連退薄規格超深沖鋼切邊工藝研究和改進

劉世偉

摘 要：本文介紹了邯鋼連退線切邊系統，針對薄規格超深沖鋼切邊邊浪發生機理進行研究，并針對該邊浪問題對切邊系統進行優化和改進。

關鍵詞：無驅動剪切；薄規格超深沖鋼切邊；切邊邊浪

中圖分類號：TG333.21 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0074-02

1 引言

隨著河鋼集團進軍高端汽車面板市場，高端客戶開始采用2080mm連退線生產的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，對產品表面質量和邊部質量的要求更加嚴格。但薄規格超深沖鋼切邊邊浪缺陷成為影響冷軋產品表面質量的頑疾，嚴重影響連續退火生產線高質量表面產品的生產，同時也極大地影響了產量。

2 邯鋼連退線切邊剪系統簡介

連退線圓盤剪設備圖1所示，邯鋼連退線切邊剪為高精度回轉式雙頭圓盤剪，縱向連續剪切帶鋼邊部，提供精確的帶鋼寬度及高的邊部質量。該圓盤剪設計為無驅動剪切，既拉剪。拉剪圓盤剪在剪切過程中是被動的，刀軸不用電機驅動，依靠切邊剪前后張緊裝置來提供拉力進行剪切。

轉塔型剪切單元，可快速更換剪刃。帶自動設定系統，可快速精確將剪刃間隙及搭接量調整到設定值。絲桿型的寬度調節系統保證兩側轉塔同步進退，可快速精確調整剪切寬度。

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

3 薄規格超深沖鋼切邊邊浪產生機理

連退線薄規格超深沖鋼生產經常發生邊浪等切邊缺陷。這需要從原理上分析邊浪產生的原因。首先了解切邊剪剪切時板帶的變形過程，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動逐漸減小，中間的板帶被刀片不斷地切入，使板帶材料經由彈性變形、塑性變形和斷裂等一系列復雜階段而最終完成剪切[1]。

切邊邊浪的實質是由于板帶邊部的某些區域所受的瞬時力超過了板帶材料的屈服強度而導致局部塑性變形，外力消失后變形無法恢復，外觀表現為邊浪。邊浪出現的實質就是要分析圓盤剪剪切時板帶邊部的受力情況。

結合生產實際情況，無驅動剪切時，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動切邊剪，在薄規格超深沖鋼，由于薄規格前后張力較小導致帶鋼邊部受力會小于材料的屈服強度，這就會引起邊浪缺陷。同時薄規格超深沖鋼間隙值較大也會導致切邊邊浪。同時當圓盤剪刀片端面有軸向跳動時，摩擦力M會大大增強，從而導致帶鋼邊部向下發生塑性變形而出現邊浪[2]。

4 薄規格超深沖鋼切邊邊浪整改措施

根據分析出的原因，從在無驅動剪切下，調整切邊張力、優化切邊間隙值、優化間隙值標定方法、減少設備震動等方面來減少邊浪的產生[3]。

4.1 薄規格超深沖鋼切邊前后張力優化

該研究的薄規格超深沖鋼（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行計算得出，最終得出的前后張力和原先二級系統中張力比較，增加20%，同時將該優化后值在實際剪切中試樣，效果良好，邊浪發生機率明顯減少。

4.2 薄規格超深沖鋼切邊間隙值優化

將DC04鋼種以上軟鋼并且厚度小于0.8mm，經過現場多次調試設定間隙值，確定最優間隙值為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 薄規格超深沖鋼間隙值標定方法優化

（現專門針對0.8mm以下厚度進行精準間隙標定方法，間隙精確度可以控制在0.01mm以內）。剪刃間隙gap標定方法：將在備用側新換的剪刃搭接量手動打的閉合狀態，再將間隙手動調到汽車板常用剪切設定值a，調整時觀察剪刃不要有碰損。此時用塞尺該規格a對剪刃間隙測量，如塞尺能略微夾緊通過，而大于該規格a+0.01規格的塞尺又不能通過，之后測量者手動轉動剪刃一圈，進行六個位置來檢測兩剪刃之間的側間隙，都是上訴情況，此時不用標定間隙。如大于該規格a+0.01規格能通過，就手動逐漸關閉間隙，直到大于該規格a+0.01規格不能通過，而該規格a能通過剪刃間隙，此時再旋轉六點測量，都是該規格a能通過，將該實際間隙標定為該規格amm。

4.4 包角輥震動整改和切邊溜槽晃動整改

包角輥震動整改，改善前帶鋼切邊速度在300以上時，切邊后包角輥震動厲害，肉眼可見較大震動；改善措施：對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構，來減少震動；改善效果：高速切邊時包角輥無肉眼可見震動。

邊溜槽晃動整改，改善前：切邊溜槽晃動易和剪刃摩擦導致剪刃不旋轉；改善措施：優化為焊接位置擋板固定溜槽位置，對切邊溜槽原單螺栓固定結構，優化為焊接位置擋板固定溜槽位置，來預防溜槽晃動。改善效果：溜槽無移位情況發生。

5 結語

為了解決連退線薄規格超深沖鋼易發邊浪等切邊缺陷，通過分析邊部剪切受力情況和外部條件影響，最終優化切邊前后張力提高20%、優化切邊間隙值到最佳、優化超深沖鋼間隙值標定方法來提高間隙精確度到0.01mm以內、整改包角輥震動和切邊溜槽晃動問題，使得薄規格超深沖鋼切邊邊浪發生率減少，獲得較好的冷軋板帶剪邊質量，進一步提高了冷軋汽車板進入更高層汽車廠家的實力。

參考文獻

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

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

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