论文部分内容阅读
摘 要：棒材生产线定尺剪切系统的功能是将来自冷床上成组的棒材根据用户的要求切成6～12m的定尺材，以便下道工序的加工及运输，是棒材生产中的重要设备。合理的设备选型能够提高效率，节约成本。
关键词：冷剪；冷摆剪；冷飞剪；冷床；定尺机
中图分类号：TG333.62 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）09-0092-02
棒材是热轧条状钢材中的一种，其断面形状大都比较简单，如圆钢、方钢、扁钢、六角钢、螺纹钢等，在某些轧机上也生产部分异性钢材。特殊情况下，也有卷状棒材，成盘供应。
棒材视其尺寸大小分为大型、中型和小型棒材。在国际标准ISO01035中，热轧棒材的圆钢尺寸（直径）范围为 8～220 mm，方钢尺寸（边长）范围为8～120 mm，扁钢尺寸范围为20×5～150×50 mm。本文中所涉及的棒材连轧产品范围圆钢为φ18～φ60 mm，螺纹钢为φ12～φ50 mm。
棒材广泛用于机械、汽车、船舶、建筑等工业领域。有的直接用于混凝土中，如光圆钢筋和螺纹钢筋；有的通过二次加工制成轴、齿轮、螺栓、螺母、弹簧等。
棒材因其应用广泛，在各国的钢材总量中都占有一定比例。如1989年英国占13.7%，日本占23.8%，意大利占37.9%。小型棒材和线材在我国占的比例极高，2004年为50.17%，2013年有所下降，但其占比例仍在45%左右。如此大的产量，对于成品剪切的质量要求更为严峻。本文就棒材的定尺剪切方式进行介绍。
1 剪切方式
棒材生产线定尺剪切系统的功能是将来自冷床上成组的棒材根据用户的要求切成6～12 m的定尺材，以便下道工序的加工及运输。目前棒材生产中最常用的剪切方式有固定冷剪、冷飞剪、冷锯等。
1.1 固定冷剪剪切
固定剪是目前国内大多数企业采用的定尺剪切方式，主要有冷剪、定尺机配合使用，如图1所示。
固定剪的参数。剪切型式：上切式；剪切力：1 300 T，1 200 T，1 000 T，850 T；剪切温度：≤300 ℃；剪切精度：0～+25 mm；最小定尺长度：6 m。
其特点为：冷剪剪切能力大，剪切范围大，规格多，配合定尺机使用，具有定尺精度高，操作、维护简单等特点。
1.2 冷飞剪剪切
冷飞剪有两种机型，摆剪（DANIELI）和曲柄式。
1.2.1 冷摆剪
如图2所示，冷摆剪剪切系统主要由剪前磁性链辊道，摆剪本体，剪后升降辊道组成。
①冷摆剪的参数。剪切型式：启停式；剪切力：450 T；剪切温度：≤300 ℃；剪切精度：0～+30 mm；最小定尺长度：6 m；轧件速度：0.5～1.5 m/s。
②结构型式。本剪机为双偏心对切式摆动飞剪，剪切机构由偏心轴挂在固定机座上，剪切机构上部由偏心轴带动，剪切机构下部由曲柄连杆带动，于剪切的同时摆动而构成摆式飞剪。
剪切传动：两直流电机并联—主减速机—双偏心曲轴剪切机构；摆动传动：直流电机—减速机—曲柄连杆机构。
剪体本体主要由传动机构、剪切机构、固定机座、换刀装置等组成。
1.2.2 冷飞剪
如图3所示，冷飞剪剪切系统主要由剪前磁性链辊道，飞剪本体，剪后磁力辊组成。
冷飞剪的参数如下。剪切型式：启停式曲柄剪；剪切力：450 T；剪切温度：≤300 ℃；剪切精度：0～+25 mm；最小定尺长度：6 m；轧件速度：1～1.5 m/s。
其特点为：冷剪采用曲柄式结构，剪体本体为整体结构，刀架安装在龙门架内；曲柄为双支点支撑，能承受大剪切力；入、出口辊道全部采用磁力辊，增加对轧件的吸附性，保证精度；入、出口摆动辊道及压辊不安装在飞剪本体内，减少剪切冲击造成的设备损坏；冷飞剪采用与轧线其他飞剪完全统一的标准软件，这样便于掌握维护。
2 比较分析
2.1 从投资角度分析
以年产100万t棒材做基准：选用850 t冷剪或450 t冷飞剪及冷摆剪及120 m冷床。
