O papel crucial das tesouras voadoras e suas lâminas na fabricação de aço: um guia abrangente para seleção de lâminas

1. Introdução

1.1 Conceito

Uma tesoura voadora é um dispositivo de corte de alta eficiência amplamente utilizado na indústria siderúrgica. Sua função principal é cortar materiais metálicos contínuos em comprimentos predeterminados, permitindo cisalhamento on-line ininterrupto. Este equipamento é único porque pode realizar cortes precisos enquanto as chapas se movem em alta velocidade, aumentando significativamente a eficiência da produção e a qualidade do corte.

O princípio de funcionamento de uma tesoura voadora envolve o uso de movimento rotacional para cisalhar materiais. Através de um projeto mecânico preciso e sistemas de controle avançados, o processo de corte permanece suave e preciso. As tesouras voadoras são normalmente posicionadas em pontos-chave da linha de produção, como entre a saída do laminador e os processos de tratamento térmico, garantindo que cada seção de metal atenda aos padrões de comprimento e qualidade exigidos.

1.2 Importância

As tesouras voadoras desempenham um papel vital na indústria siderúrgica. Aqui estão vários benefícios principais que eles oferecem:

• Maior eficiência de produção: As tesouras voadoras realizam um corte on-line contínuo e eficiente, eliminando paradas de material e tempos de espera durante a produção. De acordo com estatísticas da indústria, o uso de tesouras voadoras pode aumentar a eficiência da linha de produção em mais de 20%.
• Precisão e qualidade de corte garantidas: Equipadas com sistemas de controle de alta precisão, as tesouras voadoras alcançam precisão de corte milimétrica, garantindo que cada segmento de material atenda às especificações, o que é crucial para o processamento subsequente e a qualidade do produto.
• Custos de produção reduzidos: Ao melhorar a precisão do corte e reduzir o desperdício de material, a tesoura voadora reduz efetivamente os custos de produção. Estatísticas de Rede de Processamento Metal mostram que o uso de tesouras voadoras pode reduzir o desperdício de material em 5-10%.
• Vida útil prolongada do equipamento: A operação de alta eficiência da tesoura voadora reduz a carga e o desgaste de outros equipamentos, prolongando a vida útil dos componentes da linha de produção e reduzindo os custos de manutenção e substituição.
• Amizade ambiental: As tesouras voadoras modernas incorporam tecnologias avançadas de economia de energia, reduzindo o consumo de energia e a geração de resíduos, tornando-as mais ecológicas. Dados do Aliança para a Eficiência Energética indica que tesouras voadoras com eficiência energética podem reduzir o consumo de energia em 15%.

As tesouras voadoras são indispensáveis na indústria siderúrgica. Não só melhoram significativamente a eficiência da produção e a qualidade dos produtos, mas também proporcionam benefícios económicos e ambientais às empresas. Este artigo tem como objetivo ajudar os leitores a compreender melhor a importância das tesouras voadoras e suas lâminas na fabricação de aço e a fazer escolhas mais informadas e racionais na produção real.

2. Princípio de funcionamento e usos específicos de tesouras voadoras

2.1 Princípio de funcionamento da tesoura voadora

O princípio de funcionamento da tesoura voadora é baseado em movimento sincronizado e tecnologia de cisalhamento. Aqui estão os princípios básicos:

• Movimento Sincronizado: Através de sistemas de controle precisos, as tesouras voadoras sincronizam o movimento da lâmina de corte com o movimento de alta velocidade do material metálico. À medida que o material se move rapidamente, a lâmina acelera para corresponder à velocidade do material, garantindo um corte suave e preciso.
• Ação de corte: Quando o material atinge a posição predeterminada, a lâmina fecha rapidamente para completar a ação de corte. Após o corte, a lâmina abre imediatamente, pronta para o próximo corte. Essas ações são concluídas em pouquíssimo tempo, garantindo uma produção contínua.
• Sistema de controle: As tesouras voadoras são equipadas com sistemas de controle avançados, incluindo servomotores e sensores precisos, para garantir o controle preciso da trajetória da lâmina e da posição de corte. As tesouras voadoras modernas geralmente apresentam interfaces de operação inteligentes que permitem o ajuste dos parâmetros de corte com base nas diferentes necessidades de produção.

