滾切式定尺剪的新型工藝布置探討

陳 曦 胡小卓 郝建偉

(中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司 北京100176)

·新設(shè)備新技術(shù)新產(chǎn)品·

滾切式定尺剪的新型工藝布置探討

陳 曦①胡小卓 郝建偉

(中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司 北京100176)

在中厚板剪切線(xiàn)中，滾切式定尺剪夾送輥及推尾裝置的布置存在一定問(wèn)題。本工藝布置將夾送輥與剪機(jī)本體脫開(kāi)并加大了兩者的距離，在它們之間加入一根輥道，從而給設(shè)備檢修和維護(hù)留出空間，并有利于短板的運(yùn)輸。推尾裝置由布置于夾送輥上，改為布置于剪機(jī)本體上，推尾形式由兩點(diǎn)式改為整體式，推尾功能得到優(yōu)化。

中厚板 滾切式定尺剪 夾送輥 推尾

1 剪切設(shè)備發(fā)展概述

在中厚板生產(chǎn)中，軋制后的鋼板需要根據(jù)用戶(hù)需要完成剪切工序，才能作為最終產(chǎn)品交給用戶(hù)。隨著軋機(jī)能力的不斷提升，剪切設(shè)備的能力往往對(duì)整條生產(chǎn)線(xiàn)工序能力的平衡至關(guān)重要[1]。

鋼板的切割根據(jù)布置形式可分為在線(xiàn)切割和離線(xiàn)切割，在線(xiàn)切割方式根據(jù)鋼板的剪切位置可分為切頭、分段、切尾、切邊、剖分、定尺和取樣。剪切設(shè)備按結(jié)構(gòu)形式可分為鍘刀剪、擺切剪、圓盤(pán)剪、滾切剪和液壓剪。

中國(guó)較早的中厚板廠基本都采用鍘刀剪進(jìn)行頭尾和定尺剪切，采用圓盤(pán)剪進(jìn)行切邊，剪切質(zhì)量和生產(chǎn)效率都處于較低水平。自20世紀(jì)90年代起，中國(guó)中厚板生產(chǎn)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，大部分新建的中厚板廠都采用了滾切剪。根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)不同，滾切剪又分為雙邊剪、剖分剪、切頭分段剪和定尺剪。使用滾切剪后，剪切線(xiàn)的能力和剪切質(zhì)量大幅度提高，也提高了整條生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)裝備水平。

2 滾切剪的特點(diǎn)

滾切剪是通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上剪刃沿下剪刃滾動(dòng)，可對(duì)鋼板進(jìn)行橫向和縱向剪切，剪切鋼板厚度可達(dá)50mm。滾切剪與一般斜剪刃剪機(jī)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：剪切質(zhì)量好、剪切劃傷和磨損小、可以保證鋼板的平直度、剪切效率高[2]。

1)滾切剪的上剪刃是半徑很大的圓弧形，在開(kāi)口度相同的情況下，滾切剪的剪刃行程比斜刀剪的行程小30%～40%，偏心半徑小，對(duì)剪切鋼板的壓彎變形小，剪切質(zhì)量好[3]。

2)滾切剪的上下剪刃間隙可根據(jù)鋼板厚度進(jìn)行調(diào)整，精度高，速度快，切口干凈毛刺小。

3)剪切效率高，最高可達(dá)30次/min。

4)滾切剪配有快速換剪刃裝置，換刀只需30min。

5)滾切剪機(jī)組采用計(jì)算機(jī)控制，鋼板運(yùn)送和長(zhǎng)度測(cè)量裝置由夾送輥和測(cè)長(zhǎng)輥組成，定尺系統(tǒng)精度高，使用維修方便。

圖1 國(guó)內(nèi)某5m寬厚板廠剪切線(xiàn)布置

1-滾切式切頭剪； 2-滾切式雙邊剪； 3-剖分剪； 4-滾切式定尺剪

3 滾切式定尺剪的工藝布置特點(diǎn)

定尺剪在剪切線(xiàn)中位于雙邊剪的下游，其作用是將鋼板剪切為所需要的長(zhǎng)度，當(dāng)鋼板需要取樣檢測(cè)時(shí)，也可由定尺剪切出試樣，再通過(guò)試樣輸送帶送至試樣剪切區(qū)，切下的頭尾廢料通過(guò)廢料輸送帶送至廢料間收集。

