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CN202110254375.0一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法

本发明提出一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,将酸洗带头20‑30cm进行剪切取样,在取到的样板上面注明工作侧和传动侧;将取好的样板送至焊缝检测冲压机处,通过冲压机对样板进行冲压,根据不同钢带厚度,设定不同冲孔机压力,对样板进行冲压后,通过观察裂纹形貌,预判常化卷在冷轧轧制过程中是否会发生脆断,本发明使带钢在冷轧前能够制定相应的对策措施,从而降低冷轧断带所产生的损失。

基本信息

申请号:CN202110254375.0

申请日期:20210305

公开号:CN202110254375.0

公开日期:20210625

申请人:武汉钢铁有限公司

申请人地址:430083 湖北省武汉市青山区厂前2号门内

发明人:尹建国;王雄奎;陈文聪;王朝磊;马正强;董春明;陆伟

当前权利人:武汉钢铁有限公司

代理机构:湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102

代理人:钟锋

主权利要求

1.一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,其特征在于,包括如下步骤:S1)带钢在常化酸洗焊缝到达尾部横剪时将带钢焊缝切除;S2)将酸洗带头进行剪切取样,在取到的样板上面注明工作侧和传动侧;S3)将取好的样板送至焊缝冲压机处,通过冲压机对样板进行冲压,设定冲压间距;S4)对冲孔机压力进行设定,在压力不断加大过程中样板发生形变,并逐渐产生裂纹,所述样板形变经过三个阶段:弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段,在所述塑性变形阶段过渡至断裂分离阶段过程中,样板产生裂纹的形貌分为四种形态:无宏观裂纹、半圆形规则裂纹、裂口形貌呈“V”形、裂口形貌呈“W”形,观察样板冲压裂纹产生形貌并进行记录,所述样板裂纹形貌为所述无宏观裂纹和半圆形规则裂纹时,在轧制过程中轧制稳定,不会出现脆断现象;样板裂纹形貌为所述裂口形貌呈“V”形时,在轧制过程中边部会萌生裂纹,并且向深处扩展,发生脆断;样板裂纹形貌为所述裂口形貌呈“W”形时,在冷轧时第二道次起步瞬间极易发生脆性断裂,产生脆断;S5)将冲压所产生的裂纹结果在制造系统中做质量实绩,将信息带入下工序,将钢卷送至后工序。

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权利要求

1.一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1)带钢在常化酸洗焊缝到达尾部横剪时将带钢焊缝切除;

S2)将酸洗带头进行剪切取样,在取到的样板上面注明工作侧和传动侧;

S3)将取好的样板送至焊缝冲压机处,通过冲压机对样板进行冲压,设定冲压间距;

S4)对冲孔机压力进行设定,在压力不断加大过程中样板发生形变,并逐渐产生裂纹,所述样板形变经过三个阶段:弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段,在所述塑性变形阶段过渡至断裂分离阶段过程中,样板产生裂纹的形貌分为四种形态:无宏观裂纹、半圆形规则裂纹、裂口形貌呈“V”形、裂口形貌呈“W”形,观察样板冲压裂纹产生形貌并进行记录,所述样板裂纹形貌为所述无宏观裂纹和半圆形规则裂纹时,在轧制过程中轧制稳定,不会出现脆断现象;样板裂纹形貌为所述裂口形貌呈“V”形时,在轧制过程中边部会萌生裂纹,并且向深处扩展,发生脆断;样板裂纹形貌为所述裂口形貌呈“W”形时,在冷轧时第二道次起步瞬间极易发生脆性断裂,产生脆断;

S5)将冲压所产生的裂纹结果在制造系统中做质量实绩,将信息带入下工序,将钢卷送至后工序。

2.根据权利要求1所述的一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,其特征在于,步骤S2中所述酸洗带头的长度为20~30cm,步骤S3中所述冲压间距为20cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,其特征在于,步骤S4中所述冲孔机压力的设定方式为:2.0~2.3mm厚度板材压力设定1~2MPa,2.3~2.6mm板材压力设定1.5~2.5MPa。

