魏和平

（山鋼股份萊蕪分公司寬厚板事業(yè)部， 山東 萊蕪 271104）

山鋼股份萊蕪分公司（以下簡(jiǎn)稱萊鋼）寬厚板生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來(lái)不斷通過軋制工藝優(yōu)化和設(shè)備改造來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了尺寸控制精度高、板形良好、性能穩(wěn)定，一次檢驗(yàn)合格率達(dá)到98.96%以上。但是剪切斷面質(zhì)量與先進(jìn)企業(yè)相比還有較大的差距，寬厚板產(chǎn)品質(zhì)量缺陷主要是剪切斷面不平整、錯(cuò)刀、凸臺(tái)等。對(duì)鋼板質(zhì)量主要有三個(gè)方面的影響：缺陷超標(biāo)需要改尺或判廢；出現(xiàn)剪切缺陷后需要離線處理，增加了倒運(yùn)和人力成本；產(chǎn)品外觀質(zhì)量差，降低了用戶滿意度及信譽(yù)度，影響了市場(chǎng)份額的擴(kuò)大。因此必須針對(duì)影響寬厚板剪切質(zhì)量的主要因素進(jìn)行控制改進(jìn)，提高寬厚板切割質(zhì)量，進(jìn)一步提高顧客的滿意度，使產(chǎn)品具有更高的競(jìng)爭(zhēng)力，為萊鋼寬厚板產(chǎn)品拓寬市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)、提供保障。

通過對(duì)剪切線工藝設(shè)備的分析，排查出影響鋼板剪切質(zhì)量的主要問題是雙邊剪缺乏快速調(diào)整剪刃間隙的措施、雙邊剪固定側(cè)滑板磨損造成上剪刃傾斜、雙邊剪鋼板跑偏現(xiàn)象嚴(yán)重造成鋼板錯(cuò)刀，鋼板剪切斷面和質(zhì)量較差。

1 設(shè)計(jì)剪刃間隙補(bǔ)償系統(tǒng)

鋼板剪切時(shí)剪刃間隙調(diào)整以鋼板的厚度為基礎(chǔ)，雙邊剪剪刃間隙以固定公式S=0.06 h+0.2（h為鋼板厚度）計(jì)算，由于現(xiàn)場(chǎng)剪刃狀況、鋼板溫度、設(shè)備精度、鋼板強(qiáng)度的不同，同一規(guī)格的鋼板剪切斷面也會(huì)存在差異，剪切斷面經(jīng)常出現(xiàn)塌肩、毛刺、撕裂、二次剪切面、凸起等缺陷，嚴(yán)重影響外觀質(zhì)量。圖1-1為剪刃間隙過大斷面不良鋼板；圖1-2為剪刃間隙合適斷面良好鋼板。

圖1 鋼板剪切斷面

要改善剪切斷面質(zhì)量，必須根據(jù)斷面情況調(diào)整剪刃間隙。原設(shè)計(jì)剪刃間隙調(diào)整方式有兩種，一是切換到一級(jí)剪切模式，更改剪刃間隙剪切，這種模式平均剪切一支鋼板多耗時(shí)5 min，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可操作性不強(qiáng)。第二種是重新標(biāo)定剪刃間隙，但是根據(jù)斷面情況快速地對(duì)雙邊剪的剪刃間隙標(biāo)定是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)殡p邊剪剪刃間隙調(diào)整裝置是偏心軸式（圖2所示），偏心軸轉(zhuǎn)過的角度與剪刃間隙值呈如下頁(yè)圖3所示的曲線關(guān)系，也就是編碼器數(shù)值和剪刃間隙的關(guān)系曲線，兩者之間不是線性關(guān)系，為了準(zhǔn)確地反映出剪刃間隙和編碼器數(shù)值的真實(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，只能盡可能多的測(cè)量間隙值。一般情況下需測(cè)量20組以上的數(shù)據(jù)，至少需要1 h，顯然不能滿足生產(chǎn)要求，所以生產(chǎn)中無(wú)法及時(shí)調(diào)整剪刃間隙改善斷面，斷面質(zhì)量無(wú)法得到保障。

