無張力軋制在棒線材上的應用研究

李海波

（中冶沈勘秦皇島工程設計研究總院有限公司，河北 秦皇島 066004）

棒線材在使用中，常常會受到張力的影響，從而出現變形，影響美觀和正常使用。目前來說，無張力軋制是一種廣法應用于生產生活中的生產技術，基本上已經趨近于成熟。采用無張力軋制能夠有效的防止棒線材的變形。越來越多的生產端采用無張力軋制的方式，尤其是規格大，產量高的生產端。他們借助適當的套量，促進棒線材的使用，促進我國的生產于發展。

1 無張力軋制與棒線材研究

1.1 無張力軋制

無張力軋制之所以能夠被生產端認可并廣泛使用，是因為無張力軋制能夠極大程度的減少張力對鋼坯溫度的影響，從而提高生產產品物質的穩定和形態的穩定，也能夠有效防止出現尺寸差異的問題。通常情況下，無張力軋制使用φ14～50mm的圓鋼規格，這個尺寸下的圓鋼鋼坯更容易與棒線材中的截面活套相銜接。

1.2 棒線材

棒線材是棒材和線材的合稱。棒材是條狀的斷面型號材料。在它的斷面中常常表現為圓形、六角形或者方形等。線材相對于棒線來說，它的斷面面積比較小，并且形狀主要是盤卷狀態。相對于棒線截面常見的圓形、六角形和方形來說，線材還多了異形，斷面形態表現形式更多樣。根據國際通用標準，棒材的直徑區間是9～300mm之間，線材的直徑區間是5～40mm區間。國內棒線材標準區間要比國際的跨度要小，并且直徑也較小。通常來說，國內棒線的直徑區間是10～50mm，線材的直徑區間是5～10mm。棒線材在生產生活中運用十分的廣泛，除了直接使用外，大多數都需要深加工后使用。

2 無張力軋制在棒線材上的應用研究

2.1 活套控制系統

活套是實現無張力軋制的重要工具，活套控制系統只要是運用在相鄰機器之間，發揮檢查和調節作用的系統。通常情況下，活套主要是放在棒線材截面比較小的兩個機器之間，使得兩個機器的棒線材能夠在無張力軋制的情況下，儲存足夠多的活套量。除了收集活套量外，在這一過程中，活套也能夠在兩個機器運轉的時候，通過機器之間的不協調運動，從而降低動態速度的變化，提供軋件的數據精準度。值得注意的是，生產過程中采用的活套設備，活套的套裝形式都不是單一的，需要根據實際生產工藝來進行選擇。活套調節的工作原理，就是在保持活套量固定的狀態下，提高相鄰兩個機器之間的配合度。在活套設備中有一個活套掃描儀，主要的功能是確定熱鋼坯位置。

2.2 套高控制原理

套高控制的原理離不開活套調節器，主要是通過活套調節器來促進軋件相鄰機器的流量平衡，從而能夠保障生產工作的有序進行。值得注意的是，我們通過活套調節，能夠影響機器的活套量，導致設備在軋件時候容易形成一個弧形，這個弧形的存在就表明設備上的棒線材是屬于無張力軋制的狀態中。由活套產生的調節量與機器的速度調節器的關系是成正比。調節量越高，速度越快。因此，在實際工作中一定要運用好套高的控制原理。

2.3 套高設定

套高設定是無張力軋制生產中必不可少的環節。通過生產端使用的是鋼坯的活套形狀。套高設定的高低對套量的影響巨大。過高的套高設定，容易導致套量的堆積和浪費，并且還容易導致生產產品的變形，出現堆鋼及甩尾等問題。但是套高的設定太低，過大的壓力又容易導致活套的形狀發生扭曲，呈現出非常不自然的生產狀態，提高機身的磨損度，導致設備故障出現的頻次更高。最為重要的是，不論過高還是過低，都使得機器之間不能夠實現無張力扎制，影響工作的正常開展，容易導致棒線材的浪費，提高生產端的生產成本。

