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摘要：介绍了二重自主设计制造的2800mm热分段剪的主要技术参数、工作原理、设备组成、设计时需考虑的主要问题和设备特点。该设备已成功应用于中板生产线，运行稳定。
关键词：热分段剪;中板生产线;设计
概述
国内某钢厂2800mm中板生产线为了提高产品质量和产量，增加了连铸坯的厚度和长度，轧机生产的钢板长度增加，相应的冷床长度无法满足部分钢板通过的要求。为解决此问题，根据该生产线中的设备布置情况，经过详细分析论证，确定在冷床与热矫直机之间（见图1）增加一台热分段剪，将超过冷床长度的钢板进行分段剪切，使其能顺利进入冷床。为满足用户的要求，二重自主设计制造了该2800mm热分段剪。由于现场空间的局限性，热分段剪与热矫直机之间距离很近，导致在热分段剪进行分段剪切时，钢板仍处于矫直过程中，因此采用了摆动辊道布置于热分段剪入口侧的结构形式，避免了钢板在摆动辊道摆下时无法自由伸缩的情况。
1.钢板在热分段剪及热矫直机区域的工艺流程
轧机生产的钢板进入热分段剪及热矫直机区域后，钢板有以下3种工艺走向：
流程一，当钢板不需要分段时：热分段剪位于最大开口度位置，钢板通过热分段剪，直接进入后续流程。
流程二，当钢板需要分段且板形良好时：钢板经过热分段剪（此时热分段剪位于最大开口度位置），进入热矫直机矫直。当到达需要分段的位置时，钢板输送停止;热矫直机停止工作;热分段剪开始剪切钢板，将钢板分段。完成此次剪切后，热矫直机再次启动，继续矫直钢板，同时，上料辊道启动继续输送钢板。
流程三，当钢板需要分段且板形不好时：钢板整体直接通过热分段剪（此时热分段剪位于最大开口度位置），到热矫直机进行矫直。矫直后的钢板再回退到钢板需要分段的位置，由热分段剪分段。分段后的钢板不需要再次矫直，被直接送入冷床。
2.主要技术参数
型 式： 液压上切式
被剪钢板厚度： ≤25 mm
被剪钢板最大宽度： 2800 mm
钢板强度极限： σb ≤ 800N/mm2
钢板延伸率： δ≤21%
最大剪切力： ～3800KN
剪切钢板温度： ≤800℃
上剪刃倾斜度： 2.5°
剪刃长度： 3000mm
剪刃最大开口度： 220mm
测长辊直径： 300mm
3.设备组成、工作原理及设计时需考虑的主要问题
热分段剪由摆动辊道、剪机本体、压紧装置和测量辊装置组成。
3.1摆动辊道
摆动辊道位于热分段剪入口处，主要由辊子装配、辊道架、盖板、支架、升降液压缸、液压缸底座和传动装置等组成。本组辊道有4套辊子装配，辊子采用焊接空心辊，辊道架采用焊接结构。辊子装配、盖板以及传动装置安装在辊道架上，辊道架入口端铰接在支架上，另一端与升降液压缸头部相连。在升降液压缸驱动下，辊道架可绕其入口侧铰点上、下摆动。升降液压缸采用尾部铰接的两级驱动液压缸。4套辊子装配中，有2套由单独的减速电机直接传动，剩下2套由1台减速电机通过链条同时传动。
工作原理：不分段时，摆动辊道处于水平位置，做输送辊道用。分段时，摆动辊道随着上剪刃运动;剪切完成后，摆动辊道运动到上极限位置，输送钢板。更换下剪刃时，摆动辊道处于下极限位置。摆动辊道各工作位置由接近开关检测。
摆动辊道设计时需考虑的主要问题：1）摆动辊道的摆动角度应该既要匹配上剪刃的剪切行程，确保钢板剪切时辊道不与剪刃干涉，又要留出更换下剪刃的操作空间。2）当摆动辊道向下摆动时，辊道的入口盖板应始终低于辊面标高。3）辊道的出口盖板标高应高于下剪刃的标高，防止钢板运输时头部冲击下剪刃。
3.2剪机本体
