劉 凱，劉 楊，王君軻，張平方，張海生

（河鋼集團(tuán)唐鋼分公司，河北 唐山 063000）

鋼板樁是一種邊緣帶有聯(lián)動裝置，可以自由組合以便形成一種連續(xù)緊密的擋土或者擋水墻的鋼結(jié)構(gòu)體，廣泛應(yīng)用于工程建筑領(lǐng)域。熱軋U型鋼鋼板樁產(chǎn)品為河鋼唐鋼大型線近年來主要研發(fā)品種。

1 概況及存在問題

大型線主要設(shè)備為二輥可逆式開坯軋機(jī)兩架、可逆水平二輥精軋機(jī)一架、單道次精軋機(jī)一架，產(chǎn)品以大規(guī)格角鋼、高強(qiáng)U型鋼、電極扁鋼、鋼板樁、方鋼為主[1]。其中鋼板樁產(chǎn)品為新研發(fā)品種，型鋼部根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)線生產(chǎn)能力與特點，開展鋼板樁產(chǎn)品研發(fā)，經(jīng)過產(chǎn)線工藝與設(shè)備逐步完善后，鋸切工序成為限制生產(chǎn)的主要因素。

為適應(yīng)市場新形勢，提升鋼板樁生產(chǎn)效率、降低制造成本成為型鋼部主要攻關(guān)方向，鋼板樁投產(chǎn)時采用的鋸切方式與角鋼相同，鋸片采用平板鋸片，見圖1。生產(chǎn)時鋸片由等待位到鋸鋼位進(jìn)鋸速度為150 mm/s，退鋸速度為450 mm/s，均為固定值；新鋸片鋸切速度為80～90 mm/s，電流峰值1100～1200 A，鋸切量250～300 t。

圖1 平板鋸片示意圖

使用該鋸片鋸切在生產(chǎn)過程中的主要問題：

1）鋸切時間長，進(jìn)鋸速度80～90 mm/s，鋸切鋼板樁每組需要38～40 s，制約鋼板樁生產(chǎn)效率。

2）鋸切時電流峰值高，能耗大，增加了生產(chǎn)的成本。

3）新鋸片的使用時間一般為5～7 h，更換鋸片需要20 min左右，影響生產(chǎn)節(jié)奏。

4）鋼板樁鋸切后容易出現(xiàn)大塊毛刺粘連情況。

2 鋼板樁鋸切改進(jìn)實踐

2.1 鋸片優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)鋼板樁生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行鋸片優(yōu)化設(shè)計[2]，改進(jìn)鋸片形狀，由平板鋸片改進(jìn)為側(cè)隙鋸片，見圖2。減少鋸片鋸切時與軋件的接觸面積，從而達(dá)到降低摩擦力的目的。

圖2 平板鋸片改進(jìn)為側(cè)隙鋸片示意圖

2.2 兩種電流峰值

在同一鋸速情況下，試驗兩種電流峰值。精整1號冷鋸使用側(cè)隙鋸片，2號冷鋸使用平板鋸片。試驗過程從鋸速110 mm/s以10 mm/s為單位遞增到150 mm/s，電流峰值如表1所示。

表1 兩種鋸片的電流峰值

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)鋸速≤140 mm/s情況下，相同鋸速的側(cè)隙鋸片電流峰值要低于平板鋸片。

2.3 實際生產(chǎn)時兩種鋸片的表現(xiàn)

為了驗證兩種鋸片工作時電流峰值差距進(jìn)行第一次實驗，考慮到電機(jī)負(fù)荷及鋸片消耗等情況，采用130 mm/s鋸速對鋼板樁進(jìn)行鋸切生產(chǎn)。實驗5.5 h鋸切88條鋼352刀，側(cè)隙鋸片毛刺長度與平板鋸片毛刺長度均到達(dá)2 mm，但側(cè)隙鋸片未出現(xiàn)大塊毛刺粘連情況。

調(diào)取鋸切生產(chǎn)電流曲線如圖3，經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計1號鋸側(cè)隙電流峰值平均值1360 A，明顯低于2號鋸平板電流峰值平均值1571 A，平均低211 A。

圖3 側(cè)隙鋸片與平板鋸片電流峰值對比圖

為驗證1號鋸電流低于2號鋸電流原因是鋸片造成還是鋸機(jī)本身造成，進(jìn)行第二次試驗，1號冷鋸使用平板鋸片，2號冷鋸使用側(cè)隙鋸片。考慮130 mm/s鋸速鋸片消耗較快，此次試驗采用130 mm/s鋸切3 h，120 mm/s鋸切6 h后，兩個鋸片毛刺質(zhì)量情況相差很小，與第一次試驗情況相同，鋸片齒尖磨損情況相似，鋸切條數(shù)達(dá)到150條600刀。實驗期間1號平板鋸片在使用6 h后換鋸片一次，2號側(cè)隙鋸片未進(jìn)行更換。

分析130 mm/s鋸速與120 mm/s鋸速實驗參數(shù)，根據(jù)表2數(shù)據(jù)顯示130 mm/s鋸速時，側(cè)隙鋸片比平板鋸片電流峰值平均值低195 A，與第一次實驗數(shù)據(jù)兩者相差211 A做對比，證明1、2號鋸體本身對鋸片使用測試結(jié)果影響不明顯。

表2 兩種鋸片不同鋸速下的電流峰值情況

另外根據(jù)兩次實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，鋸?30 mm/s時1號鋸為側(cè)隙鋸片電流峰值平均值比1號鋸平板鋸片時低199 A；當(dāng)使用120 mm/s鋸速鋸切時，電流峰值下降明顯。

3 結(jié)論

1）鋼板樁生產(chǎn)使用側(cè)隙鋸片總體鋸切效果優(yōu)于平板鋸片，側(cè)隙鋸片鋸速使用120 mm/s最佳，比原來鋸速提高40 mm/s，使用時間8～9 h。

2）側(cè)隙鋸片比普通平板鋸片鋸切時電流低，120～130 mm/s鋸速時電流峰值平均低150～200 A，從而減少能耗。

3）在毛刺質(zhì)量方面，側(cè)隙鋸片比平板鋸片消除了大塊毛刺粘連情況，鋸片齒尖磨損情況相似。

4）使用側(cè)隙鋸片鋸切每組鋼板樁需要28～30 s時間，對比平板鋸片鋸切每組鋼板樁38～40 s，提高生產(chǎn)效率26%。