高線吐絲機剖分環改造

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化程度較高的一條生產線，于2007 年3 月開始籌建，2008 年10 月投產，年設計能力80萬噸，主要產品為φ5.5 ～φ20mm 的光面圓鋼盤條及φ18～φ50mm 的圓鋼盤條，以生產優質碳素結構鋼、低合金鋼、合金結構鋼、冷鐓鋼、焊條鋼、彈簧鋼等為主的生產線，吐絲機采用比較先進的摩根六代機型，成品設計軋制速度為120m/s，隨著高線的發展，高速線材的成品速度可達到110m/s，但由于吐絲機剖分環的結構特點而造成在生產過程中不穩定，這也是困擾國內高線廠的高效化生產的突出問題。

2 軋制特點及剖分環存在的問題

1)摩根工藝對吐絲機剖分環和吐絲盤的間隙要求控制在3mm 以內，由于吐絲機剖分環的材質原來一般采用45#鋼，在軋制盤圓的過程中表面高速摩擦，容易產生磨損;當間隙超過3mm 時容易產生拉絲及斷絲的現象，特別是在軋制小規格(φ5.5mm、φ6.5mm)產品時，當磨損達到4mm 時，由于受軋制鋼種及溫度的影響，甚至在軋制8mm時都會產生拉絲及斷絲的現象;每次軋制小規格時會測量間隙，然后用人工堆焊打磨的方式來滿足工藝的要求;在堆焊打磨時會產生的內應力且在軋制過程中受熱釋放，導致剖分環由圓變成橢圓，剖分環與偏導板之間的間隙發生變化，使剖分環和偏導板都受到磨損，需再次停車進行打磨以及調整間隙，且有時需要多次調整，時間是0.5h 到2h不等;對生產有直接影響。

2)對剖分環進行堆焊打磨處理時根據剖分環的磨損情況需要的時間是2h 到10h 不等，工作強度大，打磨時粉塵大，且在打磨完成后表面凹凸不平，在軋制易切削鋼時甚至造成表面有劃傷等成品質量問題;原來采用人工堆焊打磨的方式來滿足工藝的要求，工人勞動強度大，修復質量得不到滿足，備件更換時間長，對工藝質量的控制有著負面的影響，且長期的堆焊打磨對吐絲機剖分環的安裝底座有影響，嚴重的后果是導致吐絲機剖分環的安裝底座變形較大而報廢;

3)剖分環變形導致吐絲盤上的偏導板磨損，重量變輕，破壞吐絲盤的動平衡，在高速旋轉時使吐絲機的軸承徑向力受力增大，振動值達到報警值的低限，并且軸承的調節彈簧使用壽命從12 個月降至6 個月，軸承的使用壽命大大降低;增加了生產的成本。

4)剖分環結構緊湊，在更換時需要將剖分環和相連的活動翻板和調節機構一起拆除，在安裝時要先把活動翻板和調節機構一起安裝到位后才能開始安裝剖分環;在調整間隙時，由于加工的誤差，調節的余量較小，間隙調節困難，更換時間在8h 以上。

5)由于當前鋼鐵市場的萎靡不振，各鋼鐵廠都在想盡一切辦法降低生產成本，剖分采用進口備件，但進口備件加工周期長，價格昂貴，故對高線吐絲機剖分環的國產化改造勢在必行。

圖1 剖分環剖分圖

3 改造的技術要求

1)剖分環裝置應具有好的耐磨性，否則將失去改造意義，因此材質的選擇要剔除一般的材質而選用耐磨合金材質。

2)因吐絲機的成品軋材溫度在900℃左右，故和紅鋼接觸的表面要有好的熱硬性，合金材質的表面硬度不小于HRC60。

3)剖分環的耐磨合金套要便于固定、調整、更換，因此合金套與外套采用螺栓連接，且在原剖分環的外套上設計燕尾槽定位。

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，且在吐絲機內加裝冷卻噴嘴，降低剖分環表面的溫度。

4 改造后剖分環的優點及特點

1)在剖分環更換完成后，因剖分環的磨損部位可以拆卸，在(剖分環的拆卸部位)合金套磨損后，無需拆除剖分環和其他等部件，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間;合金套磨損后也不用進行堆焊打磨，直接更換合金套就可，避免剖分環因堆焊打磨而產生的變形，從而影響吐絲機軸承及空氣彈簧等備件的使用壽命，同時也減輕了員工的勞動強度。

2)剖分環間隙在調整較為方便，只需將合金套的固定螺栓松動，在合金套與底座間增加或減少墊片，從而快速調整好剖分環間隙。

3)新改造的剖分環采用的是耐磨材質，其中添加多種合金元素，并采取合適的加工工藝，從而達到剖分環裝置的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性;自從投入使用至今11 個月時間，剖分環間隙從安裝時的2.1mm 到現在的2.45mm，也未發生因間隙而產生的事故。

5 效果驗證

通過對吐絲機剖分環改進及創新，吐絲機剖分環的使用壽命得到大幅度的提高。

1)吐絲機的振動值報警遠小于7mm/s，始終控制在0.5 ～2mm/s 之間;

2)原摩根剖分環消耗每3 個月消耗1 件，按照此方法設計改造，備件每18 月消耗1 件;備品及備件的消耗大幅度減少;

3)設備的開動率始終保持在99.8%以上，最大限度的發揮了設備的潛能;

4)對工藝的圈形的影響降到最低，有效解決了因設備振動大、斷絲等設備隱患及問題。

6 結束語

通過以上對設備系統的創新性改進，方大特鋼高線吐絲機剖分環自2014 年3 月投入運行以來，運行平穩，未出現過由于吐絲機的間隙問題而影響生產的情況，吐絲機剖分環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，達到了工藝要求的精度，為生產出合格的產品打下了良好的基礎。

［1］徐灝. 機械設計手 冊［M］. 北京:機械工業出版社，2000.

［2］師昌緒. 材料大辭典［M］. 北京:化學工業出版社，1994.