南京建筑結構用南京建筑結構用槽鋼的生產工藝優化
某鋼廠中400mm機組是以生產中號角鋼和南京建筑結構用槽鋼為主的型材機組，年產量65萬噸，其中南京建筑結構用槽鋼產品規格為638~1208，產量約占總產量的25%。成品南京建筑結構用槽鋼的分段作業采用1臺400t冷剪機進行。南京建筑結構用槽鋼剪切質量對后續工藝，特別是焊接質量影響較大，若剪切斷口處存在塌肩、毛刺、撕裂、切斜等缺陷，則會使南京建筑結構用槽鋼對接時存在較大縫隙，影響焊接質量，特別是強度指標，從而造成較大的安全隱患。
安鋼垂400mm機組隨生產節奏和產量的提高，上述剪切缺陷越來越突出，剪切質量內控達標率僅為94.2%。而且剪刃的使用壽命越來越短，平均每班更換一次，造成生產成本和職工勞動強度增加。針對這些問題，從工藝、技術和操作上進行了認真分析，并提出了相應改進措施，取得了較好效果。工藝原因該機組的設計能力為20萬t/a，但產量達到了60萬t/a，冷床區生產能力不足的問題很突出，與生產角鋼相比，南京建筑結構用槽鋼的冷卻速度較慢，從而造成剪切時南京建筑結構用槽鋼溫度較高，極易出現塌肩、毛刺、撕裂等缺陷，并且對剪刃壽命的影響較大。剪刃設計原因南京建筑結構用槽鋼剪刃設計的基本依據是南京建筑結構用槽鋼成品孔型形狀，如圖1所示(以100#南京建筑結構用槽鋼為例)。這種設計在剪切過程中易出現以下問題:一是南京建筑結構用槽鋼兩肩部與其他部分相比，相對較厚，所需剪切力也較大，剪刃磨損較快，剪刃使用一段時間后。這一部分相對磨損量大，致使肩部間隙較大，易出現塌肩現象;二是南京建筑結構用槽鋼兩腿與腰部處相比，由于剪切角度的影響，當剪刃磨損后，在剪切兩腿時，剪切量變小，腿部剪切由通常的剪斷變成了撕斷，南京建筑結構用槽鋼腿端面極易出現毛刺;三是上、下剪刃腿部斜度與南京建筑結構用槽鋼成品孔型基本一致，這樣在剪切時腿部基本同時受力，剪切力較大，剪刃磨損較快，一方面腿端剪切壓痕嚴重，另一方面剪刃老化后，極易出現南京建筑結構用槽鋼剪切部分撕裂、毛刺較多的現象。后兩點是影響南京建筑結構用槽鋼剪切質量的主要原因。
改進措施針對上述3個問題，分別采取了相應措施。針對冷床冷卻速度慢的問題，在冷床區增加了水霧風機來提高冷床區的冷卻速度，又在剪機前一個倍尺處增加了一組水霧噴頭，降低南京建筑結構用槽鋼剪切部分的溫度，從而避免了因鋼溫高而造成的剪切缺陷。針對南京建筑結構用槽鋼剪刃設計存在的問題，結合生產實際情況，將剪刃設計為圖2所示的形狀(以100#南京建筑結構用槽鋼為例)。上剪刃寬度由100mm改為99mm，減少上剪刃在左右方向的間隙，改善南京建筑結構用槽鋼兩角部的剪切質量;下剪刃兩角部圓弧尺寸由R8mm改為R7mm，提高兩角部的剪切重疊量，改善南京建筑結構用槽鋼肩部剪切質量;下剪刃上邊寬度由79mm改為80mm，下邊寬度由97mm改為94mm，使下剪刃腿端斜度小于南京建筑結構用槽鋼成品孔型斜度，這樣在腿部剪切時，腿部上、下方向上不會同時受力，從而減少剪切力，改善剪切質量。通過對各規格南京建筑結構用槽鋼實際剪切質量和剪切間隙進行數據回歸分析，制定了每種規格的剪切間隙規范，具體為:63#南京建筑結構用槽鋼為0.20~0.30mm、80#南京建筑結構用槽鋼為0.20~0.35mm、100#南京建筑結構用槽鋼為0.25~0.35mm，120#南京建筑結構用槽鋼為0.25~0.40mm，并做出厚度為0.20~1.00mm的不同墊片。每次更換剪刃時，先測量間隙，再選擇相應的墊片，確保剪切間隙控制在工藝要求范圍內。 |
