活套在棒線材軋制過程中的作用及維護

摘要：活套是軋線的重要設備，活套控制系統的穩定性決定熱連軋生產過程的連續性，決定了工廠產品產量；其控制精度很大程度上影響了產品厚度和寬度精度，是企業提高產量及產品品質的核心競爭力。本論文從活套器工作原理入手，主要論述說明活套器的作用及其優點。分別論述了活套各個系統的特點及維護。由于活套正常與否直接影響軋鋼的生產和產品的質量，所以作為軋鋼部門的工作人員，有必要對其進行掌握和詳細的研究。

關鍵字：活套；軋制；活套系統

活套是軋線的重要設備，隨著用戶對高線和棒材產品質量指標的日益重視，活套自動控制系統的響應速度和穩態精度也面臨更高的要求。

活套控制系統是熱連軋生產線上基礎自動化中非常重要的自動控制系統。活套高度閉環控制系統以及活套張力閉環控制系統是活套控制系統兩項關鍵功能，用以實現軋制過程中，精軋任意機架間產品秒流量的動態平衡，以及維持產品在恒定張力下完成軋制。根據傳動裝置的不同，活套分為液壓活套及電動活套。液壓活套依靠液壓站高壓油驅動液壓缸帶動活套機械動作；氣動活套則依靠電磁閥驅動氣缸進行機械動作。

軋機對機架間的張力控制精度要求很高。基本特征是用活套來控制張力進行連續軋制。活套是一種帶有自由輥的機構，這個自由輥在軋制產品穿帶后就會上升并高于軋制線。活套撐器連續地監視并控制活套的高度和產品的張力。活套撐器的自動控制任務是保證在機架咬鋼時，延時準確迅速起套，甩鋼時及時落套，并保證活套支撐器準確停在電氣零位角，準備下次進鋼。

1活套在軋制過程中的作用

為了有效控制相鄰機架間形成適合的套量，以保持恒定微張力軋制，活套形成和調節采用監控系統和速度級聯系統來完成。當軋件頭部進入下一機架時，軋機電流增大，活套起套參與調節，若有拉鋼現象，則活套角度降低，減小套量，若有堆鋼現象，則活套的角度增大，增大套量。

1.1檢測、存儲擾動

熱連軋控制系統中，中精軋機組各個機架之間形成連軋關系，必須保證機架間產品的秒流量相等。但在實際軋鋼過程中，由于受軋件溫度、電網電壓等各方面因素影響，秒流量平衡被打破，所以設置活套。在連軋機架間采用活套器，主要是通過該裝置在前后相鄰兩架軋機之間，形成一定量的金屬流量的余量，來補充連軋機架之間金屬秒流量的差別，保持連軋常數的穩定。同時通過活套掃描器來監測金屬余量的大小（即形成活套的高度），生成光電信號傳遞給PLC，再通過PLC對信號的處理、控制、調節電機轉速來保持機架之間金屬余量的穩定，從而達到消除連軋張力、減小軋件頭尾尺寸差的目的。根據套量高低變化來檢測、存儲擾動，尤其是吸收因軋機咬鋼產生動態速降而形成的套量。

1.2消除擾動：

檢測并存儲擾動后，根據設定值與實際值的偏差，相應的調節軋機速度和機架間帶鋼張力（PI閉環），使其在誤差允許范圍內波動，從而實現帶鋼的套量恒定和張力恒定，保證帶鋼寬度和厚度質量。

2活套在軋制過程中的維護

由于活套器位于中精軋區域，軋制速度比較快，因此要求起套、落套動作迅速，靈敏可靠。同時，活套器對成品尤其是品種鋼表面質量影響極大。在生產過程中，活套器有時會出現不起套、動作緩慢、成品表面質量差等現象。為此，必須做好活套器構成系統的維護工作。

2.1氣動系統

活套器的起套、落套動作是由氣缸拉動起套輥實現的。氣缸行程c=150mm左右，為后端鉸接的拉桿式氣缸。氣缸工況好壞直接影響到活套器的動作。內泄作為氣缸常見的故障之一，是指由于活塞密封件失效導致有桿腔和無桿腔相互串氣，致使壓力腔的有效流量損失，表現為氣缸動作緩慢。

在現場生產中，如果換向閥無論得電或失電，活套器均處于落套狀態，則說明氣缸活塞與活塞桿的連接脫開，即活塞端部的定位鎖片脫落，鎖母松開。因此在安裝氣缸時，必須檢查鎖片是否嵌入鎖母開口槽中，以保證連接牢固可靠，不因往復運動的劇烈沖擊而松開。

