高線吐絲機(jī)剖分環(huán)改造

唐 嘉 陽志清 張成亮 馮振賓

(方大特鋼科技股份有限公司 江西南昌330012)

1 前言

高線是方大特鋼自動(dòng)化程度較高的一條生產(chǎn)線，于2007 年3 月開始籌建，2008 年10 月投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)能力80萬噸，主要產(chǎn)品為φ5.5 ～φ20mm 的光面圓鋼盤條及φ18～φ50mm 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、彈簧鋼等為主的生產(chǎn)線，吐絲機(jī)采用比較先進(jìn)的摩根六代機(jī)型，成品設(shè)計(jì)軋制速度為120m/s，隨著高線的發(fā)展，高速線材的成品速度可達(dá)到110m/s，但由于吐絲機(jī)剖分環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而造成在生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定，這也是困擾國內(nèi)高線廠的高效化生產(chǎn)的突出問題。

2 軋制特點(diǎn)及剖分環(huán)存在的問題

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3mm 以內(nèi)，由于吐絲機(jī)剖分環(huán)的材質(zhì)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3mm 時(shí)容易產(chǎn)生拉絲及斷絲的現(xiàn)象，特別是在軋制小規(guī)格(φ5.5mm、φ6.5mm)產(chǎn)品時(shí)，當(dāng)磨損達(dá)到4mm 時(shí)，由于受軋制鋼種及溫度的影響，甚至在軋制8mm時(shí)都會(huì)產(chǎn)生拉絲及斷絲的現(xiàn)象;每次軋制小規(guī)格時(shí)會(huì)測(cè)量間隙，然后用人工堆焊打磨的方式來滿足工藝的要求;在堆焊打磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力且在軋制過程中受熱釋放，導(dǎo)致剖分環(huán)由圓變成橢圓，剖分環(huán)與偏導(dǎo)板之間的間隙發(fā)生變化，使剖分環(huán)和偏導(dǎo)板都受到磨損，需再次停車進(jìn)行打磨以及調(diào)整間隙，且有時(shí)需要多次調(diào)整，時(shí)間是0.5h 到2h不等;對(duì)生產(chǎn)有直接影響。

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)的磨損情況需要的時(shí)間是2h 到10h 不等，工作強(qiáng)度大，打磨時(shí)粉塵大，且在打磨完成后表面凹凸不平，在軋制易切削鋼時(shí)甚至造成表面有劃傷等成品質(zhì)量問題;原來采用人工堆焊打磨的方式來滿足工藝的要求，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，修復(fù)質(zhì)量得不到滿足，備件更換時(shí)間長，對(duì)工藝質(zhì)量的控制有著負(fù)面的影響，且長期的堆焊打磨對(duì)吐絲機(jī)剖分環(huán)的安裝底座有影響，嚴(yán)重的后果是導(dǎo)致吐絲機(jī)剖分環(huán)的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)值達(dá)到報(bào)警值的低限，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，軸承的使用壽命大大降低;增加了生產(chǎn)的成本。

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，在安裝時(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開始安裝剖分環(huán);在調(diào)整間隙時(shí)，由于加工的誤差，調(diào)節(jié)的余量較小，間隙調(diào)節(jié)困難，更換時(shí)間在8h 以上。

5)由于當(dāng)前鋼鐵市場(chǎng)的萎靡不振，各鋼鐵廠都在想盡一切辦法降低生產(chǎn)成本，剖分采用進(jìn)口備件，但進(jìn)口備件加工周期長，價(jià)格昂貴，故對(duì)高線吐絲機(jī)剖分環(huán)的國產(chǎn)化改造勢(shì)在必行。

圖1 剖分環(huán)剖分圖

3 改造的技術(shù)要求

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，因此材質(zhì)的選擇要剔除一般的材質(zhì)而選用耐磨合金材質(zhì)。

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，合金材質(zhì)的表面硬度不小于HRC60。

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)為了防止合金套受熱變形，故合金套的厚度保證在30mm 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。

4 改造后剖分環(huán)的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)

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，大約1h 就可更換完成，大大的縮短了備件的更換時(shí)間;合金套磨損后也不用進(jìn)行堆焊打磨，直接更換合金套就可，避免剖分環(huán)因堆焊打磨而產(chǎn)生的變形，從而影響吐絲機(jī)軸承及空氣彈簧等備件的使用壽命，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)采用的是耐磨材質(zhì)，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;自從投入使用至今11 個(gè)月時(shí)間，剖分環(huán)間隙從安裝時(shí)的2.1mm 到現(xiàn)在的2.45mm，也未發(fā)生因間隙而產(chǎn)生的事故。

5 效果驗(yàn)證

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的提高。

1)吐絲機(jī)的振動(dòng)值報(bào)警遠(yuǎn)小于7mm/s，始終控制在0.5 ～2mm/s 之間;

2)原摩根剖分環(huán)消耗每3 個(gè)月消耗1 件，按照此方法設(shè)計(jì)改造，備件每18 月消耗1 件;備品及備件的消耗大幅度減少;

3)設(shè)備的開動(dòng)率始終保持在99.8%以上，最大限度的發(fā)揮了設(shè)備的潛能;

4)對(duì)工藝的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。

6 結(jié)束語

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)的使用壽命周期大大超過原摩根備件使用周期，備件的成本得到了有效是控制，達(dá)到了工藝要求的精度，為生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品打下了良好的基礎(chǔ)。

［1］徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手 冊(cè)［M］. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［2］師昌緒. 材料大辭典［M］. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1994.