孔型設(shè)計(jì)對(duì)線材尺寸穩(wěn)定性的影響

于福新

摘要：當(dāng)前線材生產(chǎn)已摒棄舊有的復(fù)二重生產(chǎn)方式，在向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗方向發(fā)展，質(zhì)量上也在要求多種規(guī)格，精密公差，光潔表面，大單重，細(xì)晶粒度，少氧化鐵皮，高拉拔性。為保證高速無扭線材的軋制精度和質(zhì)量要求，必須設(shè)計(jì)與其相適應(yīng)的孔型系統(tǒng)。目前，在450無扭精軋機(jī)上常采用含減定徑匹配的橢圓一圓一圓一圓孔型系統(tǒng)的單一孔型系統(tǒng)。單一孔型系統(tǒng)是指用一套孔型系統(tǒng)與減定徑（或雙模塊）成品孑L型相匹配，通過精軋機(jī)道次的增減替換來實(shí)現(xiàn)所有軋制規(guī)格共用的孔型系統(tǒng)。本研究對(duì)線材單一孔型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及減定徑孔型的構(gòu)成進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：孔型設(shè)計(jì);線材尺寸穩(wěn)定性;

一、孔型設(shè)計(jì)對(duì)線材尺寸穩(wěn)定性的影響

高速無扭線材軋機(jī)的孑L型因軋機(jī)不同而不同。為了實(shí)現(xiàn)品種鋼軋制規(guī)格范圍大、道次多、單根、高速、無扭、恒微張力軋制的工藝特點(diǎn)，精軋機(jī)常采用橢圓一圓孔型系統(tǒng)。同時(shí)，為保證軋制精度和光潔表面的要求，成品采用減定徑（或雙模塊）機(jī)組，用橢圓一圓一圓一圓孔型系統(tǒng)。軋機(jī)組成可分為粗軋、中軋、預(yù)精軋機(jī)組、精軋機(jī)組和減定徑（或雙模塊）機(jī)組。規(guī)格為中5～中25 mm盤圓，軋制規(guī)格范圍大，道次從24～32個(gè)不等。普通孔型系統(tǒng)設(shè)計(jì)只能道次隨規(guī)格大小由多向少遞減，相應(yīng)軋制速度也隨傳速比的增大而減小，由最大100 H以到20 m/s，幅度較大。同時(shí)，進(jìn)入精軋機(jī)的軋件尺寸也要隨規(guī)格相應(yīng)改變，所以精軋機(jī)孔型隨規(guī)格必須按系列執(zhí)行。規(guī)格更換必須按系列換輥，否則無法正常軋制生產(chǎn)，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，影響作業(yè)率。而采用帶有減定徑（或雙模塊）精軋機(jī)組的單一孔型系統(tǒng)，減定徑（或雙模塊）精軋機(jī)組為成品孔型單獨(dú)一套，軋制速度可按最高秒流量隨規(guī)格固定，設(shè)為最大，其他孔型在預(yù)精軋和精軋機(jī)組中孔型共用，可隨機(jī)組道次集傳速比隨意進(jìn)行更換或參數(shù)調(diào)整。因此，采用單一孔型系統(tǒng)換輥方便，成品速度高，產(chǎn)量高，質(zhì)量好。改進(jìn)前的孔型系統(tǒng)線材孔型系統(tǒng)為：精軋機(jī)組采用橢圓—圓孔型系統(tǒng);其設(shè)計(jì)思路是：采用傳統(tǒng)的“圓要見圓，方要見方”、金屬秒流量相等的軋制。但是，這種設(shè)計(jì)思想在集體傳動(dòng)，無自動(dòng)控制系統(tǒng)的軋機(jī)上是相互矛盾的：一方面，要保證穩(wěn)定的軋制狀態(tài)，必須采用拉鋼軋制;另一方面，拉鋼軋制會(huì)導(dǎo)致軋件中間與頭尾的尺寸差。這兩個(gè)因素的相互矛盾導(dǎo)致永遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)“圓要見圓，方要見方”的目的。本次軋制過程中出現(xiàn)的主要問題是：（1）在減定徑機(jī)組入口（即30 #軋機(jī)入口）共堆鋼21 次、切廢31 支，影響時(shí)間525 min。（2）因采用緩冷工藝，輥道速度設(shè)置較慢，加之小規(guī)格產(chǎn)品吐絲狀態(tài)難以控制、影響落卷，因此造成上集卷掛線事故較多，使生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)包裝質(zhì)量較差。（3）因孔型設(shè)計(jì)問題，線材成品尺寸精度控制不好，最小Ф5.25 mm、最大Ф5.5 mm，未達(dá)到國標(biāo)C 級(jí)精度，除少量達(dá)到B 級(jí)精度外，其余為A級(jí)精度。經(jīng)過相關(guān)人員的努力，線材廠的線材軋制取得了較大的進(jìn)步，焊絲鋼的開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)過程中還存在以下問題：（1）因減定徑機(jī)布置形式及軋件頭部冷卻快等原因，軋件頭部易產(chǎn)生酥頭，導(dǎo)致減定徑機(jī)組偶爾出現(xiàn)堆鋼現(xiàn)象;同時(shí)因水箱壓力不能自動(dòng)調(diào)整、水冷導(dǎo)槽磨損等原因引起的水箱堆鋼等還在一定程度上影響線材的成材率和生產(chǎn)順行。（2）吐絲機(jī)吐絲狀態(tài)不良及輥道變形等原因引起的集卷和輥道掛線現(xiàn)象，仍然對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生一定影響。下一步，線材廠將重點(diǎn)針對(duì)以上遺留問題繼續(xù)開展攻關(guān)，從而進(jìn)一步提高速線材的生產(chǎn)水平。

