3500mm液壓滾切式熱分段剪機組制造及應用

馬領兵，聶海雄，王 炯,楊支超

（太原重型機械集團有限公司，山西 太原 030024）

1 機組原理及作用

某鋼廠實施3500mm爐卷工程，主要生產優質碳素結構鋼、低合金結構鋼、建筑結構鋼、橋梁鋼、船舶及海洋結構用鋼等厚板和寬厚板產品。其中爐卷工程設計年產量130萬t，本工程采用單機架爐卷軋機技術方案，主生產線的工藝設備如圖1所示。

本設備安裝于3500mm爐卷工程1#和2#滾盤式冷床入口輸入輥道中間，厚度大于50mm的特厚板在檢查修磨臺架出口處經過輥道運往厚板庫，在厚板庫進行人工探傷、切割、收集并發貨。在檢查修磨過程中，厚度如果在50mm以下的話，就無需人工探傷，這種情況下就可以由輥道直接傳輸進剪切線進行剪切加工工序。剪切工序一般比較繁瑣，一開始應該把鋼板進行切頭剪的操作，將頭尾“舌形”和“魚尾”的部分完全切除，之后按照鋼板的長度和鋼板的形狀在進行相應的分段處理，這樣做是為了后期邊部剪切打下良好的基礎。同時，需要取樣的鋼板在切頭剪上完成剪切，取得小樣送往檢化驗車間。鋼板在雙邊剪輸入輥道上經激光射線示位，并以升降橫移裝置或推板對中后，準備進行剪切。3500mm液壓滾切式熱分段剪機組主要由液壓滾切式熱分段剪機本體、擺動輥道（前后移動）、快速換刀裝置、廢料收集裝置等組成。經過軋制的鋼板由剪前輸入輥道運送到液壓滾切式熱分段剪機本體前1500mm處，由液壓站帶動左右兩個以臥式和機架鉸接的液壓缸，推動左右兩個連桿，通過設定兩個油缸不同的速度，帶動上剪架實現純滾動剪切運動，剪切機具備上刀架平衡消除機構間隙、換刀時上刀臺固定防止下落及上刀臺方便拆卸的功能。采用滾切式，主傳動結構采用液壓傳動。鋼板停止后，剪前輸入輥道、擺動輥道同時啟動輸送鋼板，將鋼板停到合適的位置，進行定尺，切頭、分段工作，剪切完畢后，運輸到下一道工序。剪切產生的廢料通過廢料收集裝置運輸到堆放地點。

2 機組技術參數描述（表1）

3 機組主要設備結構及性能

熱分段剪本體主要由機架、主刀剪切液壓缸、上刀架、下刀架、間隙調整裝置、壓板裝置、快速換刀裝置、機架輥、廢料收集裝置、機上梯子平臺欄桿等設備組成，如圖2所示。

3.1 機架

機架是液壓滾切式熱分段剪機本體的骨架和主要受力件，機架裝配由左右機架、上橫梁、下工作臺組成，其中上橫梁與左右機架采用方鍵、雙頭螺柱連接。如圖3所示。

3.2 上刀架裝置

表1 熱分段剪機組技術參數

采用鑄鋼材質，上刀架裝置為上下往復運動件，剪刃方向為圓弧形刃口，斷面為矩形。通過裝在上刀架的導向桿進行導向，在前后機架的滑槽內滑動來完成剪切的運動。其上端通過左右銷軸與左右連桿聯接，連桿的另一端通過銷軸與左右推桿連接，左右推桿通過銷軸固定在上橫梁上。上刀架下端裝上刀盒，上刀盒采用高強度螺栓固定在上刀架上，同時上刀架與機架內銅滑板軌道面進行滑動。如圖4所示。

3.3 壓緊裝置

在剪機入口方向，面板內設置4個壓緊裝置。壓緊裝置由壓緊頭、銷軸及液壓缸等組成。壓板為L形，盡量靠近下剪刃。如圖5所示。

3.4 剪刃側隙調整裝置

側隙調整裝置由一臺變頻電動機、聯軸器、渦輪蝸桿減速機、絲杠、四個1：50斜度鍥形塊組成。電機經渦輪蝸桿減速機減速變向后，驅動絲杠帶動活動鍥塊進行運動，靠與之配合的固定鍥塊產生橫向位移，達到剪刃側隙調整的目的。上橫梁上裝有控制絲杠、上下極限的接近開關及剪刃間隙指針盤，可與裝在渦輪蝸桿減速機上的編碼器同時反映上下剪刃的間隙值。如圖6所示。

3.5 下刀架裝置

下刀架采用鑄鋼材質，下刀架裝置位于液壓滾切式熱分段剪機本體下方，主要用來固定下刀盒、廢料溜板，與左右機架通過螺栓連接為一體。

3.6 連桿機構

其作用是把兩組臥式液壓缸的驅動力傳遞給上刀臺，實現上刀臺滾動剪切，同時在剪切過程中起到承載剪切力的作用。分段剪連桿機構由連桿 1、連桿2、連桿3、連桿4，連接桿、推桿、刀架和液壓缸 10個構件組成.如圖7所示由液壓缸驅動連桿機構運動，通過控制左右液壓缸的動作順序和速度來實現上刀擺動及滾動的復合運動。

3.7 快速換刀裝置

由換刀行走軌道架、剪刃橫移裝置、換刀大車體組成，其中上下刀盒為燕尾槽安裝形式，剪切工作時，剪刃通過壓緊螺栓、壓塊把剪刃安裝在刀臺上，換刀時由人工打開壓緊螺栓，由側面的換刀鋼絲繩滾筒把上下刀盒及其上面安放的上下刀刃一同拉出到機架外側的換刀大車上，并且各有兩組換刀位置，運動方式采用電機減速機傳動方式，橫移采用液壓驅動。如圖8所示。

4 結論

太重集團為某鋼廠制造的3500mm熱分段剪機組，其優點是省略了電機、減速機、曲軸、連桿等復雜的驅動機構，使得機構簡化、傳動系統簡單可靠且具有明顯的增力效果，剪切過程中，上剪刃做近似純滾動剪切運動，可極大提高鋼板剪切斷面。對設備關鍵技術指標的驗收結果及現場鋼板的剪切質量 ,再次從實際的角度驗證了剪切機構桿件尺寸設計的合理性 ,主線設備采用國際知名的冶金設備供應商設計、國內合作制造模式，裝備技術要求達到國際領先水平，具備差異化競爭優勢，形成一定的核心競爭力。