说明书

一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法

技术领域

本发明属于冷轧取向硅钢的技术领域,尤其涉及一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法。

背景技术

高磁感取向硅钢广泛用于各种大、中型变压器的制造,具有制造工艺复杂、机械性能差、塑性变形困难、变形抗力大等特点,冷轧时极易发生断带事故。实际上,脆性断裂并非简单由一种某种单一因素造成,而是多种原因叠加在一起形成的。钢的内部组织、化学成分影响、生产工艺的特性、铸坯质量、热轧及常化温度、冷却速率及均匀性等都有关,其中钢的内部组织是基本因素。裂纹产生的原因在于取向硅钢内组织彼此形变不一致,故而在相界面上产生裂纹,在冷轧过程中产生脆性断裂。

目前的生产流程是经常化酸洗后将带钢送至冷轧工序进行轧制,这种生产方式存在的问题和缺点主要是:1、钢卷在轧制过程中才能表现出是否有脆断,不能提前做一些工艺调整和预防断带措施;2、取样送检做拉伸试验,抽检样本低,并且结果具有滞后性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题,提供一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,根据取向硅钢在冷轧过程中产生脆性断裂的起源演变裂纹的过程,通过一种简单的冲压方法,通过对常化酸洗后的带钢进行冲压后所形成的裂纹形貌,对带钢在轧制过程中产生脆性断裂的发生提供依据,使带钢在冷轧前能够制定相应的对策措施,从而降低冷轧断带所产生的损失。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1)带钢在常化酸洗焊缝到达尾部横剪时将带钢焊缝切除;

S2)将酸洗带头进行剪切取样,在取到的样板上面注明工作侧和传动侧;

S3)将取好的样板送至焊缝冲压机处,通过冲压机对样板进行冲压,设定冲压间距;

S4)对冲孔机压力进行设定,在压力不断加大过程中样板发生形变,并逐渐产生裂纹,观察样板冲压裂纹产生形貌并进行记录;

S5)将冲压所产生的裂纹结果在制造系统中做质量实绩,将信息带入下工序,同时在钢卷上面注明,将钢卷送至后工序。

按上述方案,步骤S2中所述酸洗带头的长度为20~30cm,步骤S3中所述冲压间距为 20cm。

按上述方案,步骤S4中所述冲孔机压力的设定方式为:2.0~2.3mm厚度板材压力设定1~2MPa,2.3~2.6mm板材压力设定1.5~2.5MPa。

按上述方案,步骤S4中所述样板形变经过三个阶段:弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段,在所述塑性变形阶段过渡至断裂分离阶段过程中,样板产生裂纹的形貌分为四种形态:无宏观裂纹、半圆形规则裂纹、裂口形貌呈“V”形、裂口形貌呈“W”形。

按上述方案,所述样板裂纹形貌为所述无宏观裂纹和半圆形规则裂纹时,在轧制过程中轧制稳定,不会出现脆断现象;样板裂纹形貌为所述裂口形貌呈“V”形时,在轧制过程中边部会萌生裂纹,并且向深处扩展,发生脆断;样板裂纹形貌为所述裂口形貌呈“W”形时,在冷轧时第二道次起步瞬间极易发生脆性断裂,产生脆断。

本发明的有益效果是:提供一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,断裂时效性判断,通过冲压形成的裂纹形貌与位置,及时对常化酸洗冷却工艺的调整指明方向,避免产生冷却硬化带;解决了对常化酸洗后的带钢可轧制性的预判,通过信息的及时传递,根据冲压结果在轧制前进行预判,对于二道次起步易出现的脆断改变卷取方式、降速轧制及减小张力等措施,降低轧制过程中产生的断带风险;由于带钢厚度所引起的脆断与带钢厚度成比例,因此在判断裂纹产生的形态后,对易产生脆断的钢卷进行加热,提高冷轧加工性能。

