切割設備

切割設備指的是將被連續拉出的鑄坯按定尺要求切斷的連鑄設備。連鑄機的切割設備有火焰切割機和剪下機兩大類。

基本介紹

• 中文名：切割設備
• 外文名：cutting equipment
• 學科：冶金工程
• 分類：火焰切割機和剪下機
• 作用：切斷連續拉出的鑄坯
• 類型：連鑄設備

介紹

切割機從切割材料來區分，分為金屬材料切割機和非金屬材料切割機。

金屬材料切割機分為火焰切割機、等離子切割機、雷射切割機、水刀切割機等；非金屬材料切割機主要是刀具切割機。

切割機從控制方式來區分，分為數控切割機和手動切割機.

數控切割機 就是用數字程式驅動工具機運動，隨著工具機運動時，隨機配帶的切割工具對物體進行切割。這種機電一體化的切割機就稱之為數控切割機。

雷射切割機為效率最快，切割精度最高，切割厚度一般較小。等離子切割機切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割機針對於厚度較大的碳鋼材質。

在鋼鐵冶金領域，主要使用火焰切割機和剪下機兩大類。

火焰切割機

結構原理

使用預熱氧和燃氣混合燃燒的火焰使切割縫處的金屬熔化，並利用高壓切割氧的能量把熔化的金屬吹掉，形成切縫，切斷鑄坯。燃料有高壓精製焦爐煤氣、天然氣、丙烷和乙炔等。火焰切割機設備簡單，質量輕，投資省，並不受鑄坯斷面尺寸和溫度的限制，切口平整不變形;缺點是切割時有一定量的金屬損耗。火焰切割機廣泛用於板坯、方坯、圓坯和異型坯的定尺切割和頭、尾切割等。火焰切割機由切割槍(割炬)、切割車、同步機構、割槍小車、氣、水分配系統以及電控系統等組成。(見圖1)切割車的車架為鋼板和型鋼焊接結構。4個車輪在輥道兩側的軌道上行駛，切割時與拉坯速度同步，切割完成後，快速返回到起始位置，等待下一次切割。同步機構是使切割車與鑄坯在無相對運動的條件下完成切割的機構。

種類

常用的有夾鉗式、背負式和坐騎式等幾種方式。夾鉗式靠氣缸使兩側夾臂的夾頭夾住鑄坯。背負式靠自重或氣缸的推力使夾緊臂直接壓在鑄坯上達到與鑄坯同步的目的，適用於寬板坯和寬度變化大的板坯連鑄機上。坐騎式為切割槍小車直接騎在板坯上，這種方式已很少採用了。割槍小車是用於支承切割槍並使之運動的裝置。割槍運動方式有直線式和擺動式兩種，安裝在切割車上。割槍小車的速度可靈活調速，有起切、正常切割、高速返回和高速接近等不同的速度。切割槍對鑄坯進行切割。它由槍體和割嘴組成。割嘴的種類也很多，主要有內混式、外混式和內預混式。以內預混式為最好，加熱效率高，焰心長，有利於優質快速切割。還有一種帶噴粉的割嘴，用於高合金鋼和不鏽鋼鑄坯的切割。氣水分配系統包括氧氣、燃氣、壓縮空氣和冷卻水的各種閥門、管線以及測量儀表等。切割設備的電控系統一般採用PLC控制。

切割方法

火焰切割方法有割炬切割和切割機切割兩種。

割炬切割

割炬又稱火焰槍。採用的燃氣不同，火焰槍的構造也不同。常用的是氧—乙炔火焰槍。乙炔壓力為0.01～0.12MPa，氧氣壓力為0.50～1.0MPa。兩種氣體分別通過各自的通路在火焰槍內混合燃燒，噴出的火焰大小和性質可調節。人工手持火焰槍進行切割，通常用於大管坯和板坯軋後的切斷或用於鋼材矯直後去除缺陷的補充切割。

切割機切割

由工作原理類似於火焰槍的切割炬、定尺機構和切縫清理裝置組成。定尺機構有機械式、脈衝式和光電式，可以實現自動定尺。切縫清理裝置專門清理切縫口粘附的殘渣，以防影響軋制時鋼材的表面質量。清理方法有用刮刀刮掉粘渣的，也有用一組高速旋轉的尖角錘頭打掉粘渣和毛刺的。火焰切割機多作為連鑄機後鋼坯的線上切割設備，切割大斷面方坯、板坯及大管坯，還用來切割厚度大於50mm的成品鋼板。

剪下機

結構原理

電動—機械剪(圖2)由傳動機構、氣動制動離合器、剪下機構、潤滑系統等組成。上切式採用單偏心曲軸，結構比較簡單，但此段輥道必須升降。下切式採用雙偏心曲軸，結構較複雜。電動機械剪還需設用於儲能的大飛輪。總之電動機械剪設備複雜，笨重，近年來，在連鑄機上用得較少。

液壓機械剪設備本體結構簡單，體積小，重量輕，廣泛用於小方坯連鑄機上。液壓剪一般採用平移式，剪下液壓缸裝在小車上，切割時與鑄坯拉速同步。也有上切和下切之分，下切式主液壓缸裝在下面。剪下時，上刀片壓在鑄坯上，下刀片向上提升完成剪下。液壓剪還有直剪和斜剪之分，直剪為刀片上下運動。斜剪刀片在45°方向運動，剪下質量好，剪口變形小。

分類

按驅動方式有電動和液壓兩種;按其與鑄坯同步運動方式分擺動式和平移式;按剪下運動方式分上切式和下切式。

用於將軋件剪下成 規定尺寸的機械稱為剪下機，按照 刀片形狀與配置以及軋件情況的不同，剪下機可分為以下四類：

(1)平行刀片剪下機。這種剪下機的兩個刀片是彼此平行的，通常用於橫向熱剪下初軋坯(方坯、板坯)和其它方形及矩形斷面的鋼坯，故又稱為鋼坯剪下機。此類剪下機有時也用兩個成型刀片來冷剪軋件(例如管坯及 小型圓鋼等)，此時刀刃的形狀與被 剪下的軋件斷面形狀相同。

(2)斜刀 片剪下機。這種剪下機的兩個刀片中的一個相對於另一刀片成某一角 度，一般上刀片是傾斜的，其傾斜角為1°～6°。此類剪下機常用於冷剪和熱剪鋼板、帶鋼、薄板坯及焊管坯等，有時亦用於剪下成束的小型鋼材。

(3)圓盤式剪下機。這種剪下機的兩個刀片做成圓 盤狀，此類剪下機用 來縱向剪下鋼板及帶鋼的邊或將鋼板和帶鋼縱向剪下成窄條，這時一般均布置在連續式鋼板軋機的縱切機組作業線上。

(4)飛剪機。這種剪下機用於橫向剪下運動著的軋件。 此類剪下機一般都是裝在連續式軋機軋制線上，或鋼板橫切機組作業線上，用來剪下軋件頭、尾部及將軋件剪下成定尺長度。