| 高線吐絲機(jī)吐圈質(zhì)量的探討
李衛(wèi)華 曾俊斌 1 前言
吐絲機(jī)是高速線材生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，布置在精軋機(jī)水冷段后，風(fēng)冷運(yùn)輸線前，作用是將線材繞制成一定直徑的線圈，然后平鋪在風(fēng)冷輥道上，吐絲機(jī)吐出的圈形質(zhì)量對后續(xù)的集卷、打包等工序有很大的影響，特別是對打包后產(chǎn)品外觀的影響更明顯。
2 影響吐絲質(zhì)量的主要因素
在高速線材生產(chǎn)中，吐絲機(jī)吐出的線圈質(zhì)量經(jīng)常不理想，即線圈呈橢圓形，線圈偏大或偏小，在風(fēng)冷線上堆疊錯(cuò)亂、疏密不均等，在軋制小規(guī)格線材時(shí)尤為明顯。從吐絲機(jī)的工作過程進(jìn)行分析，吐絲管和吐絲機(jī)速度是其主要的影響因素。
2.1 吐絲管
吐絲管安裝在吐絲盤上, 是一段呈空間錐型的螺旋曲線, 各廠家的曲線不同, 但均可分為3 段: 一是初始段, 呈直線狀, 線材在其中不進(jìn)行塑性彎曲變形; 二是變形段, 線材在其中隨著吐絲管的彎曲形狀進(jìn)行塑性彎曲變形; 三是定型段, 線材繼續(xù)發(fā)生塑性彎曲變形并形成穩(wěn)定的線圈, 定型段對吐絲圈形至關(guān)重要。吐絲管的出口末段一般和吐絲盤面成一定角度, 以使吐出的線圈產(chǎn)生向前的分速度, 再由于吐絲機(jī)整體和水平面成10°～20°的臥角, 線圈就能從吐絲管中順利吐出, 并平鋪在風(fēng)冷輥道上 。大多數(shù)吐絲機(jī)的管口角度是不可調(diào)節(jié)的, 因此當(dāng)軋制速度發(fā)生變化時(shí), 所吐出的線圈的水平向前分速度就不同, 導(dǎo)致線圈落到風(fēng)冷輥道上的狀況會偏離設(shè)定的最佳狀況, 即出現(xiàn)不理想的圈形。為此, 一般將風(fēng)冷輥道的第1 段設(shè)計(jì)成高度可調(diào)的形式, 這樣從吐絲盤至風(fēng)冷輥的垂直距離便可調(diào)。通過調(diào)節(jié)此輥道高度, 即可使線圈正確地平鋪在輥道上, 但在實(shí)際生產(chǎn)中, 往往由于操作經(jīng)驗(yàn)不足而很難掌握, 導(dǎo)致線圈傾斜地落下。生產(chǎn)小規(guī)模線材時(shí), 由于水平分速度大, 線圈前部較后部運(yùn)行速度快, 當(dāng)調(diào)節(jié)高度不當(dāng)時(shí), 線圈會傾斜式鋪放在輥道上, 又由于線材較細(xì)、較軟, 因此線圈很容易形成橢圓狀。
2.2 吐絲機(jī)的速度控制 吐絲機(jī)吐出的線圈直徑不恒定, 大小不一時(shí), 會直接影響打捆的外觀質(zhì)量, 因此保證吐絲機(jī)吐出的線圈直徑恒定也是至關(guān)重要的。線材經(jīng)過吐絲管時(shí), 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由直線運(yùn)動(dòng)變成圓周運(yùn)動(dòng),線速度為V W ,此時(shí)吐絲管管口的旋轉(zhuǎn)線速度為V L ,若V W 和V L 大小相等,方向相反,則線材在吐 絲管口相對于大地的合成速度為0 , 由于吐絲盤存在一個(gè)向下的傾角, 因此線材便在三維坐標(biāo)中作拋物運(yùn)動(dòng)(鉛直方向是自由落體) , 這樣就可保證線材吐出時(shí)的曲率半徑即線圈直徑恒定。為了保證不同規(guī)格的線材在其整個(gè)吐絲過程中都能滿足V L = V W , 以穩(wěn)定線圈直徑, 一般在吐絲機(jī)前設(shè)有夾送輥,夾送方式有2 種:一是全程夾送, 采用微張力控制方式來匹配精軋機(jī)、夾送輥、吐絲機(jī)的速度; 二是尾部夾送, 小規(guī)格線材采用尾部降速夾送, 以防其尾部出精軋機(jī)時(shí)發(fā)生升速現(xiàn)象,大規(guī)格線材則實(shí)行尾部升速夾送,以推動(dòng)線材順利出吐絲機(jī)而成圈。