熱軋結構鋼切邊斷面質量研究

1、熱軋結構鋼切邊斷面質量研究熱軋結構鋼切邊斷面質量研究田維兵（攀鋼釩熱軋板廠）摘要：以SS400鋼為例，對熱軋結構帶鋼橫切線切邊斷面質量進行分析，從設備特點、原料厚度和帶鋼力學性能等方面分析影響斷面質量的因素，總結出不同厚度、不同鋼質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。關鍵詞關鍵詞：熱軋板；剪切；斷面質量；圓盤剪；間隙；重合量0引言隨著市場競爭的加劇，用戶對產(chǎn)品質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)品質量特別是板帶斷面質量是用戶關注的重點。攀鋼熱軋板廠精整線自投產(chǎn)以來，因板帶斷面質量問題產(chǎn)生的廢品居高不下，嚴重影響著帶鋼的工序成材率，給公司造成較大的經(jīng)濟損失和社會影響。因此提高板帶剪切斷面質量已成為當務之急。筆者針對該問題展開分析，從斷面質量的影響因素著手，研究與重合量、間隙的關系，加以控制，提高產(chǎn)品的斷面質量。1實驗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，其主要化學成分見表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，到庫房在空氣中冷卻到60℃左右，上橫切線機組剪切成鋼板，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，分析圓盤剪設備結構、鋼材力學性能對鋼材斷面的影響，分析鋼質和帶鋼厚度與圓盤剪間隙、重合量的關系。表1SS400SS400鋼主要化學成分鋼主要化學成分%CSiMnPS

4、Als0.12~0.18≤0.100.35~0.65≤0.025≤0.02≥0.0152測量分析2.1設備結構對帶鋼斷面的影響2.1.1圓盤剪設備缺陷圓盤剪主要由驅動裝置、操作側機架、工作側機架、液壓潤滑系統(tǒng)組成，圓盤剪剪刃分別裝配在兩側軸上，由于生產(chǎn)中的沖擊作用，使剪刃軸產(chǎn)生饒變，轉動中剪刃重合量、間隙會發(fā)生波動。剪刃軸饒變后對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，圓盤剪轉動時，剪刃在圓周上的每一個點的間隙、重合量

5、都相等；當剪刃軸發(fā)生饒變后，兩片剪刃的間隙和重合量產(chǎn)生波動，間隙由大到小的同時，重合量從小到大，在帶鋼斷面反應出“到角—正?！渭羟忻妗?，重復出現(xiàn)，饒變值越大，斷面質量越差。利用測量工具百分表對剪刃軸的饒變量進行測量，結果為：傳動側0.3mm，操作側0.65mm，可見對帶鋼斷面質量影響非常大。2.1.2控制系統(tǒng)不穩(wěn)定機組間的控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，同樣會影響圓盤剪的剪切斷面質量。前后機組的轉動速度不匹配，會導致拉、堆鋼嚴重，圓盤剪剪切帶鋼的速

6、度不一致，剪切應力的不均，造成剪切斷面質量不良；圓盤剪與碎邊剪的轉動速度不匹配，會嚴重影響斷面質量或出現(xiàn)卡鋼現(xiàn)象。2.1.3圓盤剪剪刃材質生產(chǎn)中對兩種材質的剪刃比較，材質分別為5CrW2Si和H13K(材質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，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、值為多次測量得出的經(jīng)驗值，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，重合量的值為零，與圖2的分析結果相符。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系如圖3所示［2］，剪刃間隙較小時將出現(xiàn)二次剪切面；間隙過大剪切斷面上拉斷面偏大，又出現(xiàn)較嚴重的毛刺和倒角；間隙適當，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一次剪切斷面間隙小間隙過小圖3剪刃間隙對切斷面的影響對于不同厚度的鋼，剪刃間隙值的設定，可以根據(jù)公式（2）計算。△剪=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%。為進一步分析a的取值，得出剪刃的最佳間隙值，做以下測量：在這一間隙范圍中取十個測量點，每變化0.01為一測量點，分別觀察每一點的斷面情況，從而得出最良好斷面的間隙值，見表3。表3SS400鋼厚度與圓盤剪間隙對照鋼厚度與圓盤剪間隙對照厚度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)斷面情況來適當調節(jié)，可以節(jié)省間隙調整時間。2.3原料性能與斷面的關系力學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種比較常見的鋼種與SS400鋼的力學性能進行比較，分析力學性能對斷面質量的影響。具體見表4［3］。從表4可以看出：P510L的屈服強度最大，大于355MPa，抗拉強度同樣比較大，SS400次