活套在棒线材轧制过程中的作用及维护

摘要：活套是轧线的重要设备，活套控制系统的稳定性决定热连轧生产过程的连续性，决定了工厂产品产量；其控制精度很大程度上影响了产品厚度和宽度精度，是企业提高产量及产品品质的核心竞争力。本论文从活套器工作原理入手，主要论述说明活套器的作用及其优点。分别论述了活套各个系统的特点及维护。由于活套正常与否直接影響轧钢的生产和产品的质量，所以作为轧钢部门的工作人员，有必要对其进行掌握和详细的研究。

关键字：活套；轧制；活套系统

活套是轧线的重要设备，随着用户对高线和棒材产品质量指标的日益重视，活套自动控制系统的响应速度和稳态精度也面临更高的要求。

活套控制系统是热连轧生产线上基础自动化中非常重要的自动控制系统。活套高度闭环控制系统以及活套张力闭环控制系统是活套控制系统两项关键功能，用以实现轧制过程中，精轧任意机架间产品秒流量的动态平衡，以及维持产品在恒定张力下完成轧制。根据传动装置的不同，活套分为液压活套及电动活套。液压活套依靠液压站高压油驱动液压缸带动活套机械动作；气动活套则依靠电磁阀驱动气缸进行机械动作。

轧机对机架间的张力控制精度要求很高。基本特征是用活套来控制张力进行连续轧制。活套是一种带有自由辊的机构，这个自由辊在轧制产品穿带后就会上升并高于轧制线。活套撑器连续地监视并控制活套的高度和产品的张力。活套撑器的自动控制任务是保证在机架咬钢时，延时准确迅速起套，甩钢时及时落套，并保证活套支撑器准确停在电气零位角，准备下次进钢。

1活套在轧制过程中的作用

为了有效控制相邻机架间形成适合的套量，以保持恒定微张力轧制，活套形成和调节采用监控系统和速度级联系统来完成。当轧件头部进入下一机架时，轧机电流增大，活套起套参与调节，若有拉钢现象，则活套角度降低，减小套量，若有堆钢现象，则活套的角度增大，增大套量。

1.1检测、存储扰动

热连轧控制系统中，中精轧机组各个机架之间形成连轧关系，必须保证机架间产品的秒流量相等。但在实际轧钢过程中，由于受轧件温度、电网电压等各方面因素影响，秒流量平衡被打破，所以设置活套。在连轧机架间采用活套器，主要是通过该装置在前后相邻两架轧机之间，形成一定量的金属流量的余量，来补充连轧机架之间金属秒流量的差别，保持连轧常数的稳定。同时通过活套扫描器来监测金属余量的大小（即形成活套的高度），生成光电信号传递给PLC，再通过PLC对信号的处理、控制、调节电机转速来保持机架之间金属余量的稳定，从而达到消除连轧张力、减小轧件头尾尺寸差的目的。根据套量高低变化来检测、存储扰动，尤其是吸收因轧机咬钢产生动态速降而形成的套量。

1.2消除扰动：

检测并存储扰动后，根据设定值与实际值的偏差，相应的调节轧机速度和机架间带钢张力（PI闭环），使其在误差允许范围内波动，从而实现带钢的套量恒定和张力恒定，保证带钢宽度和厚度质量。

2活套在轧制过程中的维护

由于活套器位于中精轧区域，轧制速度比较快，因此要求起套、落套动作迅速，灵敏可靠。同时，活套器对成品尤其是品种钢表面质量影响极大。在生产过程中，活套器有时会出现不起套、动作缓慢、成品表面质量差等现象。为此，必须做好活套器构成系统的维护工作。

2.1气动系统

活套器的起套、落套动作是由气缸拉动起套辊实现的。气缸行程c=150mm左右，为后端铰接的拉杆式气缸。气缸工况好坏直接影响到活套器的动作。内泄作为气缸常见的故障之一，是指由于活塞密封件失效导致有杆腔和无杆腔相互串气，致使压力腔的有效流量损失，表现为气缸动作缓慢。

在现场生产中，如果换向阀无论得电或失电，活套器均处于落套状态，则说明气缸活塞与活塞杆的连接脱开，即活塞端部的定位锁片脱落，锁母松开。因此在安装气缸时，必须检查锁片是否嵌入锁母开口槽中，以保证连接牢固可靠，不因往复运动的剧烈冲击而松开。

