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摘要：吐丝机作为高速线材生产最为关键的设备，其吐丝质量直接影响高速线材的生产质量。当前高速线材吐丝机经常出现吐大小圈、振动过大、声音异常、甩尾等问题，必须及时进行原因分析，加强对吐丝管的日常维护、控制好料型与张力、科学设定吐丝机与夹送辊参数及其他相关措施，有效提升设备使用寿命，降低生产成本，为企业经济效益的提升奠定基础。
关键词：高线吐丝机;工作原理;故障;举措
高速线材生产设备中，吐丝机无疑是其中关键一环，对于产品质量有着直接的影响，从某种意义上来说，吐丝机就是高线产品最后一道质量关卡。但是在实际生产过程中，往往出现诸多吐丝方面的问题，严重影响到集卷、打捆等后续工序运作，也影响其自身使用寿命。因此，必须寻求一种稳定而高效的吐丝机运转方法，降低吐丝机故障发生几率，减少人力和物力消耗，促进相关技术发展，为企业赢得良好经济效益。
一、吐丝机工作原理
（一）吐丝机结构。当前，我国高速线材厂常用的吐丝机为卧式结构，设置于水冷箱和冷控辊道之间。其主要由空心轴、传动装置、吐丝管、吐丝盘、锥齿轮等零部件构成，一台电机驱动空心轴，使安装于其上的吐丝盘及吐丝管旋转。具体结构见图1。
（二）吐丝机工作过程。吐丝机通过夹送辊将需加工的线材送至吐丝机入口导管内，然后进入到空心轴，电机驱动空心轴高速旋转，位于空心轴上的吐丝盘及吐丝管随之一同旋转，最后，受到离心力作用的线材沿着吐丝管出口切线方向吐出，平铺于风冷辊道上，形成连续一定直径的线圈。
二、吐丝机常见故障
（一）吐丝出现大小圈。正常工作吐出的线圈应当圈型稳定、间距匀称且直径固定，但在实际生产过程中，经常出现吐丝机吐出直径不一致的大小圈，使得集卷困难，甚至出现线圈卡死在下集卷芯上的问题，对后续工序造成严重影响。吐大小圈的故障原因主要有以下几点：一是吐丝管问题。吐丝管内壁严重磨损是导致吐大小圈的原因之一，线材和吐丝管内壁始终处于高温高速工作环境下进行剧烈摩擦，尤其是在吐丝管变形段所受惯性力、摩擦力和离心力非常大，造成吐丝管内壁磨损严重，而且由于磨损是不均匀的，吐丝管内壁形状自然有所改变。而一旦其磨損超过一定范围时，线材的运动轨迹就会发生变化，最终破坏吐丝的稳定性;同时吐丝管安装不正确也会引发大小圈问题，错误的安装会使吐丝管空间曲线以及线材运动轨迹无法按照预定设计运行，对吐丝机动平衡造成破坏，最终影响到圈型质量;另外吐丝管内存在氧化铁皮堆积现象，使得线材受到过大阻力也是诱因之一。二是吐丝机的超前系数设置不够科学。通常吐丝机超前系数设定范围在2%到10%之间，通过1现场数据统计表明，当超前系数设置过大，吐丝机吐出线圈的直径就偏小，且线圈分布方向会沿吐丝机旋转的方向出现向左偏移;反之就会出现线圈直径过大，分布方向偏右，严重时会影响到正常集卷。三是夹送辊的速度设置不够合理。通常采取夹送辊对线材进行尾部夹送的方式。部分轧制厂为了寻求线材表面质量没有进行尾部夹送，使得线材尾部进入吐丝机的速度明显下降，造成尾部线圈产品直径偏小。四是料型控制不足。加热炉加热不够均匀引发连铸坯长度方向各个点位的温度不一致、各个轧机辊缝值的调整不一致、各机架之间张力控制不够合理等原因，使得轧件沿着长度方向断面尺寸不尽相同，最终导致轧件出口速度波动而造成吐丝机吐出大小圈[1]。
（二）吐丝机甩尾。甩尾现象是吐丝机常见问题，当其甩尾严重时甚至会威胁到现场工作人员人身安全，其原因主要有以下两点：一是夹送辊的夹紧压力不够。夹送辊压力设定太高会使轧件表面出现夹痕，影响表面质量，甚至造成轧件拉断出现堆钢;而夹紧压力设置过小则会出现打滑现象，造成甩尾。二是夹送辊的辊缝设置不够合理。夹送辊打开时，辊缝要能够保证轧件头部通过顺畅，而闭合时则要确保辊缝能够对轧件进行稳定夹持。如果辊缝太小，轧件尾部会留下夹痕，辊缝太大则无法起到夹持作用，引发甩尾现象。
