在线无毛刺锯切原理及实施的制作方法

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、

技术实现要素：

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。

技术特征：

技术总结
《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。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：董福如;董菁
技术研发日：2019.05.09
技术公布日：2019.10.22