【正文】 斜刀片式剪切機斜刀片式剪切機一般由傳動部分、離合部分、機架部分、曲軸或偏心軸部分、上下刀架組成，用帶飛輪的異步電動機驅動，經減速機或皮帶輪以及開式齒輪傳動，曲軸使上剪床沿著機架的滑道作往復運動來完成剪切過程。其特點如下：（1）適應性強。對鋼板的溫度，無論熱態(tài)還是冷態(tài)都能適應。對鋼板厚度適應性強，40 mm以下的鋼板均能剪切。（2）剪切力相對較小，能耗低。（3）通用性強，使用壽命長，剪刃便于安裝，對于鋼板的頭部。尾部和邊部都適用。（4）但是剪切精度不高，由于間斷剪切，剪切效率低；剪切速度慢，產量低。 圓盤式剪切機圓盤式剪切機主要由傳動系統(tǒng)、機箱、機座、調整系統(tǒng)、刀片和碎邊剪系統(tǒng)組成。廣泛應用與厚度小于20～30 mm的鋼板剪切。其特點如下：（1）利用電動絲杠式的移動機構進行剪切寬度調整，有利于不同寬度鋼板的剪切。（2）補償刀盤磨損和重車，可根據被剪切鋼板厚度對重疊量進行調節(jié)選擇。（3）主傳動多采用直流雙電機，經中間同步軸傳動兩對刀盤，可根據不同鋼板的厚度和不同鋼板的強度極限來靈活選擇剪切速度，同時還可以低速爬行處理剪切事故，保持了電機功率的成分利用。（4）采用螺旋刀刃的滾筒式碎邊剪，可以提高剪切速度，效率高，質量好。（5）但是只適用于剪切厚度不大于25 mm的鋼板。 滾切式剪切機該種剪切機是20世紀70年代初德國研制開發(fā)出來的。其剪切鋼板的切口光滑、板材變形小、切邊平直度高、能耗小、壽命長、產量高，特別使用適用于寬厚板的切邊、切頭尾及切定尺和縱向切分。其剪切過程分為6個階段：起始位置→剪切位置→左側位置→中部剪切→右側剪切→結束位置（起始位置），： 滾切剪的剪切過程1—起始位置；2—剪切位置；3—左側剪切；4—中部剪切；5—右側剪切；6—結束位置滾切機的主要優(yōu)點：（1）滾切剪的上剪刃是半徑很大的圓弧形狀，在剪切過程中，沿鋼板剪切方向上下剪刃的重合量變化較小，在開口度相同的情況下，滾切剪上剪刃行程比斜刃剪剪刃行程小30%～40%，而且滾切剪的偏心半徑較小，剪切力一定時，剪切力矩小。（2）滾切剪的上剪刃行程小，對被剪切鋼板的壓彎變形小，避免了鋼板端部和棱邊的彎曲，剪切質量好。（3）滾切剪的剪切速率大，剪切效率高。（4）滾切剪有快速換剪刃裝置，換刀時間短。（5）滾切剪剪切鋼板的最大厚度達到50 mm，比其他剪切機大。（6）滾切剪有上下剪刃間隙調整裝置，上下剪刃的間隙可根據鋼板厚度進行調整，間隙調整精度高，速度快，且切口干凈毛刺少。（7）滾切剪機組采用計算機控制，鋼板運送和長度測量裝置由夾送輥和測長輥或激光測長裝置組成，定尺精度高，使用維修方便。綜上所述，本設計選擇滾切式剪切機。 火焰切割機厚度大于50 mm的鋼板一般采用火焰切割的方式進行鋼板的頭尾剪切、邊部剪切。在寬厚板廠使用的火焰切割機主要有移動式自動火焰切割機和固定架式火焰切割機，其基本裝置是氧氣切割器，以及安裝切割器的電動小車或電動臺車?；鹧媲懈罹哂星懈钚矢摺⑶懈畛杀镜?、投資少、維護簡單方便等優(yōu)點，所以其在寬厚板生產領域得到廣泛的應用。 熱處理爐 概述所謂熱處理，簡言之就是對鋼板進行加熱和冷卻的熱處理過程。具體說“加熱”是選擇適當的加熱溫度和加熱制度，冷卻是指選擇適當的冷卻速度和冷卻溫度。由于加熱和冷卻而使鋼板的性能得到改善的工藝就稱之為熱處理。鋼板熱處理的目的是通過加熱、保溫和冷卻使鋼板獲得所要求的金相顯微組織，從而提高其力學性能。 熱處理爐的分類寬厚板熱處理爐形式的選擇是熱處理工藝成功的關鍵。