剪机本体位于摆动辊道出口，用于切断钢板。它主要由机架装配和上刀架装置组成。 机架装配为剪机的主要受力件，由左右机架、上横梁、下横梁组成一个封闭式架体，其中下横梁为铸焊件，其余为焊接件。上横梁安装有主剪切缸。机架内设有上刀架滑动腔体。下刀片通过螺栓把合在下横梁上，刀片与下横梁间设有斜楔，可手动调节剪刃间隙。
上刀架装置主要由主剪切缸、上刀架、同步连杆等组成。两台主剪切缸推动上刀架作垂直剪切运动。上刀架与上横梁通过连杆机构相连，保证上刀架在两个主剪切缸作用下始终作直线运动。上刀片直接通过螺栓把合在上刀架上。
工作原理：不分段：上剪刃位于上极限位置。分段：当剪切准备工作完成时，上剪刃向下运动剪切钢板;当剪切完成后，上剪刃回到上极限位置。
剪刃更换：更换下剪刃时，上剪刃位于上极限位置;换上剪刃时，剪刃运动到设定的换剪刃位置，剪刃位置由位置传感器检测。
剪机本体设计时需考虑的主要问题：1）机架和横梁组成的框架必须有足够的强度和刚度来承受剪切力。2）由于剪机工作时，热钢板是静止不动的，所以必须考虑机架的冷却。3）剪刃间隙的调整应能满足不同钢板厚度的剪切要求。4）连杆的设计应满足上剪刃的剪切行程。5）由于上刀架带有一定角度，所以刀架重心不在刀架中心。为使两连杆的受力相同，应该按照刀架的重心位置，对称布置两连杆。6）上剪刃的下极限位置应避开连杆的死点位置。
3.3压紧装置
压紧装置位于剪机本体的出口侧，用于压紧钢板，配合剪机本体剪切。它主要由压紧缸、横梁、导杆、压板组成。压板为整体焊接结构，内通冷却水。横梁为焊接件，安装在机架上，起压下导向作用。导杆在横梁套筒内滑动。压紧缸安装在机架的上横梁之上。
工作原理：不分段时，压板位于上极限位置;分段剪切时，压板压紧钢板，配合剪机剪切钢板。压板的上极限位置由接近开关检测。
压紧装置设计时需考虑的主要问题：1）压紧力的选择：压紧力太大，易压伤钢板;压紧力太小，钢板剪切时易跑偏。一般选取最大剪切力的4～5%。2）压紧装置的两液压缸性能需要液压同步，并且压力必须可调。3） 压头冷却方式：由于压头与热钢板经常接触，所以应考虑压头的冷却方式，一般采用内冷水方式。
3.4测量辊装置
测量辊装置位于压紧装置的出口，用于检测钢板的长度。测量辊装置主要由气缸、支架、摆臂、辊子、万向接轴、编码器、标尺等组成。测长辊为被动辊，辊子在气缸作用下可上下摆动。支架为焊接件，把合在机架上。标尺安装在运输与冷床上料辊道1上，用于配合测量辊定尺。
工作原理：送板时，辊子通过气缸作用压靠在钢板上表面，钢板带动辊子转动，通过万向接轴传递信号给编码器，实现测长功能。测量辊上极限位置由接近开关检测。
测量辊装置设计时需考虑的主要问题：1）测量辊的材料：应选择耐高温、耐磨的材料。2）气缸的压力：必须可调，以满足不同材质、厚度钢板的需求。3） 钢板的支承形式：测量辊落下压在钢板上时，钢板下面的空间必须有支承，最好采用辊轮支撑的形式。
4.设备的技术特点
4.1采用液压上切式剪切机，剪切过程平稳，冲击力小。
4.2热分段剪集定尺测量、活动式上压板为一体，结构紧凑，布置合理。
4.3热分段剪设有手动剪刃间隙调整装置，可实现剪刃间隙无级调整，结构简单，重量轻，操作方便。
4.4剪刃采用整体长剪刃的形式，上下剪刃均为直剪刃，上下刀片上的四个棱边均为刀刃，可交替互换使用，有效延长了刀片的使用寿命。
4.5摆动辊道采用单独传动型式，结构简单、制造维护方便、操作灵活。
4.6摆动辊道升降缸采用尾部铰接的双级驱动液压缸型式，液压缸安置在摆动辊道的下方，直接驱动摆动辊道的升降，机构简化、安装方便、维护省力。
4.7设有专用的剪刃更换吊具，方便人工更换剪刃。
5.结束语