2.2 Usos Específicos no Processo de Fabricação de Aço

As tesouras voadoras têm uma ampla gama de aplicações no processo de fabricação de aço, incluindo:

• Corte de tarugo: Durante a produção de aço e fundição, os tarugos precisam ser cortados em comprimentos específicos para processamento posterior. As tesouras voadoras podem cortar tarugos com precisão à medida que se movem em altas velocidades, garantindo que cada seção do tarugo atenda aos requisitos de comprimento.
• Cisalhamento de laminação a quente e a frio: Em linhas de produção de laminação a quente e a frio, tesouras voadoras cortam chapas ou tiras de aço laminado em comprimentos especificados. Eles podem lidar com materiais de diversas espessuras e larguras, garantindo que as placas ou tiras de aço cortadas atendam às dimensões padrão.
• Corte de barras e hastes: Na produção de materiais de barras e vergalhões (como vergalhões e tubos de aço), as tesouras voadoras cortam materiais de barras contínuas em comprimentos especificados para embalagem e transporte convenientes.
• Corte de chapa Metal: Tesouras voadoras são igualmente importantes no processamento de chapas metálicas. Eles realizam o corte on-line de chapas metálicas em linhas de produção de alta velocidade, evitando o tempo de inatividade e a intervenção manual associados aos métodos de corte tradicionais, aumentando assim a eficiência da produção.
• Corte personalizado: As tesouras voadoras também podem realizar cisalhamento personalizado, cortando materiais metálicos em formatos e tamanhos específicos com base nas necessidades do cliente, atendendo às necessidades específicas de vários setores.

As tesouras voadoras não apenas melhoram a eficiência da produção e a qualidade do produto, mas também reduzem o desperdício de materiais e os custos de produção, trazendo benefícios econômicos significativos e vantagens competitivas para as empresas siderúrgicas.

3. O papel das tesouras voadoras na indústria siderúrgica

3.1 Aumento da Eficiência da Produção

As tesouras voadoras aumentam significativamente a eficiência da produção na indústria siderúrgica. Eles realizam o corte on-line enquanto o material metálico se move em altas velocidades, evitando paradas frequentes e tempos de espera associados aos métodos de corte tradicionais. Perfeitamente integradas na linha de produção, as tesouras voadoras garantem um fluxo de produção contínuo e estável, aumentando significativamente a eficiência geral da produção.

• Produção Contínua: As tesouras voadoras realizam tarefas de corte sem parar a linha de produção, garantindo uma operação ininterrupta. Este método de corte contínuo reduz o tempo de inatividade e os atrasos, aumentando a produção.
• Corte de alta velocidade: As tesouras voadoras podem cortar materiais que se movem em altas velocidades, muitas vezes atingindo várias centenas de metros por minuto ou mais, excedendo em muito as capacidades dos equipamentos de corte tradicionais, aumentando assim muito a eficiência da produção.

3.2 Precisão e qualidade de corte garantidas

As tesouras voadoras são equipadas com sistemas de controle avançados, alcançando alta precisão de corte para garantir que o comprimento e a qualidade de cada segmento de material atendam aos requisitos padrão.

• Controle de alta precisão: As tesouras voadoras usam servomotores avançados e sensores precisos para controlar a trajetória da lâmina e a posição de corte com precisão, alcançando precisão de corte em nível milimétrico. Essa precisão é crucial para o processamento subsequente e a qualidade do produto.
• Consistência e Uniformidade: O corte de alta precisão das tesouras voadoras garante comprimentos de material consistentes e bordas de corte suaves, evitando desperdício de material e problemas de qualidade causados por erros de corte, melhorando assim a consistência e uniformidade geral do produto.

3.3 Custos de Produção Reduzidos

Ao melhorar a precisão do corte e reduzir o desperdício de material, as tesouras voadoras reduzem efetivamente os custos de produção. Além disso, sua operação eficiente reduz custos de mão de obra e manutenção.

