高線吐絲機(jī)故障原因分析及控制措施

姚曉棟

摘要：吐絲機(jī)作為高速線材生產(chǎn)最為關(guān)鍵的設(shè)備，其吐絲質(zhì)量直接影響高速線材的生產(chǎn)質(zhì)量。當(dāng)前高速線材吐絲機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)吐大小圈、振動過大、聲音異常、甩尾等問題，必須及時進(jìn)行原因分析，加強(qiáng)對吐絲管的日常維護(hù)、控制好料型與張力、科學(xué)設(shè)定吐絲機(jī)與夾送輥參數(shù)及其他相關(guān)措施，有效提升設(shè)備使用壽命，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高線吐絲機(jī);工作原理;故障;舉措

高速線材生產(chǎn)設(shè)備中，吐絲機(jī)無疑是其中關(guān)鍵一環(huán)，對于產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的影響，從某種意義上來說，吐絲機(jī)就是高線產(chǎn)品最后一道質(zhì)量關(guān)卡。但是在實際生產(chǎn)過程中，往往出現(xiàn)諸多吐絲方面的問題，嚴(yán)重影響到集卷、打捆等后續(xù)工序運(yùn)作，也影響其自身使用壽命。因此，必須尋求一種穩(wěn)定而高效的吐絲機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方法，降低吐絲機(jī)故障發(fā)生幾率，減少人力和物力消耗，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展，為企業(yè)贏得良好經(jīng)濟(jì)效益。

一、吐絲機(jī)工作原理

（一）吐絲機(jī)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，我國高速線材廠常用的吐絲機(jī)為臥式結(jié)構(gòu)，設(shè)置于水冷箱和冷控輥道之間。其主要由空心軸、傳動裝置、吐絲管、吐絲盤、錐齒輪等零部件構(gòu)成，一臺電機(jī)驅(qū)動空心軸，使安裝于其上的吐絲盤及吐絲管旋轉(zhuǎn)。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

（二）吐絲機(jī)工作過程。吐絲機(jī)通過夾送輥將需加工的線材送至吐絲機(jī)入口導(dǎo)管內(nèi)，然后進(jìn)入到空心軸，電機(jī)驅(qū)動空心軸高速旋轉(zhuǎn)，位于空心軸上的吐絲盤及吐絲管隨之一同旋轉(zhuǎn)，最后，受到離心力作用的線材沿著吐絲管出口切線方向吐出，平鋪于風(fēng)冷輥道上，形成連續(xù)一定直徑的線圈。

二、吐絲機(jī)常見故障

（一）吐絲出現(xiàn)大小圈。正常工作吐出的線圈應(yīng)當(dāng)圈型穩(wěn)定、間距勻稱且直徑固定，但在實際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)吐絲機(jī)吐出直徑不一致的大小圈，使得集卷困難，甚至出現(xiàn)線圈卡死在下集卷芯上的問題，對后續(xù)工序造成嚴(yán)重影響。吐大小圈的故障原因主要有以下幾點：一是吐絲管問題。吐絲管內(nèi)壁嚴(yán)重磨損是導(dǎo)致吐大小圈的原因之一，線材和吐絲管內(nèi)壁始終處于高溫高速工作環(huán)境下進(jìn)行劇烈摩擦，尤其是在吐絲管變形段所受慣性力、摩擦力和離心力非常大，造成吐絲管內(nèi)壁磨損嚴(yán)重，而且由于磨損是不均勻的，吐絲管內(nèi)壁形狀自然有所改變。而一旦其磨損超過一定范圍時，線材的運(yùn)動軌跡就會發(fā)生變化，最終破壞吐絲的穩(wěn)定性;同時吐絲管安裝不正確也會引發(fā)大小圈問題，錯誤的安裝會使吐絲管空間曲線以及線材運(yùn)動軌跡無法按照預(yù)定設(shè)計運(yùn)行，對吐絲機(jī)動平衡造成破壞，最終影響到圈型質(zhì)量;另外吐絲管內(nèi)存在氧化鐵皮堆積現(xiàn)象，使得線材受到過大阻力也是誘因之一。二是吐絲機(jī)的超前系數(shù)設(shè)置不夠科學(xué)。通常吐絲機(jī)超前系數(shù)設(shè)定范圍在2%到10%之間，通過1現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，當(dāng)超前系數(shù)設(shè)置過大，吐絲機(jī)吐出線圈的直徑就偏小，且線圈分布方向會沿吐絲機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向出現(xiàn)向左偏移;反之就會出現(xiàn)線圈直徑過大，分布方向偏右，嚴(yán)重時會影響到正常集卷。三是夾送輥的速度設(shè)置不夠合理。通常采取夾送輥對線材進(jìn)行尾部夾送的方式。部分軋制廠為了尋求線材表面質(zhì)量沒有進(jìn)行尾部夾送，使得線材尾部進(jìn)入吐絲機(jī)的速度明顯下降，造成尾部線圈產(chǎn)品直徑偏小。四是料型控制不足。加熱爐加熱不夠均勻引發(fā)連鑄坯長度方向各個點位的溫度不一致、各個軋機(jī)輥縫值的調(diào)整不一致、各機(jī)架之間張力控制不夠合理等原因，使得軋件沿著長度方向斷面尺寸不盡相同，最終導(dǎo)致軋件出口速度波動而造成吐絲機(jī)吐出大小圈[1]。

