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冷轧硅钢是一种重要的金属材料，主要用于制造电力系统中的变压器铁芯。
冷轧硅钢是一种硅钢材料，具有优异的电磁性能和机械性能。它采用冷轧工艺生产，即将加热后的硅钢材料在室温下进行轧制，以获得更精确的厚度和更好的表面质量。这种材料中的硅含量较低，一般在3%以下，这使得它具有优良的软磁性能，能够高效地传递磁场。此外，硅钢的加入还能显著提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性。在制造过程中，为了提高硅钢的取向性，会形成特殊的晶体结构。这种结构进一步提升了材料的电磁性能。
所以，冷轧硅钢广泛应用于电力系统的配电和输电领域。它可以有效地减少磁滞损失和涡流损失等，提高设备的运行效率，为现代社会的稳定运行提供坚实的支撑。总的来说，冷轧硅钢在电气工业中具有举足轻重的地位。它在电力传输、变压器制造以及电机制造等领域扮演着不可或缺的角色。其优越的性能和广泛的应用领域使得它成为现代工业中不可或缺的重要材料之一。
这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损“涡流损耗”。变压器工作时，线圈中有交变电流，它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向，的平面内环流着，所以叫涡流。
涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片盛成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。
用做变压器的铁芯，一般选用0.35mm厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成日字形或口”字形。
从道理上讲，若为减小涡流，硅钢片厚度越薄，拼接的片条越狭窄，效果越好。这不但减小了涡流损耗，降低了温升，还能节省硅钢片的用料。但实际上制作硅钢片铁芯时。并不单从上述的一面有利因素出发，因为那样制作铁芯，要大大增加工时，还减小了铁芯的有效截面。
所以，用硅钢片制作变压器铁芯时，要从具体情况出发，权衡利弊，选择最佳尺寸。常用的变压器铁芯-般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种合硅(硅也称矽)的钢，其含硅量在0.8~4.8%。
扩展资料：
铁心冲片材料
水轮发电机铁心冲片材料，通常采用硅钢片。硅钢片是一种含碳量很低的薄型钢板。为了得到可行的低磁滞损耗．在特殊控制条件下进行生产。一般纯铁不适用于交变磁场中，主要因为其电阻率小，会引起大的涡流损耗。
加入硅元素后，由于硅与铁形成固溶体型合金，因而提高了电阻率。硅钢片就是利用电阻率增加，减少由于厚度方向引起的涡流损耗。涡流损耗是与硅钢片的厚度成比例的，通常铁心用的硅钢片厚度为0.35～0.5mm。
在电机中应用的硅钢片分冷轧和热轧两种。冷轧的硅钢片又分为有取向和无取向两种。有取向硅钢片即是各向异性，当磁通方向与轧制方向平行时，其单位损耗特别低，因此是变压器铁心的一种理想材料，但在发电机内应用时。
其范围极其有限。无取向硅钢片即是各向同性，用与各向异性硅钢片类似的方法轧制而成，在轧制质量、电气性能等方面与有取向的硅钢片相比较，具有优越性。因此，在大型水轮发电机的定子铁心冲片上采用各向同性的冷轧硅钢片，已成为普遍的做法。有关发电机使用的硅钢片牌号及性能可参考有关规范或标准。
参考资料来源：百度百科-定子铁心
参考资料来源：百度百科-硅钢片
摘要：基于二十辊轧机辊系载荷模型，分析了取向硅钢冷轧过程中辊系载荷分布特征及其影响因素。以降低辊系载荷为目标，在综合考虑取向硅钢冷轧工艺设定原则前提下，提出了轧制工艺优化方法。结果表明，轧制过程中以一中间辊载荷所受载荷达65%，磨损程度最重。通过降低时效道次压下量，适当提高张力差及优化轧线调整模式等方式，一中间辊载荷降低13~15t左右，相应使用周期提高至8%左右，进而为减轻取向硅钢冷轧过程中轧辊磨损提供工艺优化依据。
随着冷轧技术的飞速发展，二十辊轧机以其整体刚度大、轧制精度高等优点，已广泛应用于取向硅钢生产。高磁感取向硅钢通常含有3.0%~3.4%硅元素，导致钢板变形抗力和轧制载荷明显上升，同时在单侧闭乳时效轧制模式的共同作用下，易造成轧辊磨损加剧和板形控制效果恶化，因而对于二十辊轧机轧辊磨损控制成为提高取向硅钢冷轧效率和降低生产成本亟待解决的问题之一。同时，由于二十辊轧机辊系间接触单元众多，难以对轧制过程中辊系载荷情况进行测量，从而为辊系变形、磨损情况分析带来困难。本文基于二十辊轧机辊系载荷模型，通过取向硅钢轧制过程中辊系载荷变化进行定量分析，以降低辊系载荷为目标，对取向硅钢冷轧轧制工艺进行优化，在有效降低轧辊载荷的同时，为减轻轧辊磨损和改善板形控制效果提供了优化依据。
1ZR22B52”型森吉米尔轧机辊系载荷模型
1.1、二十辊轧机辊系结构特点
