节能冷切锯片

总第 164期 2008年第2期 一河北冶全 HEBEI M ETALLURGY Toral l64 2008，Number 2 节能型金属冷切圆锯片在 H型钢冷切中的应用 李永佳 ，于 强 ，郭继富 ，郭 颖 (1．唐山冶金锯 片有 限公 司，河北 唐 山 063020；2．济南钢铁股份有限公司，山东 济南 250101；3．河北能源职业技术学院，河北 唐山 063000) 摘要：针对大中型 H型钢的定尺冷锯切，从改进锯片结构的角度人手，开发 了节能型侧隙锯片。这 种侧隙锯片在锯切过程中可降低主电机耗电量20％以上，降低锯切载荷，延长了锯片的寿命。 关键词：节能；金属冷切圆锯片；H型钢；冷却 中图分类号：TF341．9 文献标识码：B 文章编号：1006—5008(2008)02—0045—03 APIPLICATION OF Ec、旺 GY —SAVD G M[E TAL —COLD —CUTTD G ROI丁ND SAW D COLD —CUTT G OF H —SHAPE S，r]巳EI， Li Yongjia ，Yu Qiang ，Guo Jifu ，Guo Ying (1．Tangshan Metallurgical Saw Co．，Ltd．，Tangshan，Hebei，063020；2．Jinan Iron and Steel Co．，ltd．， Jinan，Shandong，250101；3，Hebei Energy—Resource Institute of Vocafion~ and Technique，Tangshan， Hebei，063000) Abstract：Especially for fixed—length cold sawing of large and medium H —shape steel，from the angle of improving its structure，the energy—saving side—gap saw was developed．It Can save electricity by at least 20 percent，lower sawing load，prolong its work—life． Key Words：energy—saving；round metal —cold—sawing saw；H —shape steel；cold cutting 大中型 H型钢是具有经济断面的新型钢材， 在建筑、桥梁、钢构、车辆制造行业得到了广泛的 应用。在 H型钢轧制生产过程中，100多米长的轧 材需要使用圆锯机进行定尺锯切，为了改善型钢外 观及断面质量，大多数厂家都采取了整根矫直、冷 态锯切的生产工艺代替传统的热切工艺。因为钢材 需要在室温条件下锯切，工件强度比较高，锯切阻 力比较大，所以冷锯机主电机功率一般选在400— 500 kW，相当于热锯机的2倍以上，成为耗电量 较大的一种重要设备。 一 般与锯机配套的圆锯片板体是平板结构，在 锯切过程中，锯片不仅要克服工件对锯齿的锯切阻 力，还要克服片体侧面与工件断面之间的摩擦力， 所以经常出现锯切电流过大、耗电量增加、锯片易 变形等问题。笔者通过研究钢材锯切过程中锯机功 率消耗的特性，以及锯片结构对锯切功耗的影响， 从改进锯片片体结构人手，研究开发了新型的侧隙 收稿日期：2008—0l一05 锯片。经过生产、使用验证后，具有明显的节电效 果，是一种简单可行的锯切节能新技术，在钢铁行 业具有良好的应用前景。 1 原有 H型钢锯切情况分析 从 1998年开始，中国陆续引进了多条大中型 H型钢生产线，如马钢大型和小型、莱钢大型和中 型、日钢中型、津西大型、长治中型等，这些生产 线共同的特点是型钢轧制完成后都采取了先冷却再 矫直，最后冷切定尺的加工工艺，这也是目前世界 上 H型钢生产中最为普遍的生产工艺。 在这些生产线中，冷锯机分别从德国、意大 利、日本引进 ，配置的锯片规格为 1 800—2 200 mm，锯机功率400—500 kW。由于锯片采用平板 结构，型钢又处于室温状态、强度比较高，所以在 锯切过程中经常出现电机过流的现象，影响生产的 连续性。