邢巍 徐軍來 戚新軍 朱艷娥 張圣東 馬永強

(安鋼集團冷軋有限責任公司)

0 前言

安鋼1550 mm 酸軋機組(以下簡稱酸軋機組)是一條全連續(xù)式酸洗軋機聯(lián)合機組，圓盤剪是其中一臺關鍵設備，主要作用是用于切除熱軋原料的邊部，以保證冷軋產品寬度公差和邊部質量，因此減少圓盤剪在生產過程中的故障，提高剪切質量，保證圓盤剪穩(wěn)定、連續(xù)運行，對酸軋機組的穩(wěn)定生產有著重要的意義。

1 圓盤剪設備概況

安鋼酸軋機組的圓盤剪為塔式無驅動型雙頭回轉式(如圖1 所示)，設置在酸洗段烘干機之后，其功能是將運動著的帶鋼縱向邊緣切齊或切成軋制所需的窄帶鋼［1］。其機架為左右對稱布置，刀盤上下刀軸和調整機構都裝在機架上。機架移動裝置通過一個兩種速度的齒輪電機裝置來進行寬度調整，使切邊后帶鋼可獲得精確的寬度值。其刀頭設計為雙頭回轉式，可實現(xiàn)帶鋼在線運行過程中更換剪刃。圓盤剪調整裝置包括刀盤重疊量調整機構和刀盤側向間隙調整機構，重疊量主要由機架內刀軸上的偏心套來實現(xiàn)，側向間隙調整分為兩種:一種是通過調整刀軸上的墊片組的厚度來實現(xiàn)，另一種是通過絲杠調整裝置來實現(xiàn)［2］。

圖1 雙頭回轉式圓盤剪簡圖

圓盤剪技術參數(shù)見表1。

2 生產中遇到的問題及原因分析

2．1 邊絲不掉

通常邊絲不掉是因為剪刃重疊量S 或側向間隙Δ(如圖2 所示)不合理造成的［3］。剪刃重疊量S一般根據(jù)被剪帶鋼厚度確定，帶鋼厚度越大重疊量越小。側向間隙Δ 是指圓盤剪剪切過程中一對上下剪刃在軸向上的間隙量(如圖2 所示)。側向間隙過大，剪切帶鋼時會產生撕裂現(xiàn)象，過小又會導致設備超載、刀刃磨損快，切邊發(fā)亮和毛邊過多，一般側向間隙應為帶鋼厚度的9% ～11% 。該酸軋機組在生產初期常遇到，在帶鋼剪切過程中出現(xiàn)雙邊或單邊切絲不掉現(xiàn)象，如以切3 mm 碳鋼為例，根據(jù)工藝規(guī)程要求其剪刃重疊量S 應為0．56 mm，側向間隙Δ 應為0．48 mm。實際剪切時通過塞尺測量其剪刃重疊量S 只有0． 4 mm 左右，側向間隙Δ 則在0．52 mm左右。

表1 主要技術參數(shù)

分析其原因，主要有:1)造成剪刃重疊量S 減小，側向間隙Δ 增大是由于剪切量增大，剪切時間增長，上下剪刃發(fā)生彈性變形;2)其中一組傳動側上剪刃刀軸上的墊片組厚度小，造成單邊邊絲不掉。

圖2 剪刃重疊量S 和側向間隙Δ 示意圖

2．2 剪刃崩豁

該機組在圓盤剪切邊過程中也曾出現(xiàn)剪刃崩豁現(xiàn)象，分析造成此現(xiàn)象的原因是:1)剪刃表面疲勞層去除不徹底。剪刃在經過長期使用后其表面會產生疲勞層，但在剪刃修磨過程中，未對其疲勞層修磨徹底，則剪刃再次上線后，其未修磨掉的疲勞點就容易出現(xiàn)崩豁情況。2)剪切角設置不合理導致剪刃受到的剪切力過大產生崩豁。剪切角(如圖3 所示)是指帶鋼運行方向和剪刃剪切方向的夾角，剪切角設置適當可使廢邊容易分開，也可有效降低剪刃受力從而減少剪刃崩豁。依據(jù)帶鋼剪切原理，其剪切角用下式進行計算［4］:

式中:α——剪切角，°;

h——帶鋼厚度，mm;

s——重疊量，mm;

D——圓盤剪刀盤直徑，mm

由式(1)可知，圓盤剪剪切角與帶鋼厚度、重疊量、刀盤直徑有關，在實際生產中圓盤剪刀盤直徑為常量，而帶鋼厚度、上下剪刃重疊量為變量，帶鋼厚度變化時通過調整剪刃重疊量改變剪切角大小。以3．0 mm 帶鋼、刀片直徑400 mm 為例，當重疊量從1 mm減到0 時，剪切角減少了0．69 °，重疊量通過影響帶鋼的剪切角進而影響到剪切力［5］。經過實踐，在剪切3．0 mm 帶鋼、刀片直徑400 mm 時，重疊量為0．56 mm，剪切角設定為0．4 °時，既能滿足帶鋼剪切需要又能有效避免剪刃崩豁。

