熱軋結(jié)構(gòu)鋼切邊斷面質(zhì)量研究

1、熱軋結(jié)構(gòu)鋼切邊斷面質(zhì)量研究熱軋結(jié)構(gòu)鋼切邊斷面質(zhì)量研究田維兵（攀鋼釩熱軋板廠）摘要：以SS400鋼為例，對(duì)熱軋結(jié)構(gòu)帶鋼橫切線切邊斷面質(zhì)量進(jìn)行分析，從設(shè)備特點(diǎn)、原料厚度和帶鋼力學(xué)性能等方面分析影響斷面質(zhì)量的因素，總結(jié)出不同厚度、不同鋼質(zhì)下的適宜的圓盤剪剪刃重合量、間隙值，方便了工作人員，大幅度提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：熱軋板；剪切；斷面質(zhì)量；圓盤剪；間隙；重合量0引言隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求日趨苛刻和挑剔。熱軋板帶廣泛用于

2、焊接、汽車、壓力容器及其它行業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量特別是板帶斷面質(zhì)量是用戶關(guān)注的重點(diǎn)。攀鋼熱軋板廠精整線自投產(chǎn)以來(lái)，因板帶斷面質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的廢品居高不下，嚴(yán)重影響著帶鋼的工序成材率，給公司造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此提高板帶剪切斷面質(zhì)量已成為當(dāng)務(wù)之急。筆者針對(duì)該問(wèn)題展開(kāi)分析，從斷面質(zhì)量的影響因素著手，研究與重合量、間隙的關(guān)系，加以控制，提高產(chǎn)品的斷面質(zhì)量。1實(shí)驗(yàn)材料及工藝研究材料選用攀鋼熱軋板廠軋制的SS400熱軋鋼板，其主要化學(xué)成分見(jiàn)表1

3、，熱軋工藝為：加熱溫度1260～1330℃，經(jīng)870℃20℃的溫度終軋后，在570℃20℃卷取，到庫(kù)房在空氣中冷卻到60℃左右，上橫切線機(jī)組剪切成鋼板，滿足用戶要求；帶鋼取樣厚度分別為4.3、5.8、7.8、8.8、9.8、11.8mm，分析精整橫切線帶鋼切邊斷面不良的原因，分析圓盤剪設(shè)備結(jié)構(gòu)、鋼材力學(xué)性能對(duì)鋼材斷面的影響，分析鋼質(zhì)和帶鋼厚度與圓盤剪間隙、重合量的關(guān)系。表1SS400SS400鋼主要化學(xué)成分鋼主要化學(xué)成分%CSiMnPS

4、Als0.12~0.18≤0.100.35~0.65≤0.025≤0.02≥0.0152測(cè)量分析2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)帶鋼斷面的影響2.1.1圓盤剪設(shè)備缺陷圓盤剪主要由驅(qū)動(dòng)裝置、操作側(cè)機(jī)架、工作側(cè)機(jī)架、液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)組成，圓盤剪剪刃分別裝配在兩側(cè)軸上，由于生產(chǎn)中的沖擊作用，使剪刃軸產(chǎn)生饒變，轉(zhuǎn)動(dòng)中剪刃重合量、間隙會(huì)發(fā)生波動(dòng)。剪刃軸饒變后對(duì)間隙和重合量的影響如圖1所示。兩片圓盤剪剪刃軸發(fā)生饒變前，圓盤剪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，剪刃在圓周上的每一個(gè)點(diǎn)的間隙、重合量

5、都相等；當(dāng)剪刃軸發(fā)生饒變后，兩片剪刃的間隙和重合量產(chǎn)生波動(dòng)，間隙由大到小的同時(shí)，重合量從小到大，在帶鋼斷面反應(yīng)出“到角—正?！渭羟忻妗?，重復(fù)出現(xiàn)，饒變值越大，斷面質(zhì)量越差。利用測(cè)量工具百分表對(duì)剪刃軸的饒變量進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果為：傳動(dòng)側(cè)0.3mm，操作側(cè)0.65mm，可見(jiàn)對(duì)帶鋼斷面質(zhì)量影響非常大。2.1.2控制系統(tǒng)不穩(wěn)定機(jī)組間的控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，同樣會(huì)影響圓盤剪的剪切斷面質(zhì)量。前后機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不匹配，會(huì)導(dǎo)致拉、堆鋼嚴(yán)重，圓盤剪剪切帶鋼的速

