紅鋼高線小規(guī)格產(chǎn)品圈形質(zhì)量提升

劉杰 房業(yè)坤 李文舉

紅河鋼鐵有限公司 云南蒙自 661100

吐絲機(jī)是高速線材生產(chǎn)中將軋制的線材吐絲成卷以利收集的關(guān)鍵設(shè)備。在高速線材生產(chǎn)線上，線材經(jīng)過軋制后，再通過夾送輥及吐絲機(jī)吐絲成圈，由直線狀向螺旋狀變化。形成圈形穩(wěn)定、間距均勻的線圈，并經(jīng)輥道冷卻運(yùn)輸、集卷和打捆，成為日常所見的盤卷。

目前，在紅鋼高線實際生產(chǎn)中，軋制6mm規(guī)格線材時，經(jīng)常出現(xiàn)吐絲線圈的形狀和穩(wěn)定性較差情況，影響成品的外觀質(zhì)量，同時造成集卷收集困難，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率。軋鋼廠結(jié)合實際生產(chǎn)情況，逐步找到影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素，明確改進(jìn)方向，并制定一套行之有效的控制方法，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

1 吐絲質(zhì)量問題

紅鋼高線在生產(chǎn)6mm小規(guī)格產(chǎn)品經(jīng)常會出現(xiàn)吐絲質(zhì)量問題。軋制速度較高時，落到風(fēng)冷運(yùn)輸輥道上的盤卷呈橢圓形。形狀不規(guī)則的線材易因刮碰運(yùn)輸線側(cè)護(hù)板而出現(xiàn)變形，甚至堆積。

吐絲圈形的不穩(wěn)定，造成出口處線圈左右擺動，圈距不均勻、大小圈及甩尾都會造成拉亂變形、卡住輥道或卡收集芯棒，嚴(yán)重影響收集及圈形質(zhì)量。盤卷在收集、打捆后，表面質(zhì)量與包裝質(zhì)量均會下降，給后續(xù)運(yùn)輸、使用造成影響，嚴(yán)重時可能損壞打包設(shè)備。

生產(chǎn)大規(guī)格線材時，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但使用同一根吐絲管生產(chǎn)小規(guī)格線材時，生產(chǎn)狀態(tài)發(fā)生較大變化，被迫中斷生產(chǎn)，需要更換新的吐絲管，才能使產(chǎn)品質(zhì)量正常。

2 問題原因分析

熱軋狀態(tài)的線材通過夾送輥進(jìn)入吐絲機(jī)的空心軸內(nèi)，空心軸帶動吐絲盤、吐絲管共同旋轉(zhuǎn)，線材隨著吐絲管的形狀逐漸彎曲變形，在吐絲管出口處達(dá)到所要求的曲率，最終沿出口圓周切線方向吐出螺旋線圈。

高速線材吐絲機(jī)工作時，理論要求線材相對吐絲管入口、出口的加速度為零，線材通過吐絲機(jī)后形成速率相對靜止的圓環(huán)[1]，受慣性及自身重力影響，平穩(wěn)地通過吐絲機(jī)下方的托板，進(jìn)而落在風(fēng)冷輥道上，形成均勻、連續(xù)不斷的線圈。而實際上，吐絲成圈過程受多種因素影響，主要包括吐絲機(jī)工作的穩(wěn)定性、吐絲管的曲徑尺寸、吐絲盤與吐絲管的安裝精度、精軋機(jī)與吐絲機(jī)的速度匹配。

2.1 吐絲盤

（1）吐絲盤質(zhì)心偏置。吐絲盤的質(zhì)心偏置引起吐絲機(jī)振動，破壞了吐絲機(jī)動平衡狀態(tài)。因吐絲機(jī)工作在亞共振區(qū)，其振幅隨工作頻率的提高而增大，即轉(zhuǎn)速越快，振幅越大。

（2）吐絲盤磨損。吐絲盤盤面磨損較大且吐絲盤外圓面磨損產(chǎn)生飛邊，線圈與盤面的非正常接觸，使線圈前行方向發(fā)生偏離，極易產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象，從而使線圈的形狀和間距產(chǎn)生紊亂。吐絲盤外圓面磨損過大，使外圓面與吐絲機(jī)護(hù)罩的間隙增大，進(jìn)而使吐絲機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的氣流出現(xiàn)劇烈波動，吐絲狀況發(fā)生異常變化。