• Desperdício reduzido de materiais: O cisalhamento preciso reduz o desperdício de material. As estatísticas mostram que o uso de tesouras voadoras pode reduzir o desperdício de material em 5-10%.
• Custos trabalhistas mais baixos: A operação automatizada da tesoura voadora reduz a necessidade de intervenção manual, diminuindo os custos de mão de obra e os riscos operacionais. Também minimiza perdas de materiais e danos ao equipamento causados por erro humano.
• Custos de manutenção mais baixos: A operação eficiente e o controle preciso das tesouras voadoras reduzem o desgaste do equipamento e as taxas de falhas, diminuindo assim os custos de manutenção e substituição.

3.4 Vida útil estendida do equipamento

A operação de alta eficiência das tesouras voadoras não apenas reduz seu desgaste, mas também diminui a carga sobre outros equipamentos de produção, prolongando a vida útil de toda a linha de produção.

• Menor carga do equipamento: O método de corte eficiente da tesoura voadora reduz a carga e a pressão operacional em outros equipamentos da linha de produção, diminuindo seu desgaste e taxas de falhas.
• Tempo de inatividade reduzido: Como as tesouras voadoras podem cortar sem parar a linha de produção, o tempo de inatividade devido a falhas e manutenção do equipamento é reduzido, estendendo o tempo operacional geral da linha de produção.
• Vida útil prolongada da lâmina: Materiais de lâmina de alta qualidade e processos avançados de tratamento térmico usados em tesouras volantes melhoram significativamente a resistência e a resistência ao desgaste da lâmina, prolongando sua vida útil e reduzindo a frequência de substituição e os custos de manutenção.

4. A importância e classificação das lâminas de cisalhamento voadoras

4.1 A importância das lâminas de cisalhamento voadoras

As lâminas de cisalhamento voador são um componente crucial do equipamento de cisalhamento voador. Seu desempenho e qualidade impactam diretamente indicadores-chave como eficiência de corte, precisão de corte, perda de material e custos de produção. Na indústria siderúrgica, a importância das lâminas de cisalhamento voador se reflete nos seguintes aspectos:

• Garantindo precisão e qualidade de corte: A nitidez e a resistência ao desgaste das lâminas de cisalhamento voadores determinam a precisão e a qualidade do corte. Lâminas de alta qualidade garantem cortes suaves e perfeitos, evitando rebarbas e rachaduras e melhorando a qualidade do produto.
• Aumentando a eficiência da produção: As lâminas de cisalhamento voador de alta qualidade mantêm um desempenho de corte estável durante a operação em alta velocidade, reduzindo o tempo de inatividade e a frequência de substituição, aumentando assim a eficiência da produção.
• Reduzindo custos de produção: Lâminas duráveis reduzem a frequência de substituição e os custos de manutenção, diminuem o desperdício de material durante a produção e, assim, reduzem os custos gerais de produção.
• Prolongando a vida útil do equipamento: A seleção e a manutenção adequadas da lâmina reduzem a carga operacional nas tesouras voadoras, diminuindo o desgaste do equipamento e prolongando a vida útil do equipamento.
• Segurança: Lâminas de alta qualidade funcionam de forma estável, reduzindo acidentes causados por quebra de lâmina ou problemas de qualidade e aumentando a segurança da produção.

4.2 Classificação das Lâminas de Cisalhamento Voadoras

4.2.1 Por uso

Com base nas diferentes necessidades de corte, as lâminas de corte voadoras podem ser classificadas da seguinte forma:

• Lâminas de corte: Usado para cisalhar longitudinalmente materiais metálicos, cortando materiais largos em várias tiras estreitas. Comumente usado para cortar tiras e placas de aço.
• Lâminas de corte transversal: Usado para cisalhar transversalmente materiais metálicos, cortando materiais de tiras longas em segmentos de comprimentos específicos. Comumente usado para cortar placas e barras no comprimento certo.
• Lâminas Curvas: Utilizado para necessidades de cisalhamento de formatos especiais, adequado para cisalhamento de materiais com formatos específicos, como formatos curvos ou irregulares.

