高線吐絲機故障原因分析及控制措施

姚曉棟

摘要：吐絲機作為高速線材生產最為關鍵的設備，其吐絲質量直接影響高速線材的生產質量。當前高速線材吐絲機經常出現吐大小圈、振動過大、聲音異常、甩尾等問題，必須及時進行原因分析，加強對吐絲管的日常維護、控制好料型與張力、科學設定吐絲機與夾送輥參數及其他相關措施，有效提升設備使用壽命，降低生產成本，為企業經濟效益的提升奠定基礎。

關鍵詞：高線吐絲機;工作原理;故障;舉措

高速線材生產設備中，吐絲機無疑是其中關鍵一環，對于產品質量有著直接的影響，從某種意義上來說，吐絲機就是高線產品最后一道質量關卡。但是在實際生產過程中，往往出現諸多吐絲方面的問題，嚴重影響到集卷、打捆等后續工序運作，也影響其自身使用壽命。因此，必須尋求一種穩定而高效的吐絲機運轉方法，降低吐絲機故障發生幾率，減少人力和物力消耗，促進相關技術發展，為企業贏得良好經濟效益。

一、吐絲機工作原理

（一）吐絲機結構。當前，我國高速線材廠常用的吐絲機為臥式結構，設置于水冷箱和冷控輥道之間。其主要由空心軸、傳動裝置、吐絲管、吐絲盤、錐齒輪等零部件構成，一臺電機驅動空心軸，使安裝于其上的吐絲盤及吐絲管旋轉。具體結構見圖1。

（二）吐絲機工作過程。吐絲機通過夾送輥將需加工的線材送至吐絲機入口導管內，然后進入到空心軸，電機驅動空心軸高速旋轉，位于空心軸上的吐絲盤及吐絲管隨之一同旋轉，最后，受到離心力作用的線材沿著吐絲管出口切線方向吐出，平鋪于風冷輥道上，形成連續一定直徑的線圈。

二、吐絲機常見故障

（一）吐絲出現大小圈。正常工作吐出的線圈應當圈型穩定、間距勻稱且直徑固定，但在實際生產過程中，經常出現吐絲機吐出直徑不一致的大小圈，使得集卷困難，甚至出現線圈卡死在下集卷芯上的問題，對后續工序造成嚴重影響。吐大小圈的故障原因主要有以下幾點：一是吐絲管問題。吐絲管內壁嚴重磨損是導致吐大小圈的原因之一，線材和吐絲管內壁始終處于高溫高速工作環境下進行劇烈摩擦，尤其是在吐絲管變形段所受慣性力、摩擦力和離心力非常大，造成吐絲管內壁磨損嚴重，而且由于磨損是不均勻的，吐絲管內壁形狀自然有所改變。而一旦其磨損超過一定范圍時，線材的運動軌跡就會發生變化，最終破壞吐絲的穩定性;同時吐絲管安裝不正確也會引發大小圈問題，錯誤的安裝會使吐絲管空間曲線以及線材運動軌跡無法按照預定設計運行，對吐絲機動平衡造成破壞，最終影響到圈型質量;另外吐絲管內存在氧化鐵皮堆積現象，使得線材受到過大阻力也是誘因之一。二是吐絲機的超前系數設置不夠科學。通常吐絲機超前系數設定范圍在2%到10%之間，通過1現場數據統計表明，當超前系數設置過大，吐絲機吐出線圈的直徑就偏小，且線圈分布方向會沿吐絲機旋轉的方向出現向左偏移;反之就會出現線圈直徑過大，分布方向偏右，嚴重時會影響到正常集卷。三是夾送輥的速度設置不夠合理。通常采取夾送輥對線材進行尾部夾送的方式。部分軋制廠為了尋求線材表面質量沒有進行尾部夾送，使得線材尾部進入吐絲機的速度明顯下降，造成尾部線圈產品直徑偏小。四是料型控制不足。加熱爐加熱不夠均勻引發連鑄坯長度方向各個點位的溫度不一致、各個軋機輥縫值的調整不一致、各機架之間張力控制不夠合理等原因，使得軋件沿著長度方向斷面尺寸不盡相同，最終導致軋件出口速度波動而造成吐絲機吐出大小圈[1]。

（二）吐絲機甩尾。甩尾現象是吐絲機常見問題，當其甩尾嚴重時甚至會威脅到現場工作人員人身安全，其原因主要有以下兩點：一是夾送輥的夾緊壓力不夠。夾送輥壓力設定太高會使軋件表面出現夾痕，影響表面質量，甚至造成軋件拉斷出現堆鋼;而夾緊壓力設置過小則會出現打滑現象，造成甩尾。二是夾送輥的輥縫設置不夠合理。夾送輥打開時，輥縫要能夠保證軋件頭部通過順暢，而閉合時則要確保輥縫能夠對軋件進行穩定夾持。如果輥縫太小，軋件尾部會留下夾痕，輥縫太大則無法起到夾持作用，引發甩尾現象。

（三）吐絲機振動過大。吐絲機振動過大也是常見的故障，造成吐絲機振動過大的原因主要有軸承損壞、錐齒輪間隙過大、吐絲盤質量偏心等。

三、應對吐絲機故障的有效舉措

（一）加強對吐絲管日常維護。吐絲管出現問題是引發吐絲機故障的主要原因。如果維護不當會造成吐絲圈形不佳、振動過大等故障，嚴重影響到生產效率和設備使用壽命，因此，必須加強對吐絲管的日常維護，以減少吐絲機故障。制定最大過鋼量。針對不同規格線材制定不同的最大過鋼量，當吐絲管達到所規定的最大過鋼量后，要對其及時進行更換，以保障吐絲穩定性，降低故障率。要對吐絲管安裝進行嚴格把關，嚴格按照設計要求來安裝好吐絲管，謹防偏心現象發生，對崗位工作人員進行實踐操作培訓，例如在更換吐絲管時，需要按照順序將吐絲管夾放好，以防弄混;要定期清理吐絲管內壁，對于吐絲管內氧化鐵皮出現堆積問題，要求崗位工作人員在停機檢修時，定期對吐絲管內壁堆積的氧化鐵皮進行清理，保證吐絲質量。

（二）合理設置吐絲機參數。在軋制較大規格的線材時，采用尾部加速夾送，以避免尾部出現小圈;軋制小規格線材時，采用尾部降速夾送方式，防止尾部幾圈吐大圈。在軋制一種新的規格線材前，需要仔細觀察樣棒位于夾送輥的夾持狀態，既不能太緊影響到表面質量，也不能太松產生大小圈，輥縫調整要以樣棒抽送時夾送輥能夠輕松轉動為原則，夾緊力設定做到樣棒夾持穩定且表面不出現夾痕;經過合理設置夾送輥速度、吐絲機超前系數以及輥縫等參數，有效避免大小圈及甩尾現象[2]。

（三）減少吐絲管振動。吐絲管自身形狀為不規則，且其中變形段受到多種外力作用最容易產生磨損。因此，需要對其進行定期檢修并進行動平衡測試，發現異常時及時進行更換。

通過加強對吐絲管的日常維護以及科學合理設定各項參數，能夠有效降低吐大小圈、甩尾和振動等故障發生幾率，保障線材圈形與質量，延長吐絲機使用壽命，為企業經濟效益的提升打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]肖國偉.高線吐絲機故障原因分析及控制措施[J].天津冶金，2015（06）：49-52+55.

[2]杜守森. 高速線材生產線吐絲部位的優化與實現[D].青島理工大學，2016.

（作者單位：中天鋼鐵集團有限公司）