鋼鐵行業(yè)各種打捆機(jī)淺析

梁　泉

（馬鞍山市雙益機(jī)械制造有限公司，安徽 馬鞍山243000）

1　鋼鐵行業(yè)打捆機(jī)分類

鋼鐵行業(yè)有很多產(chǎn)成品，如型材、棒材、線材、熱軋板卷、冷軋板卷等，幾乎所有的產(chǎn)品最后都需要打捆，目前已有各種型式的打捆機(jī)服務(wù)于不同的產(chǎn)品，各種打捆機(jī)一般均由機(jī)架、打捆頭、導(dǎo)帶軌道和各種輔助元件構(gòu)成，不同型式的打捆機(jī)的基本工作原理都類似，主要通過打捆頭驅(qū)動捆扎材料沿著導(dǎo)帶槽纏繞在待打捆產(chǎn)品的外周后拉緊并將捆扎材料頭部固定連接，從而完成打捆工序。這些打捆機(jī)從不同的角度可以分為以下型式。

1.1　以打捆的對象劃分

可以分為型材打捆機(jī)、棒材打捆機(jī)、線材打捆機(jī)、卷材打捆機(jī)。

1.2　以捆扎材料劃分

可以分為鋼絲打捆機(jī)、塑鋼捆帶打捆機(jī)（簡稱PET捆帶打捆機(jī)）和鋼帶打捆機(jī)（捆扎材料為鋼帶）。鋼絲打捆機(jī)所使用的捆扎材料主要包括鋼絲、盤條等，捆扎材料的接頭部位一般采用扭結(jié)的型式；PET捆帶打捆機(jī)所使用的捆扎材料就是PET捆帶，PET捆帶的接頭一般采用高溫熔焊；而鋼帶打捆機(jī)所使用的捆扎材料就是鋼制捆帶，鋼制捆帶根據(jù)《GB/T 25820-2010包裝用鋼帶》生產(chǎn)，厚度為0.4~1 mm.其中鋼帶打捆機(jī)根據(jù)鋼帶的接頭型式又可以分為焊接式打捆機(jī)、免扣式打捆機(jī)和咬扣式打捆機(jī)。

1.3　以打捆頭的動力型式劃分

可以分為液壓打捆機(jī)、氣動打捆機(jī)。

2　各種打捆機(jī)簡介

下面通過對不同的打捆對象來簡單分析各種打捆機(jī)。

2.1　型材打捆機(jī)

型材打捆前一般會碼成方垛的型式，且型材都比較長，需要沿長度方向打2～5道捆，為了提高效率，通常會沿長度方向布置多臺打捆機(jī)，同時完成多道打捆工序。

目前常見的型材打捆機(jī)主要有鋼絲打捆機(jī)和鋼帶打捆機(jī)兩種。其中鋼帶打捆更美觀占地相對也較小，所以目前較大的鋼鐵企業(yè)選擇鋼帶打捆機(jī)比較多，而小型鋼鐵企業(yè)則選擇人工鐵絲打捆或鋼絲打捆機(jī)，用于型材的鋼帶打捆機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，主要包括機(jī)架、導(dǎo)帶框、打捆頭等部件及儲帶部。

圖1　用于型材的鋼帶打捆機(jī)

2.2　棒材打捆機(jī)

棒材打捆前一般會碼成圓垛或六角垛的型式，棒材也比較長，打捆設(shè)備布局與型材打捆機(jī)相同。由于棒材的垛型和重量等原因限制，一般采用鋼絲打捆機(jī)較多，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖2.該類型打捆機(jī)主要由導(dǎo)線系統(tǒng)、打捆頭、喂線系統(tǒng)等構(gòu)成。

圖2　用于棒材的鋼絲打捆機(jī)

2.3　線材打捆機(jī)[1]

線材打捆前一般會卷成盤卷，盤卷的直徑和寬度均不一定，且盤卷是松垮的不宜轉(zhuǎn)動，所以一般線材打捆機(jī)會有很多輔助機(jī)構(gòu)，如夾緊裝置用于將盤卷夾緊，同時會在一臺設(shè)備上設(shè)計多臺打捆頭，一次完成多道打捆工序[2]。線材打捆機(jī)整體結(jié)構(gòu)見圖3，該類型打捆機(jī)主要包括送線裝置、打捆頭、升降臺、壓緊系統(tǒng)以及底座等部件。線材打捆機(jī)目前比較多的采用扭結(jié)式接頭，即將兩股鋼絲扭結(jié)在一起，接頭非常牢固。

圖3　線材打捆機(jī)

2.4　卷材打捆機(jī)

卷材打捆機(jī)的種類比較多，首先就產(chǎn)品的不同可以分為熱軋卷打捆機(jī)和冷軋卷打捆機(jī)。

熱軋卷打捆機(jī)由于在高溫環(huán)境下使用，為了確保安全，通常采用氣動鋼帶打捆機(jī)而不采用液壓的型式[1]，以防止液壓管路受熱損壞釀成大事故，熱軋卷作為原料卷，通常只在其外周打一至兩道周向捆帶防止散卷即可，熱軋卷氣動打捆機(jī)示意圖見圖4[3-5]。該類打捆機(jī)主要由打捆頭、儲帶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)帶軌道和機(jī)架等構(gòu)成。

