钢铁行业各种打捆机浅析

梁　泉

（马鞍山市双益机械制造有限公司，安徽 马鞍山243000）

1　钢铁行业打捆机分类

钢铁行业有很多产成品，如型材、棒材、线材、热轧板卷、冷轧板卷等，几乎所有的产品最后都需要打捆，目前已有各种型式的打捆机服务于不同的产品，各种打捆机一般均由机架、打捆头、导带轨道和各种辅助元件构成，不同型式的打捆机的基本工作原理都类似，主要通过打捆头驱动捆扎材料沿着导带槽缠绕在待打捆产品的外周后拉紧并将捆扎材料头部固定连接，从而完成打捆工序。这些打捆机从不同的角度可以分为以下型式。

1.1　以打捆的对象划分

可以分为型材打捆机、棒材打捆机、线材打捆机、卷材打捆机。

1.2　以捆扎材料划分

可以分为钢丝打捆机、塑钢捆带打捆机（简称PET捆带打捆机）和钢带打捆机（捆扎材料为钢带）。钢丝打捆机所使用的捆扎材料主要包括钢丝、盘条等，捆扎材料的接头部位一般采用扭结的型式；PET捆带打捆机所使用的捆扎材料就是PET捆带，PET捆带的接头一般采用高温熔焊；而钢带打捆机所使用的捆扎材料就是钢制捆带，钢制捆带根据《GB/T 25820-2010包装用钢带》生产，厚度为0.4~1 mm.其中钢带打捆机根据钢带的接头型式又可以分为焊接式打捆机、免扣式打捆机和咬扣式打捆机。

1.3　以打捆头的动力型式划分

可以分为液压打捆机、气动打捆机。

2　各种打捆机简介

下面通过对不同的打捆对象来简单分析各种打捆机。

2.1　型材打捆机

型材打捆前一般会码成方垛的型式，且型材都比较长，需要沿长度方向打2～5道捆，为了提高效率，通常会沿长度方向布置多台打捆机，同时完成多道打捆工序。

目前常见的型材打捆机主要有钢丝打捆机和钢带打捆机两种。其中钢带打捆更美观占地相对也较小，所以目前较大的钢铁企业选择钢带打捆机比较多，而小型钢铁企业则选择人工铁丝打捆或钢丝打捆机，用于型材的钢带打捆机结构示意图见图1，主要包括机架、导带框、打捆头等部件及储带部。

图1　用于型材的钢带打捆机

2.2　棒材打捆机

棒材打捆前一般会码成圆垛或六角垛的型式，棒材也比较长，打捆设备布局与型材打捆机相同。由于棒材的垛型和重量等原因限制，一般采用钢丝打捆机较多，其结构示意图见图2.该类型打捆机主要由导线系统、打捆头、喂线系统等构成。

图2　用于棒材的钢丝打捆机

2.3　线材打捆机[1]

线材打捆前一般会卷成盘卷，盘卷的直径和宽度均不一定，且盘卷是松垮的不宜转动，所以一般线材打捆机会有很多辅助机构，如夹紧装置用于将盘卷夹紧，同时会在一台设备上设计多台打捆头，一次完成多道打捆工序[2]。线材打捆机整体结构见图3，该类型打捆机主要包括送线装置、打捆头、升降台、压紧系统以及底座等部件。线材打捆机目前比较多的采用扭结式接头，即将两股钢丝扭结在一起，接头非常牢固。

图3　线材打捆机

2.4　卷材打捆机

卷材打捆机的种类比较多，首先就产品的不同可以分为热轧卷打捆机和冷轧卷打捆机。

热轧卷打捆机由于在高温环境下使用，为了确保安全，通常采用气动钢带打捆机而不采用液压的型式[1]，以防止液压管路受热损坏酿成大事故，热轧卷作为原料卷，通常只在其外周打一至两道周向捆带防止散卷即可，热轧卷气动打捆机示意图见图4[3-5]。该类打捆机主要由打捆头、储带机构、导带轨道和机架等构成。

图4　热轧卷气动打捆机

冷轧卷打捆机又可细分为包装前打捆机和包装后打捆机，包装前打捆机用于冷轧卷刚下线时打捆用，通常只需要打1～2道周向捆带，根据板厚的不同可以选择钢带打捆机或PET捆带打捆机，现在已有很多设备上同时设计有两种打捆头，能够同时满足钢带和PET捆带的使用要求。

冷轧钢卷作为产成品交付用户前需要包装，在包装完成后也需要打捆，且需要打多道捆带，捆带都采用钢带。该打捆机可以分为径向打捆机和周向打捆机，分别用于打径向捆带和周向捆带，由于冷轧钢卷表面质量较高，用于冷轧钢卷的打捆机钢带的接头均采用焊接，以防止免扣挤压出的钢带错口或咬合的钢扣压伤其表面且易于实现自动化，冷轧钢卷打捆机示意图见图5和图6，结构构成与热轧卷气动打捆机基本相似。

图5　冷轧卷周向打捆机

图6　冷轧卷径向打捆机

3　各种打捆机比较分析

不同打捆机之间工作原理基本相同，主体结构基本一样，但区别也比较大，详见表1不同打捆机对照表。

表1　不同打捆机对照表

PET捆带比较柔软，只能用于很薄的冷轧钢卷包装前的捆扎，这类产品不需要太大的捆扎力，可以替代钢制捆带，既节约了成本，又能保护薄钢卷免受钢制捆带的挤压造成损坏，所以该类打捆机在冷轧卷行业推广比较快，但受限于捆扎力过小，无法大面积推广。

4　打捆机未来发展方向

4.1　智能化

未来常规打捆机的发展方向之一是智能化，与上下道工序的衔接更柔性，多种产品共用一台打捆机，打捆机根据上级指令自动选择不同材质的捆带完成打捆工序。

4.2　通用化

打捆机的另一个发展方向是通用化，目前打捆机种类繁多，未来可以利用机器人模拟人工的动作完成打捆工序，这样就可以实现常规打捆机的通用化，智能化也同步得到提升。目前像宝钢等国内知名单位已经在尝试使用机器人进行打捆，但造价、后期维护都比较昂贵，导致无法推广，后期在产业化上加以研究，可以大面积投入工业化应用。

4.3　特殊工况专机化

还有一些特殊工况的打捆机会朝着专机化方向发展。例如用于型材的钢带打捆机，目前为免扣式居多，但这种打捆机并不适用于大规格的型材，尤其是大H型钢、大工字钢等，这些产品的重量较重，产品完成打捆后，每次的吊运摆放、装车工序等都会将0.4~1 mm厚的钢制捆带折断导致散捆，近几年钢铁企业生产的型材越来越大，重量也越来越重，这个现象尤为显著。这已经不是目前的打捆机的适应性问题，而是捆扎材料无法满足工况。针对该现象，已经有企业在研究利用3~4 mm扁钢带作为捆扎材料来对型材进行打捆，需要重新设计专机完成扁钢的折弯、就位、焊接固定等工序，从而实现该工况的全自动[6]。

5　结束语

本文对目前国内外各种打捆机进行了简要分析，包括打捆机的适应性和优劣性，为钢铁企业工程技术人员的设备选型以及相关设备设计生产人员提供参考意见。由于幅面的限制，本文未对各种打捆机的细节技术进行详细分析。