鋼材加工中心設(shè)備的最新發(fā)展及趨勢
鋼材加工配送中心在鋼鐵產(chǎn)業(yè)的價值鏈中扮演著一個重要的角色。由于加工中心的出現(xiàn)和它的用戶導(dǎo)向，使得鋼廠得以專注于鋼材的制造而不是下游工序。目前，最終用戶對鋼材加工中心在加工新材料和高技術(shù)的超高強鋼及特種鋼材方面的要 求不斷增加。因此，對于加工設(shè)備在產(chǎn)景、自動化水平和安全性等方面的要求也不斷提高。本文中，對鋼材加工配送中心面對的挑戰(zhàn)和鋼材加工配送中心設(shè)備的最新發(fā)展及未來趨 勢進行了論述。文章中的數(shù)據(jù)來自西門子奧鋼聯(lián)冶金技術(shù)部近年的經(jīng)驗。西門子奧鋼聯(lián)冶金 技術(shù)部是西門子工業(yè)集團下屬的分部，是************的鋼鐵及有色行業(yè)工廠設(shè)計工程公司，在 冶金技術(shù)領(lǐng)域擁有;^量的專有技術(shù)。1當(dāng)前狀況如前所述，根據(jù)汽車，航空，建筑等行業(yè)的新趨勢，加工中心的產(chǎn)品趨向于高附加值的 產(chǎn)品同時要求有更高的生產(chǎn)率，加工中心的要求越來越復(fù)雜和尖端。近年來，不僅在設(shè)備本身，加工工藝流程方面也發(fā)生了深刻的變化。幾年前，加工中心 僅僅加工標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品（如橫切線加工普通強度的矩形板片），現(xiàn)在，加工中心則要求將一些 非常見的材料加工成不同形狀，如：先進高強鋼（AHSS)屈服強度高于1400MPa (馬氏體 鋼）；在槊性變形過程中產(chǎn)生加工硬化的TRIP鋼；激光拼焊料片等。另外值得一提的是， 現(xiàn)今的小批置多品種生產(chǎn)要求有更高的自動化水平。加工配送中心通常要求有不同的精整線設(shè)備組合，包括縱切線，橫切線，檢查線，開卷 落料線等。圖1所示為一個專為汽車行業(yè)服務(wù)的加工中心的物流圖。通常，這種加工配送中心由以下設(shè)備組成：一條縱切線用來加工高表面質(zhì)量的汽車外板 帶材；一條縱切線用來加工一般表面質(zhì)量的帶材；一條包裝線：一條擺剪橫切線加工梯形板 料；一條開卷落料線；一套生產(chǎn)控制和數(shù)椐管理系統(tǒng)；行車和轉(zhuǎn)運車：實驗室和輔助設(shè)備。1.1開卷落料線開卷落料線專門用來將鋼卷開平剪切為特定的形狀。這些剪切下來的板片在后續(xù)的連續(xù) 壓力機沖壓加工成最終的零部件。在汽車行業(yè)里，主要的部件包括汽車外売如機蓋、門和頂 蓋等。西門子奧鋼聯(lián)開卷落料線集成了世界上頂級的壓力機生產(chǎn)高質(zhì)S的板片。高質(zhì)朵的板片 的含義包括：有效的矯直將板片內(nèi)的殘余應(yīng)力降到最小；板片尺寸精度滿足要求；對于激光 拼焊的板片應(yīng)滿足剪切斷面質(zhì)量，如毛刺高度，直線度和剪切/撕裂比；最后，要求板片堆 垛整齊.在板片表面和邊緣沒有印痕。表1所示為落料線的典型工藝參數(shù) 表1落料線典型參數(shù) 帶材厚度 0,5-3,2 mm 帶材寬度 250 - 1.850 mm 卷重 35 T 抗拉強度 800 Mpa 線速度 90 m/min 剪切能力 60次/分 年產(chǎn)量 50.000啦年 壓力機 6300 KN 壓機臺面尺寸 4.750 * 2.750 mm 壓機類型 機械連桿式 開卷落料線的特點：1) 為了對所有厚度范圍內(nèi)的帶材進行有效的矯直，通常需配備1到2個傳統(tǒng)的輥式矯 直機或者可更換輥盒式矯直機。2) 為了將板料內(nèi)部殘余應(yīng)力降到最低范圍，矯直工藝需達到在整個帶材厚度范圍****** 的塑形變形比（******至85%)。3) 為了保證板料的尺寸精度，應(yīng)使用高精度伺服傳動的輥式喂料機。喂料精度應(yīng)當(dāng)達 到O.lmm/m。為了適應(yīng)壓機模具的不同尺寸，喂料機的喂料高度必須可調(diào)。4) 通過堆垛機的氣動推板實現(xiàn)板料的整齊堆垛，為了保證板料表面無印痕需要采用磁 力堆操；為了實現(xiàn)板料邊緣無損傷，應(yīng)當(dāng)在啟停模式下零速堆垛。 5) 現(xiàn)今，越來越多的客戶要求在同一條生產(chǎn)線內(nèi)加工鋼帶和鋁帶，為了滿足這種要求, 需要采用真空堆操機或者真空/磁力混合模式的堆垛機。1_2縱切線表2所示為典型的縱切線參數(shù)。 