2.2 吐絲管

（1）吐絲管曲徑尺寸。吐絲管的曲徑尺寸體現(xiàn)在吐絲管的直線段、變形段及成形段[2]。直線段保證線材在進(jìn)入吐絲管變形部分前充分導(dǎo)入吐絲管，減小線材后期變形受力引起的軌跡偏移。變形段使線材隨吐絲管的彎曲形狀產(chǎn)生塑性彎曲變形。成形段處線材繼續(xù)發(fā)生彎曲變形并形成穩(wěn)定的線圈。吐絲管的曲徑尺寸是線材吐絲成圈穩(wěn)定的必要因素。

（2）吐絲管管口角度。在正常吐絲狀態(tài)下，線材通過吐絲管進(jìn)出口的速率相等，速度方向為沿吐絲管螺旋曲線上各點(diǎn)的切線方向。線材在吐絲管出口的速度取決于管口角度。如吐絲管管口角度不合適，則會造成線材在出口處的水平分速度速度過大，不通過平衡托盤而直接砸在輥道上，產(chǎn)品規(guī)格較細(xì)、較軟時就會出現(xiàn)橢圓狀圈形。且線圈頭部很容易卡入輥道縫隙中而出現(xiàn)堆積事故[2]。

（3）吐絲管安裝。吐絲管裝配誤差，以及吐絲管夾存在的外形及重量不同，吐絲管更換時未對管夾順序進(jìn)行標(biāo)識，管夾安裝順序錯亂。造成吐絲盤的質(zhì)心慣性軸與吐絲管質(zhì)心軸線不重合導(dǎo)致了吐絲機(jī)整體動平衡發(fā)生變化。在高溫及離心力的作用下，吐絲管會變形或發(fā)生位置竄動，造成吐絲不穩(wěn)定，出現(xiàn)圈形不穩(wěn)定。

（4）吐絲管磨損.吐絲管在軋制較多大規(guī)格線材后，變形段和成形段之間的管壁磨損較大，如果使用同一根吐絲管再軋制小規(guī)格線材，就會出現(xiàn)吐絲圈形不規(guī)則的情況。此外，如吐絲管吹掃不及時或管內(nèi)進(jìn)水造成管內(nèi)氧化鐵皮堆積，會使線材運(yùn)行受阻，吐絲圈形紊亂。

2.3 夾送輥

（1）輥縫值設(shè)置。打開位置輥縫值應(yīng)相對較大，使夾送輥盡量不與軋件接觸。若該值設(shè)置偏小，軋件將無法順暢通過夾送輥進(jìn)入吐絲機(jī)，出現(xiàn)圈徑及圈型不穩(wěn)定，甚至堆鋼。

（2）速度超前率。夾送輥速度超前率的最佳值應(yīng)為2.0%-4.0%。此值偏大時，軋輥轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于軋件通過速度，造成軋輥與軋件之間打滑，即“滑輥”現(xiàn)象；此值偏小時，軋輥轉(zhuǎn)速與軋件相對速度過低，甚至有可能出現(xiàn)軋輥轉(zhuǎn)速低于軋件速度的情況。軋件將會發(fā)生劇烈波動，破壞軋件與吐絲機(jī)相對速度，出口處線圈左右擺動影響吐絲質(zhì)量。

2.4 精軋機(jī)與吐絲機(jī)速度匹配

線材的實際線速度大于精軋機(jī)出口線速度，要保證吐絲穩(wěn)定，需要保證吐絲機(jī)的速度略快于精軋機(jī)的速度，且略慢于線材的實際速度，一般小規(guī)格線材吐絲機(jī)速度快于精軋機(jī)速度1.0%-3.0%。若吐絲機(jī)速度超前率超出此范圍值，則線圈將向一側(cè)偏斜。線圈偏向一側(cè)較嚴(yán)重時，易與刮碰運(yùn)輸線側(cè)護(hù)板而出現(xiàn)變形，甚至堆積，軋制規(guī)格較小時更容易造成圈形紊亂。

