一种控制高线盘条尾部圈形的夹持方法

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。

权利要求

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；

(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。

说明书

一种控制高线盘条尾部圈形的夹持方法

技术领域

[0001] 本发明属于轧钢技术领域，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，轧制小规格、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轧机送来的轧件，夹送辊延时压下，夹持轧件，同时以一定的速度转动，使轧件在夹送辊和吐丝机之间形成一定的张力，确保轧件以相对稳定的速率进入吐丝机，避免轧件出精轧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，张力太大会拉断轧件，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，夹持力太大会在轧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，但是受制于高速轧制的制约，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，根据轧制规格的不同，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6.5mm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；

[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，线材轧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。另外对于不同的轧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轧机过程时开始夹持，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

[0014]  4Mpa 5Mpa 6Mpa 7Mpa 8Mpa
5.5mm 5.7±0.1mm 5.6±0.1mm 5.5±0.1mm 5.4±0.1mm 5.3±0.1mm
6.5mm 6.8±0.1mm 6.7±0.1mm 6.5±0.1mm 6.4±0.1mm 6.3±0.1mm

[0015] 表2不同夹持张力下的线材的堆钢事故率

[0016]  4Mpa 5Mpa 6Mpa 7Mpa 8Mpa
5.5mm 10％ 3％ 0 0 0
6.5mm 12％ 9％ 5％ 0 0

[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，即时间转矩。

[0018] 因为辊环和轧件之间的紧密接触，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轧件张力，此张力所做的功，转化为轧件内的应变能。辊环和轧件摩擦导致了应力的性质变化，通过摩擦损耗分析，计算出轧件的实际张力。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·m，摩擦力矩在4-6kg·m，张力力矩在8-12kg·m。

[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)盘条轧制规格为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0.2Mpa，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，夹送辊时间转矩控制在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)盘条轧制规格为5.5mm，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0.3Mpa，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。