表2縱切線典型參數(shù) 典型參數(shù) 帶材厚度 0,6 -4,0 mm 市寬 300 -1.800 mm 卷重 35 Tons 抗拉強度 ******850 Mpa 線速度 250 m/min 帶材表面質(zhì)量 汽車外板“Z”鈒 產(chǎn)量 125.000 噸/年 | 對于縱切線，要達到客戶要求的生產(chǎn)率、產(chǎn)量和安全要求，須具備以下特點:1) 高度自動化的上卷、穿帶、切頭尾和取樣系統(tǒng)，以達到“無手工”操作。2) 縱切操作有以下特點.•基于使用無墊片刀具的高精度縱剪具有零間隙和很高的平行 度公差，以達到無毛刺剪切。另外需滿足足夠的高強鋼剪切能力，同時保證刀具的長壽命， 刀具以中心或軸肩為基準(zhǔn)。3) 縱剪刀具準(zhǔn)備：簡單、方便和安全?；旧嫌袃煞N不同的刀具更換模式可以滿足自 動更戎W移式和轉(zhuǎn)塔式。刀具的準(zhǔn)備有人工準(zhǔn)備和刀具裝配機械手。圖4是側(cè)移式 和轉(zhuǎn)塔式換刀模式的對照表。關(guān)于機械手裝配刀具，它可以自動裝配一套剪切刀具，配有刀 具清潔系統(tǒng)。另外，值得一提的是一套機械手可以服務(wù)于兩條縱切線。 圖3側(cè)移式和轉(zhuǎn)塔式換刀模式對比 描述 側(cè)移式 刀具更換轉(zhuǎn)塔 操作模式 全自動 全自動 刀具更換時間 2分鐘 4洲 刀具準(zhǔn)備時間 30分鐘 15 ■ 刀具存儲 1套 3套 設(shè)備投資 1,6 1 操作便利性 * *** | 刀具檢査 • 在線外 在線內(nèi) | 機械手配刀 不可以 可以 4) 縱切線在刀具更換時也必須同時更換隔離環(huán)，所以需要配備隔離環(huán)更換小車。在卷 取機部分必須要將隔離環(huán)翻轉(zhuǎn)180度進行更換。同時也要考慮更換隔離環(huán)時避免使用天車， 最后，整套刀具和隔離環(huán)的更換時間要在5分鐘內(nèi)由1個操作員完成。5) 選擇適當(dāng)?shù)膹埩ρb置„由于不同的帶材表面質(zhì)螢耍求，對于表面要求極高的帶材不 能使用張力壓板時應(yīng)使用皮帶式或張力輥式張力裝置。6) 出丨丨處的鋼卷運輸處理，對于卷取機卷軸上的J0個存在肓徑差的縱切卷來說，是一 個很大的挑戰(zhàn)。技術(shù)方案需要在符合人體工程學(xué)和安全的前提下，要在最短的時間內(nèi)將鋼卷 卸下卷取機，保證生產(chǎn)連續(xù)進行，并且只由一個操作員將縱切卷離線周向打包。1.3橫剪線 在加工配送中心，可以發(fā)現(xiàn)一些橫切線專門加工這些產(chǎn)品：矩形板、梯形、三角形和菱 形板片。這種橫切產(chǎn)品基本上專門用于激光拼焊板的加工。表4所示為擺剪橫切線的典型參數(shù)。 表4線的典型參數(shù) 帶材厚度 0,5-4,0 mm 帶材寬度 250 -1.550 mm 卷重 35 Tons .. ......... ........ ........... . 一■」 抗拉強度 550 Mpa 線速度 90 m/min 梯形角度 ±30° 剪切能力 180次/分 擺剪橫切線的要求與開卷落料線的要求大致相同:1) 與落料線相同的有效矯直要求。2) 高質(zhì)量的剪切以滿足后續(xù)激光拼焊的要求。3) 適當(dāng)?shù)亩讯夥桨笣M足激光拼焊板的要求。激光拼焊板的質(zhì)量須百分之百滿足下列要求：剪切邊毛刺高度小于厚度的3%;剪切邊 直線度小于0.03mm/m;剪切/撕裂比為最優(yōu)90/10,平均70/30。2面向未來至此我們回顧了加工中心設(shè)備的典型特點。最近幾年，出現(xiàn)了一些新的和復(fù)雜的要求. 新材料，寬度和厚度更大的帶材以及新的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對一些傳統(tǒng)的加工設(shè)備的設(shè)計提出了挑 戰(zhàn)。例如，對于有很高強度的材料，需要設(shè)備更加堅固具有更高的剛度。在生產(chǎn)線的入口段 為了防止鋼卷在去除捆帶后的回彈及保證加工過程中的適當(dāng)張力開卷，需要使用很強的下壓 輥。在加工汽車板時也必須要考慮重卷的可能性。對于縱剪和落料等剪切操作，必須配置快速換刀裝置，特別是對于厚規(guī)格鋼卷，鋼卷長 度很短，所以降低輔助停機時間對于提高生產(chǎn)率至關(guān)重要。3結(jié)束語在最近幾年中，鋼材加工設(shè)備，在提高生產(chǎn)率提高安全性等方面有了顯著地發(fā)M，在未 來還有更多的挑戰(zhàn)需要面對(新材料，新的環(huán)保要求等)，只有不斷的技術(shù)進步才可以克服這些挑戰(zhàn)本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！