該矯直機采用 4 臺 AC 電鋼板零割機

　　鋼材剪切配送中心——鋼材加工業(yè)的新趨勢 鋼材剪切配送中心——鋼材加工業(yè)的新趨勢 —— 劉俊宏 李巖 馬列 摘 要：簡要介紹了鋼材剪切中心在國內(nèi)外的發(fā)展狀況，及剪切中心設(shè) 的配置和特點。 關(guān)鍵詞：鋼材；剪切配送中心；橫剪線 文獻標識碼：A Service Center—— ——The advanced tendency of steel processing —— LIU Jun-hong （Shanghai Agency, Italy FIMI S.p.A., Shanghai 201206, China） LI Yan MA Lie （Hangzhou Baosteel Co., Ltd.） Abstract：The situation of the service center in the world and in China, the necessary equipment of cut to length line (CTL) and slitting line (SL) are briefly introduced. Key words：steel products; service center; cut to length line (CTL); slitting line (SL) 1 國際鋼材剪切中心簡況 當前世界上很多國家和地區(qū)都設(shè)有鋼材剪切中心，如歐美洲的英、 德、意、美及加拿大等國，亞洲的日、韓、泰、印度等國及中國臺灣等， 拉丁美洲的巴西、墨西哥等國。鋼材剪切中心的數(shù)量在上述國家和地區(qū) 中，占有很大比重。如意大利米蘭，人口僅為 200 萬，而各種規(guī)模的鋼 材剪切中心多達 17 家； 歐洲和日本也有相當數(shù)量的鋼鐵將其加工分 關(guān)閉，將鋼卷委托剪切中心加工，這一轉(zhuǎn)變已成為發(fā)展趨勢。 鋼材剪切中心的主要特征 2 鋼材剪切中心的主要特征 鋼材剪切中心的經(jīng)營方式是將采購到的鋼卷加工后直接售給用戶， 或?qū)�鋼板鋼卷采購入庫后，�?jīng)直接或簡單加工后售給用戶。 鋼材剪切中心能在日益激烈的市場競爭中占有一席之地并呈發(fā)展壯 大趨勢，完全是鋼材市場的要求。 （1）鋼鐵企業(yè)的要求。因為鋼鐵企業(yè)為用戶加工成品板或卷加重了 本身負擔(dān)，并且通常加工成本很高。另外，一般鋼鐵企業(yè)通常不加工小 尺寸的鋼板和窄帶鋼。再加上鋼鐵企業(yè)本身有減少或停止加工鋼卷的趨 勢。因而，鋼鐵企業(yè)迫切希望鋼材剪切中心為其承擔(dān)鋼材加工業(yè)務(wù)。 （2）鋼材用戶的要求。鋼材剪切中心的出現(xiàn)，使鋼材用戶可節(jié)省其 對有關(guān)加工設(shè)的投資和勞務(wù)安排，尤其在使用量不多的情況下，鋼材 用戶自己加工鋼材，其加工成本比鋼材剪切中心高很多。而通過鋼材剪 切中心， 用戶可得到相應(yīng)的質(zhì)量保證， 并可享受剪切中心的“ЛТ” （適 時供貨）服務(wù)，從而減少鋼材積壓。 （3）貿(mào)易的要求。貿(mào)易利用剪切中心將板卷銷售給用戶， 利用剪切中心的原料庫存、加工及時、交貨迅速的特點向用戶提供更優(yōu) 質(zhì)的服務(wù)。在處理量少的訂單時，剪切中心比貿(mào)易更具靈活性。 目前許多行業(yè)都需要剪切中心的配送服務(wù)，如家電產(chǎn)品生產(chǎn)家及 其零部件生產(chǎn)家，鋼板零割汽車制造家及其零部件生產(chǎn)家，辦公設(shè)和辦 公家具生產(chǎn)家及其零部件生產(chǎn)家，輕型型鋼和鋼管制造家等。