2.4 起套輥控制

起套輥控制在實際生產工作中的作用也不容忽視。一般而言，活套起套主要有五個步驟。首先，初始套量的形成。通過活套能夠實現無張力軋制的將棒材融入下一個設備中。在咬鋼沖擊速降的影響下，機器會形成一個初始的套量。其次，活套形狀的確定。當起套的伸展達到一定的位置，能夠幫助活套糾正形狀，形成固定的活套形狀。然后，活套調節器的工作。活套調節器在活套高度高于預期設定的值的時候，它就開始工作了。如果活套調節器還未開始工作，請注意查看設備是否有卡頓的地方，最好重頭再操作一遍。再然后，變化率的變化。棒線材正常的進入設備時，活套調節器會輸出變化率增高的信號。如果變化率沒有變動，或者降低，說明起套時候的套量沒有達到合適的數值，建議增多。最后，預設值的修訂。隨著活套調節器的變化率逐漸增高，它會根據系統數值的規律，自動的調節預設值的大小。并在這個過程中實現下游設備控制上游設備的工作速率。當工作結束后，起套輥就會停止它的工作，緩慢的收縮起來。

3 實際生產中存在的問題

雖然無張力軋制是一個十分先進的生產工藝，但是在實際的生產過程中仍然存在一些問題。本文通過深入的研究分析，總結出問題主要表現為工藝的難實現、設備位移影響精準度以及鋼坯溫度影響截面形狀三個方面。從工藝的難實現來分析，無張力軋制對于技術人員、設備以及材料的要求都很高，需要控制好活套的量。在實際生產過程中，十分難以控制適合的活套量表現出來的數字，并且也十分難以實現完全的無張力，或多或少都會存在一定的微張力。從設備位移影響精準度的問題來分析，套高的設定容易導致廢料的產生和套量的堆積，套高的高度難以控制，不可避免存在機器間的各類物品的堆積，導致位移。并且在生產過程中，活套的調節器也容易導致設備發生細微的位移。位移影響產品生產的精準度，導致產品難免出現細微的差距。從鋼坯溫度影響截面形狀來分析。棒線材截面的形狀影響活套的控制。然而它們的形狀又容易受到鋼坯溫度的影響，從而變形，不利于活套的控制，影響無張力軋制的實現。

4 生產問題解決辦法

面對無張力軋制在棒線材生產中存在的問題，我們積極尋求解決生產問題的辦法，最終針對性的提出技藝的改進、設備的相對固定以及剪切頭降溫三個策略，希望能夠改進無張力軋制的工藝。從技藝的改進來分析，我們采用無張力軋制其實是一種頭部電流記憶的方法，即測試并記憶設備處于何種狀態下能夠趨于穩定，從而能夠適合生產。我們無法實現完全的無張力軋制主要是因為在人工管理下容易出現偏差，如果我們使用全自動的機械自動管理，包括套量的管理與控制，那么在頭部電流記憶的方法下，進行多次演練后，設備會被動記憶下最佳的生產方式，從而實現無張力軋制。從設備相對固定來分析，設備相對固定能夠降低位移帶來的風險。設備固定的方式可以采用連體生產或者焊接等，使其不可被移動。從剪切頭降溫的策略來分析，這個主要是針對鋼坯溫度過高時候，通過裁剪的方式降低鋼坯接觸棒線材截面的溫度，從而降低棒線材截面形狀變形發生的概率。但是這個問題治標不治本，更好的方法值得我們更深入的探究。

5 結束語

無張力軋制在棒線材上面的應用逐漸的被生產端所重視，大多數大規格的產品生產都采用這種方式。無張力軋制的工作離不開活套控制系統、套高控制原理、套高設定以及起套輥控制。活套量對于無張力軋制狀態實現的影響不容忽視。雖然在實際生產過程中也會存在無張力難以實現、設備位移影響精準度以及鋼坯溫度影響棒線材截面形狀等等問題，但是無張力軋制的生產方式還是值得認可的，相信隨著生產的研究和技藝的精進，未來我國會在無張力軋制上取得更大的突破，促進我國的生產與創造。