CN109015124B - 一种钢坯表面修磨的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢坯表面修磨的方法，包括以下步骤：采用砂轮沿钢坯长度方向从钢坯的一端到另一端对钢坯面部进行多道次的修磨，相邻两个修磨道次之间的运行宽度有8～10mm的重合；然后对与上述修磨面部相接的棱进行修磨；按照上述方法对钢坯其余的面和棱依次进行修磨。本发明提供的钢坯修磨方法，沿着钢坯表面按照顺时针或逆时针修磨一圈后，可有效地消除修磨后钢坯面部和棱部出现的毛刺，而且钢坯表面平整，没有凹凸状的小波峰，提高了修磨质量，且修磨过程不需要特殊的加工设备，不会增加额外的机加工费用，也不会对钢坯成材率造成较大损失。
Description
技术领域
本发明涉及清理金属表面技术领域，尤其涉及一种钢坯表面修磨的方法。
背景技术
钢坯的表面通常会存在一些缺陷，如结疤、皮下气泡、缩孔、皮下裂纹等，对于表面质量要求较高的棒线材产品，在进行轧制生产前，需要消除钢坯表面的这些缺陷，避免钢坯表面缺陷遗传到棒线材表面。
目前去除钢坯表面缺陷以火焰清理和砂轮修磨两种方式为主，其中砂轮修磨在降低能源消耗的同时也极大的提高了生产效率和产品质量，利用砂轮修磨方法还可以对坯料的顶端进行塑形倒角，可以更好的保护轧制设备，且在修磨过程中不会有大量的飞屑产生，提高了生产的安全性，因此，砂轮修磨法在国内行业中的应用更为普遍。砂轮修磨的质量与修磨方法有直接关系。现有主流的修磨方法是先修磨钢坯的四个面部，然后再修磨钢坯的四个棱部。但是，这种修磨方法会导致修磨后钢坯面部和棱部出现较多的毛刺，而且钢坯表面形成凹凸状的小波峰，对后续轧制造成不利影响，在钢坯加热过程中，表面凹凸状的波峰处体积小，受热面大，使得波峰处容易烧损或因温差产生热应力而发生结疤、裂纹等表面缺陷。
发明内容
针对现有钢坯表面修磨方法会造成钢坯面部和棱部出现较多的毛刺以及在钢坯表面形成凹凸状的小波峰的问题，本发明提供一种钢坯表面修磨的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种钢坯表面修磨的方法，包括以下步骤：
步骤a、沿钢坯长度方向任选一个侧面作为第一面部，用砂轮对所述第一面部进行多道次的修磨，相邻修磨道次之间的运行宽度有8～10mm的重合；
步骤b、对与所述第一面部相接的第一棱进行修磨；
步骤c、对与所述第一棱相接的第二面部按照步骤a的操作进行修磨；
步骤d、对与所述第二面部相接的第二棱按照步骤b的操作进行修磨；
步骤e、对钢坯其余的面和棱重复步骤c和步骤d的操作依次进行修磨。
以A、B、C、D代表除钢坯两个端面以外的四个面，以AB、BC、CD、DA代表钢坯的四个棱，采用砂轮沿着A→AB→B→BC→C→CD→D→DA或A→DA→D→CD→C→BC→B→AB的方向进行面和棱的交替修磨；其中修磨A、B、C、D四个面时，每两个道次之间的运行宽度有8～10mm的重合。
相对于现有技术，本发明提供的钢坯表面修磨的方法，采用砂轮沿着钢坯表面按照顺时针或逆时针的方向进行面和棱的交替修磨，可以消除现有修磨方法中修磨完面部后再修磨棱部时，在棱部处产生的大量毛刺，且修磨钢坯的四个面时，每两个修磨道次之间有8～10mm的重叠，后一道次可消除前一道次运行宽度边缘的毛刺。本发明提供的钢坯修磨方法，沿着钢坯表面按照顺时针或逆时针修磨一圈后，可有效地消除修磨后钢坯面部和棱部出现的毛刺，而且钢坯表面平整，没有凹凸状的小波峰，提高了修磨质量，且修磨过程不需要特殊的加工设备，不会增加额外的机加工费用，也不会对钢坯成材率造成较大损失。
优选的，步骤a中，修磨钢坯的面部时，每个面部共修磨4～8个道次。
优选的，步骤b中，修磨钢坯的棱部时，每个棱部共修磨1～2个道次。
1个修磨道次为砂轮沿钢坯长度方向从钢坯的一端修磨到另一端。优选的修磨道次可以在保证修磨后钢坯表面光洁、平整的前提下，减少做工量，提高修磨效率，修磨次数过小，修磨质量不好，修磨次数过多，费时费力。
优选的，步骤a和步骤b中，修磨钢坯面部和棱时，采用往复式修磨的方法。