圖2 偏心軸側(cè)視圖

圖3 偏心軸角度和剪刃間隙的關(guān)系曲線

雙邊剪剪切過程是自動(dòng)化二級(jí)，根據(jù)鋼板厚度自動(dòng)計(jì)算剪刃間隙值，然后雙邊剪一級(jí)按此間隙值開始執(zhí)行調(diào)整程序，編碼器數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的剪刃間隙值稱之為反饋值，當(dāng)此值達(dá)到設(shè)定值時(shí)一級(jí)程序認(rèn)為調(diào)節(jié)完成，具備剪切條件。因?yàn)槌绦虿捎脭?shù)值作為反饋值，那么可以通過只改變反饋值來(lái)調(diào)整剪刃間隙，根據(jù)這個(gè)思路設(shè)計(jì)了一個(gè)剪刃間隙補(bǔ)償系統(tǒng)，二級(jí)計(jì)算出剪刃間隙發(fā)給一級(jí)，一級(jí)不直接按此值調(diào)整，而是把計(jì)算出的數(shù)值再加上補(bǔ)償值調(diào)整，畫面上的反饋值是根據(jù)標(biāo)定曲線上編碼器對(duì)應(yīng)的間隙值再減去補(bǔ)償值，最終依然是反饋值和設(shè)定值對(duì)應(yīng)時(shí)調(diào)整結(jié)束，即標(biāo)定曲線沒有改變，只相當(dāng)于向左或向右平移了標(biāo)定曲線。這樣通過對(duì)雙邊剪剪刃間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)和工藝進(jìn)行深入分析，研究出了一個(gè)不用重新標(biāo)定剪刃間隙即可調(diào)整剪刃間隙的辦法。

具體方法是在雙邊剪一級(jí)畫面上增加更改間隙補(bǔ)償值的窗口，根據(jù)斷面情況輸入需要的補(bǔ)償值，補(bǔ)償值范圍為-2～2 mm，當(dāng)間隙偏大時(shí)就減小補(bǔ)償值，間隙偏小時(shí)就增大補(bǔ)償值。

2 刀架平行度的分析解決

當(dāng)上下主剪刃的平行度出現(xiàn)偏差時(shí)，剪刃長(zhǎng)度方向的間隙也不完全一致，部分位置的間隙值與程序設(shè)定的間隙值出現(xiàn)差異，導(dǎo)致同一步長(zhǎng)內(nèi)剪切時(shí)剪切邊部質(zhì)量不同，實(shí)際間隙比理論間隙大的地方鋼板底部會(huì)出現(xiàn)毛刺，間隙小的地方不同步長(zhǎng)之間的接刀處則出現(xiàn)接痕。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，造成剪刃間隙平行度出現(xiàn)偏差有剪盒變形、剪刃裝配精度、剪刃變形等多種原因，但主要來(lái)自于雙邊剪刀架滑板的磨損造成的，雙邊剪下剪刃固定，上剪刃隨上刀架動(dòng)作，上刀架和面板各有兩塊滑板是對(duì)應(yīng)的，分別位于入口側(cè)和出口側(cè)，剪切作業(yè)時(shí)面板與雙邊剪上刀架通過滑板進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)。由于設(shè)計(jì)原因，滑板潤(rùn)滑效果不理想，滑板受到嚴(yán)重磨損，由于剪切主要集中在雙邊剪入口側(cè)，所以入口側(cè)的滑板磨損更嚴(yán)重，導(dǎo)致剪刃間隙入口側(cè)比出口側(cè)大1.0~1.5 mm。

