摘要：中厚板應(yīng)用廣泛，在鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)中占有重要地位，其中冷軋板因具備力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了大量市場(chǎng)。現(xiàn)介紹了中厚板剪切線的工藝流程及主要設(shè)備，詳細(xì)分析了滾切式雙邊剪及滾切式定尺剪的技術(shù)改進(jìn)措施。

　　關(guān)鍵詞：中厚板;精整線;工藝流程;技術(shù)改進(jìn)

　　0 引言

　　中厚板(6 mm≤厚度≤50 mm)在鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)中占有重要地位，主要用于建筑、機(jī)械、造船、石油、電力等行業(yè)，產(chǎn)品類別有橋梁用板、壓力容器鋼板、鍋爐鋼板等。

　　1 市場(chǎng)分析

　　據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)已有中厚板生產(chǎn)企業(yè)44家，近90條生產(chǎn)線，年產(chǎn)量超過(guò)1.2億t。隨著科技的不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)中厚板剪切線的精度要求逐漸提高。其中，熱軋板硬度低，雖然加工簡(jiǎn)單，但其機(jī)械性能遠(yuǎn)不及冷軋板。冷軋板表面光潔，尺寸精確，力學(xué)性能好，市場(chǎng)對(duì)冷軋板的需求大幅增加。

　　2 適用鋼板性能

　　中厚板剪切線生產(chǎn)適用的鋼材有以抗硫化氫腐蝕為代表的高等級(jí)鍋爐及壓力容器鋼板系列，以F40為代表的造船及海洋平臺(tái)用鋼板系列，以管線X80為代表的低合金高強(qiáng)度鋼板系列，低屈服比、高強(qiáng)韌性的高層建筑用鋼及橋梁用鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板以及經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)、余熱淬火、回火等熱處理的高附加值鋼板等。適用鋼板參數(shù)為：厚度6～25 mm;寬度1 500～5 000 mm;40 mm<板厚≤50 mm時(shí)，強(qiáng)度極限σb≤750 MPa，板厚≤40 mm時(shí)，σb≤1 200 MPa。

　　3 剪切線工藝流程及主要設(shè)備

　　3.1 工藝流程

　　中厚板剪切線工藝流程：冷床→輸送輥道→壓輥及推料尾裝置→滾切式切頭剪→擺動(dòng)輥道→輸送輥道→磁力對(duì)中裝置→激光劃線裝置→滾切式雙邊剪→輸送輥道→移動(dòng)側(cè)導(dǎo)板→夾送輥→滾切式定尺剪→定尺機(jī)→輸送輥道→堆垛。

　　3.2 主要設(shè)備

　　(1)輸送輥道：經(jīng)冷床運(yùn)過(guò)來(lái)的鋼板，再由輸送輥道送至滾切式切頭剪進(jìn)行板料的橫向切頭。輥道采用變頻調(diào)速電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，輥?zhàn)硬捎煤癖阡摴芎附咏Y(jié)構(gòu)，輥道架為焊接件。輸送輥道由輥?zhàn)印⑤S承座、輥道驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、輥道架、導(dǎo)板組成。

　　(2)滾切式切頭剪：二軸二偏心滾切式切頭剪位于輸送輥道的后端，用于剪切板材料頭，其結(jié)構(gòu)形式與滾切式定尺剪相同，其前端裝有壓輥及推料尾裝置，切完板尾的料頭被液壓缸推頭推下，通過(guò)溜槽，再由輸運(yùn)機(jī)運(yùn)送后進(jìn)入廢料箱。后置擺動(dòng)輥道，承接輸出的鋼板，因?yàn)殇摪寮羟袝r(shí)承受很大的向下剪切力，同時(shí)擺動(dòng)輥道下擺，可以明顯減小輥道的負(fù)載，保護(hù)輥道軸承。

　　(3)磁力對(duì)中裝置：裝置機(jī)架為焊接結(jié)構(gòu)，機(jī)架上裝有磁力小車，操作工按照激光投影線操作磁力小車，對(duì)中找正鋼板，使兩邊的邊條寬度大致相同，而且鋼板的毛邊不得超出兩側(cè)外邊的投影線，當(dāng)超出時(shí)應(yīng)修正成品板寬度，重調(diào)激光劃線及雙邊的開(kāi)口度。