2.2電氣系統

掃描器作為活套器工作的眼睛。其作用是探測熱金屬的位置，發出信號給控制系統，控制起套動作。掃描器傳輸到PLC的模擬量信號為-10V～+10V。當每次檢修或者調試掃描儀時都應該標定零位，使掃描儀能精確的反應扎制品所處的高度。傳動裝置設定活套的調節量為設定速度的5%。因此，保持活套器靈敏度是至關重要的，為了避免拉鋼或堆鋼現象的發生，需要對掃描器做一定量的保護。由于現場生產環境惡劣，粉塵較大，因此要求交接班檢查時必須擦試掃描器鏡頭。同時，冬天軋鋼生產時，環境氣溫較低，冷卻水遇熱鋼變成蒸汽態嚴重霧化；紅鋼信號經常中斷，導致活套未及時動作而堆鋼。所以，冬季作業時，在軋線上放置風扇以驅除蒸汽，保證紅鋼信號的正常監測。同時，根據外方提供的技術資料，小型材廠已訂購具有抗蒸汽干擾性能的活套掃描器，即將安裝在線試用。

活套器所用的換向器是由先導電磁控制和主閥芯兩部分組成的。如果換向閥不動作，按其手動按鈕，若閥正常換向，則說明是電氣故障，否則是主閥芯卡塞故障。

最初，換向閥安裝在活套器旁，由于冷卻水濺射，線圈進水而燒損。后來將換向閥挪至掃描器旁，增加了防水罩，線圈使用壽命得以延長。在國產閥端蓋與殼身之間增加了s=0.2mm墊子，解決了由于密封不良引起的進水問題，同時用塑料布將閥體包裹上防水效果會更佳。

有時會出現這樣一種現象，換向閥采用電控方式時動作時好時壞，手動時則完全正常。此時，應重點檢查線圈腔端蓋和T型銜鐵。如果端蓋壓緊螺絲松動，會造成勵磁線圈框架定位不準，即使吸合，也因為電磁力有限行程不夠而不能正常觸發先導閥芯。同時，要定期清除T形銜鐵和勵磁線圈之間的雜質，避免灰塵對T型銜鐵行程的影響。

實踐證明，單向閥比之雙向閥性能要好的多。單向閥線圈得電動作失電返回原位。所以當電氣出現事故不能給電時不會出現不落套的情況，避免了堆鋼的事故發生。

2.3機械系統

無論是起套輥還是兩個惰輥，在軋制過程中與棒材接觸，形成無張力軋制。然而，由于輥子本身的原因，經常產生棒材表面劃傷或凹坑等缺陷，對產品質量影響極大。經分析，輥子材質原為45“鋼，使用較短時間后，輥身表面即出現深槽。后將輥子材質改為高強度、耐磨性好的QT800-2球墨鑄鐵，大大延長了工作壽命。

活套器的惰輥、地輥和起套輥采用的是外部噴水冷卻的方式。原來，在Gl/2水管上鉆8個2mm孔對惰輥進行冷卻，因濁環水雜質較多，水孔易發生堵塞，后改為2個10mm的噴嘴，加強了冷卻效果，也不再發生因缺水而燒壞輥軸的現象。

活套器的起套輥軸承、地輥軸承和惰輥軸承均采用自動集中干油潤滑方式，起套輥的旋轉支架樞軸軸瓦為手動干油潤滑。在使用中，必須檢查各個點潤滑良好。如果輥子因缺油而不轉，則易出現輥身單線快速磨損成深槽的現象。在軋鋼過程中，以廖25mm螺紋鋼為例，若使用150mm方連鑄坯，日產材2000t，則活套器一天動作逾1000次。因此，必須定期給軸瓦加油，以確保軸瓦潤滑良好，轉動靈活。

3結論

活套器結構雖然簡單，原理也不復雜，但它是軋線上的重要設備，它正常與否直接影響軋鋼的生產和產品的質量。經過部分改造和精心的預防性維護，活套器故障率大大減少，已從過去的設備事故頻發區成為可控環節，有效地保障了生產的順產和高產。

參考文獻：

[1]張忠峰.袁永文.王平吉.高磊.王洪欽樹脂錨桿鋼筋的生產工藝優化[J].軋鋼2009（3）.

[2]胡文娟.胡立生.呂偉華小波分析在寶鋼高線活套性能評估中的應用[J].無錫商業職業技術學院學報2007（03）.

作者簡介：

孫杰仁，1982年8月14日，男，漢族，河北省秦皇島，本科學歷，助理工程師，研究方向：電氣自動化