| 高線(xiàn)吐絲機吐圈質(zhì)量的探討
李衛華 曾俊斌 1 前言
吐絲機是高速線(xiàn)材生產(chǎn)的關(guān)鍵設備，布置在精軋機水冷段后，風(fēng)冷運輸線(xiàn)前，作用是將線(xiàn)材繞制成一定直徑的線(xiàn)圈，然后平鋪在風(fēng)冷輥道上，吐絲機吐出的圈形質(zhì)量對后續的集卷、打包等工序有很大的影響，特別是對打包后產(chǎn)品外觀(guān)的影響更明顯。
2 影響吐絲質(zhì)量的主要因素
在高速線(xiàn)材生產(chǎn)中，吐絲機吐出的線(xiàn)圈質(zhì)量經(jīng)常不理想，即線(xiàn)圈呈橢圓形，線(xiàn)圈偏大或偏小，在風(fēng)冷線(xiàn)上堆疊錯亂、疏密不均等，在軋制小規格線(xiàn)材時(shí)尤為明顯。從吐絲機的工作過(guò)程進(jìn)行分析，吐絲管和吐絲機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(pán)上, 是一段呈空間錐型的螺旋曲線(xiàn), 各廠(chǎng)家的曲線(xiàn)不同, 但均可分為3 段: 一是初始段, 呈直線(xiàn)狀, 線(xiàn)材在其中不進(jìn)行塑性彎曲變形; 二是變形段, 線(xiàn)材在其中隨著(zhù)吐絲管的彎曲形狀進(jìn)行塑性彎曲變形; 三是定型段, 線(xiàn)材繼續發(fā)生塑性彎曲變形并形成穩定的線(xiàn)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(pán)面成一定角度, 以使吐出的線(xiàn)圈產(chǎn)生向前的分速度, 再由于吐絲機整體和水平面成10°～20°的臥角, 線(xiàn)圈就能從吐絲管中順利吐出, 并平鋪在風(fēng)冷輥道上 。大多數吐絲機的管口角度是不可調節的, 因此當軋制速度發(fā)生變化時(shí), 所吐出的線(xiàn)圈的水平向前分速度就不同, 導致線(xiàn)圈落到風(fēng)冷輥道上的狀況會(huì )偏離設定的最佳狀況, 即出現不理想的圈形。為此, 一般將風(fēng)冷輥道的第1 段設計成高度可調的形式, 這樣從吐絲盤(pán)至風(fēng)冷輥的垂直距離便可調。通過(guò)調節此輥道高度, 即可使線(xiàn)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)驗不足而很難掌握, 導致線(xiàn)圈傾斜地落下。生產(chǎn)小規模線(xiàn)材時(shí), 由于水平分速度大, 線(xiàn)圈前部較后部運行速度快, 當調節高度不當時(shí), 線(xiàn)圈會(huì )傾斜式鋪放在輥道上, 又由于線(xiàn)材較細、較軟, 因此線(xiàn)圈很容易形成橢圓狀。
2.2 吐絲機的速度控制 吐絲機吐出的線(xiàn)圈直徑不恒定, 大小不一時(shí), 會(huì )直接影響打捆的外觀(guān)質(zhì)量, 因此保證吐絲機吐出的線(xiàn)圈直徑恒定也是至關(guān)重要的。線(xiàn)材經(jīng)過(guò)吐絲管時(shí), 運動(dòng)狀態(tài)由直線(xiàn)運動(dòng)變成圓周運動(dòng),線(xiàn)速度為V W ,此時(shí)吐絲管管口的旋轉線(xiàn)速度為V L ,若V W 和V L 大小相等,方向相反,則線(xiàn)材在吐 絲管口相對于大地的合成速度為0 , 由于吐絲盤(pán)存在一個(gè)向下的傾角, 因此線(xiàn)材便在三維坐標中作拋物運動(dòng)(鉛直方向是自由落體) , 這樣就可保證線(xiàn)材吐出時(shí)的曲率半徑即線(xiàn)圈直徑恒定。為了保證不同規格的線(xiàn)材在其整個(gè)吐絲過(guò)程中都能滿(mǎn)足V L = V W , 以穩定線(xiàn)圈直徑, 一般在吐絲機前設有夾送輥,夾送方式有2 種:一是全程夾送, 采用微張力控制方式來(lái)匹配精軋機、夾送輥、吐絲機的速度; 二是尾部夾送, 小規格線(xiàn)材采用尾部降速夾送, 以防其尾部出精軋機時(shí)發(fā)生升速現象,大規格線(xiàn)材則實(shí)行尾部升速夾送,以推動(dòng)線(xiàn)材順利出吐絲機而成圈。