如果提高保护电流，又会导致电机过热， 容易烧坏电机。另外，由于锯片承受的径向及轴向 45 维普资讯 http://www.cqvip.com 总第 164期 载荷比较大，在一定程度上降低了锯片的锯切寿 命 ，这是型钢冷切加工中普遍存在的技术难题。 由于本次节能型锯片的应用对象是莱钢中型 厂，下面把该厂的简单情况进行介绍。该厂全套引 进了日本新日铁公司生产的主要设备和生产工艺技 术，型钢轧制采用了万能轧机，可生产 400 mm× 200 mm以下各个规格的 H型钢以及相应规格的工 字钢、槽钢、角钢、u型钢等，锯机配置为 1台切 头锯、2台热切锯、2台冷切锯， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 年产量40万 t，实际生产量已达到 100万 t／，年以上，是中国生 产效率最高的H型钢生产线之一。 莱钢中型厂冷锯机分为固定锯、移动锯各 1 台，可以灵活改变型钢定尺长度，主电机为 500 kW 的6 000 V高压电机，锯切动力用多条三角皮 带传动给锯片主轴，常用锯片线速度 120 m／s。锯 切过程中工件采取水平液压夹紧，保证了工件的稳 定性，锯片进给采用液压驱动，速度平稳，可无级 调速。 2 冷锯机锯片板体结构改进 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 锯片在工作过程中，其电机功率主要消耗在以 下方面：驱动电机和锯轴系统的运转，克服来 自工 件与锯齿之间的锯切阻力，克服锯片侧面与工件断 面摩擦阻力。前 2项在一定的设备条件和工艺条件 下是相对稳定的，而且难以降低；而第 3项是可以 通过改变锯片板面结构等其它措施而进行改变的。 因为锯片安装在冷锯机上以后其侧面会有一定幅度 的摆动量，在进锯时就要和工件断面进行摩擦，这 相当于对锯片实施了刹车的作用。冷锯机要达到较 高的生产效率，锯片就必须保持足够高的锯切线速 度，即锯片不能闷车。要做到这一点，首先主电机 要有足够的功率，而且可能经常工作在满负荷的状 态。为了降低电机负荷又保证锯片正常工作，唯一 的方法就是减轻锯片与工件之间的摩擦力，例如改 善锯片在冷锯机上的端面跳动精度。但在实际生产 条件下，以 1 800 mm锯片为例，实际端跳值达 到 <1 lnrll已经是很好的水平，进一步降低会存在 很大困难；其次，l还可以降低锯片与工件之间的摩 擦系数，在二者材质一定的条件下这也是难以改变 的。最后笔者认为改变锯片板体结构，在锯片双侧 加工出局部减薄的环形侧隙使锯片参与摩擦的面积 大大减少，是降低摩擦功 (或称夹锯功)最为有 效的工艺手段。 经过认真研究生产现场的冷锯机锯片以及使用 状况，对不同类型的锯片板体结构进行了计算机模 拟仿真分析，同时参照国外同类产品的情况，优化 确定了新型锯片的片体结构尺寸，本文以原有 1 800 mm×11 mm×600 mm齿冷切锯片与改进后 锯片的片体对 比情况 。 由于锯片是一个大而薄的圆盘体，径厚比达到 了160：1，要加工双侧凹槽和侧隙比较，为此与北 京科技大学合作专门研制了一种锯片侧隙磨床。在 机床上，锯片被固定后可以不同的速度旋转，用 2 个卧轴磨头的端面在锯片的合适位置上同时磨削， 加工出符合图纸 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的锯片侧隙结构 (图 1)。 平板锯片 侧隙锯片 图 1 2种锯片结构 比较 3 新型侧隙锯片的节能效果 在莱钢中型厂的固定冷切锯机上，进行了平板 片和新型侧隙锯片的对比试验并进行了简要分析， 以电流值代替功率值比较了二者之间电耗情况。冷 锯机主要参数为：主电机 500—6 000 kW，锯片线 速度 120 m／s，锯片进给速度 70 mm／s，工件实施 水平液压夹紧，冷却水压为4．0 MPa，锯切温度为 室温，工件规格244 mm×175 mm×7 mm／11 mm， 材质 Q235和 Q345，每次锯切 5支。 3 1 2种锯片锯切情况统计 2种锯片锯切情况统计见表 1。 表 1 2种锯片锯切情况统计 注：切中间指锯切工件中间部分，此时锯切电流比较稳定而数 量比较多；切尾是指锯切工件尾部的情况。