圖4　熱軋卷氣動打捆機(jī)

冷軋卷打捆機(jī)又可細(xì)分為包裝前打捆機(jī)和包裝后打捆機(jī)，包裝前打捆機(jī)用于冷軋卷剛下線時打捆用，通常只需要打1～2道周向捆帶，根據(jù)板厚的不同可以選擇鋼帶打捆機(jī)或PET捆帶打捆機(jī)，現(xiàn)在已有很多設(shè)備上同時設(shè)計有兩種打捆頭，能夠同時滿足鋼帶和PET捆帶的使用要求。

冷軋鋼卷作為產(chǎn)成品交付用戶前需要包裝，在包裝完成后也需要打捆，且需要打多道捆帶，捆帶都采用鋼帶。該打捆機(jī)可以分為徑向打捆機(jī)和周向打捆機(jī)，分別用于打徑向捆帶和周向捆帶，由于冷軋鋼卷表面質(zhì)量較高，用于冷軋鋼卷的打捆機(jī)鋼帶的接頭均采用焊接，以防止免扣擠壓出的鋼帶錯口或咬合的鋼扣壓傷其表面且易于實(shí)現(xiàn)自動化，冷軋鋼卷打捆機(jī)示意圖見圖5和圖6，結(jié)構(gòu)構(gòu)成與熱軋卷氣動打捆機(jī)基本相似。

圖5　冷軋卷周向打捆機(jī)

圖6　冷軋卷徑向打捆機(jī)

3　各種打捆機(jī)比較分析

不同打捆機(jī)之間工作原理基本相同，主體結(jié)構(gòu)基本一樣，但區(qū)別也比較大，詳見表1不同打捆機(jī)對照表。

表1　不同打捆機(jī)對照表

PET捆帶比較柔軟，只能用于很薄的冷軋鋼卷包裝前的捆扎，這類產(chǎn)品不需要太大的捆扎力，可以替代鋼制捆帶，既節(jié)約了成本，又能保護(hù)薄鋼卷免受鋼制捆帶的擠壓造成損壞，所以該類打捆機(jī)在冷軋卷行業(yè)推廣比較快，但受限于捆扎力過小，無法大面積推廣。

4　打捆機(jī)未來發(fā)展方向

4.1　智能化

未來常規(guī)打捆機(jī)的發(fā)展方向之一是智能化，與上下道工序的銜接更柔性，多種產(chǎn)品共用一臺打捆機(jī)，打捆機(jī)根據(jù)上級指令自動選擇不同材質(zhì)的捆帶完成打捆工序。

4.2　通用化

打捆機(jī)的另一個發(fā)展方向是通用化，目前打捆機(jī)種類繁多，未來可以利用機(jī)器人模擬人工的動作完成打捆工序，這樣就可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)打捆機(jī)的通用化，智能化也同步得到提升。目前像寶鋼等國內(nèi)知名單位已經(jīng)在嘗試使用機(jī)器人進(jìn)行打捆，但造價、后期維護(hù)都比較昂貴，導(dǎo)致無法推廣，后期在產(chǎn)業(yè)化上加以研究，可以大面積投入工業(yè)化應(yīng)用。

4.3　特殊工況專機(jī)化

還有一些特殊工況的打捆機(jī)會朝著專機(jī)化方向發(fā)展。例如用于型材的鋼帶打捆機(jī)，目前為免扣式居多，但這種打捆機(jī)并不適用于大規(guī)格的型材，尤其是大H型鋼、大工字鋼等，這些產(chǎn)品的重量較重，產(chǎn)品完成打捆后，每次的吊運(yùn)擺放、裝車工序等都會將0.4~1 mm厚的鋼制捆帶折斷導(dǎo)致散捆，近幾年鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的型材越來越大，重量也越來越重，這個現(xiàn)象尤為顯著。這已經(jīng)不是目前的打捆機(jī)的適應(yīng)性問題，而是捆扎材料無法滿足工況。針對該現(xiàn)象，已經(jīng)有企業(yè)在研究利用3~4 mm扁鋼帶作為捆扎材料來對型材進(jìn)行打捆，需要重新設(shè)計專機(jī)完成扁鋼的折彎、就位、焊接固定等工序，從而實(shí)現(xiàn)該工況的全自動[6]。

5　結(jié)束語

本文對目前國內(nèi)外各種打捆機(jī)進(jìn)行了簡要分析，包括打捆機(jī)的適應(yīng)性和優(yōu)劣性，為鋼鐵企業(yè)工程技術(shù)人員的設(shè)備選型以及相關(guān)設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)人員提供參考意見。由于幅面的限制，本文未對各種打捆機(jī)的細(xì)節(jié)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。