熱處理爐按照加熱方式可分為明火加熱和輻射管無氧化加熱兩種；按照鋼板運送方式分為輥底式、步進式、臺車式、外部機械化式及罩式等5種，如下所示： 寬厚板熱處理爐分類熱處理各種爐型和加熱方式的比較如下：（1）熱處理爐工作方式的比較。連續(xù)式熱處理爐尤其是輥底式爐可用于鋼板的正火、回火及調質等熱處理。這種爐型產量大，機械化和自動化程度高，得到了廣泛的應用，是寬厚板廠的首選爐型。周期式間歇性生產的熱處理爐，主要用做鋼板的正火、回火及調質等熱處理。這種爐型生產效率低，燃耗大、成本高、自動化程度高，一般用于小批量和特厚板的熱處理。（2）明火與輻射無氧化加熱方式比較。明火直接加熱熱處理的最大問題是氧化，表面氧化會造成鋼板麻坑、氧化鐵皮增厚，特別是燃料中的有害成分會在一定程度上影響鋼板的表面質量。輻射管加熱，爐內通入氮氣等保護氣體，在爐內形成惰性氣體，可以防止鋼板的氧化，提高鋼板的表面質量。但輻射管加熱受燒嘴功率的限制，為了獲得均勻的爐溫，輻射管加熱的燒嘴布置數量較多，配置設備較復雜，維護量相對較大。輥底式熱處理爐的優(yōu)點（1）可以連續(xù)生產，機械化程度高。（2）可以采用輻射管無氧化加熱技術，減少了外界空氣進入爐膛的可能性，最大限度的減少了鋼板的表面氧化，從而有效的保證鋼板的表面質量，實現了對鋼板的無氧化加熱。（3）高精度的溫度控制技術，可以按照不同產品規(guī)格要求，實施相應的溫度。（4）精確的跟蹤技術，鋼板在輥底式爐上的整個處理過程采用計算機全自動控制。綜上所述，本設計采用輻射管加熱無氧化輥底式爐。 淬火機 淬火處理淬火工藝是將鋼加熱到AC3或AC1點以上某一溫度，保溫一定時間，然后在水或油等介質中快速冷卻的熱處理工藝。淬火的主要目的是把加熱后的工件快速冷卻，將其組織由奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，并在隨后經適當溫度回火處理，獲得所需要的綜合性能。 寬厚板淬火機寬厚板崔淬火機按照結構形式可以分為壓力式和輥式兩種。 壓力式淬火機的特點（1） 淬火時鋼板靜止，處理鋼板的最大規(guī)格為（36～100）400016000mm，冷卻速度高，淬火后鋼板的均勻性較差，鋼板頭尾無溫差。（2）淬火后鋼板的平直度、表面質量較好，淬火效率較高。（3）設備結構簡單，操作方便，能耗相對較低。 輥式淬火機的特點（1）輥式淬火機淬火時鋼板連續(xù)移動，處理鋼板的最大規(guī)格為（8～150）5300125000 mm，冷卻速度高，并且淬火后鋼板的均勻性較好，鋼板頭尾溫差為40～100℃。（2）淬火后鋼板的平直度、表面質量較好，淬火效率較高。（3）設備結構、操作復雜，能耗較大。根據本設計實際情況，選擇輥式淬火機。 車間自動化裝置目前，世界寬厚板軋機的形式已經向著高剛度、高自動化和低消耗的方向發(fā)展。因此，為了適應這一發(fā)展趨勢，本車間除工藝、設備等方面的改進外，也考慮了計算機控制系統(tǒng)的采用和加強。 本設計考慮到目前的自動化水平，并結合國內外的現有技術，主要考慮了相關設備之間工藝操作控制及安全保護方面的要求，同時以提高產品質量、提高勞動生產率及節(jié)約能源為目標，采取以下措施：（1） 四輥粗軋機采用輥縫自動設定APC（Automatic Position Control），四輥精軋機采用液壓厚度自動 控制（AGC），并在軋機上采用計算機控制軋制。（2） 步進梁式加熱爐采用計算機自動控制燃料燃燒、爐溫和人機對話及報 表，對節(jié)奏進行控制，使之與軋制節(jié)奏匹配。（3） 軋線上配以完善的檢測設。（4） 水、電、燃油等能源動力方面必要的自動計量裝置。 