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槽鋼剪切工藝優化
發布時間:2020-4-24 
 

問題分析
  某鋼廠中400mm機組是以生產中號角鋼和槽鋼為主的型材機組,年產量65萬噸,其中槽鋼產品規格為638~1208,產量約占總產量的25%。成品槽鋼的分段作業采用1臺400t冷剪機進行。槽鋼剪切質量對后續工藝,特別是焊接質量影響較大,若剪切斷口處存在塌肩、毛刺、撕裂、切斜等缺陷,則會使槽鋼對接時存在較大縫隙,影響焊接質量,特別是強度指標,從而造成較大的安全隱患。
  安鋼垂400mm機組隨生產節奏和產量的提高,上述剪切缺陷越來越突出,剪切質量內控達標率僅為94.2%。而且剪刃的使用壽命越來越短,平均每班更換一次,造成生產成本和職工勞動強度增加。針對這些問題,從工藝、技術和操作上進行了認真分析,并提出了相應改進措施,取得了較好效果。
1、工藝原因
該機組的設計能力為20萬t/a,但產量達到了60萬t/a,冷床區生產能力不足的問題很突出,與生產角鋼相比,槽鋼的冷卻速度較慢,從而造成剪切時槽鋼溫度較高,極易出現塌肩、毛刺、撕裂等缺陷,并且對剪刃壽命的影響較大。
2、剪刃設計原因
槽鋼剪刃設計的基本依據是槽鋼成品孔型形狀,如圖1所示(以100#槽鋼為例)。這種設計在剪切過程中易出現以下問題:一是槽鋼兩肩部與其他部分相比,相對較厚,所需剪切力也較大,剪刃磨損較快,剪刃使用一段時間后。這一部分相對磨損量大,致使肩部間隙較大,易出現塌肩現象;二是槽鋼兩腿與腰部處相比,由于剪切角度的影響,當剪刃磨損后,在剪切兩腿時,剪切量變小,腿部剪切由通常的剪斷變成了撕斷,槽鋼腿端面極易出現毛刺;三是上、下剪刃腿部斜度與槽鋼成品孔型基本一致,這樣在剪切時腿部基本同時受力,剪切力較大,剪刃磨損較快,一方面腿端剪切壓痕嚴重,另一方面剪刃老化后,極易出現槽鋼剪切部分撕裂、毛刺較多的現象。后兩點是影響槽鋼剪切質量的主要原因。
改進措施
針對上述3個問題,分別采取了相應措施。
1、針對冷床冷卻速度慢的問題,在冷床區增加了水霧風機來提高冷床區的冷卻速度,又在剪機前一個倍尺處增加了一組水霧噴頭,降低槽鋼剪切部分的溫度,從而避免了因鋼溫高而造成的剪切缺陷。
2、針對槽鋼剪刃設計存在的問題,結合生產實際情況,將剪刃設計為圖2所示的形狀(以100#槽鋼為例)。上剪刃寬度由100mm改為99mm,減少上剪刃在左右方向的間隙,改善槽鋼兩角部的剪切質量;下剪刃兩角部圓弧尺寸由R8mm改為R7mm,提高兩角部的剪切重疊量,改善槽鋼肩部剪切質量;下剪刃上邊寬度由79mm改為80mm,下邊寬度由97mm改為94mm,使下剪刃腿端斜度小于槽鋼成品孔型斜度,這樣在腿部剪切時,腿部上、下方向上不會同時受力,從而減少剪切力,改善剪切質量。
3、通過對各規格槽鋼實際剪切質量和剪切間隙進行數據回歸分析,制定了每種規格的剪切間隙規范,具體為:63#槽鋼為0.20~0.30mm、80#槽鋼為0.20~0.35mm、100#槽鋼為0.25~0.35mm,120#槽鋼為0.25~0.40mm,并做出厚度為0.20~1.00mm的不同墊片。每次更換剪刃時,先測量間隙,再選擇相應的墊片,確保剪切間隙控制在工藝要求范圍內。


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