设备重量方面： 850 t冷剪本体大约重56 t，450 t冷摆剪重约52 t，但是850 t冷剪需要配合定尺机，增加定尺机的费用；而冷摆剪及冷飞剪则需要前后磁力链磁力辊，所以实际上就剪子本体上来讲，投资差不多。
选用电机方面：850 t冷剪选用132 kW电机一台；450 t冷摆剪选用500 kW电机二台，280 kW摆动电机1台；450 t冷飞剪选用750 kW电机二台。
但是若采用850 t冷剪，则冷床输出辊道辊身长约
1 200 mm，而采用冷摆剪及飞剪则需要冷床输出辊道辊身900 mm，这样冷摆剪及冷飞剪就节约了150多米的辊道重量（约300 mm宽），总体投资上讲，冷飞剪及摆剪还是有优势的。
2.2 从使用效果分析
固定剪及冷摆剪对土建的冲击大，基础需要与冷床基础分开，做一个独立基础，冷飞剪对土建的冲击略小。
冷飞剪的效率高、节省了定尺机设备，减少了投资、减少了占地。与摆式的冷飞剪相比，曲柄连杆式冷飞剪结构简单，传动准确、惯性小、精度高、运行稳定、操作维护简便。
与进口的冷飞剪相比，功率更大、剪切能力大，入、出口辊道全部采用磁力辊，定尺精度更高，飞剪机底座带有防滑筋，与基础连接牢固。国产冷飞剪投资少，生产维护成本低。
2.3 从剪切质量分析
剪切精度及剪切质量上，由于配合定尺机定位，冷剪的精度最高，剪切质量最好；冷飞剪次之；目前由于现场实际操作水平的提高，实际生产中，冷飞剪的剪切精度也可以达到0～+15 mm。
3 结 语
通过对几种剪切方式的结构及参数等方面的比较分析，可以看出各有利弊。
目前市场上的主流仍是固定冷剪居多，冷飞剪和冷摆剪都占有一定的市场份额，基于冷飞剪突出的优点，最近越来越多的棒材生产线采用冷飞剪定尺剪切，以提高市场竞争能力。
对于生产较大规格圆钢棒材或者某些特殊钢棒材，对棒材端部质量有要求的，推荐使用固定冷剪（或砂轮锯）加定尺机的系统。
参考文献：
[1] 邹家祥.轧钢机械[M].北京：冶金工业出版社，2000.
关键词：冷剪；冷摆剪；冷飞剪；冷床；定尺机
中图分类号：TG333.62 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）09-0092-02
棒材是热轧条状钢材中的一种，其断面形状大都比较简单，如圆钢、方钢、扁钢、六角钢、螺纹钢等，在某些轧机上也生产部分异性钢材。特殊情况下，也有卷状棒材，成盘供应。
棒材视其尺寸大小分为大型、中型和小型棒材。在国际标准ISO01035中，热轧棒材的圆钢尺寸（直径）范围为 8～220 mm，方钢尺寸（边长）范围为8～120 mm，扁钢尺寸范围为20×5～150×50 mm。本文中所涉及的棒材连轧产品范围圆钢为φ18～φ60 mm，螺纹钢为φ12～φ50 mm。
棒材广泛用于机械、汽车、船舶、建筑等工业领域。有的直接用于混凝土中，如光圆钢筋和螺纹钢筋；有的通过二次加工制成轴、齿轮、螺栓、螺母、弹簧等。
棒材因其应用广泛，在各国的钢材总量中都占有一定比例。如1989年英国占13.7%，日本占23.8%，意大利占37.9%。小型棒材和线材在我国占的比例极高，2004年为50.17%，2013年有所下降，但其占比例仍在45%左右。如此大的产量，对于成品剪切的质量要求更为严峻。本文就棒材的定尺剪切方式进行介绍。
1 剪切方式
棒材生产线定尺剪切系统的功能是将来自冷床上成组的棒材根据用户的要求切成6～12 m的定尺材，以便下道工序的加工及运输。目前棒材生产中最常用的剪切方式有固定冷剪、冷飞剪、冷锯等。
1.1 固定冷剪剪切
固定剪是目前国内大多数企业采用的定尺剪切方式，主要有冷剪、定尺机配合使用，如图1所示。
