一种控制高线盘条尾部圈形的夹持方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于乳钢技术领域，特别是提供了一种控制高线盘条尾部圈形控制的夹持 方法，适用于高速线材厂优化盘条尾部圈形和盘条的表面质量、尺寸精度，减少由于尾部圈 形不稳定带来的剪切量增加和成材率降低，对于高线厂具有非常实际的指导意义。
【背景技术】
[0002] 在高速线材厂的生产中，乳制小规格、低硬度线材时，吐丝线圈的形状和稳定性严 重影响成品的外观性能，同时造成集卷收集困难。尤其是尾部圈形的控制是高线厂最关注 的重点，尾部大小圈一方面增大了线上的剪切工作量，另一方面还降低了材料的成材率，严 重制约了生产效率。
[0003] 一般说来尾部夹送系统是由夹送辊和吐丝机组成的。夹送辊由电机驱动，速度由 PLC控制，夹送辊的上辊压下装置通过调节压缩空气的压力来调节压下的压力。让热金属 检测器检测到精乳机送来的乳件，夹送辊延时压下，夹持乳件，同时以一定的速度转动，使 乳件在夹送辊和吐丝机之间形成一定的张力，确保乳件以相对稳定的速率进入吐丝机，避 免乳件出精乳机后失张条件下加速造成的尾部大圈问题，保证圈形稳定。这一过程确定失 张过程中夹送辊和吐丝机之间的张力是前提，确定了张力就要调节超前系数，张力太大会 拉断乳件，张开太小起不到小规格线材降速的作用。夹送辊的工艺参数的设定对于控制和 吐丝机之间的张力控制至关重要，首先是夹送辊气缸提供的夹持力，夹持力太大会在乳件 表面造成夹持痕迹和粗晶；夹持力太小还造成打滑和降速不良，甚至导致夹持后气缸无法 正常抬起。其次是夹持力的施载过程，如果瞬间施加夹持力会造成夹痕和滑动摩擦，所以分 级分段式的加载过程比较容易控制。最后是夹持时间，夹尾工艺往往需要尽量短的夹持时 间，但是也要考虑到尾部正常的圈形控制，夹持时间太短会导致尾部降速效果不明显，还是 会导致大圈出现。
[0004] 圈形的控制对于钢厂说是一件非常重要的工作，其意义不仅在于材料成材率的提 高，更重要的是材料圈形不好，容易导致冷却过程不均，影响盘条的组织性能，同时也加大 了运输过程中的剐蹭几率，所以钢厂技术人员在这方面也做了一定的工作和研究。常规上 的技术思路总是通过调整吐丝机的超前系数和夹持力，但是受制于高速乳制的制约，目前 大多数钢厂采用的平辊夹持的工艺技术，主要原因有两个方面：一是平辊夹持容易控制，对 设备自动化要求较低；另一方面是平辊夹持不容易夹偏，对孔型和导卫基本没有什么特殊 要求。但这种夹持涉及存在非常大的弊端，就是非常容易在尾部产生夹痕和表面粗晶，如图 1所示。平辊夹持夹持的位置是一个点，所以夹持对表面的压力在接触的瞬间非常大，肯定 超过材料高温状态的屈服强度，夹痕是难免的，否则就无法实现夹持降速和提速的作用，这 方面首钢高线和技术人员进行过非常细致的研究。另外，国内有些厂家虽然采用和孔型式 的夹送辊，根据乳制规格的不同，将夹送辊分为5种类型，甚至一种规格对应一种夹送辊， 这方面韶钢和邢钢、马钢进行了针对性的研究，韶钢高线建立了一种尾部失张条件下的张 力计算方法，采用设定张力为前提，通过计算过程的张力力矩，稳定实际输出力矩来实现尾 部张力控制，但是夹送辊接触瞬间的接触过程是非常复杂的，夹送辊的转矩和电流的变化 显示，其夹持效果和夹送辊的加载的方式存在很大关系，即，如果瞬间给予一个夹持力和力 矩，会产生表面的滑动和滑动力矩，甚至出现弹跳，这种条件下，加载的阶梯性和加载延时 的控制就非常重要了。
[0005] 本发明的创新点在突破传统平辊夹送辊孔型的基础上，在对表面夹痕产生原因的 深度分析后，从小规格5. 5和6. 5_线材的尾部圈形控制和夹持工艺着手，通过梳理夹持过 程的设备参数调整顺序和关键点，强化了两阶段夹持工艺技术和对每段夹持时间的限定， 然后对夹持力和夹送辊转矩进行优化，最终实现小规格5. 5和6. 5mm线材尾部失张条件下 夹送辊和吐丝机的张力控制，不但达到了非常好的现场使用效果，而且建立了一套不同于 线材传统尾部夹持控制的工艺技术思路。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种高线盘条尾部夹持的工艺方法，控制盘条尾部的尺寸 精度和吐丝圈形，具体技术参数为：
[0007] 1、盘条乳制规格为5. 5-6. 5_，夹送辊气缸的夹持采用两阶段夹持工艺，第一阶段 夹持压力控制在〇· 2-0. 3Mpa，第二阶段夹持压力控制在0· 3-0. 4Mpa ;
[0008] 这一发明主要使用在5. 5-6. 5mm的小规格线材的尾部控制，采用两阶段的夹持工 艺，很好的解决了夹持瞬间，线材乳制速度太快和线材震动造成的夹偏的问题。在制定两阶 段的夹持力的大小上的主要考虑以下几个问题，第一阶段采用相对低的夹持压力，保证夹 送辊孔型槽和线材的充分接触；第二阶段，在夹送辊和坯料充分接触的情况下，适当的加大 夹持力，达到稳定张力的效果。另外对于不同的乳机气缸的操控运行状态来说，夹持力小会 导致气缸施加压力过程无法响应，夹持完后气缸无法正常抬起。