2.2电气系统

扫描器作为活套器工作的眼睛。其作用是探测热金属的位置，发出信号给控制系统，控制起套动作。扫描器传输到PLC的模拟量信号为-10V～+10V。当每次检修或者调试扫描仪时都应该标定零位，使扫描仪能精确的反应扎制品所处的高度。传动装置设定活套的调节量为设定速度的5%。因此，保持活套器灵敏度是至关重要的，为了避免拉钢或堆钢现象的发生，需要对扫描器做一定量的保护。由于现场生产环境恶劣，粉尘较大，因此要求交接班检查时必须擦试扫描器镜头。同时，冬天轧钢生产时，环境气温较低，冷却水遇热钢变成蒸汽态严重雾化；红钢信号经常中断，导致活套未及时动作而堆钢。所以，冬季作业时，在轧线上放置风扇以驱除蒸汽，保证红钢信号的正常监测。同时，根据外方提供的技术资料，小型材厂已订购具有抗蒸汽干扰性能的活套扫描器，即将安装在线试用。

活套器所用的换向器是由先导电磁控制和主阀芯两部分组成的。如果换向阀不动作，按其手动按钮，若阀正常换向，则说明是电气故障，否则是主阀芯卡塞故障。

最初，换向阀安装在活套器旁，由于冷却水溅射，线圈进水而烧损。后来将换向阀挪至扫描器旁，增加了防水罩，线圈使用寿命得以延长。在国产阀端盖与壳身之间增加了s=0.2mm垫子，解决了由于密封不良引起的进水问题，同时用塑料布将阀体包裹上防水效果会更佳。

有时会出现这样一种现象，换向阀采用电控方式时动作时好时坏，手动时则完全正常。此时，应重点检查线圈腔端盖和T型衔铁。如果端盖压紧螺丝松动，会造成励磁线圈框架定位不准，即使吸合，也因为电磁力有限行程不够而不能正常触发先导阀芯。同时，要定期清除T形衔铁和励磁线圈之间的杂质，避免灰尘对T型衔铁行程的影响。

实践证明，单向阀比之双向阀性能要好的多。单向阀线圈得电动作失电返回原位。所以当电气出现事故不能给电时不会出现不落套的情况，避免了堆钢的事故发生。

2.3机械系统

无论是起套辊还是两个惰辊，在轧制过程中与棒材接触，形成无张力轧制。然而，由于辊子本身的原因，经常产生棒材表面划伤或凹坑等缺陷，对产品质量影响极大。经分析，辊子材质原为45“钢，使用较短时间后，辊身表面即出现深槽。后将辊子材质改为高强度、耐磨性好的QT800-2球墨铸铁，大大延长了工作寿命。

活套器的惰辊、地辊和起套辊采用的是外部喷水冷却的方式。原来，在Gl/2水管上钻8个2mm孔对惰辊进行冷却，因浊环水杂质较多，水孔易发生堵塞，后改为2个10mm的喷嘴，加强了冷却效果，也不再发生因缺水而烧坏辊轴的现象。

活套器的起套辊轴承、地辊轴承和惰辊轴承均采用自动集中干油润滑方式，起套辊的旋转支架枢轴轴瓦为手动干油润滑。在使用中，必须检查各个点润滑良好。如果辊子因缺油而不转，则易出现辊身单线快速磨损成深槽的现象。在轧钢过程中，以廖25mm螺纹钢为例，若使用150mm方连铸坯，日产材2000t，则活套器一天动作逾1000次。因此，必须定期给轴瓦加油，以确保轴瓦润滑良好，转动灵活。

3结论

活套器结构虽然简单，原理也不复杂，但它是轧线上的重要设备，它正常与否直接影响轧钢的生产和产品的质量。经过部分改造和精心的预防性维护，活套器故障率大大减少，已从过去的设备事故频发区成为可控环节，有效地保障了生产的顺产和高产。

参考文献：

[1]张忠峰.袁永文.王平吉.高磊.王洪钦树脂锚杆钢筋的生产工艺优化[J].轧钢2009（3）.

[2]胡文娟.胡立生.吕伟华小波分析在宝钢高线活套性能评估中的应用[J].无锡商业职业技术学院学报2007（03）.

作者简介：

孙杰仁，1982年8月14日，男，汉族，河北省秦皇岛，本科学历，助理工程师，研究方向：电气自动化