6、度不一致，剪切應(yīng)力的不均，造成剪切斷面質(zhì)量不良；圓盤剪與碎邊剪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不匹配，會(huì)嚴(yán)重影響斷面質(zhì)量或出現(xiàn)卡鋼現(xiàn)象。2.1.3圓盤剪剪刃材質(zhì)生產(chǎn)中對(duì)兩種材質(zhì)的剪刃比較，材質(zhì)分別為5CrW2Si和H13K(材質(zhì)5Cr5WMoVSiK)。5CrW2Si屬于亞共析工具鋼，鉻、鎢、硅均提高淬透性、耐磨性，增加回火穩(wěn)定性，但此鋼種易形成白點(diǎn)，硬度較高，韌性低，剪刃易鈍化和崩刃；H13K加入了合金元素Mo和V，這些7.80.4011.80.85以上數(shù)

7、值為多次測(cè)量得出的經(jīng)驗(yàn)值，具有較大的可行性和操作性，從表2中可以得出：圓盤剪重合量與帶鋼的厚度成反比，厚度在4.0mm時(shí)，重合量的值為零，與圖2的分析結(jié)果相符。根據(jù)表2，可以推出下列公式：Y=0.20x0.66(x≤7)Y=0.12x0.55(x＞7)(1)式中，Y為圓盤剪重合量；x為帶鋼厚度。以后的工作中根據(jù)帶鋼厚度，代入公式（1），計(jì)算圓盤剪的重合量。2.2.2圓盤剪間隙間隙的大小直接影響斷面的質(zhì)量，間隙較大易出現(xiàn)剪不斷或倒角，毛刺

8、，反之則出現(xiàn)二次剪切面，剪刃間隙值與剪切斷面關(guān)系如圖3所示［2］，剪刃間隙較小時(shí)將出現(xiàn)二次剪切面；間隙過(guò)大剪切斷面上拉斷面偏大，又出現(xiàn)較嚴(yán)重的毛刺和倒角；間隙適當(dāng)，剪切斷面上產(chǎn)生13左右的陰暗面，即拉斷面；且剪斷面毛刺和倒角均很輕微。間隙大板厚剪切塌切碎斷毛邊間隙適當(dāng)一次剪切斷面間隙小間隙過(guò)小圖3剪刃間隙對(duì)切斷面的影響對(duì)于不同厚度的鋼，剪刃間隙值的設(shè)定，可以根據(jù)公式（2）計(jì)算?！骷?ah（2）式中，△剪為圓盤剪間隙；h為帶鋼厚度；a為系

9、數(shù)，取值范圍10%~20%。為進(jìn)一步分析a的取值，得出剪刃的最佳間隙值，做以下測(cè)量：在這一間隙范圍中取十個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每變化0.01為一測(cè)量點(diǎn)，分別觀察每一點(diǎn)的斷面情況，從而得出最良好斷面的間隙值，見(jiàn)表3。表3SS400鋼厚度與圓盤剪間隙對(duì)照鋼厚度與圓盤剪間隙對(duì)照厚度mm間隙值a值厚度mm間隙值a值4.30.60.1398.81.300.1475.80.850.1469.81.500.1537.81.150.14711.81.800.153

10、從表3可以看出，a值的變化隨帶鋼厚度增大而增大，但總體范圍在0.15左右，在以后工作中，可以初步定a值為0.15，然后再根據(jù)斷面情況來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)，可以節(jié)省間隙調(diào)整時(shí)間。2.3原料性能與斷面的關(guān)系力學(xué)性能是鋼材的基本性能，是影響帶鋼斷面的重要因素。選用2種比較常見(jiàn)的鋼種與SS400鋼的力學(xué)性能進(jìn)行比較，分析力學(xué)性能對(duì)斷面質(zhì)量的影響。具體見(jiàn)表4［3］。從表4可以看出：P510L的屈服強(qiáng)度最大，大于355MPa，抗拉強(qiáng)度同樣比較大，SS400次