連退薄規(guī)格超深沖鋼切邊工藝研究和改進(jìn)

劉世偉

摘 要：本文介紹了邯鋼連退線切邊系統(tǒng)，針對(duì)薄規(guī)格超深沖鋼切邊邊浪發(fā)生機(jī)理進(jìn)行研究，并針對(duì)該邊浪問題對(duì)切邊系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：無驅(qū)動(dòng)剪切；薄規(guī)格超深沖鋼切邊；切邊邊浪

中圖分類號(hào)：TG333.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）10-0074-02

1 引言

隨著河鋼集團(tuán)進(jìn)軍高端汽車面板市場(chǎng)，高端客戶開始采用2080mm連退線生產(chǎn)的0.65mm厚度的DC05冷軋板作為其汽車頂蓋用板，該部件為汽車用板中“四門兩蓋一頂”的汽車面板，對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和邊部質(zhì)量的要求更加嚴(yán)格。但薄規(guī)格超深沖鋼切邊邊浪缺陷成為影響冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量的頑疾，嚴(yán)重影響連續(xù)退火生產(chǎn)線高質(zhì)量表面產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時(shí)也極大地影響了產(chǎn)量。

2 邯鋼連退線切邊剪系統(tǒng)簡介

連退線圓盤剪設(shè)備圖1所示，邯鋼連退線切邊剪為高精度回轉(zhuǎn)式雙頭圓盤剪，縱向連續(xù)剪切帶鋼邊部，提供精確的帶鋼寬度及高的邊部質(zhì)量。該圓盤剪設(shè)計(jì)為無驅(qū)動(dòng)剪切，既拉剪。拉剪圓盤剪在剪切過程中是被動(dòng)的，刀軸不用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，依靠切邊剪前后張緊裝置來提供拉力進(jìn)行剪切。

轉(zhuǎn)塔型剪切單元，可快速更換剪刃。帶自動(dòng)設(shè)定系統(tǒng)，可快速精確將剪刃間隙及搭接量調(diào)整到設(shè)定值。絲桿型的寬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保證兩側(cè)轉(zhuǎn)塔同步進(jìn)退，可快速精確調(diào)整剪切寬度。

剪刃直徑315mm，剪刃厚度最大40mm，最小20mm。寬度調(diào)整范圍550～2400mm；剪刃間隙可調(diào)范圍0～0.5mm，搭接量可調(diào)范圍-0.65～7mm。寬度調(diào)整約需12秒，換刀時(shí)間約60秒。每個(gè)轉(zhuǎn)塔各有兩組去毛刺輥，位于剪刃出口側(cè)，用于去除因切邊產(chǎn)生的邊部毛刺。

3 薄規(guī)格超深沖鋼切邊邊浪產(chǎn)生機(jī)理

連退線薄規(guī)格超深沖鋼生產(chǎn)經(jīng)常發(fā)生邊浪等切邊缺陷。這需要從原理上分析邊浪產(chǎn)生的原因。首先了解切邊剪剪切時(shí)板帶的變形過程，如圖2所示。板帶的剪切過程就是上下圓盤剪刀片的刃口距離隨著刀盤不斷轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，中間的板帶被刀片不斷地切入，使板帶材料經(jīng)由彈性變形、塑性變形和斷裂等一系列復(fù)雜階段而最終完成剪切[1]。

切邊邊浪的實(shí)質(zhì)是由于板帶邊部的某些區(qū)域所受的瞬時(shí)力超過了板帶材料的屈服強(qiáng)度而導(dǎo)致局部塑性變形，外力消失后變形無法恢復(fù)，外觀表現(xiàn)為邊浪。邊浪出現(xiàn)的實(shí)質(zhì)就是要分析圓盤剪剪切時(shí)板帶邊部的受力情況。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，無驅(qū)動(dòng)剪切時(shí)，剪切拉力全部靠前后張力裝置提供。該連退線切邊剪為無驅(qū)動(dòng)切邊剪，在薄規(guī)格超深沖鋼，由于薄規(guī)格前后張力較小導(dǎo)致帶鋼邊部受力會(huì)小于材料的屈服強(qiáng)度，這就會(huì)引起邊浪缺陷。同時(shí)薄規(guī)格超深沖鋼間隙值較大也會(huì)導(dǎo)致切邊邊浪。同時(shí)當(dāng)圓盤剪刀片端面有軸向跳動(dòng)時(shí)，摩擦力M會(huì)大大增強(qiáng)，從而導(dǎo)致帶鋼邊部向下發(fā)生塑性變形而出現(xiàn)邊浪[2]。

4 薄規(guī)格超深沖鋼切邊邊浪整改措施

根據(jù)分析出的原因，從在無驅(qū)動(dòng)剪切下，調(diào)整切邊張力、優(yōu)化切邊間隙值、優(yōu)化間隙值標(biāo)定方法、減少設(shè)備震動(dòng)等方面來減少邊浪的產(chǎn)生[3]。