雙邊剪剪切過程是鋼板進(jìn)入剪體后開始剪切，鋼板前進(jìn)一個(gè)步長(zhǎng)停止后再進(jìn)行剪切，如此反復(fù)直到鋼板全部切完，這樣鋼板邊部?jī)蓚€(gè)剪切周期之間重合的地方，正常情況下此處沒有明顯痕跡（圖4-1所示）。但是上剪刃傾斜時(shí)，接刀處就出現(xiàn)錯(cuò)口（圖4-2所示），無(wú)法滿足鋼板的剪切質(zhì)量要求。雙邊剪滑板更換時(shí)間較長(zhǎng)，更換一側(cè)需要2~3 d，一般安排在大中修期間進(jìn)行，探討實(shí)施在剪刃磨床上利用頻廢剪刃加工斜剪刃的方法，傾斜度控制在1.0~1.5 mm，裝配時(shí)通過加合適的墊片，保持出口側(cè)裝配厚度按圖紙控制，入口側(cè)比圖紙大1.5 mm，從而補(bǔ)償上刀架傾斜值，上機(jī)后測(cè)量剪刃出入口剪刃間隙基本相同，保證了上下剪刃平行，鋼板錯(cuò)口缺陷完全消除。

圖4 鋼板剪切接刀處斷面

3 夾送輥工藝參數(shù)優(yōu)化

夾送輥布置在雙邊剪固定側(cè)、移動(dòng)側(cè)各4個(gè)，出入口兩組夾送輥分別由同步軸剛性連接。夾送輥的主要作用是夾緊鋼板進(jìn)行剪切，另外有輔助運(yùn)輸短鋼板的作用，它決定著鋼板剪切是否穩(wěn)定，在剪切過程鋼板如果出現(xiàn)跑偏，會(huì)影響鋼板的剪切尺寸，跑偏量大就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)刀，雙邊剪鋼板跑偏錯(cuò)刀（圖5所示）是剪切質(zhì)量最差的一種缺陷。錯(cuò)刀共分為兩種類型，一是鋼板還沒咬入出口夾送輥之前的頭部錯(cuò)刀，主要集中在薄規(guī)格。二是尾部離開入口夾送輥后尾部錯(cuò)刀。

圖5 錯(cuò)刀缺陷

雙邊剪跑偏主要是因?yàn)閵A送輥裝配質(zhì)量、安裝精度及運(yùn)行壓力、速度差等因素引起的，因此對(duì)出入口夾送輥水平度、垂直度等安裝精度及同步性、扭矩差、壓力差、輥徑進(jìn)行測(cè)量和檢測(cè)，通過將輥徑超出偏差的夾送輥進(jìn)行更換，調(diào)整夾送輥水平度、垂直度控制在0.5 mm/m以內(nèi)，更換內(nèi)泄的液壓缸、夾送輥聯(lián)軸器，把所有規(guī)格夾送輥壓力提高到90 kg等措施，扭矩和壓力穩(wěn)定均衡，消除了鋼板跑偏和錯(cuò)刀現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

1）雙邊剪采用的剪刃間隙調(diào)整裝置是偏心軸式，存在標(biāo)定復(fù)雜調(diào)整困難的問題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的剪刃間隙補(bǔ)償系統(tǒng)很好地解決該問題，達(dá)到了快速調(diào)整的目標(biāo)，提高了切割質(zhì)量，在雙邊剪使用中極具推廣價(jià)值。

2）雙邊剪滑板磨損快，雖然用磨削斜剪刃的方法補(bǔ)償了滑板的磨損，能暫時(shí)保證剪切質(zhì)量，但不是長(zhǎng)久之計(jì)，應(yīng)進(jìn)一步探討調(diào)整潤(rùn)滑系統(tǒng)及滑板材質(zhì)。

3）通過實(shí)施剪刃間隙補(bǔ)償、斜剪刃的加工利用、夾送輥參數(shù)的調(diào)整等措施，鋼板剪切錯(cuò)刀、塌肩、凸起等缺陷基本消除，鋼板切割質(zhì)量明顯提升，改善了寬厚板產(chǎn)品的質(zhì)量形象，提高寬厚板的信譽(yù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。