剪切工藝優(yōu)化
問題分析
某鋼廠中400mm機(jī)組是以生產(chǎn)中號(hào)角鋼和槽鋼為主的型材機(jī)組，年產(chǎn)量65萬(wàn)噸，其中槽鋼產(chǎn)品規(guī)格為638～1208，產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的25%。成品槽鋼的分段作業(yè)采用1臺(tái)400t冷剪機(jī)進(jìn)行。槽鋼剪切質(zhì)量對(duì)后續(xù)工藝，特別是焊接質(zhì)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(huì)使槽鋼對(duì)接時(shí)存在較大縫隙，影響焊接質(zhì)量，特別是強(qiáng)度指標(biāo)，從而造成較大的隱患。
安鋼垂400mm機(jī)組隨生產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)量的提高，上述剪切缺陷越來越突出，剪切質(zhì)量?jī)?nèi)控達(dá)標(biāo)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(chǎn)成本和職工勞動(dòng)強(qiáng)度增加。針對(duì)這些問題，從工藝、技術(shù)和操作上進(jìn)行了認(rèn)真分析，并提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，取得了較好效果。
1、工藝原因
該機(jī)組的設(shè)計(jì)能力為20萬(wàn)t/a，但產(chǎn)量達(dá)到了60萬(wàn)t/a，冷床區(qū)生產(chǎn)能力不足的問題很突出，與生產(chǎn)角鋼相比，槽鋼的冷卻速度較慢，從而造成剪切時(shí)槽鋼溫度較高，極易出現(xiàn)塌肩、毛刺、撕裂等缺陷，并且對(duì)剪刃壽命的影響較大。
2、剪刃設(shè)計(jì)原因
槽鋼剪刃設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是槽鋼成品孔型形狀，如圖1所示(以100#槽鋼為例)。這種設(shè)計(jì)在剪切過程中易出現(xiàn)以下問題：一是槽鋼兩肩部與其他部分相比，相對(duì)較厚，所需剪切力也較大，剪刃磨損較快，剪刃使用一段時(shí)間后。這一部分相對(duì)磨損量大，致使肩部間隙較大，易出現(xiàn)塌肩現(xiàn)象；二是槽鋼兩腿與腰部處相比，由于剪切角度的影響，當(dāng)剪刃磨損后，在剪切兩腿時(shí)，剪切量變小，腿部剪切由通常的剪斷變成了撕斷，槽鋼腿端面極易出現(xiàn)毛刺；三是上、下剪刃腿部斜度與槽鋼成品孔型基本一致，這樣在剪切時(shí)腿部基本同時(shí)受力，剪切力較大，剪刃磨損較快，一方面腿端剪切壓痕嚴(yán)重，另一方面剪刃老化后，極易出現(xiàn)槽鋼剪切部分撕裂、毛刺較多的現(xiàn)象。后兩點(diǎn)是影響槽鋼剪切質(zhì)量的主要原因。

與焊接工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應(yīng)力小，無(wú)需昂貴的焊接材料和焊縫檢測(cè)，節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)制作成本30%左右。

相同截面負(fù)荷下.熱軋H鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)重量減輕15%-20%。

與砼結(jié)構(gòu)相比，熱軋H鋼結(jié)構(gòu)可增大6%的使用面積，而結(jié)構(gòu)自重減輕20%一30%，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力。

H型鋼可加工成T型鋼，蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式，極大滿足工程設(shè)計(jì)與制作需求。

采用高頻電流使金屬表面局部加熱，在外力作用下使它焊合，不使用任何焊絲，焊劑，可連續(xù)大批量生產(chǎn)。
1、規(guī)格(截面尺寸)范圍廣。高度、腹板、翼緣厚度、翼緣寬度可以按顧客要求選擇適應(yīng)的鋼板焊接。可以作熱軋H型鋼標(biāo)準(zhǔn)之外的品種。

2、選擇鋼種多樣。熱軋H型鋼主要是Q235B和Q345B，需要小批量特殊鋼種時(shí)，生產(chǎn)廠不可能給生產(chǎn)。焊接可以根據(jù)需要選擇鋼板即可。

3、產(chǎn)品精度高、表面質(zhì)量好。由于鋼板產(chǎn)品精度高、表面質(zhì)量好，所以焊后的H精度也高、表面質(zhì)量也好。鋼板(用于焊接H型鋼)的厚度偏差一般是零點(diǎn)零幾毫米到零點(diǎn)幾毫米，而熱軋H型鋼厚度偏差是零點(diǎn)幾毫米到1毫米，相差近于10倍。

4、性能穩(wěn)定、內(nèi)部組織好。由于從冶煉到連鑄到軋鋼，鋼板生產(chǎn)都比熱軋H型鋼工藝要求、設(shè)備能力、控制水平、檢測(cè)手段高，因此焊接H型鋼內(nèi)部組織、化學(xué)成分、各種性能(力學(xué)性能、工藝性能等)指標(biāo)都可靠而穩(wěn)定。

5、容易存在焊接缺陷。雖然有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，但是由于焊接成型，在焊接區(qū)存在焊接殘余熱應(yīng)力，焊接區(qū)組織不同，存在組織應(yīng)力，易于產(chǎn)生焊接缺陷。隨著焊接水平與熱處理水平不斷提高，這些不利方面逐步減小，如今優(yōu)質(zhì)的焊接H型鋼已經(jīng)應(yīng)用于包括軍工、航天在內(nèi)的各種領(lǐng)域。