（三）吐丝机振动过大。吐丝机振动过大也是常见的故障，造成吐丝机振动过大的原因主要有轴承损坏、锥齿轮间隙过大、吐丝盘质量偏心等。
三、应对吐丝机故障的有效举措
（一）加强对吐丝管日常维护。吐丝管出现问题是引发吐丝机故障的主要原因。如果维护不当会造成吐丝圈形不佳、振动过大等故障，严重影响到生产效率和设备使用寿命，因此，必须加强对吐丝管的日常维护，以减少吐丝机故障。制定最大过钢量。针对不同规格线材制定不同的最大过钢量，当吐丝管达到所规定的最大过钢量后，要对其及时进行更换，以保障吐丝稳定性，降低故障率。要对吐丝管安装进行严格把关，严格按照设计要求来安装好吐丝管，谨防偏心现象发生，对岗位工作人员进行实践操作培训，例如在更换吐丝管时，需要按照顺序将吐丝管夹放好，以防弄混;要定期清理吐丝管内壁，对于吐丝管内氧化铁皮出现堆积问题，要求岗位工作人员在停机检修时，定期对吐丝管内壁堆积的氧化铁皮进行清理，保证吐丝质量。
（二）合理设置吐丝机参数。在轧制较大规格的线材时，采用尾部加速夹送，以避免尾部出现小圈;轧制小规格线材时，采用尾部降速夹送方式，防止尾部几圈吐大圈。在轧制一种新的规格线材前，需要仔细观察样棒位于夹送辊的夹持状态，既不能太紧影响到表面质量，也不能太松产生大小圈，辊缝调整要以样棒抽送时夹送辊能够轻松转动为原则，夹紧力设定做到样棒夹持稳定且表面不出现夹痕;经过合理设置夹送辊速度、吐丝机超前系数以及辊缝等参数，有效避免大小圈及甩尾现象[2]。
（三）减少吐丝管振动。吐丝管自身形状为不规则，且其中变形段受到多种外力作用最容易产生磨损。因此，需要对其进行定期检修并进行动平衡测试，发现异常时及时进行更换。
通过加强对吐丝管的日常维护以及科学合理设定各项参数，能够有效降低吐大小圈、甩尾和振动等故障发生几率，保障线材圈形与质量，延长吐丝机使用寿命，为企业经济效益的提升打下坚实基础。
参考文献：
[1]肖国伟.高线吐丝机故障原因分析及控制措施[J].天津冶金，2015（06）：49-52+55.
[2]杜守森. 高速线材生产线吐丝部位的优化与实现[D].青岛理工大学，2016.
（作者单位：中天钢铁集团有限公司）
关键词：高线吐丝机;工作原理;故障;举措
高速线材生产设备中，吐丝机无疑是其中关键一环，对于产品质量有着直接的影响，从某种意义上来说，吐丝机就是高线产品最后一道质量关卡。但是在实际生产过程中，往往出现诸多吐丝方面的问题，严重影响到集卷、打捆等后续工序运作，也影响其自身使用寿命。因此，必须寻求一种稳定而高效的吐丝机运转方法，降低吐丝机故障发生几率，减少人力和物力消耗，促进相关技术发展，为企业赢得良好经济效益。
一、吐丝机工作原理
（一）吐丝机结构。当前，我国高速线材厂常用的吐丝机为卧式结构，设置于水冷箱和冷控辊道之间。其主要由空心轴、传动装置、吐丝管、吐丝盘、锥齿轮等零部件构成，一台电机驱动空心轴，使安装于其上的吐丝盘及吐丝管旋转。具体结构见图1。
（二）吐丝机工作过程。吐丝机通过夹送辊将需加工的线材送至吐丝机入口导管内，然后进入到空心轴，电机驱动空心轴高速旋转，位于空心轴上的吐丝盘及吐丝管随之一同旋转，最后，受到离心力作用的线材沿着吐丝管出口切线方向吐出，平铺于风冷辊道上，形成连续一定直径的线圈。
二、吐丝机常见故障