4.2.2 Por formato

As lâminas de cisalhamento voadoras são categorizadas por seus formatos:

• Lâminas rectas: Apresenta aresta reta, utilizada principalmente para chapas metálicas em geral e materiais de tiras, com ampla gama de aplicações.
• Lâminas Circulares: Possui aresta circular, utilizada em equipamentos de corte rotativo, ideal para cortes contínuos e em alta velocidade.
• Lâminas Moldadas: Projetado sob medida para requisitos de corte específicos, como formatos de arco ou dente de serra, para cortes especializados.

4.2.3 Por Material

As lâminas de cisalhamento voadoras são categorizadas por seus materiais:

• Lâminas de aço com alto teor de carbono: Oferece alta dureza e resistência ao desgaste, adequado para corte de metal em geral, mas sujeito à fragilidade.
• Lâminas de liga de aço: Aprimorado com elementos como molibdênio e vanádio para melhor resistência ao desgaste e tenacidade, ideal para materiais de alta resistência.
• Lâminas de Carboneto: Composto por carbonetos e ligantes metálicos, extremamente duros e resistentes ao desgaste, adequados para cortar materiais ultraduros, mas de processamento caro e utilizados principalmente para tarefas de alta precisão.

5. Processo de fabricação e parâmetros técnicos de lâminas de cisalhamento voadoras

5.1 Processo de Fabricação de Lâminas

• Seleção de Materiais: Escolha dos materiais certos, como aço com alto teor de carbono, liga de aço ou metal duro, com base nos requisitos de desempenho e vida útil.
• Forjamento: Aquecer materiais a uma determinada temperatura e moldá-los para aumentar a densidade e a resistência.
• Processamento aproximado: Utilização de tornos e fresadoras para retirar o excesso de material e aproximar o formato e tamanho final.
• Tratamento térmico: Processos como têmpera e revenido para aumentar a dureza e a resistência ao desgaste, uma etapa crítica para o desempenho da lâmina.
• Acabamento: Usinagem de precisão para garantir precisão dimensional e suavidade da superfície, incluindo afiação e acabamento de bordas.
• Tratamento da superfície: Aplicações como revestimento de titânio ou oxidação para melhorar a resistência à corrosão e a dureza superficial.
• Inspeção de qualidade: Garantir que cada lâmina atenda aos padrões de dureza, dimensões e aparência.
• Embalagem e armazenamento: Limpeza, embalagem e armazenamento das lâminas acabadas e prontas para envio.

5.2 Parâmetros Técnicos da Lâmina

• Dureza: Medido em dureza Rockwell (HRC), geralmente entre HRC 58-65, melhorando a capacidade de corte e a resistência ao desgaste.
• Resistência ao desgaste: Crítico para a longevidade da lâmina em corte de alta frequência, melhorado com aço de alto carbono, liga de aço ou materiais de metal duro.
• Dureza: Capacidade de suportar impactos, com materiais como liga de aço proporcionando um equilíbrio entre dureza e resistência.
• Ângulos de cisalhamento e borda: Afeta a eficiência de corte e a qualidade da superfície, otimizada para requisitos específicos.
• Rigidez da superfície: Influencia a qualidade do corte e o atrito, alcançado através de processos de retificação de precisão.

5.3 Tecnologias de tratamento térmico e de superfície para lâminas

• Tratamentos térmicos:
  • Têmpera: Aquecimento acima da temperatura crítica e resfriamento rápido para formar martensita, aumentando a dureza.
  • Temperamento: Reaquecimento de lâminas temperadas para aliviar o estresse e melhorar a resistência.
  • anelamento: Aquecimento e resfriamento lentos para suavizar o material para processamento posterior e alívio de tensão.
• Tratamentos de Superfície:
  • Chapeamento de titânio: Aumenta a dureza e a resistência ao desgaste e reduz o atrito.Cromagem: Melhora a resistência à corrosão e a dureza superficial.Oxidação: Cria uma camada de óxido para maior resistência ao desgaste e proteção contra corrosão.
  • Nitretação: Forma uma camada dura de nitreto para melhor resistência ao desgaste e resistência à fadiga.

Usando técnicas avançadas de fabricação e controles de qualidade, as lâminas de cisalhamento voador mantêm excelente desempenho em ambientes de alta intensidade e alta frequência, garantindo uma produção eficiente e alta qualidade do produto.

