CN110355419A - 在线无毛刺锯切原理及实施 - Google Patents

Abstract

《在线无毛刺锯切原理及实施》技术改造项目属于钢铁行业冷弯型钢、水、煤气管生产过程中，飞锯机的技术改造。锯切钢管时，锯片存在厚度，可视为锯片两边在锯切钢管。由于钢管支撑点不稳定，锯片两边钢管不能同时切断，由于高温、离心力作用下，而向钢管下方旋转躲开了强大威力的锯片切削，从而产生了毛刺。大体上讲，可采用两种方法去毛刺一、剪切法在钢管下部，即最后锯断的地方设一顶板(垫板)。当飞锯下行锯切时，锯片与顶板形成剪切模式，剪断毛刺。二、冷却法在毛刺与钢管连接处，喷气或水冷却，使其变硬，抵抗离心力作用。而不致旋转，从而去掉毛刺。喷气冷却可用飞锯落锯时气缸排出的气体二次利用。

Description

在线无毛刺锯切原理及实施

(飞锯新技术改造项目)

一、技术领域

该技术改造项目用于钢铁行业冷弯型钢、水、煤气管生产过程中飞锯机的技术改造。

水煤气管是水管、煤气管等的统称，多是用低碳钢制的焊接钢管，常用于水、暖气、煤气、压缩空气和真空管路，可用于压力在表压0.6兆帕(6大气压) 以下的蒸汽支管和凝液管路，也可用于输送无侵蚀性和非易燃、易爆的介质。水煤气管广泛用于我国公共基础设施建设，有较大的需求量。每年市场需求量大概为5000万吨左右，2013年中国钢管产量达到7979万吨，其中，无缝钢管产量2962.8万吨，焊管产量5016.2万吨ⁱ。

焊钢生产是用以带钢成型并通过连续高频焊接成管的方式生产。由于带钢较长，生产出来的焊管也会很长，须通过定尺、飞锯锯切，以便包装运输。

二、背景技术

在生产过程中，飞锯切断焊管，管端会形成冷硬毛刺(有毛刺焊管不符合国家要求)，所以增设了铣头工序，用铣头机去毛刺。目前世界各国焊管生产线大多都是如此处理。

对于飞锯锯切产生的毛刺，当前的主流技术工艺是，由两台铣头机组成铣

例如：一台小型一时焊管的铣头机组，设备质量约4吨，装机容量30kw，占地面积100m²，操作工人两名，金属切削损耗1‰。

大型铣头机组铣直径200mm焊管的设备，总质量25吨，装机容量95kw，占地面积200m²，操作工人两名，金属切削损耗1‰。

三、发明内容

1.发明创造的目标

本发明创造的目标是简化生产工艺，取消铣头机组的设置后也能生产合格产品。

2.毛刺产生原因分析

以焊管生产在线锯切为例。

飞锯在线连续锯切焊管过程中，由于焊管将要锯断时，焊管(在锯片两边) 的支撑点位置不断变化，使锯片两边焊管不能同时锯断(图1)，即一边先锯断 (A点)，由于辊道继续向前输送，另一边(B点)就留在管端。这就是通常说的锯切毛刺图1中的AB段。

通过长期实地观察毛刺形成的瞬间状态：由于锯片线速度在100米/秒左右，产生较大的离心力并带有金属粉尘；锯片切削时产生大量的热量，出现金属亮点，亮点时间约有0.2秒左右。此时连接点毛刺很软，呈半融化状态，特别是连接点A、B(我想此时可用牙签挑下)。在这种状态，毛刺AB段中，A点先断开，只有绕B点旋转，躲过了锯片切断，焊管断面下方形成常见的毛刺。

