果；如果凹槽11与凸楞12的宽度比例值过大，则凸楞12承受的压强过大，可能导致应变诱导板10压坏或者钢卷20的边部产生裂纹的问题。

如图5与图6所示，沿凸楞12的长度方向，在凸楞12的顶部两侧均设置有弧形倒角121，钢卷20安装在应变诱导板10后与弧形倒角121部位相接触。其中，弧形倒角121的半径为r
₀，凹槽11的槽深为h
₀，1mm≤r
₀≤h
₀。在凸楞12处设置弧形倒角121，能够防止钢卷20底部在蠕变变形过程中于楞角处产生应力集中、突变，进而导致钢卷20的边部产生裂纹甚至是开裂的现象，避免了对钢卷20后续工序的运行影响。

实施例2：

本实施例以钢卷20的厚度为0.23mm的取向硅钢、钢卷20的外径R
₀为1100mm、应变诱导板10的材质为耐热不锈钢为例进行说明。具体结构参数如下：R
₁＝1200mm，R
₂＝60-700mm，α＝2°-6°，a＝30-55mm，b＝25-40mm，h＝170mm，r
₀＝1.5-10mm，h
₀＝3-40mm。

表1和表2中的实施例1-5是采用本发明的应变诱导板10的相关结构参数进行实际生产的实测数据，对比例6-9是未采用本发明的应变诱导板10的相关结构参数进行实际生产的实测数据，实施例与对比例均使用了超过50卷的钢卷样本量，表1和表2中的测量数据为实测数据的平均值。

表1应变诱导板的关键结构参数

R
₂，mm

α，°
a，mm
b，mm
r
₀，mm

h
₀，mm

备注

实施例1
500
2
45
25
1.5
3

实施例2
300
3
45
30
3
5

实施例3
100
5
55
40
3
4

实施例4
60
3
50
25
5
30

实施例5
700
6
50
30
8
40

对比例6
500
2
45
25
0
3
无倒角

对比例7
600
3
30
40
2
3
a/b≤0.8

对比例8
500
15
60
40
3
6
α过大

对比例9
—
—
—
—
—
0
传统底板(平板)

表2实施效果

注：切边后板形描述为◎优，最大浪高≤1.0mm；○良，最大浪高≤1.5mm；
一般，最大浪高≤2.5mm。

由此可见，采用本发明的应变诱导板10对钢卷20进行高温退火工艺生产，能够使钢卷20边部的“大象脚”变形缺陷得到明显的改善与减小，能够有效的降低钢卷20的最终切边量，并且切边后的钢卷20的边部板形优良。

可以理解的是，本发明的应变诱导板10不仅适用于取向硅钢的高温退火生产制造，也同样适用于碳钢或者合金钢等其他钢种的高温退火生产制造。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。