四輥軋機電動APC和液壓AGC電動壓下裝置用于軋制過程中輥縫的調整。其特點是調整范圍比較大，啟動制動頻繁。因此電動壓下裝置應采用低慣量的傳動系統(tǒng)，以適應頻繁啟動制動；壓下速度采用調速系統(tǒng)滿足工作需要，一般為3～25～50mm/s，壓下時采用3～25mm/s，快速提升采用25～50mm/s液壓AGC（Automatic Gauge Control）用于載鋼精確調節(jié)輥縫，也可智能精確設定輥縫，還能進行變截面的IP（Image Plate）板軋制以及厚度自動控制、變剛度控制、壓力控制及多重過載保護和過行程保護；下置式的液壓AGC還能對軋線標高進行調整，對下輥系修磨量進行補償。液壓AGC主要有以下特點：響應速度快，控制精度高，慣性小；過載保護簡單、可靠；根據需要可改變軋機的當量剛度，實現對軋機從恒輥縫到恒壓力的控制，以適應各種軋制工藝要求；較機械壓下的傳動效率高；實現平面形狀(MAS)軋制，通過改變邊部斷面形狀并配合轉鋼軋制生產出的矩形鋼板切邊量減少；實現糾偏及鐮刀彎控制，保證正常軋制，減少損失；進行支撐輥及油膜軸承偏心補償，提高鋼板厚度精度。計算機控制的電動APC和液壓AGC應具有以下功能：（1）軋制規(guī)程的在線設定及在線計算；（2）安全保護（過負荷與過行程等）；（3）機架剛度、軋輥偏心度及支撐輥軸承油膜變化的補償；（4）道次間輥縫給定精度的自動修正；（5）軋輥輥縫位置的設定及自動控制（APC）；（6）鋼板厚度（縱軋后階段）自動控制（AGC）；（7）軋輥的自動調零；（8）人機對話及報表。 在線檢測措施及儀表 在線檢測的主要措施（1）板坯的外形尺寸檢查一般通過測量裝置或人工測量方式進行測量，高等級鋼種還需要對板坯進行人工表面撿查。（2）軋后鋼板的外形尺寸檢查一般借助測厚儀、測寬儀和鋼板外形儀等自動化儀表完成測量。（3）在生產線冷床或檢修修磨臺架處，對于厚度超差的鋼板用千分尺、游標卡尺或超聲波測厚儀進行側厚檢查。（4）在精整區(qū)域，要用自動或手動超聲波探傷儀，采用離線或在線方式進行內部質量檢測。（5）對于剪切或切割后的鋼板，要進行鋼板外形尺寸的檢測，一般采用人工或三點式測厚儀、儀等成品檢測儀表。（6）對于入庫前的成品鋼板，在良好的照明條件下，人工對上下表面、進行目視檢查。（7）對于厚板的修磨補焊，根據需要進行磁粉探傷或者滲透探傷。平直度和標記質量等。（8）精整剪切或切割后的鋼板需送入檢驗中心（或檢驗室等處）進行試樣檢化驗。 在線檢測儀表寬厚板生產線上的儀表配置應能滿足自動控制的需要，同時避免儀表功能重復造成浪費。典型儀表配置如下：（1）冷、熱金屬探測器——用于檢測冷態(tài)和熱態(tài)金屬的位置，控制有關設備的運轉操作，分別位于加熱爐上料輥道、出料輥道、除鱗箱、軋機及矯直機、冷床、減切線，要求反應迅速，環(huán)境適應性強，工作性能穩(wěn)定。（2）測壓儀——用于四輥軋機的軋制壓力檢測，具有常規(guī)過負荷能力，要求反應迅速，精度高，工作特性穩(wěn)定，可靠耐用，自動顯示記錄。（3）測溫儀——用于檢測坯料或軋件溫度，分別位于由加熱爐出爐至矯直機區(qū)域，部分參加軋機及AGC等系統(tǒng)工作，要求溫度范圍適當，工作精確穩(wěn)定，反應迅速，能自動顯示記錄。（4）平面形狀檢測儀——平面形狀檢測儀主要安裝在軋機前或者剪切線上。安裝在軋機前后的檢測儀用于將平面形狀信號反饋給軋機過程設定規(guī)程，從而控制軋件的平直度。安裝在剪切線上的檢測儀用于計算最佳檢測量。