若采用沿顺时针进行面和棱的交替修磨，即按照A→AB→B→BC→C→CD→D→DA的方式修磨，修磨A面时，从A面的左侧向右侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有8-10mm的重合，依次进行往复式修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨AB棱，AB棱部的往复修磨方式与面部往复修磨方式相同，AB棱修磨完后再依次修磨B面、BC棱、C面、CD棱、D面、DA棱。采用逆时针修磨也是相同的修磨过程。
优选的，采用砂轮固定不动，钢坯传送给进的方式，对钢坯的面部和棱进行修磨。
采用砂轮固定不动，而钢坯传送给进的方式，便于调整砂轮的角度，且使修磨过程中砂轮的角度固定不动，保证修磨效果。
优选的，修磨时砂轮的转速为1530～3400rpm。
砂轮转速过小，影响修磨效率；转速过大，会产生高温灼伤钢坯表面，也会造成钢坯表面呈波浪形、不平整。
优选的，修磨时钢坯传送给进的速度为45～55m/min。
钢坯传送给进的速度过快会导致修磨质量差，砂轮超负荷运行，影响电机寿命；速度过慢则影响生产效率。
优选的砂轮的转速以及钢坯传送给进的速度，可提高修磨质量，减少钢坯表面的毛刺和凹凸不平的小波峰。
优选的，修磨钢坯的面部和棱时，砂轮轴线与钢坯往复给进运动方向成10～15°。
通过设定的小角度可以对钢坯表面进行由浅到深的修磨，当对钢坯表面进行修磨时，针对钢坯上某一特定点，总是砂轮的后边缘先接触到这一特定的点，此时可能会产生修磨毛刺，随着钢坯的运动，砂轮的前边缘也会接触到钢坯上的这一特定的点，砂轮对钢坯由浅到深进行修磨，砂轮的前边缘可将砂轮后边缘修磨产生的毛刺除去。通过设定的小角度进行修磨，不但可以尽可能多的将钢坯表面的毛刺除去，还能减少钢坯运行的阻力。
修磨钢坯面部时，砂轮设置在钢坯的正上方；修磨钢坯的棱部时，砂轮设置在钢坯侧上方45°方向上，即与钢坯棱部AB垂直且通过砂轮轴心的连线与钢坯表面成45°。
优选的，金属去除层是均匀的，修磨深度为0.5～3mm。
修磨深度太浅，起不到清除表面缺陷的作用；深度太深，对成材率影响较大，且费时费力。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
对SWRCH35K钢坯进行表面修磨，修磨深度为1mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱。
修磨之前先把砂轮固定好，修磨面部和棱部使用不同的砂轮，修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮都固定安装在修磨机上，但是两者的安装角度不同。修磨面部用砂轮安装在台架正上方，调整砂轮角度以保证修磨时钢坯往复给进运动方向成15°，修磨棱部用砂轮安装在台架侧上方45°位置，调整砂轮角度以保证修磨时砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成15°。调整好砂轮后，砂轮的转速为1530rpm，钢坯传送给进的速度为45m/min。
修磨时，砂轮固定不动，钢坯由台架支撑和传动，砂轮沿钢坯表面按照顺时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA，修磨钢坯面部时修磨4个道次，修磨棱部时，一个棱修磨1个道次。
修磨面部和棱部时，修磨A面时从A面的左侧向右侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有8mm的重合，依次进行往复修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨AB棱，AB棱修磨完后再依次修磨B面、BC棱、C面、CD棱、D面、DA棱。
实施例2：
对SWRCH35K钢坯进行表面修磨，修磨深度为0.5mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱。
修磨之前先把砂轮固定好，修磨面部和棱部使用不同的砂轮，修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮都固定安装在修磨机上，但是两者的安装角度不同。修磨面部用砂轮安装在台架正上方，调整砂轮角度以保证修磨时钢坯往复给进运动方向成12°，修磨棱部用砂轮安装在台架侧上方45°位置，调整砂轮角度以保证修磨时砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成12°。调整好砂轮后，砂轮的转速为1800rpm，钢坯传送给进的速度为45m/min。