附图说明

图1为本发明一个实施例的流程框图。

图2为本发明一个实施例的样板产生周向裂纹的示意图。

图3为本发明一个实施例的样板产生“V”形裂纹的示意图。

图4为本发明一个实施例的样板产生“W”形裂纹的示意图。

具体实施方式

为更好地理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

实现了在冷轧前,通过对常化酸洗后的带钢进行冲压后所形成的裂纹形貌,对带钢在轧制过程中产生脆性断裂的发生提供依据,使带钢在冷轧前能够制定相应的对策措施,从而降低冷轧断带所产生的损失。

如图1-图4所示,为了达到上述目的,本发明提供一种预判取向硅钢冷轧脆断发生的方法,包括如下步骤:

(1)带钢在常化酸洗焊缝到达尾部横剪时将带钢焊缝切除;

(2)将带头20-30cm进行剪切取样(从大量生产经验中总结得出轧制二道次起步易发生脆断,即酸洗带头);在取到的样板上面注明工作侧和传动侧;

(3)将取好的样板送至焊缝冲压机处,通过冲压机对样板进行冲压,冲压间距20cm;

(4)对冲孔机压力进行设定,2.0~2.3mm厚度板材压力设定1~2MPa,2.3~2.6mm板材压力设定1.5~2.5MPa,观察冲压裂纹产生形貌并进行记录;

(5)在压力不断加大过程中,板材形变大概经过三个阶段:

5.1)第一阶段弹性变形阶段,冲头与样板接触后,使样板压缩产生拉伸和弯曲弹性变形,此时,钢内应力没有超出钢材的弹性极限,冲压处形成圆形坑印,此过程中无裂纹;5.2)第二阶段塑性变形阶段,当压力继续加大,冲头下压,钢材内应力达到屈服强度时开始产生塑性流动、滑移变形,同时伴随金属的拉伸和弯曲。随着冲头压入样板的深度增大,塑性变形程度逐渐加大,变形区硬化加剧,直到内应力达到强度极限,材料出现裂纹;5.3)第三阶段断裂分离阶段,随着压力加大,冲头继续下压,已经出现的裂纹逐渐向金属内层扩展延伸,形成不同的裂纹形态。

(6)外貌宏观观察,不同的样板在相同的压力下,裂纹产生的形态不同,在形变第二阶段到第三阶段转变的过程中,样板产生裂纹的形貌可分为四种形态:

6.1)裂纹第一种形态,无宏观裂纹。在压力由小到大过程中,出现局部变形过大,冲压处会迅速硬化,使变形向周围扩展,冲压处形成圆形凹坑,此时目视无裂纹;6.2)裂纹第二种形态,半圆形规则裂纹。当继续加大压力,超出钢材的弹性极限时,局部板厚过分变薄而产生破裂,就会在冲压坑处延周向上产生半圆形裂纹;6.3)裂纹第三种形态,裂口形貌呈“V”形。此裂纹产生于第二阶段塑性变形阶段前期,在相对较小压力下形成;6.4)裂纹第四种形态,裂口形貌呈“W”形,近似垂直于轧制方向。此裂纹产生于第一变形阶段至第二变形阶段前期,在相对较小压力下形成的脆性裂口,并向外扩展延伸。

(7)裂纹第一、二种形态,在轧制过程中轧制稳定,不会出现脆断现象;裂纹第三种形态,在轧制过程中边部会萌生裂纹,并且向深处扩展,发生脆断;裂纹第四种形态,在冷轧时第二道次起步瞬间极易发生脆性断裂,产生脆断。

(8)将冲压所产生的裂纹结果在制造系统中做质量实绩,将信息带入下工序,同时在钢卷上面注明,将钢卷送至后工序。

实施例1

因为高磁感取向硅钢制造过程的复杂性和实际生产设备的影响,通过人为干预的方式,模拟在不同的条件下轧制裂纹的产生。利用焊机焊缝预判冲压机,预判常化酸洗后常化板在冲压后形成的裂纹形貌的方法,其步骤为:

1)在一块常化板上面,取a1,a2,a3,3块2.3mm厚度,20-30cm宽度的常化板带头样,送至冲压机;

2)将a1用冲孔机对样板进行冲压,每个冲压点之间间隔20cm,压力调节在0~1MPa;