而 剪切中心所能加工的鋼材種類正是這些制造家所需要的原材料。 3 鋼材剪切中心在中國的發(fā)展情況 中國作為一個鋼鐵生產(chǎn)大國，在鋼材剪切中心領(lǐng)域與工業(yè)先進國家 存在一定差距。其主要原因是目前絕大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)（包括很多在 建的熱、冷連軋）均在企業(yè)內(nèi)部有橫、縱剪線，具有較強的剪切加 工能力。另外，用戶對剪切中心這一新興服務(wù)項目，有一個認識和接受 的過程。 目前中國的鋼材剪切中心正處于萌芽狀態(tài)。一些外商已投資建造了 具有一定檔次的小型鋼材剪切中心。其配送服務(wù)的對象主要集中在外商 投資的制造家。另外有些地方組建的鋼板開平，其檔次較低，無法 提供高品質(zhì)保證的鋼板和鋼卷。 寶鋼集團是中國早接受“鋼材剪切中心”并付諸實施的 一家鋼鐵企業(yè)。通過與外方合資經(jīng)營、收購、自投資等多種運作方式， 目前寶鋼已在、天津、廣州和杭州開設(shè)了 5 家鋼材剪切中心，均取 得了良好的經(jīng)濟和社會效益。 4 鋼材剪切中心的基本剪切設(shè)配置 鋼材剪切中心的設(shè)配置決定了該企業(yè)的產(chǎn)品檔次和服務(wù)對象。以 杭州寶鋼鋼材配送有限為例，該主要針對浙江及其周邊地區(qū)的 家電、辦公設(shè)和家具、汽摩等行業(yè)。浙江市場每年鋼材配送量為 100 萬 t 左右，但在該區(qū)域內(nèi)上規(guī)模和上檔次的鋼材剪切中心幾乎沒有。杭 州寶鋼鋼材配送有限目前配置了由意大利菲米（FIMI）制造的 縱、橫剪線 條。該剪切線的生產(chǎn)能力、剪切質(zhì)量和自動化程度均與 世界同類型的剪切線處于同一水準。該剪切中心的產(chǎn)品種類和規(guī)格見表 1。 表1 杭州寶鋼剪切中心產(chǎn)品種類和規(guī)格 項 目 橫剪線 縱剪線 產(chǎn)品種類 表面條件 抗拉強度／MPa 屈服強度／MPa 產(chǎn)品厚度／mm 產(chǎn)品寬度／mm 產(chǎn)品長度／mm 產(chǎn)品條數(shù)／條 產(chǎn)品包重／t 冷軋板、電鍍鋅板、熱鍍鋅板、 彩涂板、電工鋼和不銹鋼板 主要為油性，干性 5900（） 0（） 0.2～3.5 350～1650 300～4500 － 5（） 0.2～3.5 30～1800 － 30（） 20（） （1）橫剪線主要設(shè)的特點 該橫剪線配置的主要設(shè)：卷紙機、上料小車、開卷機、EPC 對中 裝置、開卷伸縮平臺、切頭剪、矯直機、背面靜電覆紙裝置、表面覆膜 裝置、夾送輥與旋轉(zhuǎn)剪、堆垛裝置。 整個地面式上料小車的橫向移動和上下抬升動作由計算機進行位置 設(shè)定，分別通過液壓馬達和液壓缸自動完成。 開卷機采用特殊的 4 段式液壓膨脹芯軸，該芯軸具有非常的圓 度，以及采用特殊材料制成的芯軸墊塊，避免上料時損壞薄帶。EPC 鋼 板對中裝置將鋼板的位置信號反饋給計算機，由計算機控制開卷機的水 平液壓缸，使其底座在水平滑軌上可進行±100mm 的水平橫移，以確保 鋼板中心與橫剪線中心線一致。 菲米為杭州寶鋼鋼材配送有限提供的是六重式矯直機，用 于矯直不銹鋼等有特殊要求的高抗拉強度、大延伸率的材質(zhì)，并且真正 達到矯直平整的目的。該矯直機采用 4 臺 AC 電機單獨傳動，來控制上矯 直輥的壓下，并達到任意調(diào)節(jié)矯直機入、出口側(cè)的輥縫位置，并可同時 實現(xiàn)矯直機橫向傾動。在下矯直輥處安裝 7 排由液壓控制的彎輥裝置， 每排可單獨調(diào)節(jié)。