切割设备

切割设备指的是将被连续拉出的铸坯按定尺要求切断的连铸设备。连铸机的切割设备有火焰切割机和剪切机两大类。

介绍

切割机从切割材料来区分，分为金属材料切割机和非金属材料切割机。

金属材料切割机分为火焰切割机、等离子切割机、激光切割机、水刀切割机等；非金属材料切割机主要是刀具切割机。

切割机从控制方式来区分，分为数控切割机和手动切割机.

数控切割机就是用数字程序驱动机床运动，随着机床运动时，随机配带的切割工具对物体进行切割。这种机电一体化的切割机就称之为数控切割机。

激光切割机为效率最快，切割精度最高，切割厚度一般较小。等离子切割机切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割机针对于厚度较大的碳钢材质。

在钢铁冶金领域，主要使用火焰切割机和剪切机两大类。

火焰切割机

结构原理

使用预热氧和燃气混合燃烧的火焰使切割缝处的金属熔化，并利用高压切割氧的能量把熔化的金属吹掉，形成切缝，切断铸坯。燃料有高压精制焦炉煤气、天然气、丙烷和乙炔等。火焰切割机设备简单，质量轻，投资省，并不受铸坯断面尺寸和温度的限制，切口平整不变形;缺点是切割时有一定量的金属损耗。火焰切割机广泛用于板坯、方坯、圆坯和异型坯的定尺切割和头、尾切割等。火焰切割机由切割枪(割炬)、切割车、同步机构、割枪小车、气、水分配系统以及电控系统等组成。(见图1)切割车的车架为钢板和型钢焊接结构。4个车轮在辊道两侧的轨道上行驶，切割时与拉坯速度同步，切割完成后，快速返回到起始位置，等待下一次切割。同步机构是使切割车与铸坯在无相对运动的条件下完成切割的机构。

种类

常用的有夹钳式、背负式和坐骑式等几种方式。夹钳式靠气缸使两侧夹臂的夹头夹住铸坯。背负式靠自重或气缸的推力使夹紧臂直接压在铸坯上达到与铸坯同步的目的，适用于宽板坯和宽度变化大的板坯连铸机上。坐骑式为切割枪小车直接骑在板坯上，这种方式已很少采用了。割枪小车是用于支承切割枪并使之运动的装置。割枪运动方式有直线式和摆动式两种，安装在切割车上。割枪小车的速度可灵活调速，有起切、正常切割、高速返回和高速接近等不同的速度。切割枪对铸坯进行切割。它由枪体和割嘴组成。割嘴的种类也很多，主要有内混式、外混式和内预混式。以内预混式为最好，加热效率高，焰心长，有利于优质快速切割。还有一种带喷粉的割嘴，用于高合金钢和不锈钢铸坯的切割。气水分配系统包括氧气、燃气、压缩空气和冷却水的各种阀门、管线以及测量仪表等。切割设备的电控系统一般采用PLC控制。

切割方法

火焰切割方法有割炬切割和切割机切割两种。

割炬切割

割炬又称火焰枪。采用的燃气不同，火焰枪的构造也不同。常用的是氧—乙炔火焰枪。乙炔压力为0.01～0.12MPa，氧气压力为0.50～1.0MPa。两种气体分别通过各自的通路在火焰枪内混合燃烧，喷出的火焰大小和性质可调节。人工手持火焰枪进行切割，通常用于大管坯和板坯轧后的切断或用于钢材矫直后去除缺陷的补充切割。

切割机切割

由工作原理类似于火焰枪的切割炬、定尺机构和切缝清理装置组成。定尺机构有机械式、脉冲式和光电式，可以实现自动定尺。切缝清理装置专门清理切缝口粘附的残渣，以防影响轧制时钢材的表面质量。清理方法有用刮刀刮掉粘渣的，也有用一组高速旋转的尖角锤头打掉粘渣和毛刺的。火焰切割机多作为连铸机后钢坯的在线切割设备，切割大断面方坯、板坯及大管坯，还用来切割厚度大于50mm的成品钢板。

剪切机

结构原理

电动—机械剪(图2)由传动机构、气动制动离合器、剪切机构、润滑系统等组成。上切式采用单偏心曲轴，结构比较简单，但此段辊道必须升降。下切式采用双偏心曲轴，结构较复杂。电动机械剪还需设用于储能的大飞轮。总之电动机械剪设备复杂，笨重，近年来，在连铸机上用得较少。

液压机械剪设备本体结构简单，体积小，重量轻，广泛用于小方坯连铸机上。液压剪一般采用平移式，剪切液压缸装在小车上，切割时与铸坯拉速同步。也有上切和下切之分，下切式主液压缸装在下面。剪切时，上刀片压在铸坯上，下刀片向上提升完成剪切。液压剪还有直剪和斜剪之分，直剪为刀片上下运动。斜剪刀片在45°方向运动，剪切质量好，剪口变形小。

分类

按驱动方式有电动和液压两种;按其与铸坯同步运动方式分摆动式和平移式;按剪切运动方式分上切式和下切式。

用于将轧件剪切成规定尺寸的机械称为剪切机，按照刀片形状与配置以及轧件情况的不同，剪切机可分为以下四类：

(1)平行刀片剪切机。这种剪切机的两个刀片是彼此平行的，通常用于横向热剪切初轧坯(方坯、板坯)和其它方形及矩形断面的钢坯，故又称为钢坯剪切机。此类剪切机有时也用两个成型刀片来冷剪轧件(例如管坯及小型圆钢等)，此时刀刃的形状与被剪切的轧件断面形状相同。

(2)斜刀片剪切机。这种剪切机的两个刀片中的一个相对于另一刀片成某一角度，一般上刀片是倾斜的，其倾斜角为1°～6°。此类剪切机常用于冷剪和热剪钢板、带钢、薄板坯及焊管坯等，有时亦用于剪切成束的小型钢材。

(3)圆盘式剪切机。这种剪切机的两个刀片做成圆盘状，此类剪切机用来纵向剪切钢板及带钢的边或将钢板和带钢纵向剪切成窄条，这时一般均布置在连续式钢板轧机的纵切机组作业线上。

(4)飞剪机。这种剪切机用于横向剪切运动着的轧件。此类剪切机一般都是装在连续式轧机轧制线上，或钢板横切机组作业线上，用来剪切轧件头、尾部及将轧件剪切成定尺长度。

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