當V L ≠V W時(shí),線(xiàn)圈相對于大地在盤(pán)面方向的速度不為0 ,即線(xiàn)圈存在相對于大地的角速度,因此, 下落過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一定的偏移。當V L >V W 時(shí),相對角速度方向與吐絲管旋向一致,線(xiàn)圈將向左偏(順軋線(xiàn)看) ;當V L < V W時(shí), 相對角速度方向與吐絲管旋向相反, 線(xiàn)圈將向右偏。線(xiàn)圈偏左或偏右較嚴重時(shí), 將和風(fēng)冷線(xiàn)側板碰撞摩擦, 損傷線(xiàn)材表面。
3 生產(chǎn)中常見(jiàn)現象及處理方法
3.1 吐絲機甩尾
吐絲甩尾是指線(xiàn)材尾部不能順利從吐絲管吐出, 并和高速旋轉的吐絲盤(pán)面相碰的現象, 其原因是吐絲管口拋角較小, 線(xiàn)材向前的分速度不足以使尾部離開(kāi)吐絲盤(pán)面。解決的辦法是適當調整吐絲管拋角, 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吐出的線(xiàn)圈直徑大小不一, 其原因一般和吐絲機與精軋機間的速度匹配有關(guān), 可以通過(guò)調節吐絲超前量來(lái)解決。生產(chǎn)小規格線(xiàn)材時(shí), 容易出現尾部大圈現象, 這是因為尾部在離開(kāi)精軋機的過(guò)程中會(huì )逐漸升速, 而吐絲機的速度變化很小, 因此尾部圈徑變大; 而對于大規格線(xiàn)材, 特別是帶肋鋼筋盤(pán)圓, 大多數生產(chǎn)廠(chǎng)為保證線(xiàn)材表面質(zhì)量采用尾部不夾送工藝, 這會(huì )導致線(xiàn)材尾部進(jìn)吐絲機時(shí)速度下降, 從而使線(xiàn)圈圈徑變小。因此建議對大規格線(xiàn)材的尾部進(jìn)行夾送, 而將夾送輥的夾緊氣壓調小些, 以不損傷表面為標準。
3.3 平鋪不均勻
要使線(xiàn)圈在風(fēng)冷輥道上平鋪均勻, 除輥道運送速度必須恒定外, 另一個(gè)重要因素是吐絲管。當一根吐絲管生產(chǎn)多個(gè)規格線(xiàn)材后, 其吐出的圈形質(zhì)量常不穩定, 易出現平鋪不均勻或吐大小圈現象。這是由于不同規格的線(xiàn)材, 其吐絲速度不同因而在吐絲管內產(chǎn)生軌跡不同的溝痕, 線(xiàn)材在這種管中穿過(guò)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格時(shí)換用不同的吐絲管, 軋制小規格時(shí)可以采取一根管對應一個(gè)品種, 而軋大規格(如Φ10mm 以上) 線(xiàn)材時(shí)可共用一根吐絲管。 3.4 線(xiàn)圈呈橢圓形
生產(chǎn)小規格線(xiàn)材且吐絲溫度過(guò)高時(shí), 容易出現圈形橢圓現象, 原因是線(xiàn)材較軟。另外, 風(fēng)冷輥道高度過(guò)低、吐絲機吐出的線(xiàn)圈下落距離太大時(shí), 也容易出現橢圓狀。當吐絲管口的前拋角太大時(shí), 線(xiàn)材向前的分速度大, 導致線(xiàn)圈傾斜地落入輥道, 對沒(méi)有頭部定位功能的吐絲機, 線(xiàn)圈很容易卡入輥道縫隙中而出現生產(chǎn)事故。因此, 解決這些問(wèn)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 結語(yǔ) 當軋制圈形不理想時(shí)，要具體問(wèn)題縝密地分析，通過(guò)在吐絲機第一個(gè)卡子增設頂絲進(jìn)行吐絲管拋角的冷調整，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(lái)確保圈形質(zhì)量，只有反復思考、勤于鉆研、嚴格管理，才能使我們的軋制水平逐年提高。
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