矯直機工作輥表面均經(jīng)過特殊處理，可對那些表面有 特殊要求的材質(zhì)起到保護作用。經(jīng)過矯直機矯直的鏡面板和彩涂板，均 不會對表面產(chǎn)生任何影響。為了滿足采用 1 臺矯直機能矯直厚 0.2～ 3.5mm 鋼板的需要，菲米提供的該矯直機配置了 2 套不同輥徑和輥 數(shù)的矯直輥包，鋼板零割并輔以快速換輥裝置，整個換輥工作僅需 0.5h。當輸入 鋼板原始參數(shù)后，計算機可自動設(shè)定矯直機的初始位置，并在相應(yīng)的控 制屏幕上顯示這些位置數(shù)據(jù)。鋼板零割在剪切過程中，可根據(jù)鋼板的具體情況對 有關(guān)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，以達到的矯直平整效果。矯直后的鋼板不平度 為原始不平度的 1／4。 杭州寶鋼的橫剪線采用菲米提供的新式旋轉(zhuǎn)剪切機，該剪切機 上下剪刃同時旋轉(zhuǎn)，真正實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)剪切。它具有極佳的剪切精度和極 低的維護要求，是一種高性能的精密橫剪機，符合未來市場所需要的精 確、迅速、彈性及高可靠度的生產(chǎn)要求。該剪切機可在 100 次／min 的 高剪切頻率下剪切長度為 500mm 的短板。剪切速度為 90m／min。年 加工能力為 10 萬 t 鋼板。根據(jù)輸入的鋼板參數(shù)，計算機能自動調(diào)整剪刃 間隙。加之采用特殊形狀的剪刃，可完全保證剪切長度和對角線公差。 對于長度小于 1500mm 的鋼板，長度剪切公差為±0.25mm， 1000mm×1000mm 鋼板對角線mm，剪切毛刺小于鋼板厚度的 3％。計算機屏幕可顯示整個剪切作業(yè)狀況。對于設(shè)故障計算機有自診 斷功能。 對表面有特殊要求的不銹鋼和彩涂鋼板，菲米采用空氣堆垛。 在空氣墊作用下，鋼板是“浮”在空氣中進入垛板臺的，從而避免了鋼 板表面劃傷問題。采用特殊的制動夾送輥，可在堆垛時對鋼板進行減速， 避免損壞鋼板頭部。堆垛鋼板的頭尾堆垛公差為±1.0mm，邊部堆垛 公差為±5.0mm。 此外，菲米為該橫剪線配置了卷紙機、背面靜電覆紙裝置和表 面覆膜裝置，確保該剪切中心可滿足剪切特殊材料的要求。 （2）縱剪線的主要設(shè)特點 該縱剪線的主要設(shè)，包括卷紙機、上料小車、開卷機、CPC 對中 裝置、開卷伸縮平臺、切頭剪、中心對準及張緊系統(tǒng)、縱剪機、十字臂 式自動換刀轉(zhuǎn)臺、廢邊卷、出料夾送輥、張力小車、重卷機、鋼卷覆紙 機、出料小車和十字臂式卸料轉(zhuǎn)臺。 縱剪線開卷機除具有橫卷線開卷機的特點外，還具有精密開卷張力 控制，精密的高靈敏度馬達，配合光電檢測對中裝置，保持鋼帶在穿帶 過程中處于縱剪線的中心線位置，并調(diào)整開卷速度以保持穩(wěn)定的開卷張 力。此外，在上料小車配合下可進行下開卷。 張緊輥非常接近縱剪機機座，將鋼板對準縱剪機機座并予以張緊， 確保鋼板在縱剪之前的平坦度，避免鋼板因縱剪時的拉力及剪切力而產(chǎn) 生彎曲現(xiàn)象，影響縱剪精度和毛邊量。該系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的壓平裝置， 避免了材料表面的劃傷。 高精度縱剪機的縱剪速度為 0～125～250m／min，年加工能力為 12 萬 t 鋼卷。該縱剪機經(jīng)過精密的工程計算和分析，能夠提供在不同生產(chǎn) 條件下，芯軸的彎曲程度比例，以完全掌握縱剪的性能，控制縱剪的質(zhì) 量。