每组型钢只切 1次。 3．2 2种锯 片切 中间时的锯切 工作 电流 2种锯片锯切中间时的工作电流比较见表2。 维普资讯 http://www.cqvip.com 河北 冶金 2008年 第 2期 表 2 锯片锯切中间时的锯切工作电流 A 表3 2种锯片切尾时的锯切工作电流 A 以2种锯片在同等条件下使用作为前提，比较 它们各自锯完250刀这段时间内锯切电流的变化状 况，侧隙锯片的锯切电流变化比较平缓，处于比较 稳定的状态，其平均电流42 A，平板锯片的锯切 电流随锯切刀数的增加呈逐渐增大的趋势，其平均 电流 53 A。侧隙锯片节电为： (平板片电流 一侧隙片电流)／平板片电流 ×100％ = (53 A一42 A)／53 A×100％ = 20％ 由上式得，侧隙锯片平均锯切电流比平板片平 均电流低 20％左右，相当于节电20％左右。 3．3 2种锯片切尾时的锯切工作电流 2种锯片切尾时的工作电流比较见表 3。 o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ●o ● (上接 第 44页) 对所有问题进行逐项排除后，最终认为是由于 节流阀设计不合理，造成盘车油轮处喷嘴油量不 足，进油量低，影响转子的正常盘动。停机后，对 节流阀结构进行拆检 ，采取增加进 口节 流 阀的内 径，将节流阀进 口孔板进行扩孔处理由 50 mm 增至 80 mm，使进油量显著增加，进 口油压力 由0．43MPa左右提高至 0．5MPa，满足了盘车系统 运转需要 。 4 放风调节方式的改进 自2005年 l0月31 Et，AV71汽轮鼓风机组与 9#高炉临时配套运行，由于由于风机不是参照 9# 高炉特性设计，正常运行中工艺上存在的弊端也较 多，经常出现工况点靠近调节线，需要手动开启防 喘调节阀进行放风操作。为了避免风机长时间使用 防喘阀进行放风操作，提高防喘调节阀使用寿命， 避免事故状态下防喘调节阀失灵，造成重大设备事 故，动力厂技术人员在放风管道原 Dg450电动蝶 阀后加装了电动调节阀，作为工况调节阀。经生产 实践证明，电动调节阀操作简便，调节精度高，机 锯切刀数／刀 5O 7O 90 100 120 150 200 220 250 300 350 450 侧隙锯片 46 47 48 48 47 46 46 48 48 5O 48 5O 平板锯片 5O 5O 52 64 74 76 78 8O 85第 250刀时换片 由表 3得，侧隙片平均锯切电流 47 A，平板 片平均锯切 电流 67．7 A。 (平板片电流一侧隙片电流)／平板片电流 ×l00％ = (67．7 A一47 A)／67．7 A×100％ = 30％ t 即在锯片切尾时，侧隙片比平板片的平均电流 节省约 30％左右。 4 结语 采用本文设计的节能型侧隙锯片可以减轻锯片 与工件之间的摩擦，不仅能够节约能耗 20％左右， 还可以延长工作寿命，是型钢冷锯过程中较为有效 的一项节能技术。同时，这种侧隙锯片还可以减轻 锯机负荷，节省电机、皮带消耗，提高锯片使用寿 命，在钢铁行业具有很好的推广价值。 组运行安全可靠。 5 运行效果分析 (1)2005年7月5 Et借 8#高炉大修期间投运， AV71风机的风压、风量完全符合技术协议的各项 指标要求，工作转速稳定，平均 日供风量为470万 m ，风机排气压力保持在 0．280—0．310 MPa，各 部件运行参数在设计范围内，机组运行稳定；主要 技术参数：设计点流量3 677 m ／min，工作转速为 4 650 r／rain，多变效率 88％，完全达到设计要求。 (2)根据公司当时生产状况，风机临时作为 9 #(1 800 m )高炉供风设备，于 2005年 l0月 31 Et正式为9#高炉供风。 6 结语 AV71风机连续安全运行 2年 ，机组的静 叶角 度调节范围为 43．3—59．4，转速稳定在 4 650 r／ min，平均 Et供风量为5l0万 m ，风机排气压力保 持在 0．360—0．390 MPa，机组运行稳定可靠，9# 高炉工况稳定。没有因风机原因引起高炉任何事 故，在公司大生产链条中发挥了重要作用。 47 维普资讯 http://www.cqvip.com