以上说的“辊道拉跑”和“毛刺旋转”都是导致毛刺产生的原因，其中，“毛刺旋转”是关键原因。

只要毛刺AB段锯切时不旋转，管端毛刺就不会形成，所以，防止毛刺旋转就是无毛刺锯切的关键所在。

3、飞锯锯切去毛刺方法

一、剪切法

剪切法的实现，要做如下准备：

第一步，将飞锯托辊标高提高到比飞锯夹紧装置下钳口底面(机组底线标高)高出3～6mm(图2)。使毛刺由原来在焊管尾端的位置，调整到被切焊管的前端位置。

第二步，设置毛刺顶板分两种：平带顶板、弧形顶板。

1、平带顶板，将顶板平放在飞锯夹紧装置下钳口之上(图2)，顶板前端到锯片侧面(即锯片左侧面)，顶板另一端固定在夹紧装置钳口底座上。

锯切时，顶板与锯片最后组成(将要切断时)剪切模式，B点先锯断后，剪断A点。

2、弧形顶板，即将顶板安装在飞锯夹紧装置下钳口底座上。具体用两件M8 ×50～100mm的螺栓，M8螺母8件组成顶板固定组合体(图4)。通过松紧螺母调整顶板位置，顶至锯片侧面，以达到去毛刺的效果。

顶板可用打包铁皮带现场制作，长度视机组大小而定。通常备长度 500～600mm，宽度20mm左右。

为了保证稳定切除毛刺和焊管定尺长度准确性，要求锯片轴轴向串动量要尽量小，达到国家正常标准就可以。

二、冷却法

在主机中心线、锯片锯切处、焊管下方喷射空气或水，冷却毛刺产生处，使毛刺变硬，不易旋转。喷射冷却法分“前喷”和“后喷”(图2、图5)。

喷射冷却法：气体来源，可将锯片运动气缸排出气体再利用，用软管引导到冷却点(图2中AB点)，进行同步喷射，达到冷却目的。空气软管和接头的安装视现场情况配备。

水冷因需要另设水源、收集装置、喷射控制装置，较麻烦，暂不细述。

“前喷”法即引导管安装的A点边(图2)。

采用“后喷”法，相关设备要做适当调整(图5)，就是飞锯托辊标高保持原生产状态(图1)，靠近主机的输出轨道，按最大倍尺长度改为被动辊道(图5)(可以通过拆除传动皮带变成被动辊)。这样才能保证锯片锯到被冷却的毛刺。出料靠后续焊管顶出。

综合上述，去毛刺有六种方法：剪切顶板(平带顶板、弧形顶板)，气冷(前喷、后喷)，水冷(前喷、后喷)。

我认为剪切顶板和气冷方案较好，实施时视现场情况选定。

飞锯在机组中位置，请详见图6。

通过在线无毛刺锯切新技术改造后，与铣头机去毛刺方法相比：新增能耗为零、占地面积为零、设备重量仅0.5kg、无需专门操作人员、金属损耗为零，提升了产品质量及成材率。投资仅400元，上述去毛刺方法，大小焊管机组都可使用。

四、附图说明

本说明书共附有6张图：

图1是飞锯在线连续锯切焊管过程中，由于焊管将要锯断时，焊管(在锯片两边)的支撑点相对位置不断变化，使锯片两边焊管不能同时锯断形成毛刺的示意图；

图2平带顶板剪切法与前喷气冷法示意图，将顶板平放在飞锯夹紧装置下钳口之上，顶板前端到锯片侧面(即锯片左侧面)，顶板另一端固定在夹紧装置钳口底座上；用软管引导到冷却点A点，进行同步喷射，达到冷却目的，从而去掉毛刺；

图3弧形顶板剪切法示意图，用两件M8×50～100mm的螺栓，M8螺母8件组成顶板固定组合体，通过松紧螺母调整顶板位置，顶至锯片侧面，以达到去毛刺的效果；

图4是图3在C方向示意图，两件M8×50～100mm的螺栓，M8螺母8件组成顶板固定组合体；

图5是后喷气冷法示意图，用软管引导到冷却点B点，进行同步喷射，达到冷却并去毛刺的效果；

图6是飞锯位置图。

除图4外，以上示意图都取至H-H断面。

五、具体实施方式

1、实施设备设施场地基本要求：无专门场地要求，该技术所需配件直接安装在飞锯设备内；

2、人员要求：无需专职操作人员；

3、所需费用：材料成本200元，安装费用200元，电、水消耗忽略不计。

Claims (1)

1.在线无毛刺锯切技术属于钢铁行业生产技术。

当前世界钢铁生产中，钢件切断普遍采用锯断，少量采用剪断。钢件切断都少不了的设备——锯切机。

在线锯切方法会在锯断件端口上，残留冷硬金属毛边，统称毛刺。目前对于这种毛刺的清除大多靠人工，少量用机械清除。这种机械设备是有多种单机组成，即铣头机组。用铣头机去毛刺。

