多切分軋制冷剪機(jī)剪切質(zhì)量的改進(jìn)措施

喬 輝，吳靜仁，張玉金

（中天鋼鐵集團(tuán)有限公司第六軋鋼廠 江蘇 常州 213000）

冷剪機(jī)是棒材軋制生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，其設(shè)備運(yùn)行情況直接關(guān)系到軋鋼生產(chǎn)的連續(xù)性。中天特鋼第六軋鋼廠1#線為年產(chǎn)100萬(wàn)t優(yōu)質(zhì)棒材生產(chǎn)線，冷剪機(jī)是由馬鞍山致呈機(jī)電有限公司生產(chǎn)制造，于2013年1月完成調(diào)試并用于生產(chǎn)。該冷剪機(jī)最大剪切力：8330KN，剪刃有效寬度1300mm。隨著鋼鐵市場(chǎng)需求，六軋廠經(jīng)過(guò)多次工藝以及設(shè)備攻關(guān)，目前滿足單線、雙線、三切分、四切分螺紋鋼軋制能力，產(chǎn)品規(guī)格覆蓋面較廣。其中14螺四切分軋制因?yàn)樘岙a(chǎn)需要，前區(qū)軋制設(shè)備瓶頸已解決，目前主要受限于850t冷剪機(jī)剪切。冷剪機(jī)剪切產(chǎn)生的異常情況直接造成非定尺偏多，影響產(chǎn)品成才率。因此本文主要針對(duì)六軋廠多切分軋制時(shí)出現(xiàn)的剪切問(wèn)題進(jìn)行原因分析，并提出可實(shí)施的改進(jìn)措施[1]。

1 冷剪機(jī)剪切工況

1.1 冷剪剪切的工作原理

冷剪剪切由上下剪刃的配合動(dòng)作產(chǎn)生剪切應(yīng)力。上下剪刃安裝在對(duì)應(yīng)的刀座上，并由專用安裝小車將刀座送進(jìn)燕尾槽中。其中下剪刃固定，而上剪刃可隨著銅滑塊一體上下運(yùn)動(dòng)，即在冷剪機(jī)接受到剪切信號(hào)時(shí)，經(jīng)電機(jī)、減速箱、飛輪、制動(dòng)器、離合器共同協(xié)調(diào)動(dòng)作，上剪刃與下剪刃因存在側(cè)面間隙，軋件在該區(qū)域內(nèi)形成剪切應(yīng)力從而完成軋件的剪切工作。

1.2 冷剪剪切質(zhì)量問(wèn)題分析

在六軋廠前期軋制多切分規(guī)格時(shí)，尤其是φ14四切分，冷剪機(jī)在剪切過(guò)程中頻繁的出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響成材率。質(zhì)量問(wèn)題主要體現(xiàn)在剪切彎頭、毛刺。其中又以彎頭現(xiàn)象較為突出。在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤與實(shí)際問(wèn)題匹對(duì)分析后，確定主要問(wèn)題源頭在以下幾個(gè)方面：①剪刃間隙調(diào)整不當(dāng)，間隙過(guò)大會(huì)產(chǎn)生尖銳的毛刺、彎頭；②多切分軋制時(shí)堆疊剪切嚴(yán)重，相較于目前六軋1#線φ14四切分軋制產(chǎn)量，冷剪剪切能力雖有余量但仍存在不足，軋件通常在剪切位置會(huì)出現(xiàn)2層～3層堆疊，大概率出現(xiàn)彎頭現(xiàn)象；③剪切溫度較高，在生產(chǎn)很順利的情況下大冷床來(lái)不及冷卻，軋件在剪切位置溫度仍達(dá)到400℃以上，此時(shí)剪切時(shí)軋件塑性變大，出現(xiàn)彎頭。

2 多切分軋制后剪切質(zhì)量問(wèn)題的改進(jìn)措施

螺紋鋼剪切毛刺、彎頭嚴(yán)重的影響了成品的質(zhì)量，甚至因?yàn)槟骋环矫嬖蚴杪赡軙?huì)造成異議產(chǎn)品的流出，影響到公司品牌。因此怎樣提高冷剪機(jī)剪切質(zhì)量，解決上述的質(zhì)量問(wèn)題引起了我廠的高度重視。六軋廠通過(guò)組織人員進(jìn)行攻關(guān)克難，采用對(duì)剪刃間隙調(diào)整的規(guī)范、剪切溫度的控制、輥道的改造等方法成功的解決了多切分軋制冷剪機(jī)剪切出現(xiàn)的毛刺、彎頭質(zhì)量問(wèn)題。

