高线吐丝机剖分环改造实例

唐 嘉 阳志清 张成亮 冯振宾

（方大特钢科技股份有限公司 南昌）

一、前言

高线是方大特钢是自动化程度较高的一条生产线，2008年10月投产，年设计能力80万吨。主要产品为直径5.5～20 mm的光面圆钢盘条及直径18～50 mm的圆钢盘条，以生产优质碳素结构钢、低合金钢、合金结构钢、冷镦钢、焊条钢、弹簧钢盘条为主的生产线。吐丝机采用摩根6代机型，成品设计轧制速度120 m/s。随着高线的发展，高速线材的成品速度可达到110 m/s，但由于吐丝机剖分环的结构所限造成生产不稳定，这也是困扰国内高线厂高效化生产的突出问题。

二、轧制特点及剖分环存在的问题

（1）摩根工艺对吐丝机剖分环和吐丝盘的间隙要求控制在3 mm以内，由于吐丝机剖分环的材料原来一般采用45#钢，在轧制盘圆的过程中表面高速摩擦，容易产生磨损；当间隙超过3 mm时容易产生拉丝及断丝现象，特别是在轧制小规格（直径5.5 mm、6.5 mm）产品，当磨损达到4 mm时，受轧制钢种及温度的影响，会产生拉丝及断丝现象，甚至在轧制直径8 mm盘条时也是如此。每次轧制小规格产品时，都要测量间隙，然后用人工堆焊打磨的方式来满足工艺的要求。堆焊打磨时会产生内应力，在轧制过程中受热释放，导致剖分环由圆变成椭圆，致使剖分环与偏导板之间的间隙发生变化，剖分环和偏导板磨损，需再次停车进行打磨以及调整间隙，有时需要多次调整，用时0.5～2 h不等，直接影响生产。

（2）对剖分环进行堆焊打磨处理时，根据剖分环的磨损情况需要2～10 h，工作强度高、粉尘大且在打磨完成后表面凹凸不平，轧制易切削钢时甚至造成表面有划伤等质量问题。采用人工堆焊打磨的方式，工人劳动强度高，质量得不到满足，备件更换时间长，长期的堆焊打磨对吐丝机剖分环的安装底座有影响，严重时导致吐丝机剖分环安装底座变形较大而报废。

（3）剖分环变形导致吐丝盘上的偏导板磨损，重量变轻，破坏吐丝盘的动平衡，在高速旋转时使吐丝机的轴承径向力受力增大，振动值接近报警值，并且轴承的调节弹簧使用寿命从12个月降至6个月，增加了生产成本。

（4）剖分环结构紧凑，在更换时需要将剖分环和相连的活动翻板和调节机构一起拆除，再安装时要先把活动翻板和调节机构一起安装到位后才能安装剖分环。由于加工误差，调整间隙时的调节余量较小，调节困难，更换时间在8 h以上。

（5）原剖分环采用进口备件，加工周期长，价格昂贵，为降低成本，对高线吐丝机剖分环的国产化改造势在必行。原前和改进后剖分环剖分图见图1。

图1 原前和改进后剖分环剖分图

三、改造技术要求

（1）剖分环装置应具有好的耐磨性，否则将失去改造意义，因此材料的选择要剔除一般的材料而选用耐磨合金材料。

（2）因吐丝机的成品轧材温度在900℃左右，故和红钢接触的表面要有好的热硬性，合金材料的表面硬度应≥60 HRC。

（3）剖分环的耐磨合金套要便于固定、调整、更换，因此合金套与外套采用螺栓连接，且在原剖分环的外套上设计燕尾槽定位。

（4）为防止合金套受热变形，故合金套的厚度保证在30 mm以上，且在吐丝机内加装冷却喷嘴，降低剖分环表面的温度。

四、改造后剖分环的优点及特点

（1）在剖分环更换完成后，因剖分环的磨损部位可以拆卸，在（剖分环的拆卸部位）合金套磨损后，无需拆除剖分环和其他等部件，只是更换合金套就可以，约1 h可更换完成，缩短了更换时间；合金套磨损后也不用进行堆焊打磨，直接更换合金套即可，避免剖分环因堆焊打磨而产生的变形，吐丝机轴承及空气弹簧的使用寿命延长，同时也减轻了员工的劳动强度。

（2）剖分环间隙在调整较为方便，只需将合金套的固定螺栓松动，在合金套与底座间增加或减少垫片，从而快速调整好剖分环间隙。

（3）新改造的剖分环采用的是耐磨材料，其中添加多种合金元素，并采取合适的加工工艺，从而达到剖分环装置的耐高温、耐腐蚀、耐磨性；投入使用至今已11个月，剖分环间隙从安装时的2.1 mm到现在的2.45 mm，磨损速度减缓，也未发生因间隙增大问题而产生的事故。

五、效果验证

通过对吐丝机剖分环改进及创新，吐丝机剖分环的使用寿命得到大幅度提高。吐丝机的振动值始终控制在0.5～2 mm/s（报警值7 mm/s）。原摩根剖分环每3个月消耗1件，改造后，剖分环每18月才消耗1件。设备开动率始终保持在99.8%以上，最大限度地发挥了设备的潜能。对工艺圈形的影响降到最低，有效解决了因设备振动大、断丝等设备隐患及问题。

六、结束语

通过以上对设备系统的创新性改进，方大特钢高线吐丝机剖分环自2014年3月投入运行以来，运行平稳，未出现过由于吐丝机的间隙问题而影响生产的情况，吐丝机剖分环的使用寿命大大超过原摩根件，成本得到有效控制。