3 穩(wěn)定吐絲質(zhì)量措施

3.1 吐絲盤安裝使用要求

對盤面及外圓磨損較大的吐絲盤進(jìn)行更換修復(fù)。安裝時吐絲盤與吐絲機(jī)機(jī)體要求使用相同規(guī)格的螺栓、螺母及墊片。安裝緊固后的吐絲盤外圓面與吐絲機(jī)機(jī)體護(hù)罩之間轉(zhuǎn)動間隙應(yīng)在2-4mm范圍。監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)。安裝新吐絲管后，對吐絲盤做動平衡配重，并測試動平衡，現(xiàn)場要求振動值小于1.0mm/s。

表1 吐絲管位置與尺寸標(biāo)準(zhǔn)

3.2 保證吐絲管位置與尺寸

通過查閱相關(guān)圖紙及資料得知吐絲管尺寸標(biāo)準(zhǔn)及安裝位置尺寸[2]。（見表1）并測量吐絲管尺寸數(shù)據(jù)，現(xiàn)場實時跟蹤安裝，保證吐絲管位置與尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)。

在安裝時，合格的吐絲管與吐絲盤管座會自然吻合。如不能自然吻合，則可以認(rèn)為吐絲管曲徑尺寸不符合要求。不合格的吐絲管不能使用，不得利用管夾強(qiáng)制使吐絲管變形后安裝就位。

吐絲盤上軸向配有牢固可靠的限位管夾，吐絲管安裝時嚴(yán)格按照編號進(jìn)行安裝。不得顛倒管夾順序，管夾必須與吐絲管緊密配合。吐絲管安裝緊固后，所有管夾的尾部朝向吐絲管入口處[3]。吐絲管安裝完成后確保整個吐絲機(jī)動平衡穩(wěn)定，以穩(wěn)定圈形。

3.3 分規(guī)格使用吐絲管

加強(qiáng)工藝管理，對吐絲管使用情況進(jìn)行跟蹤，記錄所對應(yīng)的軋制規(guī)格、過鋼量等信息。在軋制小規(guī)格與大規(guī)格線材時，分別使用不同的吐絲管，確保圈形質(zhì)量。

3.4 調(diào)整夾送輥輥縫

利用換輥換槽作業(yè)，使用樣棒檢查調(diào)整夾送輥輥縫及加緊力。保證夾送輥打開位置輥縫值，使軋件順暢通過夾送輥進(jìn)入吐絲機(jī)，消除圈徑及圈型不穩(wěn)定情況。并定期進(jìn)行校正、吹掃熱檢信號，消除信號誤差，確保夾送輥夾尾控制信號準(zhǔn)確。

夾送輥出口導(dǎo)衛(wèi)磨損超過5mm即更換，確保線材運(yùn)動軌跡的穩(wěn)定。

3.5 調(diào)整吐絲機(jī)、夾送輥超前率

根據(jù)生產(chǎn)實踐，重新調(diào)整吐絲機(jī)、夾送輥超前率，改進(jìn)前后吐絲機(jī)、夾送輥參數(shù)設(shè)置如表2。

表2 改進(jìn)前后吐絲機(jī)、夾送輥參數(shù)

4 實施效果

由于紅鋼高線執(zhí)行了各項控制措施，較好地穩(wěn)定了高速線材吐絲機(jī)的吐絲成圈狀態(tài)。吐絲管上線使用后，吐圈狀態(tài)完好率大幅提高。生產(chǎn)中吐絲甩尾、吐大小圈、平鋪不均勻、圈形橢圓等問題大幅減少。據(jù)統(tǒng)計，穩(wěn)定圈形質(zhì)量的措施實施后吐絲圈形狀態(tài)完好率提高至95%。所述穩(wěn)定圈形質(zhì)量的措施提升了產(chǎn)品外觀質(zhì)量，降低了不良品率[3]。

5 結(jié)語

通過對紅鋼高速線材吐絲機(jī)工作的穩(wěn)定性、吐絲管的曲徑尺寸、吐絲盤與吐絲管的安裝精度、精軋機(jī)與吐絲機(jī)的速度匹配等影響因素進(jìn)行分析，并結(jié)合實際情況的跟蹤，逐步找到了影響小規(guī)格產(chǎn)品吐圈質(zhì)量的因素。明確了改進(jìn)方向，并制定了一套行之有效控制方法。提高了圈形質(zhì)量，提升了產(chǎn)品外觀形象，為進(jìn)一步提高線材的生產(chǎn)質(zhì)量提供了方向。