6. Aplicabilidade de lâminas de cisalhamento voadoras

Selecionar e otimizar lâminas de cisalhamento voadoras adequadas de acordo com necessidades e condições específicas de corte pode melhorar muito a eficiência da produção, a qualidade do produto e os benefícios econômicos.

6.1 Requisitos de corte para diferentes tipos de aço

• Aço Carbono Comum:
  • Precisa: Amplamente utilizado na construção e fabricação de máquinas.
  • Lâminas adequadas: Lâminas de aço com alto teor de carbono ou liga garantem precisão e eficiência de corte.
• Aço inoxidável:
  • Precisa: Possui excelente resistência à corrosão, sendo utilizado nas indústrias química, alimentícia e médica.
  • Lâminas adequadas: Lâminas de metal duro de alta resistência ao desgaste ou lâminas revestidas para reduzir o desgaste e o calor.
• Aço de alta resistência:
  • Precisa: Alta resistência e dureza, utilizadas na fabricação automotiva e em máquinas de engenharia.
  • Lâminas adequadas: Lâminas de metal duro ou lâminas de liga de aço com resfriamento profundo cortam com eficácia aço de alta resistência, garantindo qualidade e vida útil da lâmina.
• Aços Ligas Especiais:
  • Precisa: Como ligas de titânio e níquel, conhecidas pela alta temperatura e resistência à corrosão, utilizadas na engenharia aeroespacial e naval.
  • Lâminas adequadas: Lâminas de metal duro de alta qualidade ou lâminas revestidas atendem aos requisitos de corte, garantindo precisão e qualidade de superfície.

6.2 Lâminas adequadas para diversas espessuras e durezas de aço

• Folhas Finas (Espessura <3mm):

Lâminas adequadas: Lâminas de aço com alto teor de carbono ou liga de aço finamente retificada para corte suave e bordas limpas.

• Folhas de espessura média (espessura 3-20 mm):

Lâminas adequadas: Lâminas de liga de aço ou revestidas para durabilidade e qualidade em cortes frequentes.

• Chapas grossas (espessura > 20 mm):

Lâminas adequadas: Lâminas de metal duro ou de alta dureza resfriadas profundamente para longevidade e eficiência em condições de alta resistência.

• Materiais de alta dureza (dureza > HRC 50):

Lâminas adequadas: Lâminas de metal duro de alta qualidade ou lâminas com revestimento especial para reduzir o calor e o desgaste do corte, garantindo precisão e eficiência.

6.3 Desempenho de lâminas de cisalhamento voadoras em ambientes e condições específicas

• Ambiente de alta temperatura:

Desempenho: Requer excelente estabilidade térmica e anti-fadiga térmica. As lâminas de metal duro tratadas termicamente e com revestimento superficial permanecem estáveis, evitando deformação ou desgaste rápido.

• Alta Umidade e Ambiente Corrosivo:

Desempenho: Necessita de boa resistência à corrosão. As lâminas de aço inoxidável ou titânio/cromo resistem à corrosão, prolongando a vida útil da lâmina e garantindo a qualidade do corte.

• Alta tensão e corte de alta frequência:

Desempenho: É necessária alta tenacidade e resistência ao desgaste. Lâminas de liga de metal duro e de resfriamento profundo mantêm o desempenho sob tensão, reduzindo quebras e frequência de substituição, aumentando a produtividade.

• Ambiente de baixa temperatura:

Desempenho: Boa tenacidade e resistência ao impacto são necessárias. As lâminas de liga e metal duro devidamente tratadas termicamente permanecem estáveis, evitando fraturas frágeis.

6.4 Recomendações para seleção de fornecedores de lâminas

• Reputação da marca: Escolha lâminas de fabricantes conceituados para garantir qualidade e serviço pós-venda.
• Feedback do usuário: considere experiências e avaliações de outros usuários para obter desempenho estável e boa reputação.
• Teste experimental: Realize testes em pequena escala antes de compras em grandes quantidades para testar o desempenho e a adequação reais.

