提高圓鋼定尺鋸切效率的改進措施

喬輝 吳靜仁

（中天特鋼有限公司，江蘇常州 213000）

中天特鋼某軋鋼廠2# 線設計為年產(chǎn)70 萬噸精品棒材生產(chǎn)線，生產(chǎn)的主要品種涉及軸承鋼、易切削鋼、錨鏈鋼、高強度結(jié)構(gòu)合金鋼、彈簧鋼。其軋后設備主要包括1 套1300T 冷剪定尺機構(gòu)和1 套達涅利圓盤鋸切定尺機構(gòu)。隨著公司的一些重點客戶對圓鋼端面要求的不斷提高，原來使用冷剪進行剪切的圓鋼端面已經(jīng)不能滿足客戶的需求，端面不平整、飛邊的問題嚴重影響了客戶的后續(xù)使用。因此目前很多特殊鋼種需要通過圓盤砂輪鋸鋸切以后才能交貨（圖1 和圖2 剪切和鋸切端面對比）。但是兩臺砂輪鋸定尺鋸切狀況一直不理想，嚴重影響鋸切的效率，制約了鋸切產(chǎn)能的發(fā)揮，每次遇到需要鋸切的鋼種時軋機的軋制能力也受到嚴重制約，導致產(chǎn)量很低。本文主要針對該軋鋼廠2#線圓鋼定尺鋸切效率低的問題進行原因分析，并以此提出相應可實施的改進措施，以達到提高定尺鋸切效率，從而提升鋸切產(chǎn)能，同時帶動分廠的降本增效的目的。

圖1 剪切端面

圖2 鋸切端面

在該軋鋼廠2#棒材線的冷床輸出輥道后方布置有2 臺固定式達涅利圓盤砂輪鋸，同時為滿足定尺鋸切要求，在1#砂輪鋸和2#砂輪鋸之間設置有1 套達涅利定尺機，該進口定尺機主要采用懸臂式定尺橫梁，由電機馬達和齒條實現(xiàn)定尺擋板的移動，工作位置由液壓缸鎖緊，定尺精度可以達到±5mm；另外在2#砂輪鋸后方設置有1 套邯鄲中威全定尺機，由電機和蝸輪蝸桿傳動實現(xiàn)定尺擋板的移動和定位。通過2 臺固定式砂輪鋸、進口定尺機（1#）、國產(chǎn)定尺機（2#）的配合成套使用，實現(xiàn)圓鋼飛鋸的全定尺鋸切下線。

圖3 鋸切總流程圖

1 定尺鋸切的工作流程

如圖3 所示，定尺鋸切全流程作業(yè)主要涉及線下調(diào)試時間和在線鋸切調(diào)整時間，流程中多方面因素，譬如鋸切參數(shù)的設置、定尺偏差的控制、鋸片損耗、鋸頭-剔尾過程等，一旦某一方面出現(xiàn)問題都能夠影響到鋸切的最終效率，本文通過對該定尺鋸切的工作全流程結(jié)合該軋鋼廠鋸切過程的實際，分析鋸切機械設備的運行情況以及對流程中出現(xiàn)的系列影響鋸切效率的問題進行探討總結(jié)，以期提出解決問題的具體措施并予以實施應用。

2 定尺鋸切效率低的問題分析

2.1 局部鋸切流程時效差

主要體現(xiàn)在以下兩個方面：（1）未優(yōu)化前，常規(guī)鋸切過程中頻繁出現(xiàn)因為鋸片爆裂影響鋸切節(jié)奏，必須立即停下來通知維修工進行鋸片更換作業(yè)，非計劃性的更換鋸片同時還會造成不同程度的鋸片過剩余浪費。（2）剔尾次數(shù)多，人工作業(yè)效率低影響總鋸切時效，主要原因為每一托鋼尾部最后一刀殘留的長度不足以通過飛鋸兩側(cè)下夾板打開的空間，無法自動掉落到廢料斗里，為了避免切尾短頭不掉落影響下一托鋼的鋸切質(zhì)量，必須安排人員對尾料進行清理。

2.2 小規(guī)格鋸切產(chǎn)生彈跳

達涅利圓盤砂輪鋸為了達到穩(wěn)定安全的對圓鋼進行切頭、切尾和定尺分段[1]，在鋸切過程中提供了水平和垂直方向的夾緊力，即現(xiàn)場布置的上夾緊和側(cè)夾緊裝置。自2013 年該軋鋼線投產(chǎn)以來，圓盤砂輪鋸本體、夾緊裝置、前后輥道等輔助設施都是原有舊設備，未進行過大型檢修作業(yè)。使用至今軋制小規(guī)格圓鋼鋸切作業(yè)時，出現(xiàn)飛鋸上夾持力過小造成鋸切過程中小規(guī)格圓鋼產(chǎn)生彈跳的現(xiàn)象[2]，小規(guī)格鋸切時產(chǎn)生彈跳極易造成鋸片的異常損壞，以及鋸切端面的不平整，為避免后續(xù)精整壓力必須及時人工干預，譬如調(diào)整設定液壓夾緊力、調(diào)整推桿的行程。

2.3 大規(guī)格鋸切定尺偏差

1#鋸和2#鋸之間的達涅利定尺機采用液壓鎖緊方式，實際使用過程中，在一托棒材撞擊定尺擋板時（譬如受到100m 左右長的18 支φ40mm 圓鋼撞擊），反饋到定尺小車上瞬間沖擊力很大，而原有的小車鎖緊裝置效果不理想，造成定尺小車發(fā)生位移[3]。從而導致定尺長度的不準確，需要頻繁的調(diào)整定尺小車位置達到定位要求。給圓鋼的鋸切節(jié)奏帶來影響，嚴重時造成當班生產(chǎn)的定尺率下降。

