槽鋼剪切工藝優(yōu)化
問題分析
某鋼廠中400mm機組是以生產(chǎn)中號角鋼和槽鋼為主的型材機組，年產(chǎn)量65萬噸，其中槽鋼產(chǎn)品規(guī)格為638～1208，產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的25%。成品槽鋼的分段作業(yè)采用1臺400t冷剪機進行。槽鋼剪切質(zhì)量對后續(xù)工藝，特別是焊接質(zhì)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(zhì)量，特別是強度指標(biāo)，從而造成較大的安全隱患。
安鋼垂400mm機組隨生產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)量的提高，上述剪切缺陷越來越突出，剪切質(zhì)量內(nèi)控達標(biāo)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(chǎn)成本和職工勞動強度增加。針對這些問題，從工藝、技術(shù)和操作上進行了認(rèn)真分析，并提出了相應(yīng)改進措施，取得了較好效果。
1、工藝原因
該機組的設(shè)計能力為20萬t/a，但產(chǎn)量達到了60萬t/a，冷床區(qū)生產(chǎn)能力不足的問題很突出，與生產(chǎn)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(xiàn)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(shè)計原因
槽鋼剪刃設(shè)計的基本依據(jù)是槽鋼成品孔型形狀，如圖1所示(以100#槽鋼為例)。這種設(shè)計在剪切過程中易出現(xiàn)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(xiàn)塌肩現(xiàn)象；
二是槽鋼兩腿與腰部處相比，由于剪切角度的影響，當(dāng)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(xiàn)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(yán)重，另一方面剪刃老化后，極易出現(xiàn)槽鋼剪切部分撕裂、毛刺較多的現(xiàn)象。后兩點是影響槽鋼剪切質(zhì)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(yīng)措施。
1、針對冷床冷卻速度慢的問題，在冷床區(qū)增加了水霧風(fēng)機來提高冷床區(qū)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(shè)計存在的問題，結(jié)合生產(chǎn)實際情況，將剪刃設(shè)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量。
3、通過對各規(guī)格槽鋼實際剪切質(zhì)量和剪切間隙進行數(shù)據(jù)回歸分析，制定了每種規(guī)格的剪切間隙規(guī)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(yīng)的墊片，確保剪切間隙控制在工藝要求范圍內(nèi)。