超聲波測厚儀在吐絲管磨損監測中的使用

通過利用超聲波測厚儀對在線吐絲管壁厚的監測，逐步找出吐絲管的磨損規律，使得其壽命高可以達到7萬噸以上。在同行中具有較高的度，多項指標處于較不錯水平。

2 吐絲管磨損情況

2.1 吐絲外型結構管介紹 

吐絲機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行塑性變形，線材由直件向盤卷進行轉化。吐絲管形狀如圖1，吐絲管可根據其作用不同可分為三個部分： 

導入段：將線材順利導入變形段； 

變形段：將線材按阿基米德空間螺旋線強制彎曲變形； 

定形段：對線圈進行整形。

2.2 造成吐絲管磨損原因 

吐絲管的磨損隨著我廠品種結構的調整，高強度、合金鋼的產量不斷提升；小規格線材軋制速度的提高、產量的增加；部分吐絲管由于加工成形不太好、運輸不當、安裝定位不太準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異常磨損現象。由于吐絲管內壁磨損狀況不易跟蹤，在使用金屬測厚儀之前，主要根據軋制噸位和吐絲圈型狀況來更換吐絲管，容易造成對產品質量影響和停機故障。生產Φ5.5、Φ6.5等規格產品時容易出現吐絲不穩、圈型變差，甚至還造成生產過程中出現吐絲管被磨通被迫停機更換的情況。 

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，探頭發射的超聲波脈沖到達被測物體并在物體中傳播，到達材料分界面時被反射回探頭，通過精測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。 

性能指標：測量范圍：1.2～225.0mm 

測量誤差：±（1%H+0.1）mmH為被測物實際厚度 

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行監控 

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，觀察內部磨損情況，大致確定管子薄弱區域在第6和第7個定位卡之間，嚴重時磨通后發生堵鋼事故。通過利用每天早換輥時間對冷卻后的在線吐絲管薄弱區域使用測厚儀檢測，并對檢測數據進行統計分析，可以看出在一些特定的情況下會加劇吐絲管的磨損。 

1）吐絲管本體的曲線形狀：當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，安裝就十分困難，上線使用后吐絲狀況不好，甚至會造成吐絲管管壁異常磨損，在生產中就出現一次新吐絲管上線使用一個班次出現吐絲圈型異常，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現其外形曲線與標準偏差較大。所以要求吐絲管安裝前應先用胎具進行檢查，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）吐絲管內部的曲線磨和狀況：根據觀察，發現J吐絲盤更換新吐絲管后，直接上線用于Φ5.5、Φ6.5小規格線材生產；吐絲管管壁會出現異常磨損，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時磨損量的2～3倍，吐絲管管壁每天磨損量高達0.5mm。然而新吐絲管在生產大規格成品如Φ8、Φ10以后換成小規格成品后，吐絲圈型都比W較穩定，吐絲管管壁每天磨損量也比較正常。說明大規格成品對吐絲管的內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格線材生產（Φ6.5以下規格，含Φ6.5）；更換新吐絲管后，吐絲盤必須在生產Φ8mm以上規格（含Φ8mm規格）時上線磨合，上線Y磨合二天以后才能作為正式的備用盤，高線廠根據實際生產情況，要求必須保持兩個備用盤都經過實際T生產檢驗，處于隨時可用狀態。設備部門通過根據生產計劃情況合理地進行吐絲盤更換，基本能保持備用吐絲盤都處在熱備用的狀況，從而滿足各種規格品種的生產需要。 

3）同一種規格連續軋制：同一種規格連續軋制時間越長對吐絲管管壁磨損越大，尤其是Φ5.5、Φ6.5規格線材，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，要求在生產規格安排上應盡可能避免同種規格長時間連續軋制。 

4）一些特殊規格、鋼種對吐絲管磨損的影響:當生產Φ5.5規格的焊絲鋼, Φ6規格螺紋鋼吐絲管管壁磨損是嚴重。通過金屬測厚儀對吐絲管壁厚N測量可知，生產以上兩種規格時每天磨損量約為0.5mm，這主要是因為焊絲鋼強度較硬、螺紋鋼吐絲溫度較高，這些外部條件就會造成吐絲管出現異常磨損，針對生產螺紋時吐絲WE溫度高造成F吐絲管異常磨損，經過試驗臨時把WR尾部吹掃通過旁通改為空氣常吹掃，來降低吐絲管內WG的溫度，雖然吐絲管內氧化鐵皮會不易吹干