圖3 剪切角示意圖

2．3 圓盤剪堵邊

堵邊是指圓盤剪剪切過程中，廢邊在溜槽口處堵塞或者在溜槽內堵塞從而導致廢邊無法正常輸出，剪切被迫停止情況。堵邊會造成帶鋼邊部撕裂、斷口有鋸齒狀毛刺，不僅對帶鋼邊部質量和剪刃有影響，還對軋機的軋輥及產品質量有影響。分析其產生的主要原因是:1)帶頭寬度偏窄，圓盤剪切邊量太少，剪切后廢邊發(fā)生彎曲、變形呈螺旋狀，進入溜槽后不規(guī)則運行，引起堵絲［6］;2)圓盤剪前的糾偏輥定位精度不準，帶頭出現(xiàn)鐮刀彎時未能精確糾偏，造成帶鋼咬入圓盤剪后，一側切邊寬一側切邊少，使較寬的廢邊側向翻轉呈側立狀，其進入溜槽造成堵絲;3)溜槽擋板處縫隙大，遇到廢邊較小成絲狀時會鉆入縫隙處形成堵絲。

3 采取的措施

3．1 針對邊絲不掉的現(xiàn)象采取的措施

對于邊絲不掉的現(xiàn)象，嚴格按照新修訂的工藝規(guī)程調整剪刃重疊量。在出現(xiàn)切絲不掉現(xiàn)象的初期，要及時更換刀頭及剪刃，并對刀頭進行重新標定，用塞尺對剪刃側向間隙和重疊量重新校對，調整墊片厚度和偏心套。在測量刀片間隙時，上下刀沿相反方向旋轉一圈，平均選擇3 個以上的點使用塞尺進行測量，標定值選取其中的最小值。重合量的測量同樣按照上述方式，標定值選取三個數(shù)據(jù)的平均值。

3．2 針對剪刃崩豁問題采取的措施

為解決剪刃崩豁問題，首先要嚴格按照標準對下線剪刃進行修磨，修磨厚度在0．3 mm ～0．5 mm之間，修磨完成后采用探傷工具對剪刃多點探傷，確保疲勞層全部去除。同時要合理設置剪刃重疊量，從而改變帶鋼剪切角，確保其既能滿足帶鋼剪切需要又不會受到過大的剪切力。

3．3 針對圓盤剪堵邊采取的措施

圓盤剪堵邊時，采取如下措施:1)首先要求入口段操作人員嚴格控制原料質量和切頭尾的長度，并測量頭尾寬度，確保每側有最小剪切量。2)要準確調整圓盤剪前的糾偏輥，對于在此發(fā)生的操作側廢邊寬度小于傳動側廢邊寬度而引起的堵邊現(xiàn)象，重新設置帶鋼位置偏差+1 mm，以對操作側帶鋼剪切寬度進行補償，使帶鋼頭尾順利通過圓盤剪。3)對溜槽擋板進行改造在原有擋板內側加焊一塊擋邊填補縫隙。

4 效果

通過調整和校對剪刃側向間隙、剪刃重疊量，剪刃修磨量，重新設置圓盤剪前的糾偏輥的糾偏數(shù)據(jù)等方法解決了圓盤剪邊絲不掉、堵邊等問題，減少了圓盤剪故障，提高剪切效率。改進后大幅度降低了圓盤剪堵邊等影響時間，由原來的平均30 min/班縮短為平均10 min/班，提高了機組產能，減輕了職工勞動強度。同時根據(jù)圓盤剪剪切原理分析了造成剪刃崩豁的原因，重新制定剪刃重疊量和剪切角的操作規(guī)范，不僅減少圓盤剪剪刃崩豁故障，還降低了剪刃備件費用，由原來平均每剪切50 km ～70 km(折合60 卷～90 卷)帶鋼就需要更換一套剪刃，提升為80 km ～100 km(折合100 卷～140 卷)更換一套剪刃。改進后圓盤剪在生產中實際應用效果良好，提高了設備作業(yè)率，改善了帶鋼邊部質量，保證整個酸軋聯(lián)合機組的良好運行，為安鋼酸軋機組的整體產能和產品質量的提高奠定了基礎。

5 結語

作為安鋼酸軋機組的關鍵部位之一，圓盤剪對帶鋼的邊部質量起到了關鍵作用，邊部質量的提高直接影響到產品成材率，因此分析和研究圓盤剪對帶鋼邊部質量的影響具有十分重要的意義［7］。通過理論研究和生產實踐，積極總結經驗，合理優(yōu)化操作規(guī)程，討論、分析影響圓盤剪順行的故障原因，并提出改進措施和方法，為同行業(yè)圓盤剪故障處理提供了借鑒。

［1］鄒家祥． 軋鋼機械［M］． 北京:冶金工業(yè)出版社，2004:294 －295．

［2］程傳奇． 圓盤剪在帶材生產設備中的設計和應用［J］． 有色金屬加工，2010，39(1):51 －53．

［3］黃生銀，甄圣明． 冷軋圓盤剪切邊過程中常見問題處理［J］．江蘇冶金，2008，36(6):62 －63．

［4］王利． 圓盤剪剪刃崩豁的原因及改進［D］． 內蒙古:內蒙古科技大學，2011:10 －13．

［5］王永強，孫清泉，董凱，等． 圓盤剪間隙調整及切邊質量改進［J］． 山東冶金，2007，29(3):70 －73．

［6］林春坤． 圓盤剪堵邊原因分析及處理措施［J］． 青年科學(教師版)，2013，34(5):56 －59．

［7］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(4):42 －44．