二、建議

1.改進(jìn)后的孔型系統(tǒng)。線材的孔型系統(tǒng)為：仍采用橢圓—圓孔型系統(tǒng)，預(yù)精軋機(jī)組采用橢圓—變形方孔型系統(tǒng)及橢圓—變形圓孔型系統(tǒng)，中軋機(jī)組采用橢圓—變形方及平箱—立箱孔型。依據(jù)軋制穩(wěn)定狀態(tài)的拉鋼軋制原理，且每道次均需翻鋼的情況下，利用變形方孔型使其軋出的軋件中部呈“鈍六角”形，頭尾呈方形，進(jìn)入下一道次后，自動(dòng)翻轉(zhuǎn)改變其中部與頭尾部的原始寬度與壓下量，達(dá)到消除頭、中、尾尺寸差的目的，變形方孔型軋出的料型中間呈“鈍六角”形，頭尾部呈方型，當(dāng)進(jìn)入下一道次后，頭尾部翻轉(zhuǎn)）#2，將軋件邊長作為原始高度進(jìn)行軋制;中間翻轉(zhuǎn)+&2將軋件的寬度作為原始高度進(jìn)行軋制，即中間與頭尾的壓下量與軋件的原始寬度通過孔型進(jìn)行了自動(dòng)改變，由于方形中的對(duì)角線！永遠(yuǎn)大于其邊長，所以當(dāng)軋件進(jìn)入下一道次后，其中間的原始寬度#&！永遠(yuǎn)大于頭尾部的原始寬度。在變形方孔型系統(tǒng)中，壓下量對(duì)相對(duì)寬展系數(shù)影響較小，而軋前軋件寬度 基本決定了軋后寬度的大小，如不考慮拉鋼軋制減小，二者相互疊加，使軋出的軋件頭、中、尾寬度趨于相等，從而消除了頭尾尺寸的超差。減定徑入口堆鋼的主要原因是：減定徑機(jī)組軋制中心線不正形式的減定徑軋機(jī)相對(duì)布置的減定徑機(jī)組來講，進(jìn)入減定徑機(jī)組的軋件直徑小、速度快且頭部狀態(tài)不好，易產(chǎn)生堆鋼;減定徑導(dǎo)衛(wèi)不能很好地扶持軋件咬入軋槽。