當(dāng)V L ≠V W時(shí),線圈相對于大地在盤面方向的速度不為0 ,即線圈存在相對于大地的角速度,因此, 下落過程中會產(chǎn)生一定的偏移。當(dāng)V L >V W 時(shí),相對角速度方向與吐絲管旋向一致,線圈將向左偏(順軋線看) ;當(dāng)V L < V W時(shí), 相對角速度方向與吐絲管旋向相反, 線圈將向右偏。線圈偏左或偏右較嚴(yán)重時(shí), 將和風(fēng)冷線側(cè)板碰撞摩擦, 損傷線材表面。
3 生產(chǎn)中常見現(xiàn)象及處理方法
3.1 吐絲機(jī)甩尾
吐絲甩尾是指線材尾部不能順利從吐絲管吐出, 并和高速旋轉(zhuǎn)的吐絲盤面相碰的現(xiàn)象, 其原因是吐絲管口拋角較小, 線材向前的分速度不足以使尾部離開吐絲盤面。解決的辦法是適當(dāng)調(diào)整吐絲管拋角, 但對于采用尾部夾送工藝的須確保夾送輥夾送可靠。
3.2 吐大小圈
吐大小圈是指吐絲機(jī)吐出的線圈直徑大小不一, 其原因一般和吐絲機(jī)與精軋機(jī)間的速度匹配有關(guān), 可以通過調(diào)節(jié)吐絲超前量來解決。生產(chǎn)小規(guī)格線材時(shí), 容易出現(xiàn)尾部大圈現(xiàn)象, 這是因?yàn)槲膊吭陔x開精軋機(jī)的過程中會逐漸升速, 而吐絲機(jī)的速度變化很小, 因此尾部圈徑變大; 而對于大規(guī)格線材, 特別是帶肋鋼筋盤圓, 大多數(shù)生產(chǎn)廠為保證線材表面質(zhì)量采用尾部不夾送工藝, 這會導(dǎo)致線材尾部進(jìn)吐絲機(jī)時(shí)速度下降, 從而使線圈圈徑變小。因此建議對大規(guī)格線材的尾部進(jìn)行夾送, 而將夾送輥的夾緊氣壓調(diào)小些, 以不損傷表面為標(biāo)準(zhǔn)。
3.3 平鋪不均勻
要使線圈在風(fēng)冷輥道上平鋪均勻, 除輥道運(yùn)送速度必須恒定外, 另一個(gè)重要因素是吐絲管。當(dāng)一根吐絲管生產(chǎn)多個(gè)規(guī)格線材后, 其吐出的圈形質(zhì)量常不穩(wěn)定, 易出現(xiàn)平鋪不均勻或吐大小圈現(xiàn)象。這是由于不同規(guī)格的線材, 其吐絲速度不同因而在吐絲管內(nèi)產(chǎn)生軌跡不同的溝痕, 線材在這種管中穿過即容易產(chǎn)生軌跡偏移。因此, 最好的解決辦法是軋制不同規(guī)格時(shí)換用不同的吐絲管, 軋制小規(guī)格時(shí)可以采取一根管對應(yīng)一個(gè)品種, 而軋大規(guī)格(如Φ10mm 以上) 線材時(shí)可共用一根吐絲管。 3.4 線圈呈橢圓形
生產(chǎn)小規(guī)格線材且吐絲溫度過高時(shí), 容易出現(xiàn)圈形橢圓現(xiàn)象, 原因是線材較軟。另外, 風(fēng)冷輥道高度過低、吐絲機(jī)吐出的線圈下落距離太大時(shí), 也容易出現(xiàn)橢圓狀。當(dāng)吐絲管口的前拋角太大時(shí), 線材向前的分速度大, 導(dǎo)致線圈傾斜地落入輥道, 對沒有頭部定位功能的吐絲機(jī), 線圈很容易卡入輥道縫隙中而出現(xiàn)生產(chǎn)事故。因此, 解決這些問題必須從吐絲管拋角、輥道高度、吐絲溫度三方面進(jìn)行分析解決。 4 結(jié)語 當(dāng)軋制圈形不理想時(shí)，要具體問題縝密地分析，通過在吐絲機(jī)第一個(gè)卡子增設(shè)頂絲進(jìn)行吐絲管拋角的冷調(diào)整，提高工藝管理水平保證軋制速度、溫度以及輥道高度等條件來確保圈形質(zhì)量，只有反復(fù)思考、勤于鉆研、嚴(yán)格管理，才能使我們的軋制水平逐年提高。
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