從檢測原理上來講二者基本相同，由于在軋件前后軋件溫度非常高，本身發(fā)光，不需要另加電源。而剪切線上的鋼板溫度較低，本身不能發(fā)光，需要在輥道上安裝電源。測量單元系統(tǒng)由鋼板上側安裝的CCD（ChargeCoupled Device）攝像頭測量單元和鋼板下側背光照明用下部光源構成。鋼板邊部位置分別設置兩個攝像頭，呈三角方式測量，用于修正鋼板的上下變動量。形狀測定鋼板速度測量儀與用戶及其上安裝的激光測速儀或測量輥的脈沖信號相對應，可在速度測量儀發(fā)生故障時切換為輥道脈沖信號后測量。（5）測厚儀——用于四輥軋機前后軋件厚度檢測，射源CS137，要求反應迅速，精度高，工作可靠穩(wěn)定，防護性好，自動顯示記錄。（6）在線超聲波探傷UST（Ultrasonic Testing）裝置——設置在定尺剪前輸入輥道上，可對厚度允許范圍內的鋼板進行全面超聲波探傷。其優(yōu)點有利于在定尺剪前檢查出鋼板缺陷，提高成材率。但要求有較大冷卻能力的冷床，使被檢查的鋼板溫度降到足夠低。另外要配置較多探頭，以保證UST能適應生產節(jié)奏的要求。（7）板形檢測儀——目前寬厚板生產中較為常用的板形檢測儀一般是基于光學原理開發(fā)的。根據光學投影原理，光線通過遮光板沿鋼板縱向投射到鋼板鋼板表面，會形成界限分明的明暗兩個區(qū)域，而明暗的分界線會因鋼板表面形狀的變化而異。利用這樣的裝置，運動鋼板的板形可以通過分界線所呈現的變化而間接得到反映。使用激光三角法、激光莫爾法等激光檢測法成為該類版型儀的主流。 計算機控制系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構成的系統(tǒng)。本寬厚板車間設計采用四級計算機控制，即生產管理、生產控制、工藝控制和設備控制。其工藝控制如下：（1）板坯庫計算機控制——板坯庫采用位置圖控制方式的計算機自動控制。位置圖控制方式是利用計算機程序來表示具體過程各部分之間在時間和空間上相互關系的位置或符號。首先各計算機終端收集連鑄坯或鍛坯的有關數據，并對其中的各有關事件及其結果進行通訊聯(lián)系，并對來料和庫坯的板坯進行定位堆垛、加工處理和軋制選定等多種作業(yè)的管理與控制。（2）加熱爐的跟蹤控制——加熱爐區(qū)域的板坯跟蹤控制是在軋制線過程控制計算機的直接參與下，根據設置在各自爐內板坯的跟蹤控制和操作人員在系統(tǒng)中給定的稱量、裝爐、出爐記錄，自動設定推鋼機推鋼。（3）軋制線的跟蹤控制——軋制線的跟蹤控制是依靠高速熱金屬檢測器和軋機的測壓儀表來實現對特殊的軋制方法和復雜的軋件能準確、迅速的完成跟蹤控制。（4）精整線的跟蹤控制——鋼板在精整線實現控制所需的信息在板坯入爐時就傳遞給生產控制計算機。精整線的跟蹤采用冷金屬檢測器CMD（Cold Metal Detector）和光電開關等儀表進行控制，同時可在各操作室顯示器上顯示作業(yè)指標及上道工序的實際數據，如發(fā)現異?？筛淖冏鳂I(yè)指示成品庫的管理——成品庫的管理是依靠生產控制計算機的聯(lián)機數據庫，根據在線生產的加工進展情況和用戶的合同信息，自動協(xié)調下線垛位的選定、產品替換、廢次品補償等事項，確定鋼板的垛位及轉入出廠系統(tǒng)。4 工藝布置方案、流程及制度 工藝布置方案 寬厚板生產的主要特點（1）軋鋼車間主作業(yè)線長；（2）品種繁多，性能各異，質量要求高；（3）需要展寬軋制、往返軋制；（4）工廠內臨時庫區(qū)多，物流瓶頸變化頻繁，難以預測；（5）精整區(qū)域工序及工藝路徑多，往復物流、交叉物流多；（6）鑄坯及鋼板都是逐