（二）吐絲機(jī)甩尾。甩尾現(xiàn)象是吐絲機(jī)常見問題，當(dāng)其甩尾嚴(yán)重時甚至?xí){到現(xiàn)場工作人員人身安全，其原因主要有以下兩點：一是夾送輥的夾緊壓力不夠。夾送輥壓力設(shè)定太高會使軋件表面出現(xiàn)夾痕，影響表面質(zhì)量，甚至造成軋件拉斷出現(xiàn)堆鋼;而夾緊壓力設(shè)置過小則會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，造成甩尾。二是夾送輥的輥縫設(shè)置不夠合理。夾送輥打開時，輥縫要能夠保證軋件頭部通過順暢，而閉合時則要確保輥縫能夠?qū)埣M(jìn)行穩(wěn)定夾持。如果輥縫太小，軋件尾部會留下夾痕，輥縫太大則無法起到夾持作用，引發(fā)甩尾現(xiàn)象。

（三）吐絲機(jī)振動過大。吐絲機(jī)振動過大也是常見的故障，造成吐絲機(jī)振動過大的原因主要有軸承損壞、錐齒輪間隙過大、吐絲盤質(zhì)量偏心等。

三、應(yīng)對吐絲機(jī)故障的有效舉措

（一）加強(qiáng)對吐絲管日常維護(hù)。吐絲管出現(xiàn)問題是引發(fā)吐絲機(jī)故障的主要原因。如果維護(hù)不當(dāng)會造成吐絲圈形不佳、振動過大等故障，嚴(yán)重影響到生產(chǎn)效率和設(shè)備使用壽命，因此，必須加強(qiáng)對吐絲管的日常維護(hù)，以減少吐絲機(jī)故障。制定最大過鋼量。針對不同規(guī)格線材制定不同的最大過鋼量，當(dāng)吐絲管達(dá)到所規(guī)定的最大過鋼量后，要對其及時進(jìn)行更換，以保障吐絲穩(wěn)定性，降低故障率。要對吐絲管安裝進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格按照設(shè)計要求來安裝好吐絲管，謹(jǐn)防偏心現(xiàn)象發(fā)生，對崗位工作人員進(jìn)行實踐操作培訓(xùn)，例如在更換吐絲管時，需要按照順序?qū)⑼陆z管夾放好，以防弄混;要定期清理吐絲管內(nèi)壁，對于吐絲管內(nèi)氧化鐵皮出現(xiàn)堆積問題，要求崗位工作人員在停機(jī)檢修時，定期對吐絲管內(nèi)壁堆積的氧化鐵皮進(jìn)行清理，保證吐絲質(zhì)量。

（二）合理設(shè)置吐絲機(jī)參數(shù)。在軋制較大規(guī)格的線材時，采用尾部加速夾送，以避免尾部出現(xiàn)小圈;軋制小規(guī)格線材時，采用尾部降速夾送方式，防止尾部幾圈吐大圈。在軋制一種新的規(guī)格線材前，需要仔細(xì)觀察樣棒位于夾送輥的夾持狀態(tài)，既不能太緊影響到表面質(zhì)量，也不能太松產(chǎn)生大小圈，輥縫調(diào)整要以樣棒抽送時夾送輥能夠輕松轉(zhuǎn)動為原則，夾緊力設(shè)定做到樣棒夾持穩(wěn)定且表面不出現(xiàn)夾痕;經(jīng)過合理設(shè)置夾送輥速度、吐絲機(jī)超前系數(shù)以及輥縫等參數(shù)，有效避免大小圈及甩尾現(xiàn)象[2]。

（三）減少吐絲管振動。吐絲管自身形狀為不規(guī)則，且其中變形段受到多種外力作用最容易產(chǎn)生磨損。因此，需要對其進(jìn)行定期檢修并進(jìn)行動平衡測試，發(fā)現(xiàn)異常時及時進(jìn)行更換。

通過加強(qiáng)對吐絲管的日常維護(hù)以及科學(xué)合理設(shè)定各項參數(shù)，能夠有效降低吐大小圈、甩尾和振動等故障發(fā)生幾率，保障線材圈形與質(zhì)量，延長吐絲機(jī)使用壽命，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖國偉.高線吐絲機(jī)故障原因分析及控制措施[J].天津冶金，2015（06）：49-52+55.

[2]杜守森. 高速線材生產(chǎn)線吐絲部位的優(yōu)化與實現(xiàn)[D].青島理工大學(xué)，2016.

（作者單位：中天鋼鐵集團(tuán)有限公司）