　　(4)滾切式雙邊剪：用于經(jīng)切頭剪切掉料頭的板材進(jìn)行二次切邊及碎邊，其剪架結(jié)構(gòu)形式為三軸三偏心，切邊剪占用兩偏心軸，碎邊采用一個(gè)偏心軸，通過(guò)控制連桿來(lái)控制其剪切軌跡，所以滾切式雙邊剪在切邊的同時(shí)進(jìn)行碎邊，一個(gè)剪切動(dòng)作中切邊和碎邊同時(shí)完成。

　　(5)滾切式定尺剪：用于剪切經(jīng)雙邊剪切掉雙邊的單張鋼板，對(duì)鋼板進(jìn)行切頭、切定尺、切試樣、切尾，使板長(zhǎng)尺寸準(zhǔn)確。前端放置夾送輥，把鋼板夾送至定尺剪進(jìn)行切定尺。

　　(6)定尺機(jī)：通過(guò)標(biāo)尺滑道上的定尺小車，配合滾切式定尺剪完成對(duì)鋼板長(zhǎng)度方向的測(cè)量。

　　4 設(shè)備結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)

　　滾切剪是在中厚板剪切設(shè)備發(fā)展過(guò)程中形成的大型中厚板剪切設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)的滾切剪主要有機(jī)械式和液壓式兩種形式，其中機(jī)械式滾切剪分為斜楔調(diào)整式和偏心軸調(diào)整式。國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品主要為斜楔調(diào)整式滾切剪，而從國(guó)外引進(jìn)的為偏心軸調(diào)整式滾切剪。液壓驅(qū)動(dòng)的滾切式雙邊剪由于產(chǎn)品性能原因，未能得到大面積推廣。

　　4.1 滾切式雙邊剪

　　滾切式雙邊剪本體由固定剪和移動(dòng)剪、寬度調(diào)整裝置、中部支承輥、剪刃更換裝置等組成。固定剪不動(dòng)，移動(dòng)剪則與固定剪相對(duì)布置，放置在寬度調(diào)整裝置上，當(dāng)剪切不同寬度的鋼板時(shí)，可通過(guò)寬度調(diào)整裝置調(diào)整移動(dòng)剪的位置，以滿足不同寬度鋼板切邊的需要。雙邊剪機(jī)架前后設(shè)有夾送輥，在剪切時(shí)輸送鋼板，移動(dòng)側(cè)的夾送輥隨移動(dòng)剪一起進(jìn)行位置調(diào)整。

　　固定剪和移動(dòng)剪內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為三軸三偏心式滾切剪，其中入口兩根偏心軸用于切邊，出口偏心軸用于碎邊。兩側(cè)剪機(jī)均包括前后機(jī)架裝配、主減速器及主傳動(dòng)裝置、上刀架裝配、主刀剪刃間隙調(diào)整裝置、退刀裝置、拉緊裝置、壓板裝置、上刀架平衡裝置、廢邊導(dǎo)向裝置、碎邊剪裝配及其間隙調(diào)整裝置、機(jī)上平臺(tái)、廢料溜槽、入口及出口夾送輥、所有機(jī)上配管、電氣支架等。

　　主減速箱為三級(jí)傳動(dòng)，由箱體、齒輪、齒輪軸、曲軸及面板組成。箱體由焊接結(jié)構(gòu)制成，高速軸、低速軸全部由滾動(dòng)軸承支承。主減速箱上、下箱體用液壓預(yù)應(yīng)力拉桿連接在一起。