7. Problemas comuns, soluções e manutenção para lâminas de cisalhamento voadoras

7.1 Problemas e soluções comuns

• Desgaste rápido da lâmina:
  • Causas: Escolha inadequada do material, calor de corte excessivo, lubrificação insuficiente.
  • Soluções: Use lâminas com maior resistência ao desgaste, como metal duro; fluidos de lubrificação e refrigeração adequados; otimizar os parâmetros de corte.
• Má precisão de corte:
  • Causas: Lâminas rombas, instalação incorreta, vibração do equipamento.
  • Soluções: Inspecione e substitua regularmente as lâminas, garanta uma instalação segura e verifique o equipamento para reduzir a vibração.
• Quebra ou dano da lâmina:
  • Causas: Dureza do material muito alta, tenacidade insuficiente da lâmina, operação inadequada.
  • Soluções: Escolha lâminas mais resistentes, como liga ou metal duro; evite sobrecarga, controle os parâmetros de corte; verifique e substitua regularmente as lâminas danificadas.
• Má qualidade da superfície de corte:
  • Causas: Má qualidade da lâmina, desgaste da lâmina, velocidade de corte inadequada.
  • Soluções: Utilizar lâminas de melhor qualidade, com dureza e nitidez adequadas; substitua as lâminas gastas; otimizar a velocidade de corte e a taxa de avanço.
• Vida útil curta da lâmina:
  • Causas: Material da lâmina inadequado, tratamento térmico ou de superfície deficiente.
  • Soluções: Selecione o material apropriado da lâmina, garanta a dureza adequada e a resistência ao desgaste; use tratamentos térmicos e de superfície adequados, como titânio ou cromo.

7.2 Manutenção de lâminas de cisalhamento voadoras

• Limpeza regular:
  • Frequência: Diariamente ou após cada turno.
  • Ferramentas: Panos macios, escovas, produtos de limpeza não corrosivos.
  • Passos: Desligue e garanta a segurança; remova lascas e detritos com pano macio ou escova; limpe com limpador para remover óleo e resíduos.
• Inspeção da lâmina:
  • Frequência: Diariamente ou após cada turno.Conteúdo: Verifique se há desgaste, lascas e rachaduras; garantir uma instalação segura; verifique o efeito de corte, ouça sons ou vibrações incomuns.
  • Ações: Substitua ou afie lâminas desgastadas ou danificadas; verifique e proteja a instalação da lâmina.
• Lubrificação e resfriamento:
  • Lubrificação: Verifique regularmente o sistema de lubrificação quanto ao abastecimento adequado; utilize lubrificantes adequados e evite os corrosivos ou de baixa qualidade.
  • Resfriamento: Garanta o fornecimento adequado de fluido de resfriamento; use fluido de resfriamento adequado para evitar corrosão da lâmina.
• Armazenamento de lâmina:
  • Ambiente de armazenamento: Armazene as lâminas em uma área seca e ventilada para evitar umidade e corrosão. Mantenha o local de armazenamento limpo para evitar poeira e detritos.
  • Método de armazenamento: Armazene as lâminas horizontalmente para evitar deformações e arranhões. Use racks ou caixas de lâminas dedicadas para evitar colisões e pressão.

8. Conclusão

As lâminas de cisalhamento volante são componentes cruciais na fabricação de aço, influenciando diretamente a eficiência da produção e a qualidade do produto. Sua alta precisão e resistência ao desgaste garantem cortes precisos, reduzindo desperdícios e taxas de defeitos durante a produção.

Diferentes materiais de aço, espessuras e níveis de dureza exigem requisitos específicos de lâmina. Lâminas de cisalhamento voador de alta qualidade, feitas de materiais de alto desempenho e processos de fabricação avançados, oferecem dureza, resistência ao desgaste e tenacidade excepcionais, mantendo um desempenho de corte estável em vários ambientes desafiadores.

Assim, a seleção correta da lâmina é vital para as empresas. Lâminas de cisalhamento voadoras de alta qualidade podem aumentar a produtividade, reduzir custos e prolongar a vida útil do equipamento, minimizando o tempo de inatividade e as despesas de manutenção.

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