固定剪的参数。剪切型式：上切式；剪切力：1 300 T，1 200 T，1 000 T，850 T；剪切温度：≤300 ℃；剪切精度：0～+25 mm；最小定尺长度：6 m。
其特点为：冷剪剪切能力大，剪切范围大，规格多，配合定尺机使用，具有定尺精度高，操作、维护简单等特点。
1.2 冷飞剪剪切
冷飞剪有两种机型，摆剪（DANIELI）和曲柄式。
1.2.1 冷摆剪
如图2所示，冷摆剪剪切系统主要由剪前磁性链辊道，摆剪本体，剪后升降辊道组成。
①冷摆剪的参数。剪切型式：启停式；剪切力：450 T；剪切温度：≤300 ℃；剪切精度：0～+30 mm；最小定尺长度：6 m；轧件速度：0.5～1.5 m/s。
②结构型式。本剪机为双偏心对切式摆动飞剪，剪切机构由偏心轴挂在固定机座上，剪切机构上部由偏心轴带动，剪切机构下部由曲柄连杆带动，于剪切的同时摆动而构成摆式飞剪。
剪切传动：两直流电机并联—主减速机—双偏心曲轴剪切机构；摆动传动：直流电机—减速机—曲柄连杆机构。
剪体本体主要由传动机构、剪切机构、固定机座、换刀装置等组成。
1.2.2 冷飞剪
如图3所示，冷飞剪剪切系统主要由剪前磁性链辊道，飞剪本体，剪后磁力辊组成。
冷飞剪的参数如下。剪切型式：启停式曲柄剪；剪切力：450 T；剪切温度：≤300 ℃；剪切精度：0～+25 mm；最小定尺长度：6 m；轧件速度：1～1.5 m/s。
其特点为：冷剪采用曲柄式结构，剪体本体为整体结构，刀架安装在龙门架内；曲柄为双支点支撑，能承受大剪切力；入、出口辊道全部采用磁力辊，增加对轧件的吸附性，保证精度；入、出口摆动辊道及压辊不安装在飞剪本体内，减少剪切冲击造成的设备损坏；冷飞剪采用与轧线其他飞剪完全统一的标准软件，这样便于掌握维护。
2 比较分析
2.1 从投资角度分析
以年产100万t棒材做基准：选用850 t冷剪或450 t冷飞剪及冷摆剪及120 m冷床。
设备重量方面： 850 t冷剪本体大约重56 t，450 t冷摆剪重约52 t，但是850 t冷剪需要配合定尺机，增加定尺机的费用；而冷摆剪及冷飞剪则需要前后磁力链磁力辊，所以实际上就剪子本体上来讲，投资差不多。
选用电机方面：850 t冷剪选用132 kW电机一台；450 t冷摆剪选用500 kW电机二台，280 kW摆动电机1台；450 t冷飞剪选用750 kW电机二台。
但是若采用850 t冷剪，则冷床输出辊道辊身长约
1 200 mm，而采用冷摆剪及飞剪则需要冷床输出辊道辊身900 mm，这样冷摆剪及冷飞剪就节约了150多米的辊道重量（约300 mm宽），总体投资上讲，冷飞剪及摆剪还是有优势的。
2.2 从使用效果分析
固定剪及冷摆剪对土建的冲击大，基础需要与冷床基础分开，做一个独立基础，冷飞剪对土建的冲击略小。
冷飞剪的效率高、节省了定尺机设备，减少了投资、减少了占地。与摆式的冷飞剪相比，曲柄连杆式冷飞剪结构简单，传动准确、惯性小、精度高、运行稳定、操作维护简便。
与进口的冷飞剪相比，功率更大、剪切能力大，入、出口辊道全部采用磁力辊，定尺精度更高，飞剪机底座带有防滑筋，与基础连接牢固。国产冷飞剪投资少，生产维护成本低。
2.3 从剪切质量分析
剪切精度及剪切质量上，由于配合定尺机定位，冷剪的精度最高，剪切质量最好；冷飞剪次之；目前由于现场实际操作水平的提高，实际生产中，冷飞剪的剪切精度也可以达到0～+15 mm。
3 结 语
通过对几种剪切方式的结构及参数等方面的比较分析，可以看出各有利弊。
目前市场上的主流仍是固定冷剪居多，冷飞剪和冷摆剪都占有一定的市场份额，基于冷飞剪突出的优点，最近越来越多的棒材生产线采用冷飞剪定尺剪切，以提高市场竞争能力。
对于生产较大规格圆钢棒材或者某些特殊钢棒材，对棒材端部质量有要求的，推荐使用固定冷剪（或砂轮锯）加定尺机的系统。
参考文献：
[1] 邹家祥.轧钢机械[M].北京：冶金工业出版社，2000.