二十辊轧机辊系结构如图1所示。二十辊森吉米尔轧机辊系呈塔形分布在对称梅花膛孔式的机架内，这种辊系结构特点使得作用在工作辊上的轧制力可以呈扇形传递到机架上，使机架受力更为均匀［5］。此外，整体式的多面体机架形状，尽可能地减小了机架的纵向变形，在实现了轧机“零凸度”的同时，进一步提升了二十辊轧机控制精度及板形控制效果［6-7］。因此，二十辊森吉米尔轧机辊系载荷分布对于提高辊系稳定性、轧辊弹性变形及板形优化控制具有重要意义。
1.2、二十辊轧机辊系载荷计算模型
图2为二十辊轧机上辊系轧辊空间位置及载荷关系，结合二十辊轧机辊系结构特点，在以机架横、纵向中心线为坐标轴求解轧辊辊心位置的基础上，通过建立各层轧辊力学平衡方程，从而实现作用在不同方向上的轧辊载荷进行求解。
图3为静态平衡条件下工作辊的受力情况，在轧制载荷作用下工作辊静力平衡方程为：
由于张力与轧制力之间比值很小，因此可近似认为γ≈0°，则有一中间辊与工作辊之间的载荷方程为
式中，RSF为轧制力，t；FOS、FPS分别为上辊系轧辊O、P与工作辊S之间的作用力，t；Ten为前后张力差，t；γ为轧制力与机架（纵向）中线夹角，rad；ΦA、ΦB为一中间辊O、P与工作辊之间作用力夹角，rad。ΦA、ΦB与轧辊坐标（Xi，Yi）之间的关系为：
同理，推导出一中间辊与二中间辊之间的载荷方程
1.3、取向硅钢冷轧过程中的辊系载荷分布
表1为鞍钢30规格高磁感取向硅钢轧制工艺及轧线设定参数，基于二十辊轧机辊系载荷计算模型，对表1所示轧制工艺及辊系公称直径条件下各层轧辊载荷进行计算。以取向硅钢冷轧第1道次轧制为例，辊系各层轧辊载荷计算结果如表2所示。对比发现，各层轧辊中，以一中间辊所受载荷最高（约302t，占比65%），在高载荷作用下长期服役磨损最重，不利于板形控制，甚至会导致带钢板形恶化。因此，主要对载荷最高的一中间辊受力情况及变化规律进行计算分析。
2二十辊轧制辊系影响因素
2.1、辊系直径及调整参数影响
图4为轧线调整参数及辊径变化对一中间辊受力的影响。由图4（a）可知，随着压下增加、侧偏心量减小，一中间辊载荷增加，这是由于压下调整逐渐调整至闭合状态过程中，调整机构对辊系的“楔形效应”增强，工作辊与一中间辊之间的载荷作用角度增加，一中间载荷由301t增加至309t。相反，侧偏心量调整至闭合状态过程中，侧偏心调整对辊系“向内挤压效应”增强，工作辊与一中间辊之间载荷作用角度减小，一中间辊受到工作辊的载荷由302t降低至285t。同理，在辊系配置许用范围内，图4（b）所示的一中间辊载荷随着工作辊及一中间辊直径增加而降低，其原因在于辊径增加导致载荷作用角度减小的缘故。此外，在辊径比在1.60~1.65之间、压下量低于5或偏心调整量5~10条件下，相应一中间辊载荷可降低至300t以下。由此可见，通过采用合理的轧线调整模式和工作辊与一中间辊辊径比能够降低一中间辊载荷。
2.2、轧制参数影响
基于Bland-Ford轧制力模型对不同轧制厚度下的轧制力、轧线参数及一中间辊载荷变化进行计算，如图5所示。结果表明，取向硅钢冷轧第1道次轧制厚度由1.55mm减薄至1.40mm，轧制力由439t提高至471t。这种情况下，随着机架弹性变形增加，轧制线参数由5.29%增加至5.34%、压下调整参数则由4.19%增加至4.48%。在轧制力增加和轧线调整机构“楔形效应”的综合作用下，一中间辊载荷提高约21t。此外，在前、后张力差保持不变（20t）的条件下，O、P辊之间载荷差异保持在15.55t左右。
图6为张力差对应轧制力、轧线参数及一中间辊载荷变化。由图可以看出，随着前张力增加，取向硅钢轧制力由473t降低至459t。这种情况下，随着机架弹性变形减小，轧制线参数由5.34降低至5.32，压下调整参数则由4.43增加至4.41，一中间辊载荷则降低15t。同时，随着张力差增加，O、P辊之间载荷差异则由8.9t增加至21t。
3、取向硅钢可逆轧制工艺优化
在取向硅钢前3道次采用出侧闭乳、高载荷的往复式轧制模式下，易加剧轧辊出现不均匀性磨损，在造成轧辊辊形恶化和辊耗增加的同时，不利于带钢板形控制。因此，在取向硅钢时效轧制过程中，通过优化时效道次压下分配、前后张力差，优化轧线调整模式等方式降低轧辊载荷，从而减轻轧辊磨损。基于此，对30规格高磁感取向硅钢冷轧轧制压下量及张力差进行表3所示优化，结果表明，随着道次增加，一中间辊载荷由303t降低至237t，O、P辊载荷差则由19t减小至4t。
4、优化效果
图7为取向硅钢轧制工艺优化前后一中间辊载荷变化。
相比之下，在采用闭乳轧制、高载荷的时效道次工况条件下，通过降低各道次轧制厚度和增加张力差，可有效降低一中间辊载荷，降幅达13~25t，相应一中间辊使用周期提高8%左右。
5结论
（1）取向硅钢冷轧过程中，以一中间辊所受载荷最高，达302t，占比65%，在高载荷作用下长期服役磨损最重，不利于板形控制，甚至会导致带钢板形恶化。
（2）辊径比在1.60~1.65之间、压下量低于5或偏心调整量5~10条件下，一中间辊载荷约降低5~15t。在取向硅钢冷轧工艺优化过程中，应综合考虑一中间辊与工作辊辊径比、轧线参数、压下量分配及前后张力差对辊系载荷的影响。
（3）取向硅钢轧制工艺优化结果符合其冷轧工艺要求，采用降低时效道次压下量、适当提高张力差及优化轧线调整模式等方式，优化后各道次一中间辊载荷降低，最高达15t，轧辊使用周期可提高8%左右，同时有利于保证板形控制效果。
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