3 提高定尺鋸切效率的改進措施

3.1 鋸片更換和剔尾流程改進

該達涅利圓盤砂輪鋸配備鋸片直徑為1600mm（常規(guī)易損耗件），鋸切過程中鋸片會不斷磨損，在經(jīng)過現(xiàn)場實際跟蹤及大量數(shù)據(jù)收集，得出結(jié)論：在鋸切參數(shù)中，線速度穩(wěn)定100m/s，進給速度根據(jù)圓鋼規(guī)格和鋼種的合理設置后，當砂輪鋸片直徑小于1050mm 時極易出現(xiàn)爆片。另一方面鋸片的損耗與鋸切率以及鋸切量有關，通過數(shù)據(jù)的收集和匯總分析，可擬合出鋸切產(chǎn)量與鋸片直徑關系，通過鋸片庫存情況并根據(jù)當前鋸切量及鋸切規(guī)格、鋼種、定尺等參數(shù)情況合理安排鋸片，保證每次鋸切過程不換鋸片或換鋸片次數(shù)最少。

剔尾流程優(yōu)化，措施如下：（1）根據(jù)鋸切定尺優(yōu)化倍尺長度，讓最后的短支自動掉落至廢料斗內(nèi)。（2）對于鋸切支數(shù)較少情況下，在最后一刀鋸切前，使用剪后定尺擋板并觀察非定尺長度是否過長，過長情況使用冷剪機剪除部分長度，使鋸切后的短支自動掉落回收。

3.2 上夾緊裝置的改進

原有飛鋸上夾緊裝置采用的是兩個圓形輥軸作為壓輥，壓輥與圓鋼接觸面積比較小，圓鋼受壓力較小，當飛鋸進給鋸切時鋼材容易出現(xiàn)跳動。在不改變原有結(jié)構(gòu)的情況下，通過在夾緊裝置的圓形輥軸底部焊接長方形壓板（加強筋固定），將原來壓輥與圓鋼的線接觸變成了面接觸，增加了壓板與圓鋼的接觸面積，增大了飛鋸鋸切圓鋼時的夾持固定效果。上夾緊和側(cè)向夾緊裝置的聯(lián)合作用，使鋸切時成排圓鋼處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。上夾緊裝置改造后提高了飛鋸鋸切穩(wěn)定性，使鋸切端面變得平整。同時減少了鋸片在鋸切時的振動，降低了鋸片噸鋼損耗。

3.3 定尺小車制動改進

為了解決因生產(chǎn)大規(guī)格時，飛鋸定尺擋板受撞擊后定尺小車發(fā)生位移的情況，避免影響鋸切節(jié)奏和定尺率的問題，現(xiàn)提供一種新型棒材線定尺小車的制動裝置[4-5]，見圖4，該新型棒材線定尺小車制動裝置通過設置的制動齒輪2 和抱閘輪6 對棒材線定尺小車實現(xiàn)雙重制動，解決了因為定尺小車受棒材撞擊力較大造成定尺位移的問題。

工作開始定尺小車移動到參數(shù)設置位，此后電液鼓式制動器工作使得抱閘輪6 制動，然后氣缸4 得到控制信號后活塞桿伸出驅(qū)動定位滑塊3 卡死制動齒輪2，反之，定尺小車需要移動時，氣缸4 得到控制信號活塞桿縮回帶動定位滑塊3 脫開制動齒輪2，電液鼓式制動器松開工作狀態(tài)，主軸1 可實現(xiàn)與定尺小車的同步轉(zhuǎn)動。

圖4 定尺小車制動裝置

4 實踐及效益測算

針對該軋鋼廠2#線影響鋸切效率的因素，通過流程分析找到生產(chǎn)過程中被忽視但又會影響效率的隱藏點，并將改進措施應用到實際生產(chǎn)中。改進后目前小規(guī)格鋸切機時產(chǎn)量提高18.6%，大規(guī)格鋸切機時產(chǎn)量提高21.1%，提升幅度明顯。鋸切效率提高后，根據(jù)目前鋸切機時產(chǎn)量水平，測算可產(chǎn)生經(jīng)濟效益達130 萬元/年。

結(jié)束語

通過上述對圓盤砂輪鋸切效率低問題的分析和改進措施的論述，可以知曉影響鋸切效率的因素很多，需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況梳理優(yōu)化。針對換鋸片流程和剔尾流程的優(yōu)化是基于大量數(shù)據(jù)的收集、分析、量化，后續(xù)仍需持續(xù)完善數(shù)據(jù)庫并根據(jù)設備技術的更新及時作出方案的調(diào)整；為解決小規(guī)格彈跳影響鋸切質(zhì)量問題，實際是以小改小革的思路，采取了設備改進、優(yōu)化了夾緊裝置的結(jié)構(gòu)完成了問題的解決；關于解決定尺小車位移的方案亦是通過技術創(chuàng)新，增加雙重制動；除了本文論述的幾點改進措施外，提高圓鋼定尺鋸切效率仍具備有多方面、多角度提升的空間，作為技術人員在今后的工作中我們?nèi)詫σ褜嵤┑母倪M方案進行持續(xù)跟蹤，保證指標的穩(wěn)定乃至進一步的提高。