無張力軋制在棒線材上的應用研究

李海波

（中冶沈勘秦皇島工程設計研究總院有限公司，河北 秦皇島 066004）

棒線材在使用中，常常會受到張力的影響，從而出現(xiàn)變形，影響美觀和正常使用。目前來說，無張力軋制是一種廣法應用于生產(chǎn)生活中的生產(chǎn)技術，基本上已經(jīng)趨近于成熟。采用無張力軋制能夠有效的防止棒線材的變形。越來越多的生產(chǎn)端采用無張力軋制的方式，尤其是規(guī)格大，產(chǎn)量高的生產(chǎn)端。他們借助適當?shù)奶琢?，促進棒線材的使用，促進我國的生產(chǎn)于發(fā)展。

1 無張力軋制與棒線材研究

1.1 無張力軋制

無張力軋制之所以能夠被生產(chǎn)端認可并廣泛使用，是因為無張力軋制能夠極大程度的減少張力對鋼坯溫度的影響，從而提高生產(chǎn)產(chǎn)品物質的穩(wěn)定和形態(tài)的穩(wěn)定，也能夠有效防止出現(xiàn)尺寸差異的問題。通常情況下，無張力軋制使用φ14～50mm的圓鋼規(guī)格，這個尺寸下的圓鋼鋼坯更容易與棒線材中的截面活套相銜接。

1.2 棒線材

棒線材是棒材和線材的合稱。棒材是條狀的斷面型號材料。在它的斷面中常常表現(xiàn)為圓形、六角形或者方形等。線材相對于棒線來說，它的斷面面積比較小，并且形狀主要是盤卷狀態(tài)。相對于棒線截面常見的圓形、六角形和方形來說，線材還多了異形，斷面形態(tài)表現(xiàn)形式更多樣。根據(jù)國際通用標準，棒材的直徑區(qū)間是9～300mm之間，線材的直徑區(qū)間是5～40mm區(qū)間。國內棒線材標準區(qū)間要比國際的跨度要小，并且直徑也較小。通常來說，國內棒線的直徑區(qū)間是10～50mm，線材的直徑區(qū)間是5～10mm。棒線材在生產(chǎn)生活中運用十分的廣泛，除了直接使用外，大多數(shù)都需要深加工后使用。

2 無張力軋制在棒線材上的應用研究

2.1 活套控制系統(tǒng)

活套是實現(xiàn)無張力軋制的重要工具，活套控制系統(tǒng)只要是運用在相鄰機器之間，發(fā)揮檢查和調節(jié)作用的系統(tǒng)。通常情況下，活套主要是放在棒線材截面比較小的兩個機器之間，使得兩個機器的棒線材能夠在無張力軋制的情況下，儲存足夠多的活套量。除了收集活套量外，在這一過程中，活套也能夠在兩個機器運轉的時候，通過機器之間的不協(xié)調運動，從而降低動態(tài)速度的變化，提供軋件的數(shù)據(jù)精準度。值得注意的是，生產(chǎn)過程中采用的活套設備，活套的套裝形式都不是單一的，需要根據(jù)實際生產(chǎn)工藝來進行選擇?；钐渍{節(jié)的工作原理，就是在保持活套量固定的狀態(tài)下，提高相鄰兩個機器之間的配合度。在活套設備中有一個活套掃描儀，主要的功能是確定熱鋼坯位置。

2.2 套高控制原理

套高控制的原理離不開活套調節(jié)器，主要是通過活套調節(jié)器來促進軋件相鄰機器的流量平衡，從而能夠保障生產(chǎn)工作的有序進行。值得注意的是，我們通過活套調節(jié)，能夠影響機器的活套量，導致設備在軋件時候容易形成一個弧形，這個弧形的存在就表明設備上的棒線材是屬于無張力軋制的狀態(tài)中。由活套產(chǎn)生的調節(jié)量與機器的速度調節(jié)器的關系是成正比。調節(jié)量越高，速度越快。因此，在實際工作中一定要運用好套高的控制原理。

2.3 套高設定

套高設定是無張力軋制生產(chǎn)中必不可少的環(huán)節(jié)。通過生產(chǎn)端使用的是鋼坯的活套形狀。套高設定的高低對套量的影響巨大。過高的套高設定，容易導致套量的堆積和浪費，并且還容易導致生產(chǎn)產(chǎn)品的變形，出現(xiàn)堆鋼及甩尾等問題。但是套高的設定太低，過大的壓力又容易導致活套的形狀發(fā)生扭曲，呈現(xiàn)出非常不自然的生產(chǎn)狀態(tài)，提高機身的磨損度，導致設備故障出現(xiàn)的頻次更高。最為重要的是，不論過高還是過低，都使得機器之間不能夠實現(xiàn)無張力扎制，影響工作的正常開展，容易導致棒線材的浪費，提高生產(chǎn)端的生產(chǎn)成本。