　　主減速箱裝在剪機(jī)的兩側(cè)機(jī)架上，每側(cè)由2臺(tái)主電機(jī)各傳動(dòng)1根輸入軸，并嚙合同一齒輪，將動(dòng)力傳輸至曲軸上。主電機(jī)與主減速器之間由帶制動(dòng)盤的鼓形齒安全聯(lián)軸器連接，每個(gè)聯(lián)軸器的制動(dòng)盤處裝有一個(gè)液壓制動(dòng)器。當(dāng)過(guò)載剪切時(shí)，由電氣控制主機(jī)斷電，制動(dòng)器隨即將主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)。固定側(cè)及移動(dòng)側(cè)各采用2臺(tái)交流變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，4臺(tái)電機(jī)采用電氣同步方式同步運(yùn)轉(zhuǎn)。每臺(tái)主電機(jī)帶2臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)，電機(jī)尾部帶編碼器。

　　傳統(tǒng)的切邊設(shè)備多為圓盤式雙邊剪，上下剪刃為圓盤結(jié)構(gòu)，其不間斷圓周式剪切的工作形式，對(duì)其兩端的剪刃裝配精度要求極高，而剪切出來(lái)的板材受其裝配精度的限制，多出現(xiàn)“鐮刀彎”現(xiàn)象，而且對(duì)于偏厚的板材，其剪切能力也有限。滾切式雙邊剪很好地解決了問(wèn)題，其步進(jìn)式滾切方式，等于在每一次剪切過(guò)程中糾偏，防止“鐮刀彎”現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　4.2 滾切式定尺剪

　　定尺剪以前多采用鍘刀式剪切方式，通常為液壓驅(qū)動(dòng)形式或電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式，其結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但鍘刀式剪切要比滾切施加更大的力矩，對(duì)其架體和剪刃的受力極大，因此，鍘刀式剪切方式具有使用壽命短、剪刃磨損快等缺點(diǎn)。而滾切式定尺剪改進(jìn)為二軸二偏心滾切式定尺剪，裝有弧形上刀片的上刀架，在具有相同相位角和偏心半徑的兩個(gè)曲軸及連桿的帶動(dòng)下，在控制桿的約束中，上刀片沿一個(gè)水平基面實(shí)現(xiàn)理想的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，將鋼板剪斷。該基面比水平固定的下刀片略低約5 mm，成品板材切口光潔、無(wú)彎曲。機(jī)架則為焊接結(jié)構(gòu)的閉式機(jī)架。用地腳螺栓固定在地基上，作為整個(gè)設(shè)備的主體。機(jī)架的前下部與下刀架把合，前上部與前面板連接，后部與齒輪箱把合，尾部與主電機(jī)的平臺(tái)連接成一體。閉式機(jī)架的優(yōu)點(diǎn)在于很好地承載并分切上剪架施加的向下剪切力，使其設(shè)備使用壽命大大延長(zhǎng)。

　　為了保證剪切質(zhì)量，對(duì)于不同厚度的鋼板及材質(zhì)，在剪切前必需調(diào)整上、下剪刃側(cè)隙。剪刃側(cè)隙調(diào)整裝置由一個(gè)帶變頻調(diào)速電機(jī)的齒輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)4個(gè)升降機(jī)進(jìn)行升降，前面板與上刀架之間鑲有4個(gè)自潤(rùn)滑板，在前面板上裝有彈簧，靠彈簧上的壓板始終與上刀架自潤(rùn)滑板接觸，以保證上刀架的無(wú)隙導(dǎo)向，升降機(jī)連接的斜楔塊則實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)別間隙調(diào)整，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，剪刃間隙值約為待切板厚的1/10，既可以保證切口光滑，又能減小剪刃磨損量。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　滾切剪是中厚板剪切線上極為重要的設(shè)備，現(xiàn)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造滾切剪的水平已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際同行業(yè)水準(zhǔn)，但在電氣元件及電控方面還比較落后，所以在設(shè)備自動(dòng)控制的精度和可靠性方面仍有改進(jìn)的空間。我國(guó)是工業(yè)設(shè)備制造大國(guó)，對(duì)滾切剪的需求量很大，相關(guān)人員要加強(qiáng)研究開(kāi)發(fā)工作，不斷創(chuàng)新，相信不久國(guó)內(nèi)的滾切剪設(shè)計(jì)制造水平可以遠(yuǎn)超國(guó)外。

　　作者：張卓

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