超聲波測厚儀在吐絲管磨損監(jiān)測中的使用

通過利用超聲波測厚儀對在線吐絲管壁厚的監(jiān)測，逐步找出吐絲管的磨損規(guī)律，使得其壽命高可以達(dá)到7萬噸以上。在同行中具有較高的度，多項(xiàng)指標(biāo)處于較不錯(cuò)水平。

2 吐絲管磨損情況

2.1 吐絲外型結(jié)構(gòu)管介紹 

吐絲機(jī)的作用是將線材通過安裝在吐絲盤上的吐絲管，使其受各種力的綜合作用下進(jìn)行塑性變形，線材由直件向盤卷進(jìn)行轉(zhuǎn)化。吐絲管形狀如圖1，吐絲管可根據(jù)其作用不同可分為三個(gè)部分： 

導(dǎo)入段：將線材順利導(dǎo)入變形段； 

變形段：將線材按阿基米德空間螺旋線強(qiáng)制彎曲變形； 

定形段：對線圈進(jìn)行整形。

2.2 造成吐絲管磨損原因 

吐絲管的磨損隨著我廠品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整，高強(qiáng)度、合金鋼的產(chǎn)量不斷提升；小規(guī)格線材軋制速度的提高、產(chǎn)量的增加；部分吐絲管由于加工成形不太好、運(yùn)輸不當(dāng)、安裝定位不太準(zhǔn)等原因造成外形曲線不符合要求。吐絲管上線使用后頻繁出現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象。由于吐絲管內(nèi)壁磨損狀況不易跟蹤，在使用金屬測厚儀之前，主要根據(jù)軋制噸位和吐絲圈型狀況來更換吐絲管，容易造成對產(chǎn)品質(zhì)量影響和停機(jī)故障。生產(chǎn)Φ5.5、Φ6.5等規(guī)格產(chǎn)品時(shí)容易出現(xiàn)吐絲不穩(wěn)、圈型變差，甚至還造成生產(chǎn)過程中出現(xiàn)吐絲管被磨通被迫停機(jī)更換的情況。 

3 超聲波測厚儀

超聲波測厚儀測量厚度的原理與光波測量的原理相似，探頭發(fā)射的超聲波脈沖到達(dá)被測物體并在物體中傳播，到達(dá)材料分界面時(shí)被反射回探頭，通過精測量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測材料的厚度。 

性能指標(biāo)：測量范圍：1.2～225.0mm 

測量誤差：±（1%H+0.1）mmH為被測物實(shí)際厚度 

使用溫度范圍：0-60℃ 

精度為：0.1mm 

4 利用超聲波測厚儀對在線吐絲管管壁磨損進(jìn)行監(jiān)控 

新吐絲管壁厚一般在8mm左右，上線使用后通過分段解剖換下的吐絲管，觀察內(nèi)部磨損情況，大致確定管子薄弱區(qū)域在第6和第7個(gè)定位卡之間，嚴(yán)重時(shí)磨通后發(fā)生堵鋼事故。通過利用每天早換輥時(shí)間對冷卻后的在線吐絲管薄弱區(qū)域使用測厚儀檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以看出在一些特定的情況下會(huì)加劇吐絲管的磨損。 

1）吐絲管本體的曲線形狀：當(dāng)新的吐絲管曲線和吐絲盤裝配位置差別較大，尤其是變形段的曲線不符合要求時(shí)，安裝就十分困難，上線使用后吐絲狀況不好，甚至?xí)斐赏陆z管管壁異常磨損，在生產(chǎn)中就出現(xiàn)一次新吐絲管上線使用一個(gè)班次出現(xiàn)吐絲圈型異常，用金屬測厚儀檢查壁厚只有1.5mm，更換吐絲管后通過冷坯具發(fā)現(xiàn)其外形曲線與標(biāo)準(zhǔn)偏差較大。所以要求吐絲管安裝前應(yīng)先用胎具進(jìn)行檢查，彎曲曲線與吐絲盤安裝處貼合較好，吐絲管與吐絲盤安裝處間隙小于1.25mm，只有滿足要求的吐絲管方可上線使用。 

2）吐絲管內(nèi)部的曲線磨和狀況：根據(jù)觀察，發(fā)現(xiàn)J吐絲盤更換新吐絲管后，直接上線用于Φ5.5、Φ6.5小規(guī)格線材生產(chǎn)；吐絲管管壁會(huì)出現(xiàn)異常磨損，通過金屬測厚儀對吐絲管壁厚測量可知，其磨損量為正常生產(chǎn)時(shí)磨損量的2～3倍，吐絲管管壁每天磨損量高達(dá)0.5mm。然而新吐絲管在生產(chǎn)大規(guī)格成品如Φ8、Φ10以后換成小規(guī)格成品后，吐絲圈型都比W較穩(wěn)定，吐絲管管壁每天磨損量也比較正常。說明大規(guī)格成品對吐絲管的內(nèi)部曲線有明顯的修正作用。所以要求吐絲盤更換新吐絲管后，盡量不要直接上線用于小規(guī)格線材生產(chǎn)（Φ6.5以下規(guī)格，含Φ6.5）；更換新吐絲管后，吐絲盤必須在生產(chǎn)Φ8mm以上規(guī)格（含Φ8mm規(guī)格）時(shí)上線磨合，上線Y磨合二天以后才能作為正式的備用盤，高線廠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，要求必須保持兩個(gè)備用盤都經(jīng)過實(shí)際T生產(chǎn)檢驗(yàn)，處于隨時(shí)可用狀態(tài)。設(shè)備部門通過根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃情況合理地進(jìn)行吐絲盤更換，基本能保持備用吐絲盤都處在熱備用的狀況，從而滿足各種規(guī)格品種的生產(chǎn)需要。 

3）同一種規(guī)格連續(xù)軋制：同一種規(guī)格連續(xù)軋制時(shí)間越長對吐絲管管壁磨損越大，尤其是Φ5.5、Φ6.5規(guī)格線材，通過金屬測厚儀對吐絲管壁厚測量Y可知，如果連續(xù)軋制吐絲管管壁每天磨損量將比正常情況下增加0.1～0.2mm。因此為延長吐絲管的壽命，要求在生產(chǎn)規(guī)格安排上應(yīng)盡可能避免同種規(guī)格長時(shí)間連續(xù)軋制。 

4）一些特殊規(guī)格、鋼種對吐絲管磨損的影響:當(dāng)生產(chǎn)Φ5.5規(guī)格的焊絲鋼, Φ6規(guī)格螺紋鋼吐絲管管壁磨損是嚴(yán)重。通過金屬測厚儀對吐絲管壁厚N測量可知，生產(chǎn)以上兩種規(guī)格時(shí)每天磨損量約為0.5mm，這主要是因?yàn)楹附z鋼強(qiáng)度較硬、螺紋鋼吐絲溫度較高，這些外部條件就會(huì)造成吐絲管出現(xiàn)異常磨損，針對生產(chǎn)螺紋時(shí)吐絲WE溫度高造成F吐絲管異常磨損，經(jīng)過試驗(yàn)臨時(shí)把WR尾部吹掃通過旁通改為空氣常吹掃，來降低吐絲管內(nèi)WG的溫度，雖然吐絲管內(nèi)氧化鐵皮會(huì)不易吹干