2.1 冷剪剪刃間隙調(diào)整

在使用的過(guò)程中，由于銅滑塊的不斷磨損，上下剪刃間隙會(huì)不符合使用要求，軋件在剪切時(shí)斷面容易出現(xiàn)毛刺或彎頭，此時(shí)需要對(duì)剪刃間隙進(jìn)行調(diào)整。結(jié)合圖1所示，具體辦法：松開(kāi)調(diào)整斜鐵的固定螺栓，分別轉(zhuǎn)動(dòng)冷剪上方調(diào)整手輪，斜鐵上升間隙減小，反之間隙增大。調(diào)整后鎖緊斜鐵固定螺栓。按照冷剪機(jī)技術(shù)要求，剪刃間隙應(yīng)在0.3mm～0.5mm，但是實(shí)際間隙控制在0.2mm～0.3mm。另外當(dāng)?shù)镀叽绯霈F(xiàn)誤差時(shí)，可在在刀座和刀片之間墊適當(dāng)厚度的楔形鐵皮，使之符合要求。

圖1 剪刃間隙調(diào)整裝置

2.2 剪切溫度的控制

以φ14四切分螺紋鋼軋制為例，上冷床拋鋼溫度在900℃以上，六軋1#線冷床有效尺寸為102m×10.5m，在正常穩(wěn)定后以目前生產(chǎn)情況軋件經(jīng)冷床矯直、對(duì)齊、冷卻后到達(dá)剪切位置溫度依然很高，而金屬的塑性隨著溫度的升高而升高。金屬的剪切過(guò)程分為刀片彈性壓入金屬階段、刀片塑性壓入金屬階段、金屬塑性滑移階段、金屬內(nèi)裂紋萌生和擴(kuò)展階段、金屬內(nèi)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展和斷裂階段[1]。當(dāng)塑性隨隨溫度變化后，刀片塑性壓入金屬階段變長(zhǎng)，剪切出現(xiàn)毛刺或彎頭的概率增大。為了避免熱剪即降低軋件剪切溫度，我們?cè)诶浯草敵鲚伒纻?cè)加裝氣壓水冷卻裝置（見(jiàn)圖2）。通過(guò)水冷裝置的使用軋件剪切溫度大幅度降低，剪切的質(zhì)量得到改善。

圖2 氣壓水冷裝置

2.3 減少剪切堆疊的改進(jìn)

多切分生產(chǎn)時(shí)受限于冷剪前后輸入、輸出輥道和剪刃寬度影響，剪切位置軋件堆疊嚴(yán)重。堆疊區(qū)域下層鋼材剪切受力后產(chǎn)生塑性彎曲。因此在不影響生產(chǎn)節(jié)奏的前提下，為了解決該問(wèn)題，我們通過(guò)使用加寬10cm的輥道來(lái)進(jìn)行對(duì)剪前、剪后輥道的改造，并同步采購(gòu)加寬10cm的剪刃備件。經(jīng)過(guò)改造后，有效的減少了多切分螺紋鋼經(jīng)過(guò)冷剪機(jī)剪切后鋼頭彎曲情況。考慮隨著設(shè)備效能的不斷改進(jìn)，產(chǎn)能的進(jìn)一步發(fā)揮，目前我廠850t冷剪機(jī)剪切能力逐漸顯現(xiàn)不足，后續(xù)建議可使用更大噸位的1300t冷剪機(jī)替代。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)六軋廠原多切分軋制螺紋鋼剪切問(wèn)題的分析和改進(jìn)措施的論述，可以知曉要提高軋件的冷剪剪切質(zhì)量，首先需要結(jié)合實(shí)際情況保障剪刃間隙調(diào)整在合適的范圍內(nèi)，而且對(duì)剪切的溫度控制不單可以從設(shè)備條線進(jìn)行改善，還可以從工藝上不斷優(yōu)化。針對(duì)多切分剪切堆疊的問(wèn)題，雖然通過(guò)一些措施進(jìn)行了改造，但現(xiàn)場(chǎng)使用中還需確保軋件頭部剪切時(shí)短頭掃尾要徹底，否則遺漏的短頭也極易與后續(xù)鋼材形成堆疊情形出現(xiàn)，從目前來(lái)看通過(guò)系列的攻關(guān)，六軋廠對(duì)多切分螺紋鋼軋制剪切的質(zhì)量的問(wèn)題取得了良好的效果，后續(xù)仍待繼續(xù)跟蹤使用情況，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。