2.變形圓孔型。橢圓—方孔型系統(tǒng)存在著延伸系數(shù)大、軋制穩(wěn)定、不易倒鋼等優(yōu)點(diǎn)，但其自動(dòng)調(diào)節(jié)性較差，在集體傳動(dòng)的軋機(jī)上，由于拉鋼會(huì)造成料型變化，這種孔型在預(yù)精軋與中軋機(jī)組很難適應(yīng);而橢圓—圓孔型系統(tǒng)延伸系數(shù)較小，軋制不穩(wěn)定，易倒鋼，且在這種軋機(jī)上尾部易出耳子，進(jìn)而導(dǎo)致成品折疊等缺陷。介于二者之間的變形圓孔型則能較好地解決這一問題。圖+所示為！，變形圓孔型與軋后料型。一段圓弧，中部是一段與頂部圓弧相交的直線段，這種相交直線起到限制寬展的作用，尾部非拉鋼狀態(tài)時(shí)效果更為明顯。當(dāng)軋件進(jìn)入下一道次后翻轉(zhuǎn)，始終將其寬度作為原始高度進(jìn)行壓下，保證了中間與頭尾的原始高度相同，避免了圓形孔中因中間與頭尾尺寸的差別進(jìn)入下一道次后原始寬度的改變。增大尾部的延伸系數(shù)，使尾部的寬度相對(duì)減少，從而減少了頭尾尺寸差。

3.上集卷易掛線和包裝質(zhì)量不好的主要原因是小規(guī)格產(chǎn)品吐絲狀態(tài)難以控制，吐出的線圈在輥道上布置較亂;由于輥道速度設(shè)置較慢，造成料堆積很厚，從而影響盤卷在集卷桶的收集。線材尺寸控制不好的主要原因是孔型設(shè)計(jì)不合理，同時(shí)首次軋制，輥縫設(shè)置和張力控制不好。針對(duì)以上存在問題，相關(guān)技術(shù)人員制訂了如下改進(jìn)措施：（1）對(duì)減定徑機(jī)組各架次軋制線距離標(biāo)準(zhǔn)軋制中心線的偏移量進(jìn)行精確測(cè)量，并于從電機(jī)、同步齒輪箱、錐箱到輥箱全部移動(dòng)，完成了減定徑機(jī)組軋制線的找正。經(jīng)測(cè)量，找正前軋制線偏離標(biāo)準(zhǔn)中心線達(dá)2 ～3.5 mm;經(jīng)過找正后，軋制線偏移量全部達(dá)到安裝要求（<0.05 mm），共同開發(fā)了減定徑機(jī)組專用帶鼻尖的四輥導(dǎo)衛(wèi)，以提高導(dǎo)衛(wèi)對(duì)軋件的夾持能力。在備件未到廠之前，線材廠對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)衛(wèi)進(jìn)行改造，將導(dǎo)輥與軋槽之間的距離縮短了約3 mm，同時(shí)改造了導(dǎo)衛(wèi)入口插件，提高了導(dǎo)衛(wèi)的夾持能力，從而改善了軋件的咬入狀態(tài)。使軋件頭部能夠正確地咬入軋槽，避免頭部堆鋼現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)束語：

采用減定徑機(jī)組對(duì)線材的軋制攻關(guān)，通過對(duì)孔型系統(tǒng)等的改造，有效地減少了減定徑機(jī)組堆鋼、集卷掛線等工藝事故，確保了生產(chǎn)順行，保持了較高的終軋速度，大大提高了線材的生產(chǎn)能力，并得到尺寸、性能優(yōu)良的線材產(chǎn)品，為邢鋼依靠品種優(yōu)勢(shì)拓寬市場(chǎng)，保持良好的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

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