3)冲压完成后,其形貌为第一阶段的弹性变形阶段,冲压处形成圆形浅坑,无裂纹;

4)将a2加大压力,当压力为1~2MPa冲压时,其形貌为第二阶段的塑性变形阶段,两侧边部形貌一致,延冲孔周向上产生微裂纹(见图1);

5)将a3继续加大压力,当压力为2~3MPa冲压时,其形貌为第三阶段的断裂分离阶段,两侧边部形貌一致,延冲孔周向上产生断裂。

在跟踪轧制过程中,该实施案例最终证实轧制稳定无断带,同时压力1~2MPa即可满足冲压对轧制性能的预判。

实施例2

调整边部冷却速率,使工作侧边部冷却大于传动侧。

1)在一块常化板上面,取b1,b2,b3,3块2.3mm厚度,20-30cm宽度的常化板带头样,送至冲压机;

2)将b1用冲孔机对样板进行冲压,每个冲压点之间间隔20cm,压力调节在0~1MPa;

3)冲压完成后,其形貌为第一阶段的弹性变形阶段,冲压处形成圆形浅坑,两侧边部形貌一致,无裂纹;

4)将b2加大压力,当压力为1~2MPa冲压时,其形貌为第二阶段的塑性变形阶段,工作侧产生“V”形微裂纹,传动侧延冲孔周向上产生微裂纹(见图2);

5)将b3继续加大压力,当压力为2~3MPa冲压时,其形貌为第三阶段的断裂分离阶段,工作侧产生“V”形裂纹加大并且延伸,传动侧延冲孔周向上产生断裂;

在跟踪轧制过程中,该实施案例最终证实轧制中工作侧先发生裂口,在轧制二道次起步的过程中脆断断带,压力1~2MPa即可满足冲压对轧制性能的预判。

实施例3

调整整板面冷却速率,使冷却速率为当前的两倍;

1)在一块常化板上面,取c1,c2,c3,3块2.3mm厚度,20-30cm宽度的常化板带头样,送至冲压机;

2)将c1用冲孔机对样板进行冲压,每个冲压点之间间隔20cm,压力调节在0~1MPa;

3)冲压完成后,其形貌为第一阶段的弹性变形阶段,冲压处形成圆形浅坑,两侧边部形貌一致,无裂纹;

4)将c2加大压力,当压力为1~2MPa冲压时,其形貌为第二阶段的塑性变形阶段,整块样板冲压形貌一致,冲压过程中明显发生脆裂,产生“W”形微裂纹(见图3);

5)将c3继续加大压力,当压力为2~3MPa冲压时,其形貌为第三阶段的断裂分离阶段,整块样板冲压形貌一致,“W”形微裂纹加大并且延伸,冲孔整个产生断裂脱离;

在跟踪轧制过程中,该实施案例最终证实轧制中第二道次发生卷取脆断和起步脆断,压力1~2MPa即可满足冲压对轧制性能的预判。

实施例4-6

选择2.6mm厚度的常化板取样按照上述实验方案重复进行实施。

在最终跟踪轧制过程验证中,该实施案例所产生结果与2.3mm厚度常化板相对应。但 2.6mm厚度第二、三裂纹状态所需压力为1.5~2.5MPa。

实施例1-6的预判结果如下表一

综上所述,按实施例1-6中高磁感取向硅钢常化后,在2.3mm厚度的常化板用1-2MPa 压力,2.6mm厚度的常化板用1.5-2.5MPa压力进行冲压,观察其裂纹形貌,通过制造系统将信息传递给下工序,从而对该裂纹的轧制性能进行预判,通过降速、加热等有效措施,降低轧制断带风险,提高轧机产能。

本发明仅以上述实例进行解释说明,并非是对本发明的实施方式的限定,各部件的结构、位置设置及其连接都是可以有变化的。在本发明技术基础上,凡根据本发明原理对个别部件进行的改变或等同变换,均不应排除在本发明的保护范围之外。

原文链接:http://1guigang.com/down/patent/45419.html,转载请注明出处~~~
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