4.1 薄規(guī)格超深沖鋼切邊前后張力優(yōu)化

該研究的薄規(guī)格超深沖鋼（厚度小于0.8mm，鋼種為DC04及以上軟鋼），在切邊前后張力推算切邊剪切力，切邊最小剪切力可以按照諾沙里公式進(jìn)行計(jì)算得出，最終得出的前后張力和原先二級(jí)系統(tǒng)中張力比較，增加20%，同時(shí)將該優(yōu)化后值在實(shí)際剪切中試樣，效果良好，邊浪發(fā)生機(jī)率明顯減少。

4.2 薄規(guī)格超深沖鋼切邊間隙值優(yōu)化

將DC04鋼種以上軟鋼并且厚度小于0.8mm，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)多次調(diào)試設(shè)定間隙值，確定最優(yōu)間隙值為a=厚度*0.05，觀察切邊效果為最佳，金屬完全斷裂，光潔整齊且無毛刺。

4.3 薄規(guī)格超深沖鋼間隙值標(biāo)定方法優(yōu)化

（現(xiàn)專門針對(duì)0.8mm以下厚度進(jìn)行精準(zhǔn)間隙標(biāo)定方法，間隙精確度可以控制在0.01mm以內(nèi)）。剪刃間隙gap標(biāo)定方法：將在備用側(cè)新?lián)Q的剪刃搭接量手動(dòng)打的閉合狀態(tài)，再將間隙手動(dòng)調(diào)到汽車板常用剪切設(shè)定值a，調(diào)整時(shí)觀察剪刃不要有碰損。此時(shí)用塞尺該規(guī)格a對(duì)剪刃間隙測(cè)量，如塞尺能略微夾緊通過，而大于該規(guī)格a+0.01規(guī)格的塞尺又不能通過，之后測(cè)量者手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)剪刃一圈，進(jìn)行六個(gè)位置來檢測(cè)兩剪刃之間的側(cè)間隙，都是上訴情況，此時(shí)不用標(biāo)定間隙。如大于該規(guī)格a+0.01規(guī)格能通過，就手動(dòng)逐漸關(guān)閉間隙，直到大于該規(guī)格a+0.01規(guī)格不能通過，而該規(guī)格a能通過剪刃間隙，此時(shí)再旋轉(zhuǎn)六點(diǎn)測(cè)量，都是該規(guī)格a能通過，將該實(shí)際間隙標(biāo)定為該規(guī)格amm。

4.4 包角輥震動(dòng)整改和切邊溜槽晃動(dòng)整改

包角輥震動(dòng)整改，改善前帶鋼切邊速度在300以上時(shí)，切邊后包角輥震動(dòng)厲害，肉眼可見較大震動(dòng)；改善措施：對(duì)原先為單支架形的切邊后包角輥，增加支架形成三角形固定結(jié)構(gòu)，來減少震動(dòng)；改善效果：高速切邊時(shí)包角輥無肉眼可見震動(dòng)。

邊溜槽晃動(dòng)整改，改善前：切邊溜槽晃動(dòng)易和剪刃摩擦導(dǎo)致剪刃不旋轉(zhuǎn)；改善措施：優(yōu)化為焊接位置擋板固定溜槽位置，對(duì)切邊溜槽原單螺栓固定結(jié)構(gòu)，優(yōu)化為焊接位置擋板固定溜槽位置，來預(yù)防溜槽晃動(dòng)。改善效果：溜槽無移位情況發(fā)生。

5 結(jié)語

為了解決連退線薄規(guī)格超深沖鋼易發(fā)邊浪等切邊缺陷，通過分析邊部剪切受力情況和外部條件影響，最終優(yōu)化切邊前后張力提高20%、優(yōu)化切邊間隙值到最佳、優(yōu)化超深沖鋼間隙值標(biāo)定方法來提高間隙精確度到0.01mm以內(nèi)、整改包角輥震動(dòng)和切邊溜槽晃動(dòng)問題，使得薄規(guī)格超深沖鋼切邊邊浪發(fā)生率減少，獲得較好的冷軋板帶剪邊質(zhì)量，進(jìn)一步提高了冷軋汽車板進(jìn)入更高層汽車廠家的實(shí)力。

參考文獻(xiàn)

[1]楊必祥，侯中勇，陳志康.冷軋板帶邊部剪切質(zhì)量的控制和研究[A].中國金屬學(xué)會(huì).第七屆（2009）中國鋼鐵年會(huì)大會(huì)論文集（中）[C].中國金屬學(xué)會(huì)，2009：6.

[2]王平.冷軋鋁板帶切邊浪形成因分析及其改進(jìn)措施[J].有色設(shè)備，2009，（03）：8-11.

[3]屈群，李嵐萍，尹剛.圓盤剪及前后設(shè)備對(duì)帶鋼邊部質(zhì)量的影響[J].中國重型裝備，2009，（04）：42-44.