修磨时，砂轮固定不动，钢坯由台架支撑和传动，砂轮沿钢坯表面按照逆时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→DA→D→CD→C→BC→B→AB，修磨钢坯面部时修磨5个道次，修磨棱部时，一个棱修磨1个道次。
修磨面部和棱部时，修磨A面时从A面的右侧向左侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有9mm的重合，依次进行往复修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨DA棱，DA棱修磨完后再依次修磨D面、CD棱、C面、BC棱、B面、AB棱。
实施例3：
对SWRCH45K钢坯进行表面修磨，修磨深度为1.5mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱。
修磨之前先把砂轮固定好，修磨面部和棱部使用不同的砂轮，修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮都固定安装在修磨机上，但是两者的安装角度不同。修磨面部用砂轮安装在台架正上方，调整砂轮角度以保证修磨时钢坯往复给进运动方向成10°，修磨棱部用砂轮安装在台架侧上方45°位置，调整砂轮角度以保证修磨时砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成10°。调整好砂轮后，砂轮的转速为3000rpm，钢坯传送给进的速度为48m/min。
修磨时，砂轮固定不动，钢坯由台架支撑和传动，砂轮沿钢坯表面按照顺时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA，修磨钢坯面部时需要修磨8个道次，修磨棱部时，一个棱修磨2个道次。
修磨面部和棱部时，修磨A面时从A面的左侧向右侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有10mm的重合，依次进行往复修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨AB棱，AB棱部的往复修磨方式与面部往复修磨方式相同，AB棱修磨完后再依次修磨B面、BC棱、C面、CD棱、D面、DA棱。
实施例4：
对SWRCH45K钢坯进行表面修磨，修磨深度为1.5mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱。
修磨之前先把砂轮固定好，修磨面部和棱部使用不同的砂轮，修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮都固定安装在修磨机上，但是两者的安装角度不同。修磨面部用砂轮安装在台架正上方，调整砂轮角度以保证修磨时钢坯往复给进运动方向成15°，修磨棱部用砂轮安装在台架侧上方45°位置，调整砂轮角度以保证修磨时砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成10°。调整好砂轮后，砂轮的转速为2000rpm，钢坯传送给进的速度为50m/min。
修磨时，砂轮固定不动，钢坯由台架支撑和传动，砂轮沿钢坯表面按照逆时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→DA→D→CD→C→BC→B→AB，修磨钢坯面部时修磨6个道次，修磨棱部时，一个棱修磨2个道次。
修磨面部和棱部时，修磨A面时从A面的右侧向左侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有9mm的重合，依次进行往复修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨DA棱，DA棱部的往复修磨方式与面部往复修磨方式相同，DA棱修磨完后再依次修磨D面、CD棱、C面、BC棱、B面、AB棱。
实施例5
对SCM435钢坯进行表面修磨，修磨深度为2mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱。