2800mm热分段剪是热轧中板线上的重要设备，具有功能完备、实用、设备重量轻、结构简单、操作维护方便等特点。目前，该剪机已成功应用于用户现场，运行稳定，达到了设备设计的预期效果，满足了用户的使用要求。
关键词：热分段剪;中板生产线;设计
概述
国内某钢厂2800mm中板生产线为了提高产品质量和产量，增加了连铸坯的厚度和长度，轧机生产的钢板长度增加，相应的冷床长度无法满足部分钢板通过的要求。为解决此问题，根据该生产线中的设备布置情况，经过详细分析论证，确定在冷床与热矫直机之间（见图1）增加一台热分段剪，将超过冷床长度的钢板进行分段剪切，使其能顺利进入冷床。为满足用户的要求，二重自主设计制造了该2800mm热分段剪。由于现场空间的局限性，热分段剪与热矫直机之间距离很近，导致在热分段剪进行分段剪切时，钢板仍处于矫直过程中，因此采用了摆动辊道布置于热分段剪入口侧的结构形式，避免了钢板在摆动辊道摆下时无法自由伸缩的情况。
1.钢板在热分段剪及热矫直机区域的工艺流程
轧机生产的钢板进入热分段剪及热矫直机区域后，钢板有以下3种工艺走向：
流程一，当钢板不需要分段时：热分段剪位于最大开口度位置，钢板通过热分段剪，直接进入后续流程。
流程二，当钢板需要分段且板形良好时：钢板经过热分段剪（此时热分段剪位于最大开口度位置），进入热矫直机矫直。当到达需要分段的位置时，钢板输送停止;热矫直机停止工作;热分段剪开始剪切钢板，将钢板分段。完成此次剪切后，热矫直机再次启动，继续矫直钢板，同时，上料辊道启动继续输送钢板。
流程三，当钢板需要分段且板形不好时：钢板整体直接通过热分段剪（此时热分段剪位于最大开口度位置），到热矫直机进行矫直。矫直后的钢板再回退到钢板需要分段的位置，由热分段剪分段。分段后的钢板不需要再次矫直，被直接送入冷床。
2.主要技术参数
型 式： 液压上切式
被剪钢板厚度： ≤25 mm
被剪钢板最大宽度： 2800 mm
钢板强度极限： σb ≤ 800N/mm2
钢板延伸率： δ≤21%
最大剪切力： ～3800KN
剪切钢板温度： ≤800℃
上剪刃倾斜度： 2.5°
剪刃长度： 3000mm
剪刃最大开口度： 220mm
测长辊直径： 300mm
3.设备组成、工作原理及设计时需考虑的主要问题
热分段剪由摆动辊道、剪机本体、压紧装置和测量辊装置组成。
3.1摆动辊道
摆动辊道位于热分段剪入口处，主要由辊子装配、辊道架、盖板、支架、升降液压缸、液压缸底座和传动装置等组成。本组辊道有4套辊子装配，辊子采用焊接空心辊，辊道架采用焊接结构。辊子装配、盖板以及传动装置安装在辊道架上，辊道架入口端铰接在支架上，另一端与升降液压缸头部相连。在升降液压缸驱动下，辊道架可绕其入口侧铰点上、下摆动。升降液压缸采用尾部铰接的两级驱动液压缸。4套辊子装配中，有2套由单独的减速电机直接传动，剩下2套由1台减速电机通过链条同时传动。
工作原理：不分段时，摆动辊道处于水平位置，做输送辊道用。分段时，摆动辊道随着上剪刃运动;剪切完成后，摆动辊道运动到上极限位置，输送钢板。更换下剪刃时，摆动辊道处于下极限位置。摆动辊道各工作位置由接近开关检测。
摆动辊道设计时需考虑的主要问题：1）摆动辊道的摆动角度应该既要匹配上剪刃的剪切行程，确保钢板剪切时辊道不与剪刃干涉，又要留出更换下剪刃的操作空间。2）当摆动辊道向下摆动时，辊道的入口盖板应始终低于辊面标高。3）辊道的出口盖板标高应高于下剪刃的标高，防止钢板运输时头部冲击下剪刃。
3.2剪机本体
剪机本体位于摆动辊道出口，用于切断钢板。它主要由机架装配和上刀架装置组成。 机架装配为剪机的主要受力件，由左右机架、上横梁、下横梁组成一个封闭式架体，其中下横梁为铸焊件，其余为焊接件。上横梁安装有主剪切缸。机架内设有上刀架滑动腔体。下刀片通过螺栓把合在下横梁上，刀片与下横梁间设有斜楔，可手动调节剪刃间隙。
