唐 嘉 陽志清 張成亮 馮振賓
(方大特鋼科技股份有限公司 南昌)
高線是方大特鋼是自動(dòng)化程度較高的一條生產(chǎn)線,2008年10月投產(chǎn),年設(shè)計(jì)能力80萬噸。主要產(chǎn)品為直徑5.5~20 mm的光面圓鋼盤條及直徑18~50 mm的圓鋼盤條,以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、冷鐓鋼、焊條鋼、彈簧鋼盤條為主的生產(chǎn)線。吐絲機(jī)采用摩根6代機(jī)型,成品設(shè)計(jì)軋制速度120 m/s。隨著高線的發(fā)展,高速線材的成品速度可達(dá)到110 m/s,但由于吐絲機(jī)剖分環(huán)的結(jié)構(gòu)所限造成生產(chǎn)不穩(wěn)定,這也是困擾國內(nèi)高線廠高效化生產(chǎn)的突出問題。
(1)摩根工藝對(duì)吐絲機(jī)剖分環(huán)和吐絲盤的間隙要求控制在3 mm以內(nèi),由于吐絲機(jī)剖分環(huán)的材料原來一般采用45#鋼,在軋制盤圓的過程中表面高速摩擦,容易產(chǎn)生磨損;當(dāng)間隙超過3 mm時(shí)容易產(chǎn)生拉絲及斷絲現(xiàn)象,特別是在軋制小規(guī)格(直徑5.5 mm、6.5 mm)產(chǎn)品,當(dāng)磨損達(dá)到4 mm時(shí),受軋制鋼種及溫度的影響,會(huì)產(chǎn)生拉絲及斷絲現(xiàn)象,甚至在軋制直徑8 mm盤條時(shí)也是如此。每次軋制小規(guī)格產(chǎn)品時(shí),都要測量間隙,然后用人工堆焊打磨的方式來滿足工藝的要求。堆焊打磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,在軋制過程中受熱釋放,導(dǎo)致剖分環(huán)由圓變成橢圓,致使剖分環(huán)與偏導(dǎo)板之間的間隙發(fā)生變化,剖分環(huán)和偏導(dǎo)板磨損,需再次停車進(jìn)行打磨以及調(diào)整間隙,有時(shí)需要多次調(diào)整,用時(shí)0.5~2 h不等,直接影響生產(chǎn)。
(2)對(duì)剖分環(huán)進(jìn)行堆焊打磨處理時(shí),根據(jù)剖分環(huán)的磨損情況需要2~10 h,工作強(qiáng)度高、粉塵大且在打磨完成后表面凹凸不平,軋制易切削鋼時(shí)甚至造成表面有劃傷等質(zhì)量問題。采用人工堆焊打磨的方式,工人勞動(dòng)強(qiáng)度高,質(zhì)量得不到滿足,備件更換時(shí)間長,長期的堆焊打磨對(duì)吐絲機(jī)剖分環(huán)的安裝底座有影響,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致吐絲機(jī)剖分環(huán)安裝底座變形較大而報(bào)廢。
(3)剖分環(huán)變形導(dǎo)致吐絲盤上的偏導(dǎo)板磨損,重量變輕,破壞吐絲盤的動(dòng)平衡,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)使吐絲機(jī)的軸承徑向力受力增大,振動(dòng)值接近報(bào)警值,并且軸承的調(diào)節(jié)彈簧使用壽命從12個(gè)月降至6個(gè)月,增加了生產(chǎn)成本。
(4)剖分環(huán)結(jié)構(gòu)緊湊,在更換時(shí)需要將剖分環(huán)和相連的活動(dòng)翻板和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一起拆除,再安裝時(shí)要先把活動(dòng)翻板和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一起安裝到位后才能安裝剖分環(huán)。由于加工誤差,調(diào)整間隙時(shí)的調(diào)節(jié)余量較小,調(diào)節(jié)困難,更換時(shí)間在8 h以上。
(5)原剖分環(huán)采用進(jìn)口備件,加工周期長,價(jià)格昂貴,為降低成本,對(duì)高線吐絲機(jī)剖分環(huán)的國產(chǎn)化改造勢在必行。原前和改進(jìn)后剖分環(huán)剖分圖見圖1。
圖1 原前和改進(jìn)后剖分環(huán)剖分圖
(1)剖分環(huán)裝置應(yīng)具有好的耐磨性,否則將失去改造意義,因此材料的選擇要剔除一般的材料而選用耐磨合金材料。
(2)因吐絲機(jī)的成品軋材溫度在900℃左右,故和紅鋼接觸的表面要有好的熱硬性,合金材料的表面硬度應(yīng)≥60 HRC。
(3)剖分環(huán)的耐磨合金套要便于固定、調(diào)整、更換,因此合金套與外套采用螺栓連接,且在原剖分環(huán)的外套上設(shè)計(jì)燕尾槽定位。
(4)為防止合金套受熱變形,故合金套的厚度保證在30 mm以上,且在吐絲機(jī)內(nèi)加裝冷卻噴嘴,降低剖分環(huán)表面的溫度。
(1)在剖分環(huán)更換完成后,因剖分環(huán)的磨損部位可以拆卸,在(剖分環(huán)的拆卸部位)合金套磨損后,無需拆除剖分環(huán)和其他等部件,只是更換合金套就可以,約1 h可更換完成,縮短了更換時(shí)間;合金套磨損后也不用進(jìn)行堆焊打磨,直接更換合金套即可,避免剖分環(huán)因堆焊打磨而產(chǎn)生的變形,吐絲機(jī)軸承及空氣彈簧的使用壽命延長,同時(shí)也減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
(2)剖分環(huán)間隙在調(diào)整較為方便,只需將合金套的固定螺栓松動(dòng),在合金套與底座間增加或減少墊片,從而快速調(diào)整好剖分環(huán)間隙。
(3)新改造的剖分環(huán)采用的是耐磨材料,其中添加多種合金元素,并采取合適的加工工藝,從而達(dá)到剖分環(huán)裝置的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性;投入使用至今已11個(gè)月,剖分環(huán)間隙從安裝時(shí)的2.1 mm到現(xiàn)在的2.45 mm,磨損速度減緩,也未發(fā)生因間隙增大問題而產(chǎn)生的事故。
通過對(duì)吐絲機(jī)剖分環(huán)改進(jìn)及創(chuàng)新,吐絲機(jī)剖分環(huán)的使用壽命得到大幅度提高。吐絲機(jī)的振動(dòng)值始終控制在0.5~2 mm/s(報(bào)警值7 mm/s)。原摩根剖分環(huán)每3個(gè)月消耗1件,改造后,剖分環(huán)每18月才消耗1件。設(shè)備開動(dòng)率始終保持在99.8%以上,最大限度地發(fā)揮了設(shè)備的潛能。對(duì)工藝圈形的影響降到最低,有效解決了因設(shè)備振動(dòng)大、斷絲等設(shè)備隱患及問題。
通過以上對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的創(chuàng)新性改進(jìn),方大特鋼高線吐絲機(jī)剖分環(huán)自2014年3月投入運(yùn)行以來,運(yùn)行平穩(wěn),未出現(xiàn)過由于吐絲機(jī)的間隙問題而影響生產(chǎn)的情況,吐絲機(jī)剖分環(huán)的使用壽命大大超過原摩根件,成本得到有效控制。