修磨之前先把砂轮固定好，修磨面部和棱部使用不同的砂轮，修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮都固定安装在修磨机上，但是两者的安装角度不同。修磨面部用砂轮安装在台架正上方，调整砂轮角度以保证修磨时钢坯往复给进运动方向成13°，修磨棱部用砂轮安装在台架侧上方45°位置，调整砂轮角度以保证修磨时砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成10°。调整好砂轮后，砂轮的转速为2500rpm，钢坯传送给进的速度为52m/min。
修磨时，砂轮固定不动，钢坯由台架支撑和传动，砂轮沿钢坯表面按照顺时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA，修磨钢坯面部时修磨7个道次，修磨棱部时，一个棱修磨2个道次。
修磨面部和棱部时，修磨A面时从A面的左侧向右侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有10mm的重合，依次进行往复修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨AB棱，AB棱部的往复修磨方式与面部往复修磨方式相同，AB棱修磨完后再依次修磨B面、BC棱、C面、CD棱、D面、DA棱。
实施例6
对SCM435钢坯进行表面修磨，修磨深度为3mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱。
修磨之前先把砂轮固定好，修磨面部和棱部使用不同的砂轮，修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮都固定安装在修磨机上，但是两者的安装角度不同。修磨面部用砂轮安装在台架正上方，调整砂轮角度以保证修磨时钢坯往复给进运动方向成12°，修磨棱部用砂轮安装在台架侧上方45°位置，调整砂轮角度以保证修磨时砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成14°。调整好砂轮后，砂轮的转速为3400rpm，钢坯传送给进的速度为55m/min。
修磨时，砂轮固定不动，钢坯由台架支撑和传动，砂轮沿钢坯表面按照逆时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→DA→D→CD→C→BC→B→AB，修磨钢坯面部时修磨8个道次，修磨棱部时，一个棱修磨2个道次。
修磨面部和棱部时，修磨A面时从A面的右侧向左侧修磨，第1个道次由钢坯的一端(钢坯头部)修磨到另一端(钢坯尾部)，然后第2个道次再由另一端(钢坯尾部)返回修磨到一端(钢坯头部)，两个道次之间的运行宽度有8mm的重合，依次进行往复修磨，直到A面全部修磨完成，然后开始修磨DA棱，DA棱部的往复修磨方式与面部往复修磨方式相同，DA棱修磨完后再依次修磨D面、CD棱、C面、BC棱、B面、AB棱。
对比例1
对SWRCH35K钢坯进行表面修磨，修磨深度为1mm，使用现有钢坯表面修磨方法，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱，先修磨面部再修磨棱部，修磨A面时需要修磨4个道次，1个道次为砂轮沿钢坯长度方向从钢坯的一端修磨到另一端，然后用同样的方法依次修磨B面、C面、D面，并且A、B、C、D四个面的修磨顺序没有要求，修磨棱部只修磨1个道次，修磨AB、BC、CD、DA四个棱不分先后顺序。且各个道次之间没有重复或重合区域，使用的砂轮始终与钢坯表面垂直接触。
对比例2
对SWRCH45K钢坯进行表面修磨，修磨深度为1mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱，先修磨面部再修磨棱部，修磨A面时需要修磨4个道次，然后用同样的方法依次修磨B面、C面、D面，并且A、B、C、D四个面的修磨顺序没有要求，修磨棱部修磨1个道次，修磨AB、BC、CD、DA四个棱不分先后顺序。各个道次之间重复或重合宽度为8mm，但是使用的砂轮始终与钢坯表面垂直接触。
对比例3