上刀架装置主要由主剪切缸、上刀架、同步连杆等组成。两台主剪切缸推动上刀架作垂直剪切运动。上刀架与上横梁通过连杆机构相连，保证上刀架在两个主剪切缸作用下始终作直线运动。上刀片直接通过螺栓把合在上刀架上。
工作原理：不分段：上剪刃位于上极限位置。分段：当剪切准备工作完成时，上剪刃向下运动剪切钢板;当剪切完成后，上剪刃回到上极限位置。
剪刃更换：更换下剪刃时，上剪刃位于上极限位置;换上剪刃时，剪刃运动到设定的换剪刃位置，剪刃位置由位置传感器检测。
剪机本体设计时需考虑的主要问题：1）机架和横梁组成的框架必须有足够的强度和刚度来承受剪切力。2）由于剪机工作时，热钢板是静止不动的，所以必须考虑机架的冷却。3）剪刃间隙的调整应能满足不同钢板厚度的剪切要求。4）连杆的设计应满足上剪刃的剪切行程。5）由于上刀架带有一定角度，所以刀架重心不在刀架中心。为使两连杆的受力相同，应该按照刀架的重心位置，对称布置两连杆。6）上剪刃的下极限位置应避开连杆的死点位置。
3.3压紧装置
压紧装置位于剪机本体的出口侧，用于压紧钢板，配合剪机本体剪切。它主要由压紧缸、横梁、导杆、压板组成。压板为整体焊接结构，内通冷却水。横梁为焊接件，安装在机架上，起压下导向作用。导杆在横梁套筒内滑动。压紧缸安装在机架的上横梁之上。
工作原理：不分段时，压板位于上极限位置;分段剪切时，压板压紧钢板，配合剪机剪切钢板。压板的上极限位置由接近开关检测。
压紧装置设计时需考虑的主要问题：1）压紧力的选择：压紧力太大，易压伤钢板;压紧力太小，钢板剪切时易跑偏。一般选取最大剪切力的4～5%。2）压紧装置的两液压缸性能需要液压同步，并且压力必须可调。3） 压头冷却方式：由于压头与热钢板经常接触，所以应考虑压头的冷却方式，一般采用内冷水方式。
3.4测量辊装置
测量辊装置位于压紧装置的出口，用于检测钢板的长度。测量辊装置主要由气缸、支架、摆臂、辊子、万向接轴、编码器、标尺等组成。测长辊为被动辊，辊子在气缸作用下可上下摆动。支架为焊接件，把合在机架上。标尺安装在运输与冷床上料辊道1上，用于配合测量辊定尺。
工作原理：送板时，辊子通过气缸作用压靠在钢板上表面，钢板带动辊子转动，通过万向接轴传递信号给编码器，实现测长功能。测量辊上极限位置由接近开关检测。
测量辊装置设计时需考虑的主要问题：1）测量辊的材料：应选择耐高温、耐磨的材料。2）气缸的压力：必须可调，以满足不同材质、厚度钢板的需求。3） 钢板的支承形式：测量辊落下压在钢板上时，钢板下面的空间必须有支承，最好采用辊轮支撑的形式。
4.设备的技术特点
4.1采用液压上切式剪切机，剪切过程平稳，冲击力小。
4.2热分段剪集定尺测量、活动式上压板为一体，结构紧凑，布置合理。
4.3热分段剪设有手动剪刃间隙调整装置，可实现剪刃间隙无级调整，结构简单，重量轻，操作方便。
4.4剪刃采用整体长剪刃的形式，上下剪刃均为直剪刃，上下刀片上的四个棱边均为刀刃，可交替互换使用，有效延长了刀片的使用寿命。
4.5摆动辊道采用单独传动型式，结构简单、制造维护方便、操作灵活。
4.6摆动辊道升降缸采用尾部铰接的双级驱动液压缸型式，液压缸安置在摆动辊道的下方，直接驱动摆动辊道的升降，机构简化、安装方便、维护省力。
4.7设有专用的剪刃更换吊具，方便人工更换剪刃。
5.结束语
2800mm热分段剪是热轧中板线上的重要设备，具有功能完备、实用、设备重量轻、结构简单、操作维护方便等特点。目前，该剪机已成功应用于用户现场，运行稳定，达到了设备设计的预期效果，满足了用户的使用要求。