滾切式定尺剪與滾切式切頭分段剪在結(jié)構(gòu)和工藝布置上有很多相似之處，而不同之處有：

1)在定尺剪前，由于鋼板已完成切邊的工序，相對(duì)于輸送輥道是對(duì)中的狀態(tài)，需采用一套靠邊機(jī)構(gòu)將鋼板的固定側(cè)邊部靠緊在輥道的邊部擋板上。

2)定尺剪的剪切頻率大于切頭剪，主傳動(dòng)速度和主電機(jī)功率大于切頭剪。

3)定尺剪與切頭剪相比，增加了剪前夾送輥，可減少輥道與鋼板之間的相對(duì)滑動(dòng)，還增加了剪后測(cè)長(zhǎng)輥，都可用于對(duì)鋼板進(jìn)行精確測(cè)長(zhǎng)。在夾送輥上安裝了兩個(gè)壓輥，跟剪機(jī)上的機(jī)架輥配合，用于輸送鋼板頭部和尾部的短板。

4)推尾裝置不是安裝在機(jī)架面板上，而是分別安裝在夾送輥固定側(cè)和移動(dòng)側(cè)。

5)針對(duì)定尺剪，在定尺剪輸出輥道上增設(shè)定尺機(jī)，主要采用機(jī)械方式對(duì)鋼板進(jìn)行精確定尺測(cè)量和定位。

4 定尺剪區(qū)域常規(guī)工藝布置的問(wèn)題

圖2為國(guó)內(nèi)某5m寬厚板廠No.1定尺剪的工藝布置，是常規(guī)的布置方式，但這種布置存在一些問(wèn)題。

圖2 5m定尺剪常規(guī)布置

1-剪前靠邊； 2-輸入輥道； 3-固定側(cè)推尾； 4-換剪刃裝置； 5-非固定側(cè)推尾； 6-夾送輥； 7-機(jī)架輥； 8-定尺剪機(jī)架； 9-擺動(dòng)輥道； 10-試樣輸送帶； 11-廢料輸送帶； 12-輸出輥道； 13-定尺機(jī)

4.1 設(shè)備檢修困難

夾送輥距離定尺剪本體非常近，與剪機(jī)本體機(jī)架連為一體，剪機(jī)前的檢修空間非常狹小。檢修更換易損件時(shí)必須要拆卸剪機(jī)面板，而此種布置要求必須先拆除夾送輥，給檢修維護(hù)帶來(lái)很大的困難，增加了檢修維護(hù)時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。

由于要精確控制定尺剪前鋼板的位置和速度，剪機(jī)和夾送輥之間需布置一系列的檢測(cè)元件及攝像頭，空間頗為緊張，不便于在線(xiàn)觀察和檢修維護(hù)。一旦檢測(cè)元件工作狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題，需要停機(jī)才能進(jìn)行檢修，造成工時(shí)浪費(fèi)。

4.2 推尾裝置問(wèn)題

推尾裝置分別布置于固定側(cè)和移動(dòng)側(cè)夾送輥機(jī)架上，造成夾送輥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于檢查和維護(hù)。當(dāng)夾送輥不投入，即移動(dòng)側(cè)夾送輥不隨鋼板定寬時(shí)，推尾裝置也無(wú)法正常使用。

推尾結(jié)構(gòu)為兩點(diǎn)式，推尾功能過(guò)于簡(jiǎn)單，易造成尾料的推偏。

4.3 尾料的運(yùn)輸

對(duì)于短板的運(yùn)輸，只能靠機(jī)架輥和壓輥來(lái)保證，為單輥運(yùn)輸，輸送效果不佳。見(jiàn)圖3。

圖3 定尺剪常規(guī)布置—鋼板的運(yùn)輸

5 針對(duì)定尺剪區(qū)域的工藝布置優(yōu)化

定尺剪是剪切線(xiàn)的咽喉[4]，從工藝布置上進(jìn)行優(yōu)化，幫助提高定尺剪的生產(chǎn)節(jié)奏，可提升整條剪切線(xiàn)的效率。

在國(guó)內(nèi)某5m寬厚板二期工程中，對(duì)新建的No.2定尺剪區(qū)域的工藝設(shè)備布置進(jìn)行了優(yōu)化。圖4為針對(duì)No.2定尺剪的新型工藝布置，表1為No.2定尺剪主要工藝參數(shù)(與No.1定尺剪相同)。