对SWRCH45K钢坯进行表面修磨，修磨深度为1mm，以A、B、C、D代表钢坯的四个面(除钢坯两个端面以外的四个面)，以AB、BC、CD、DA代表四个棱，砂轮沿钢坯表面按照顺时针方向采用往复式进行面和棱的交替修磨，用字母表示为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA，修磨面部时修磨4个道次，修磨棱部修磨1个道次。各个道次之间重复或重合宽度为8mm，但是使用的砂轮轴线始终与钢坯表面成20°。
对实施例1-6以及对比例1-3修磨后的钢坯进行表面粗糙程度检验，主要针对毛刺尺寸和截面凹凸状的波峰尺寸，各实施例和对比例的检验情况如表1所示。
表1实施例1-6以及对比例1-3修磨后的钢坯表面粗糙程度检验结果
从毛刺尺寸和截面凹凸状的波峰尺寸的平均数据上，可以看出本发明实施例1-6的修磨效果远远优于现有的修磨方法，且修磨角度设置为10～15°时，毛刺的平均尺寸和截面凹凸状的波峰尺寸小于修磨角度为20°时，即修磨角度设置为10～15°时，可达到最佳的修磨效果。
将实施例1-6和对比例1-3修磨后的钢坯在同一车间进行轧制处理，相同钢种和相同修磨量的钢坯轧制为相同规格的盘条，检验盘条上出现裂纹等表面缺陷的情况，结果如表2所示。
表2实施例1-6和对比例1-3修磨后的钢坯轧制的盘条的表面缺陷情况
| 轧制钢坯数量 | 轧制规格 | 检出缺陷支数 | 主要缺陷类型 | |
| 实施例1 | 49支 | Φ20mm | 0 | |
| 实施例2 | 60支 | Φ20mm | 0 | |
| 实施例3 | 46支 | Φ20mm | 0 | |
| 实施例4 | 50支 | Φ20mm | 0 | |
| 实施例5 | 43支 | Φ20mm | 0 | |
| 实施例6 | 52支 | Φ20mm | 0 | |
| 对比例1 | 53支 | Φ20mm | 6 | 裂纹、结疤 |
| 对比例2 | 47支 | Φ20mm | 3 | 裂纹、结疤 |
| 对比例3 | 43支 | Φ20mm | 2 | 裂纹 |
可以看出，本发明实施例1-6修磨后的钢坯轧制成相同规格的盘条，其表面质量远远优于利用现有修磨方法修磨后的钢坯压制成的盘条，且修磨角度为10～15°时，修磨后的钢坯轧制成的盘条出现裂纹等表面缺陷的情况小于修磨角度为20°时修磨后的钢坯轧制成的盘条。
综上所述，本发明提供的钢坯表面修磨的方法，通过修磨面部用砂轮和修磨棱部用砂轮的角度设定，配合道次间的运行宽度重合，顺时针或逆时针修磨一圈后，可以有效地消除修磨后钢坯面部和棱部出现的毛刺，而且钢坯表面平整，没有凹凸状的小波峰，提高了修磨质量，且不需要增加额外的机加工费用，也不会对钢坯成材率造成较大损失，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种钢坯表面修磨的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、沿钢坯长度方向任选一个侧面作为第一面部，用砂轮对所述第一面部进行多道次的修磨，直至第一面部全部修磨完成，相邻修磨道次之间的运行宽度有8～10mm的重合；
步骤b、对与所述第一面部相接的第一棱进行修磨，直至第一棱部全部修磨完成；
步骤c、对与所述第一棱相接的第二面部按照步骤a的操作进行修磨，直至第二面部全部修磨完成；
步骤d、对与所述第二面部相接的第二棱按照步骤b的操作进行修磨，直至第一棱部全部修磨完成；
步骤e、对钢坯其余的面和棱重复步骤c和步骤d的操作依次进行修磨；
其中，修磨时采用砂轮固定不动，钢坯传送给进的方式，对钢坯的面部和棱部进行修磨，且修磨时钢坯传送给进的速度为45～55m/min，砂轮的轴线与钢坯往复给进运动方向成10～15°。
2.如权利要求1所述钢坯表面修磨的方法，其特征在于，步骤a中，修磨钢坯的面部时，每个面部共修磨4～8个道次。
3.如权利要求2所述钢坯表面修磨的方法，其特征在于，步骤b中，修磨钢坯的棱部时，每个棱部共修磨1～2个道次。
4.如权利要求3所述钢坯表面修磨的方法，其特征在于，步骤a和步骤b中，修磨钢坯面部和棱部时，采用往复式修磨的方法。
5.如权利要求1所述钢坯表面修磨的方法，其特征在于，修磨时砂轮的转速为1530～3400rpm。
6.如权利要求1所述的钢坯表面修磨的方法，其特征在于，金属去除层是均匀的，修磨深度为0.5～3mm。
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