定尺剪剪切质量和定尺精确度的分析

定尺剪剪切质量和定尺精确度的分析

曹涛1陈伟1

1. 南京钢铁股份有限公司，江苏南京，210035

摘要：南京钢铁集团中厚板卷厂精整车间所用的定尺剪使用了二十世纪九十年代最先进的技术，具有切口平整光滑定尺精确的特点。定尺剪类型为二轴二偏心滚切式，由两台交流电机 (750kw、1200rpm)驱动，能剪切的钢板厚度为4.5～50mm、长度为4～24m。剪切质量和定尺精确度是定尺剪最重要的两个性能指标。

关键词：定尺剪、剪切、切口质量、双定尺、单定尺、定尺精确度。

1、前言

南钢中厚板卷厂所使用的定尺剪是由德国西马克提供技术、日本川崎制造安装、德国西门子提供电气自动化控制达到世界先进水平。这台定尺剪是中厚板卷厂精整车间的镇山宝，确保中厚板卷厂的板材切口的质量。定尺剪的作用是剪切钢板头尾和钢板定尺剪切，因此钢板切口的质量和钢板定尺的精确度就是衡量定尺剪性能的两个核心因素，这也是中厚板卷厂精整车间生产一年来持续调试改进的两个点。现就定尺剪剪切质量和定尺精确度进行分析探讨，供各位同仁参考。定尺剪剪切质量的分析

2、影响定尺剪剪切质量的因素

影响定尺剪剪切质量的因素有：剪刃的锋利度、剪刃间隙、钢板的硬度、剪切温度、剪刃的水平等。钢板的硬度不同则剪刃间隙不同，剪刃的水平就是指上下刀片各个点的间隙值相差不大于0.1mm，简而言之，钢板的硬度和剪刃的水平都与剪刃间隙相关。因此定尺剪剪切质量的好坏与否主要是受剪刃的锋利度、剪刃间隙和剪切温度三个因素的影响。

2.1剪刃的锋利度

剪刃越锋利切口越光滑平整，这是很浅显的道理。因此要想获得良好的切口质量，必须及时的更换剪刃。一般而言，剪刃的寿命周期在一万七千吨（生产普碳钢或锰板等），但在生产高强度钢时剪刃的寿命大大缩短，钢板硬度越高则剪刃的磨损越大，例如S45C，剪刃的寿命周期在一万吨左右。刀片更换的时间选择主要是根据切口质量来判断，如果出现以下现象则而需要更换剪刃：

大量剪刃钝化、弯曲

剪切刃口崩落

异常的钢板剪切截面

2.2剪刃间隙

剪刃间隙是否合适有两个因素：一是根据不同的钢种选择不同的剪刃间隙系数调整剪刃间隙，二是下刀是否水平。

2.2.1根据不同的钢种和板厚选择不同的剪刃间隙系数调整剪刃间隙

刀缝调整通过平移布置在上刀架和齿轮箱之间的楔铁，3副楔铁排列在上刀架之后并通过锥齿轮箱、齿轮联轴器、蜗轮千斤顶和垂直杆由电机驱动来平移。

定尺剪间隙调整主要技术规格

调整范围 0.3mm――5.8mm

调整速度 0.2mm/s

驱动齿轮电机 7.5kw x 84.5 rpm

蜗轮千斤顶:

数量 3个

齿轮速比 1/10

螺旋导程 16

楔铁斜度 1/10

南钢中厚板卷厂的定尺剪在自动剪切时根据钢板的厚度自动调整剪刃间隙，剪刃间隙调整系数一般在板厚的10%。而在实际生产中就发现这种调整间隙的方法存在问题，因为这种方法忽略了一个重要的因素：钢种等级。不同钢种的力学性能不同，不同钢种的材质抗拉强度是不一样的。南钢中厚板卷厂在生产S45C时就因为其材质抗拉强度大间隙调整系数（10%）不合适导致切口出现分层、结疤缺陷。经过实践摸索发现剪切S45C时双边剪剪刃间隙调整系数为6%、定尺剪剪尺间隙调整系数为8.5%。因此剪刃间隙的调整一定要结合钢板厚度和钢种的力学性能两个因素。并且剪切50 mm 厚度时钢板材质抗拉强度最大80 kg/mm2、40 mm 厚度时钢板材质抗拉强度最大105 kg/mm2。

2.2.2下刀是否水平

剪刃间隙不合适会出现分层、结疤等缺陷，而下刀不水平则会出现台阶、毛刺等缺陷，并且会加快剪刃的磨损，因为剪刃不水平则剪刃各处间隙不同受力不均匀，因此下刀是否水平也是重要的因素。一般而言，如果在三个位置测量的刀缝值相差值超过0.1mm则必须调整下刀的水平度。依靠调整3组楔铁的单独上下运动，刀缝能倾斜并定位在下刀片平行，为了单独调整楔铁的位置，连接3组蜗轮千斤顶的齿轮联轴器应该断开。

2.2.3刀片和刀片座一定要紧固

刀片由8个M30平头螺丝和螺母固定在刀座上，上/下刀座由安装在刀架上的液压释放弹簧夹紧缸（100缸径/40杆径X 7.5行程）固定在上/下刀架上，刀座在剪切时通过弹簧力固定，在刀片更换时通过液压力释放，为了防止上刀座从上刀架脱离，小的悬挂块闩在上刀架上，在更换刀片时悬挂块被释放。刀片和刀片座紧固螺丝如果松动则切口会出现不平整、毛刺等质量问题。

2.3剪切温度

剪切温度一般在180度以下达到最佳效果。钢板在200°～400°时易出现蓝脆现象，因此严禁在200度以上剪切。

3、定尺剪定尺精确度的分析

定尺剪切头尾和定尺分断都是通过测长辊来测量，测长辊的主要技术规格：

入口测量辊：

辊子直径外径229.183mm,测量的板长 720mm/转

位置 530mm距离定尺剪剪切线

提升行程 118mm距离轧制线

气缸 100缸径*30杆径*150行程

出口测量辊：

辊子直径外径229mm测量的板长 720mm/转

位置 1550mm距离定尺剪剪切线

提升行程 202mm距离轧制线

气缸 100缸径*30杆径*200行程

每个测长辊与旋转编码器相连，钢板长度通过旋转编码器的计数来测量。而影响测长辊精确测量的因素有以下几点：

a、辊道电机停止时存在滑动，尤其是前下夹送辊电机抱闸抱不死。在送钢板时测长辊工作，当测长辊测量的长度快达到设定的长度时开始降速（根据惯性原理应在停止前减速），降速到停止这个过程中可能存在某些电机不同步致使停止时喂送过多或过短。尤其是前下夹送辊抱闸工作不稳定时喂送钢板更不准确。

b、钢板表面的氧化铁皮太多，导致测长辊打滑，这样测量的长度也不准确，为了避免这个因素的影响应在测长辊前设置压缩气管吹扫装置。