2.4 起套輥控制

起套輥控制在實際生產(chǎn)工作中的作用也不容忽視。一般而言，活套起套主要有五個步驟。首先，初始套量的形成。通過活套能夠實現(xiàn)無張力軋制的將棒材融入下一個設備中。在咬鋼沖擊速降的影響下，機器會形成一個初始的套量。其次，活套形狀的確定。當起套的伸展達到一定的位置，能夠幫助活套糾正形狀，形成固定的活套形狀。然后，活套調節(jié)器的工作?；钐渍{節(jié)器在活套高度高于預期設定的值的時候，它就開始工作了。如果活套調節(jié)器還未開始工作，請注意查看設備是否有卡頓的地方，最好重頭再操作一遍。再然后，變化率的變化。棒線材正常的進入設備時，活套調節(jié)器會輸出變化率增高的信號。如果變化率沒有變動，或者降低，說明起套時候的套量沒有達到合適的數(shù)值，建議增多。最后，預設值的修訂。隨著活套調節(jié)器的變化率逐漸增高，它會根據(jù)系統(tǒng)數(shù)值的規(guī)律，自動的調節(jié)預設值的大小。并在這個過程中實現(xiàn)下游設備控制上游設備的工作速率。當工作結束后，起套輥就會停止它的工作，緩慢的收縮起來。

3 實際生產(chǎn)中存在的問題

雖然無張力軋制是一個十分先進的生產(chǎn)工藝，但是在實際的生產(chǎn)過程中仍然存在一些問題。本文通過深入的研究分析，總結出問題主要表現(xiàn)為工藝的難實現(xiàn)、設備位移影響精準度以及鋼坯溫度影響截面形狀三個方面。從工藝的難實現(xiàn)來分析，無張力軋制對于技術人員、設備以及材料的要求都很高，需要控制好活套的量。在實際生產(chǎn)過程中，十分難以控制適合的活套量表現(xiàn)出來的數(shù)字，并且也十分難以實現(xiàn)完全的無張力，或多或少都會存在一定的微張力。從設備位移影響精準度的問題來分析，套高的設定容易導致廢料的產(chǎn)生和套量的堆積，套高的高度難以控制，不可避免存在機器間的各類物品的堆積，導致位移。并且在生產(chǎn)過程中，活套的調節(jié)器也容易導致設備發(fā)生細微的位移。位移影響產(chǎn)品生產(chǎn)的精準度，導致產(chǎn)品難免出現(xiàn)細微的差距。從鋼坯溫度影響截面形狀來分析。棒線材截面的形狀影響活套的控制。然而它們的形狀又容易受到鋼坯溫度的影響，從而變形，不利于活套的控制，影響無張力軋制的實現(xiàn)。

4 生產(chǎn)問題解決辦法

面對無張力軋制在棒線材生產(chǎn)中存在的問題，我們積極尋求解決生產(chǎn)問題的辦法，最終針對性的提出技藝的改進、設備的相對固定以及剪切頭降溫三個策略，希望能夠改進無張力軋制的工藝。從技藝的改進來分析，我們采用無張力軋制其實是一種頭部電流記憶的方法，即測試并記憶設備處于何種狀態(tài)下能夠趨于穩(wěn)定，從而能夠適合生產(chǎn)。我們無法實現(xiàn)完全的無張力軋制主要是因為在人工管理下容易出現(xiàn)偏差，如果我們使用全自動的機械自動管理，包括套量的管理與控制，那么在頭部電流記憶的方法下，進行多次演練后，設備會被動記憶下最佳的生產(chǎn)方式，從而實現(xiàn)無張力軋制。從設備相對固定來分析，設備相對固定能夠降低位移帶來的風險。設備固定的方式可以采用連體生產(chǎn)或者焊接等，使其不可被移動。從剪切頭降溫的策略來分析，這個主要是針對鋼坯溫度過高時候，通過裁剪的方式降低鋼坯接觸棒線材截面的溫度，從而降低棒線材截面形狀變形發(fā)生的概率。但是這個問題治標不治本，更好的方法值得我們更深入的探究。

5 結束語

無張力軋制在棒線材上面的應用逐漸的被生產(chǎn)端所重視，大多數(shù)大規(guī)格的產(chǎn)品生產(chǎn)都采用這種方式。無張力軋制的工作離不開活套控制系統(tǒng)、套高控制原理、套高設定以及起套輥控制。活套量對于無張力軋制狀態(tài)實現(xiàn)的影響不容忽視。雖然在實際生產(chǎn)過程中也會存在無張力難以實現(xiàn)、設備位移影響精準度以及鋼坯溫度影響棒線材截面形狀等等問題，但是無張力軋制的生產(chǎn)方式還是值得認可的，相信隨著生產(chǎn)的研究和技藝的精進，未來我國會在無張力軋制上取得更大的突破，促進我國的生產(chǎn)與創(chuàng)造。