清除毛刺是生产环节中的一道工序，劳动强度大、效率低、成本高。

本发明创造的目标是在钢铁生产中，简化生产工艺，全面实现在线无毛刺锯切，尤其是在生产中不再依赖铣头机组或者人工清理金属毛刺也能生产出合格产品。

1、毛刺产生原因分析

以焊管生产在线锯切为例。

飞锯在线连续锯切焊管过程中，由于焊管将要锯断时，焊管(在锯片两边)的支撑点相对位置不断变化，使锯片两边焊管不能同时锯断，即一边先锯断(A点)，由于辊道继续向前输送，另一边(B点)就留在管端，形成毛刺。

通过长期实地观察毛刺形成的瞬间状态：由于锯片线速度在100米/秒左右，产生较大的离心力并带有金属粉尘；锯片切削时产生大量的热量，出现金属亮点，亮点时间约有0.2秒左右。此时连接点毛刺很软，呈半熔化状态，特别是连接点A、B(我想此时可用牙签挑下毛刺)。在这种状态，毛刺AB段中，A点先断开，只有绕B点旋转，躲过了锯片切断，焊管断面下方形成常见的毛刺。

以上说的“辊道拉跑”和“毛刺旋转”都是导致毛刺产生的原因，其中，“毛刺旋转”是关键原因。

只要管材AB段锯切时不旋转，管端毛刺就不会形成，所以，防止毛刺旋转就是无毛刺锯切的关键所在。

2、飞锯锯切去毛刺方法

以下提出剪切法和冷却法，这两种方法均可应用于飞锯和型钢锯锯切机的技术改造。以飞锯锯切焊管为例。

2.1剪切法

剪切法的实现，要做如下准备：

第一步，将飞锯托辊标高提高到比飞锯夹紧装置下钳口底面(机组底线标高)高出3～6mm。使毛刺由原来在焊管尾端的位置，调整到被切焊管的前端位置。

第二步，设置毛刺顶板分两种：平带顶板、弧形顶板。

2.1.1平带顶板，将顶板平放在飞锯夹紧装置下钳口之上，顶板前端到锯片侧面(即锯片左侧面)，顶板另一端固定在夹紧装置钳口底座上。

锯切时，顶板与锯片最后组成(将要切断时)剪切模式，B点先锯断后，剪断A点。

2.1.2弧形顶板，即将顶板安装在飞锯夹紧装置下钳口底座上。具体用两件M8×50～100mm的螺栓，M8螺母8件组成顶板固定组合体，通过松紧螺母调整顶板位置，顶至锯片侧面，以达到去毛刺的效果。

顶板可用打包铁皮带现场制作，长度视机组大小而定。通常备长度500～600mm，宽度20mm左右。

为了保证稳定切除毛刺和焊管定尺长度准确性，要求锯片轴轴向串动量要尽量小，达到国家正常标准就可以。

2.2冷却法

在主机中心线、锯片锯切处、焊管下方喷射空气或水，冷却毛刺产生处，使毛刺变硬，不易旋转。喷射冷却法分“前喷”和“后喷”。

喷射冷却法：气体来源，可将锯片运动气缸排出气体再利用，用软管引导到冷却点(焊管锯切点A点或B点)，进行同步喷射，达到冷却目的。空气软管和接头的安装视现场情况配备。

水冷因需要另设水源、收集装置、喷射控制装置，较麻烦，暂不细述。

“前喷”法即引导管安装在A点边。

采用“后喷”法，相关设备要做适当调整，就是飞锯托辊标高保持原生产状态，靠近主机的输出轨道，按最大倍尺长度改为被动辊道(可以通过拆除传动皮带变成被动辊)。这样才能保证锯片锯到被冷却的毛刺。出料靠后续焊管顶出。

综合上述，去毛刺有六种方法：剪切顶板(平带顶板、弧形顶板)，气冷(前喷、后喷)，水冷(前喷、后喷)。

我认为剪切顶板和气冷方案较好，实施时视现场情况选定。

通过在线无毛刺锯切新技术改造后，与铣头机去毛刺方法相比：新增能耗为零、占地面积为零、设备重量仅0.5kg、无需专门操作人员、金属损耗为零，提升了产品质量及成材率。投资仅400元，上述去毛刺方法，大小焊管机组都可使用。