[0009] 2、第一阶段的夹持时间控制在0. 2-0. 3s，第二阶段夹持时间控制在0. 7-0. 8s ;
[0010] 夹持时间的控制最容易被工艺设计所忽略的，对于稳定控制尾部的速度和圈形， 夹送辊的作用就是在合理的时间内和线材、吐丝机建立起这种微张力关系，由于采用的尾 部夹持的工艺，所以夹持过程肯定不会太长，在保证尾部即将出精乳机过程时开始夹持，同 时两阶段夹持能够有效的起到失张条件下尾部降速的作用。
[0011] 3、夹持过程张力控制在6-7Mpa，夹送辊实际转矩控制在26-29kg · m。
[0012] 夹持过程张力的控制是整个工艺控制的关键和基准，只有设定好了合理的张力， 才能够进行吐丝超前系数、夹持力、夹持时间的设定。不同夹持张力下的线材的尺寸波动如 表1和2所示，可以发现由于失张条件下线材往往出现料型"肥"，吐丝机和夹送辊之间合理 的张力是必要的，同时张力也起到防止尾部堆钢的效果，所以随着张力的增加尺寸是不断 变小，堆钢的事故率不断降低。但是张力达到一定界限，料型就会变细，甚至被拉断，所以合 理的张力范围设定非常关键。
[0013] 表1不同夹持张力下的线材的尺寸变化
[0015] 表2不同夹持张力下的线材的堆钢事故率
[0016]
[0017] 夹送辊实际转矩在控制尾部圈形的过程中也起到至关重要的作用，其作为控制张 力的另一种表达形式表现在夹送辊的自动化控制参数上。实际转矩
[0018] 因为辊环和乳件之间的紧密接触，从而产生了接触变形和接触应力，由此应力产 生的转矩就是乳件张力，此张力所做的功，转化为乳件内的应变能。辊环和乳件摩擦导致了 应力的性质变化，通过摩擦损耗分析，计算出乳件的实际张力。所以夹送辊的时间转矩是由 张力力矩、空载损耗和摩擦力矩组成的。其中张力力矩和摩擦力矩都和控制工艺有关。对于 目前的设备来说，空载力矩基本在8-10kg ·πι，摩擦力矩在4-6kg ·πι，张力力矩在8-12kg ·πι。
[0019] 采用本工艺，高线厂线材尾部的C级尺寸精度达到80%，尾部乱圈的圈数从原来 的25-30圈，降低到5圈以内，产品的成材率提高了 0. 3-0. 4%，尾部大圈基本消失，非常适 合高线厂推广使用。
【附图说明】
[0020] 图1为高线6. 5mm盘条表面夹痕和粗晶.
[0021] 图2为高线5. 5mm盘条焊线的料型。
【具体实施方式】 [0022] 实施例1
[0023] 在首钢开发规格6. 5mm的M6盘条中得到应用，具体步骤为：
[0024] (a)盘条乳制规格为6. 5_，夹送辊气缸的夹持采用两阶段夹持工艺，第一阶段夹 持压力控制在〇· 2Mpa，第二阶段夹持压力控制在0· 35Mpa ;
[0025] (b)第一阶段的夹持时间控制在0. 2s，第二阶段夹持时间控制在0. 7s ;
[0026] (c)夹持过程张力控制在6Mpa，夹送辊实际转矩控制在26kg · m。
[0027] 实施例2
[0028] 在首钢开发规格5. 5mm的焊线盘条中得到应用，具体步骤为：
[0029] (a)盘条乳制规格为5. 5_，夹送辊气缸的夹持采用两阶段夹持工艺，第一阶段夹 持压力控制在〇· 3Mpa，第二阶段夹持压力控制在0· 4Mpa ;
[0030] (b)第一阶段的夹持时间控制在0. 3s，第二阶段夹持时间控制在0. 8s ;
[0031] (c)夹持过程张力控制7Mpa，夹送辊实际转矩控制在29kg · m。
【主权项】
1. 一种控制高线盘条尾部圈形的夹持方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数 为： (a) 盘条乳制规格为5. 5-6. 5mm，夹送辊气缸的夹持采用两阶段夹持工艺，第一阶段夹 持压力控制在〇? 2-0. 3Mpa，第二阶段夹持压力控制在0? 3-0. 4Mpa ; (b) 第一阶段的夹持时间控制在0. 2-0. 3s，第二阶段夹持时间控制在0. 7-0. 8s ; (c) 夹持过程张力控制在6-7Mpa，夹送辊实际转矩控制在26-29kg ? m。
【专利摘要】一种控制高线盘条尾部圈形的夹持方法，属于轧钢技术领域。盘条轧制规格为5.5-6.5mm，夹送辊气缸的夹持采用两阶段夹持工艺，第一阶段夹持压力控制在0.2-0.3Mpa，第二阶段夹持压力控制在0.3-0.4Mpa；第一阶段的夹持时间控制在0.2-0.3s，第二阶段夹持时间控制在0.7-0.8s；夹持过程张力控制在6-7Mpa，夹送辊实际转矩控制在26-29kg·m。采用本工艺，高线厂线材尾部的C级尺寸精度达到80％，尾部乱圈的圈数从原来的25-30圈，降低到5圈以内，产品的成材率提高了0.3-0.4％，非常适合高线厂推广使用。
【IPC分类】B21B37/72
【公开号】CN105032949
【申请号】CN201510401906
【发明人】王猛, 王立峰, 孙齐松, 罗志俊, 王丽萍, 佟倩, 王晓晨, 王坤, 杨子森, 史昌, 孙伟, 刘世赤
【申请人】首钢总公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月9日