此外，該縱剪機采用 ASKO 具有很高剪切精度的無墊片刀具。該 的排刀軟件，為迅速排刀提供了方便。 高精度縱剪的公差如表 2 所示，并具有極小的毛邊量。對于鋼板厚 度為 0.20～0.59、0.60～1.00、1.11～3.50mm 時，毛邊量分別僅為鋼板 厚度的 6.0％、4.5％、3.0％。 表2 高精度縱剪公差 mm 鋼卷厚度 寬度小于 寬度 200～ 寬度大于 ／mm 250mm 600mm 600mm ＜1.6 ±0.13 ±0.20 ±0.25 ±0.30 ±0.30 1.6～3.5 ±0.20 十字臂式換刀臺車可同時裝配 3 組刀具。換刀臺車的芯軸外徑略小 于縱剪刀具內(nèi)徑，因而換刀方便，整個換刀工作僅需 5min 左右。 （3）整體移動式的張力小車具有下列功能： ①自動夾取縱剪后的鋼帶，并自動插入卷取機芯軸內(nèi)，節(jié)省了時間 和人力。 ②獨特的張力輥材質(zhì)和設(shè)計（菲米專利），特別針對表面有特殊要 求的材料（如不銹鋼鏡面板、彩涂板、銅、鋁、鍍鋅、馬口鐵等）以及 厚度小于 2mm 的薄板所設(shè)計的張力輥，采用特殊的橡膠材質(zhì)包覆，具有 專利的形狀及表面分割的設(shè)計，克服了因軋制產(chǎn)生的鋼板厚度偏差（鋼 板的凸度）所造成的鋼卷卷取外徑的不同，維持一個非常穩(wěn)定及緊密的 卷取張力。還因與材料間無任何滑動，因此絕不傷害鋼板表面質(zhì)量。 ③扇形彎曲輥表面分割成許多部分，克服了因軋制產(chǎn)生的鋼板厚度 偏差、鋼卷卷取外徑差異及卷取速度不同而產(chǎn)生的滑動現(xiàn)象，保證了鋼 卷表面質(zhì)量，并維持穩(wěn)定的卷取張力。 ④移動式張力小車可保持十分接近的卷取距離和卷取角度，并可提 供穩(wěn)定的卷取張力，保證鋼卷邊部十分平整。 ⑤在張力小車上裝有 2 套分隔片輥，在鋼帶出張力小車時自動完成 分隔。 卷取機具有精密的張力控制系統(tǒng)，配合移動式張力小車，維持極短 的卷取距離和固定的卷取角度，因此鋼卷邊緣十分平整，層間無滑動， 可保證表面不會劃傷，避免出現(xiàn)松卷。卷取機上不采用分隔片，可避免 縱剪鋼卷邊緣碰傷彎曲（尤其是 2mm 以下薄板），并可降低噪聲。在連 續(xù)張力的條件下，重卷的“塔形”公差為±1mm。 配了十字臂式卸料轉(zhuǎn)臺，可以滿足鋼材剪切中心多品種、多規(guī)格 縱剪鋼卷的要求，在十字臂式卸料轉(zhuǎn)臺可進行縱剪鋼卷的包裝工序，且 不影響整條縱剪線的生產(chǎn)節(jié)奏。 縱剪線將所需操作人員可減至少，不僅降低了人工成本，同時將 人為失誤的可能性降至。良好的自動化設(shè)計及人機對話界面，使生 產(chǎn)線更易控制；可充分發(fā)揮設(shè)的效能。 4 結(jié)束語 目前中國的鋼材剪切中心正處于一個與鋼鐵大生產(chǎn)剪切同時并存 的萌芽起步階段，因此其模式和設(shè)配置保留了原鋼鐵大生產(chǎn)剪切的 思想，但它對中國的鋼材加工業(yè)來說，畢竟是一次革命性的轉(zhuǎn)變�？梢� 預(yù)計，在未來十年內(nèi)，中國的絕大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)和社會企業(yè)將會設(shè)立 滿足其各自不同用戶的鋼材剪切中心，其數(shù)量和規(guī)模也將逐步與國際先 進水平接軌。 作者簡介：劉俊宏（1968～），男（漢族），人，工程師。 作者單位：劉俊宏（意大利菲米辦事處， 201206） 李巖（杭州寶鋼鋼材配送有限） 馬列（杭州寶鋼鋼材配送有限）
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