| 高線吐絲機吐圈質量的探討
李衛華 曾俊斌 1 前言
吐絲機是高速線材生產的關鍵設備，布置在精軋機水冷段後，風冷運輸線前，作用是將線材繞製成一定直徑的線圈，然後平鋪在風冷輥道上，吐絲機吐出的圈形質量對後續的集卷、打包等工序有很大的影響，特別是對打包後產品外觀的影響更明顯。
2 影響吐絲質量的主要因素
在高速線材生產中，吐絲機吐出的線圈質量經常不理想，即線圈呈橢圓形，線圈偏大或偏小，在風冷線上堆疊錯亂、疏密不均等，在軋製小規格線材時尤為明顯。從吐絲機的工作過程進行分析，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行塑性彎曲變形; 三是定型段, 線材繼續發生塑性彎曲變形並形成穩定的線圈, 定型段對吐絲圈形至關重要。吐絲管的出口末段一般和吐絲盤麵成一定角度, 以使吐出的線圈產生向前的分速度, 再由於吐絲機整體和水平麵成10°～20°的臥角, 線圈就能從吐絲管中順利吐出, 並平鋪在風冷輥道上 。大多數吐絲機的管口角度是不可調節的, 因此當軋製速度發生變化時, 所吐出的線圈的水平向前分速度就不同, 導致線圈落到風冷輥道上的狀況會偏離設定的最佳狀況, 即出現不理想的圈形。為此, 一般將風冷輥道的第1 段設計成高度可調的形式, 這樣從吐絲盤至風冷輥的垂直距離便可調。通過調節此輥道高度, 即可使線圈正確地平鋪在輥道上, 但在實際生產中, 往往由於操作經驗不足而很難掌握, 導致線圈傾斜地落下。生產小規模線材時, 由於水平分速度大, 線圈前部較後部運行速度快, 當調節高度不當時, 線圈會傾斜式鋪放在輥道上, 又由於線材較細、較軟, 因此線圈很容易形成橢圓狀。
2.2 吐絲機的速度控製 吐絲機吐出的線圈直徑不恒定, 大小不一時, 會直接影響打捆的外觀質量, 因此保證吐絲機吐出的線圈直徑恒定也是至關重要的。線材經過吐絲管時, 運動狀態由直線運動變成圓周運動,線速度為V W ,此時吐絲管管口的旋轉線速度為V L ,若V W 和V L 大小相等,方向相反,則線材在吐 絲管口相對於大地的合成速度為0 , 由於吐絲盤存在一個向下的傾角, 因此線材便在三維坐標中作拋物運動(鉛直方向是自由落體) , 這樣就可保證線材吐出時的曲率半徑即線圈直徑恒定。為了保證不同規格的線材在其整個吐絲過程中都能滿足V L = V W , 以穩定線圈直徑, 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, 采用微張力控製方式來匹配精軋機、夾送輥、吐絲機的速度; 二是尾部夾送, 小規格線材采用尾部降速夾送, 以防其尾部出精軋機時發生升速現象,大規格線材則實行尾部升速夾送,以推動線材順利出吐絲機而成圈。當V L ≠V W時,線圈相對於大地在盤麵方向的速度不為0 ,即線圈存在相對於大地的角速度,因此, 下落過程中會產生一定的偏移。當V L >V W 時,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V L < V W時, 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重時, 將和風冷線側板碰撞摩擦, 損傷線材表麵。
3 生產中常見現象及處理方法
3.1 吐絲機甩尾
吐絲甩尾是指線材尾部不能順利從吐絲管吐出, 並和高速旋轉的吐絲盤麵相碰的現象, 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麵。解決的辦法是適當調整吐絲管拋角, 但對於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, 可以通過調節吐絲超前量來解決。生產小規格線材時, 容易出現尾部大圈現象, 這是因為尾部在離開精軋機的過程中會逐漸升速, 而吐絲機的速度變化很小, 因此尾部圈徑變大; 而對於大規格線材, 特別是帶肋鋼筋盤圓, 大多數生產廠為保證線材表麵質量采用尾部不夾送工藝, 這會導致線材尾部進吐絲機時速度下降, 從而使線圈圈徑變小。因此建議對大規格線材的尾部進行夾送, 而將夾送輥的夾緊氣壓調小些, 以不損傷表麵為標準。
3.3 平鋪不均勻
要使線圈在風冷輥道上平鋪均勻, 除輥道運送速度必須恒定外, 另一個重要因素是吐絲管。當一根吐絲管生產多個規格線材後, 其吐出的圈形質量常不穩定, 易出現平鋪不均勻或吐大小圈現象。這是由於不同規格的線材, 其吐絲速度不同因而在吐絲管內產生軌跡不同的溝痕, 線材在這種管中穿過即容易產生軌跡偏移。因此, 最好的解決辦法是軋製不同規格時換用不同的吐絲管, 軋製小規格時可以采取一根管對應一個品種, 而軋大規格(如Φ10mm 以上) 線材時可共用一根吐絲管。 3.4 線圈呈橢圓形
生產小規格線材且吐絲溫度過高時, 容易出現圈形橢圓現象, 原因是線材較軟。另外, 風冷輥道高度過低、吐絲機吐出的線圈下落距離太大時, 也容易出現橢圓狀。當吐絲管口的前拋角太大時, 線材向前的分速度大, 導致線圈傾斜地落入輥道, 對沒有頭部定位功能的吐絲機, 線圈很容易卡入輥道縫隙中而出現生產事故。因此, 解決這些問題必須從吐絲管拋角、輥道高度、吐絲溫度三方麵進行分析解決。 4 結語 當軋製圈形不理想時，要具體問題縝密地分析，通過在吐絲機第一個卡子增設頂絲進行吐絲管拋角的冷調整，提高工藝管理水平保證軋製速度、溫度以及輥道高度等條件來確保圈形質量，隻有反複思考、勤於鑽研、嚴格管理，才能使我們的軋製水平逐年提高。
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