（一）吐丝出现大小圈。正常工作吐出的线圈应当圈型稳定、间距匀称且直径固定，但在实际生产过程中，经常出现吐丝机吐出直径不一致的大小圈，使得集卷困难，甚至出现线圈卡死在下集卷芯上的问题，对后续工序造成严重影响。吐大小圈的故障原因主要有以下几点：一是吐丝管问题。吐丝管内壁严重磨损是导致吐大小圈的原因之一，线材和吐丝管内壁始终处于高温高速工作环境下进行剧烈摩擦，尤其是在吐丝管变形段所受惯性力、摩擦力和离心力非常大，造成吐丝管内壁磨损严重，而且由于磨损是不均匀的，吐丝管内壁形状自然有所改变。而一旦其磨損超过一定范围时，线材的运动轨迹就会发生变化，最终破坏吐丝的稳定性;同时吐丝管安装不正确也会引发大小圈问题，错误的安装会使吐丝管空间曲线以及线材运动轨迹无法按照预定设计运行，对吐丝机动平衡造成破坏，最终影响到圈型质量;另外吐丝管内存在氧化铁皮堆积现象，使得线材受到过大阻力也是诱因之一。二是吐丝机的超前系数设置不够科学。通常吐丝机超前系数设定范围在2%到10%之间，通过1现场数据统计表明，当超前系数设置过大，吐丝机吐出线圈的直径就偏小，且线圈分布方向会沿吐丝机旋转的方向出现向左偏移;反之就会出现线圈直径过大，分布方向偏右，严重时会影响到正常集卷。三是夹送辊的速度设置不够合理。通常采取夹送辊对线材进行尾部夹送的方式。部分轧制厂为了寻求线材表面质量没有进行尾部夹送，使得线材尾部进入吐丝机的速度明显下降，造成尾部线圈产品直径偏小。四是料型控制不足。加热炉加热不够均匀引发连铸坯长度方向各个点位的温度不一致、各个轧机辊缝值的调整不一致、各机架之间张力控制不够合理等原因，使得轧件沿着长度方向断面尺寸不尽相同，最终导致轧件出口速度波动而造成吐丝机吐出大小圈[1]。
（二）吐丝机甩尾。甩尾现象是吐丝机常见问题，当其甩尾严重时甚至会威胁到现场工作人员人身安全，其原因主要有以下两点：一是夹送辊的夹紧压力不够。夹送辊压力设定太高会使轧件表面出现夹痕，影响表面质量，甚至造成轧件拉断出现堆钢;而夹紧压力设置过小则会出现打滑现象，造成甩尾。二是夹送辊的辊缝设置不够合理。夹送辊打开时，辊缝要能够保证轧件头部通过顺畅，而闭合时则要确保辊缝能够对轧件进行稳定夹持。如果辊缝太小，轧件尾部会留下夹痕，辊缝太大则无法起到夹持作用，引发甩尾现象。
（三）吐丝机振动过大。吐丝机振动过大也是常见的故障，造成吐丝机振动过大的原因主要有轴承损坏、锥齿轮间隙过大、吐丝盘质量偏心等。
三、应对吐丝机故障的有效举措
（一）加强对吐丝管日常维护。吐丝管出现问题是引发吐丝机故障的主要原因。如果维护不当会造成吐丝圈形不佳、振动过大等故障，严重影响到生产效率和设备使用寿命，因此，必须加强对吐丝管的日常维护，以减少吐丝机故障。制定最大过钢量。针对不同规格线材制定不同的最大过钢量，当吐丝管达到所规定的最大过钢量后，要对其及时进行更换，以保障吐丝稳定性，降低故障率。要对吐丝管安装进行严格把关，严格按照设计要求来安装好吐丝管，谨防偏心现象发生，对岗位工作人员进行实践操作培训，例如在更换吐丝管时，需要按照顺序将吐丝管夹放好，以防弄混;要定期清理吐丝管内壁，对于吐丝管内氧化铁皮出现堆积问题，要求岗位工作人员在停机检修时，定期对吐丝管内壁堆积的氧化铁皮进行清理，保证吐丝质量。
（二）合理设置吐丝机参数。在轧制较大规格的线材时，采用尾部加速夹送，以避免尾部出现小圈;轧制小规格线材时，采用尾部降速夹送方式，防止尾部几圈吐大圈。在轧制一种新的规格线材前，需要仔细观察样棒位于夹送辊的夹持状态，既不能太紧影响到表面质量，也不能太松产生大小圈，辊缝调整要以样棒抽送时夹送辊能够轻松转动为原则，夹紧力设定做到样棒夹持稳定且表面不出现夹痕;经过合理设置夹送辊速度、吐丝机超前系数以及辊缝等参数，有效避免大小圈及甩尾现象[2]。
（三）减少吐丝管振动。吐丝管自身形状为不规则，且其中变形段受到多种外力作用最容易产生磨损。因此，需要对其进行定期检修并进行动平衡测试，发现异常时及时进行更换。
通过加强对吐丝管的日常维护以及科学合理设定各项参数，能够有效降低吐大小圈、甩尾和振动等故障发生几率，保障线材圈形与质量，延长吐丝机使用寿命，为企业经济效益的提升打下坚实基础。
参考文献：
[1]肖国伟.高线吐丝机故障原因分析及控制措施[J].天津冶金，2015（06）：49-52+55.
[2]杜守森. 高速线材生产线吐丝部位的优化与实现[D].青岛理工大学，2016.
（作者单位：中天钢铁集团有限公司）