中厚板剪切工艺的研究与优化

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摘 要 随着中厚板轧钢自动化的实现，各种指标也已经基本固定，各种指标和实物质量也越来越多的向精整靠拢，中厚板精整工艺显得越来越重要。影响中厚板质量最直接的因素就是剪切工序造成的质量问题，本文通过新旧剪切设备的对比以及对常见剪切缺陷的整理汇总，找到了解决中厚板常见质量缺陷和问题的方法，并最终形成了解决中厚板实物质量的结论。

关键词 中厚板；不平度；圆盘剪；定尺剪

中图分类号TG33 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）107-0194-02

0 引言

目前各地的中厚板轧机都已经基本实现了轧制自动化，各种指标也已经基本固定，但现在大部分中厚板厂精整工艺却仍然没有实现机械自动化，人的因素对精整工艺的影响很大，影响精整最终质量的两个重要岗位分别是双边剪、定尺剪。

1各岗位担负的质量职责

1.1双边剪以圆盘式双边剪和滚切式双边剪为主

1）双边剪主要是用来剪切中厚板纵向边部，主要分为圆盘式双边剪和滚切式双边剪。

圆盘式双边剪因为是两对圆盘刀片在旋转中进行剪切钢板，圆盘剪剪下的板边则由经过板边溜槽到达碎边剪进行碎断。圆盘剪结构简单，能够剪切运动中的钢板，适合较长的钢板剪切。上下两片剪刃间必须保留一定的轴向间隙和径向间隙，这样才能够保证断面质量不存在贴肉和毛刺的现象。薄钢板的剪刃间隙都较小，厚钢板的剪刃间隙也都较大，轴向间隙越大则剪切时越容易出现塌边缺陷。

2）双边剪的技术

（1） 宽度公差全部要求正公差，为了节约成本，防止金属流失采取微正差剪切工作；

（2） 镰刀弯应不大于实际长度的0.2%。钢板的镰刀弯及切斜应受限制，应保证钢板订货尺寸的最小矩形。

2.2定尺剪以铡刀剪和滚切剪为主

1）铡刀剪的构造

（1）铡刀剪是上剪刃为一端大一端小的构造，剪切钢板时上剪床垂直下落，大的一端先接触到钢板进行剪切，小的一端则等前面的剪切完毕后最后进行剪切；

（2） 铡刀剪结构简单，使用寿命长，但精度较低、剪刃回程时间长、剪切效率低等原因逐渐被淘汰。

2）滚切式定尺剪的构造

上剪刃是圆弧形状，剪切过程如右图，因为该剪刃是圆弧形状，在剪切过程中是滚切的，所以每一点的上下剪刃间隙重合量是相等的，现在大部分中厚板生产厂也都使用此剪切机进行生产。

3）定尺剪产生的缺陷

（1） 钢板在进行分断时尾部会受到上剪床的压力向下弯曲，直到剪断才停止如图1，因此会呈现一个拱形不平度的缺陷即下扣的缺陷如图2；

（2）反之，钢板的尾部则会受到下剪床给它的一个向上的反作用力，也就造成了钢板头部上翘的缺陷。

3对剪切工艺的缺陷进行探索

3.1尺寸不合的解决办法

3.1.1尺寸不合分为宽度不足和长度不合

现在所有中板厂都采取微正差剪切，但往往操作工无法把握冷热收缩量造成尺寸不合。解决的办法就是分别在圆盘剪和定尺剪前增加测温仪，操作工根据温度适当选择热状态的放尺量，当剪切温度大于100℃时，划线操作必须考虑钢板的收缩量。钢板长度收缩量Δl可以用下式计算：

式中：K-膨胀系数，当t≤ 300℃时，K=1.0×10-5

t-钢板温度与室温差

B-钢板宽度

3.2精整剪切工艺最难以解决的还是剪切不平度缺陷

3.2.1剪切不平度的原因

1）剪切不平度超标的情况多存在于使用圆盘剪的中板厂，形成的原因是因为圆盘剪剪切塌边严重；

2）对圆盘剪剪切的钢板再经过定尺剪剪切后应力释放导致剪切不平度的产生。

3.2.2解决剪切不平度的方法

1）解决的办法一是将圆盘剪改造为滚切剪，滚切剪剪切过程剪刃与钢板基本上没有产生滑动，因此塌边较小，也没有残余应力；

2） 方法一改造的费用较高，周期较长，对于小型的钢厂则可以使用专用的压弯机将钢板的不平度压平。原理是使用与钢板不平度方向相反的两个模具进行压力加工，以达到压平钢板的目的。

3.3 剪切钢板非矩形面的原因及分析

3.3.1剪切断面非矩形的原因

1）圆盘剪区域造成的非矩形。

圆盘剪由四片剪刃组成，四片剪刃剪切时速度必须一致，而且直径必须相同，因此每次圆盘剪剪刃都是要四片同时更换。如果速度不一样则钢板会走偏，这个原因多为圆盘剪直径不一致、磨损程度不一致，或者电机转速不一至。

圆盘剪剪切后的板边需要经过碎边剪分断后才可以经板边溜槽输送至板边坑，因此两侧的碎边剪速度快慢直接影响着钢板的矩形尺寸，碎边剪与圆盘剪一样要求有相同的剪切速度和剪刃尺寸。

2）定尺剪区域造成非矩形。

定尺剪剪切钢板时如果钢板的输送辊道仍然在转动，那么就有可能会造成钢板切斜，造成非矩形。还有一种可能是在剪切前钢板在辊道运输中钢板已经倾斜，导致钢板在剪切后呈平行四边形。

3.3.2剪切断面非矩形原因的对策

1）针对圆盘剪区域产生非矩形的原因，笔者提出圆盘剪两侧圆盘剪由两台电机转换为使用一台电机经同步轴同步后转速可以达到一致。剪刃更换时必须四片同时更换，防止剪刃磨损不均匀造成线速度不一致。碎边剪也是同样的道理采取一台电机经同步轴同步后达到同样转速，碎边剪更换时也是要更换全套碎边剪剪刃；

2）而定尺剪区域产生的非矩形则在定尺前可以增加一台靠尺，靠尺一方面可以显示钢板长度，另一方面可以使用对板推钢机将钢板推送到靠尺位置，这样修正了钢板在运输过程中的倾斜现象，同时在定尺剪与辊道增加限位，这样保证了在剪切时辊道不会转动，也可以避免撞剪刃事故的发生。

4结论

笔者对中厚板精整工艺进行了详细的研究，对中厚板厂常见的剪切缺陷进行了原因分析。并对中板厂不同的剪切机进行了对比，鼓励大中型中厚板厂在日后的生产中使用滚切剪进行切纵边操作。对小型的中厚板厂则提出增加价格低廉的压弯机的构思路线，能够满足小型中厚板厂的实际生产。对常见钢板剪切非矩形进行了原因分析并提出了切实可行的解决方案，对中厚板厂解决剪切矩形问题具有参考意义。

参考文献

[1]张景进，李阳，杨振东，付俊薇.中厚板生产[M].冶金工业出版社，2005：123-138.

[2]罗祯伟，宋建桥.滚切式双边剪与圆盘剪技术分析[J].宽厚板，2004，10（3）：29-32.