圖4 5m定尺剪新型布置

1-剪前靠邊； 2-輸入輥道； 3-夾送輥； 4-定尺剪機(jī)架； 5-夾送輥； 6-整體式推尾； a-增加的一根輥道； 7-機(jī)架輥； 8-換剪刃裝置； 9-擺動(dòng)輥道； 10-試樣輸送帶； 11-廢料輸送帶； 12-輸出輥道； 13-定尺機(jī)

5.1 夾送輥與剪機(jī)本體脫開(kāi)

在夾送輥和剪機(jī)本體之間加入一根輸送輥道，夾送輥從剪機(jī)本體獨(dú)立出來(lái)，并采用單獨(dú)的機(jī)架。這種布置擴(kuò)大了剪機(jī)與夾送輥間的空間，剪機(jī)面板區(qū)域的檢修維護(hù)可獨(dú)立進(jìn)行，不需為此對(duì)夾送輥進(jìn)行拆裝。減少了檢修維護(hù)所需時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

表1 某廠5m定尺剪主要工藝參數(shù)

給剪機(jī)與夾送輥間的檢測(cè)元件留出檢修空間，并便于觀察檢修元件的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)元件需要檢修時(shí)，無(wú)需停機(jī)便可進(jìn)行維護(hù)。

5.2 推尾裝置和壓輥的調(diào)整

將推尾裝置和壓輥從夾送輥上移至剪機(jī)機(jī)架面板上，推尾設(shè)備與夾送輥完全脫開(kāi)，即使夾送輥不投入生產(chǎn)，推尾功能也能實(shí)現(xiàn)。

推尾機(jī)構(gòu)由兩點(diǎn)式改進(jìn)為整體式推尾，推尾功能更加實(shí)用、可靠，節(jié)省了推尾時(shí)間。

5.3 短板的運(yùn)輸

在機(jī)架輥和夾送輥之間增加的一根輸送輥道，對(duì)于短的鋼板，由機(jī)架輥和這根輥道共同運(yùn)輸，運(yùn)輸效果更好，見(jiàn)圖5。

圖5 定尺剪新型布置—鋼板的運(yùn)輸

6 結(jié)論

剪切設(shè)備是中厚板生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備，至今已經(jīng)歷了一系列的變革。在設(shè)計(jì)中，合理進(jìn)行設(shè)備布置是保證生產(chǎn)并提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，也是優(yōu)化生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。介紹的新型工藝布置，即增大定尺剪與剪前夾送輥的距離，在定尺剪和夾送輥間加入一根輸送輥道；將推尾裝置和壓輥移至剪機(jī)本體上，推尾裝置由兩點(diǎn)式改為整體式。在實(shí)際生產(chǎn)中，能一定程度上提高定尺剪的生產(chǎn)效率，并可減少檢修維護(hù)成本，可對(duì)剪切線(xiàn)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作起到積極作用，并能幫助提升中厚板廠整線(xiàn)的技術(shù)裝備水平。

[1]徐善敏.寶鋼5m寬厚板軋機(jī)剪切線(xiàn)設(shè)備與剪切質(zhì)量相關(guān)因素.寶鋼技術(shù),2005(2).

[2]鄒家祥.軋鋼機(jī)械.北京:冶金工業(yè)出版社(第二版),1989.

[3]李瑛.淺析滾切剪在中厚板廠的應(yīng)用.冶金標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2007(5).

[4]陳瑛.淺談中厚板車(chē)間的平面布置設(shè)計(jì).寬厚板,2007(5).

Discussion on New Process Layout of Rolling-cut Dividing Shear

Chen Xi Hu Xiaozhuo Hao Jianwei

(Capital Engineering and Research Incorporation Limited, Beijing 100176)

In the shearing line of medium heavy plate, there is some layout problem about pitch roll and tail-end kick-off device of rolling-cut dividing shear. This new layout separates the pitch roll from the shear housing and increases the space between them by putting a roller in. Therefore there is more space for inspecting and maintaining, and it’s benefit for transporting short plate. Tail-end rick-off device locates from pitch roll to shear housing, changes from two point type to whole type, and its function has been optimized.

Medium and heavy plate Rolling-cut dividing shear Pitch roll Rick-off device of tail end

陳曦，女，1982年出生，畢業(yè)于北京科技大學(xué)，碩士研究生，研究方向：材料加工工程

TG333.21

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2014.06.013

2014-07-12)