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82B盤條是市場(chǎng)上最普遍的預(yù)應(yīng)力鋼絞線用熱軋盤條，其性能的穩(wěn)定性對(duì)鋼絲制品的影響非常顯著，盤條的抗拉強(qiáng)度波動(dòng)大，會(huì)造成鋼絲在預(yù)張拉過(guò)程中每根鋼絲強(qiáng)度不同而出現(xiàn)打滑和張應(yīng)力不穩(wěn)定，對(duì)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件產(chǎn)生隱形的危害，此外，也會(huì)造成盤條在拉拔過(guò)程中模具的受力狀態(tài)和拔絲機(jī)的載荷處于交變不穩(wěn)定狀態(tài)，造成模具損耗大，拔絲斷絲率增加，影響生產(chǎn)效率和鋼絲質(zhì)量。造成82B盤條強(qiáng)度波動(dòng)的因素除冶煉成分波動(dòng)外，最主要的是軋制和冷卻過(guò)程中溫度的控制。對(duì)于同一卷盤條，除由于軋制冷卻不均會(huì)造成頭部、中部和尾部強(qiáng)度波動(dòng)外，還會(huì)出現(xiàn)同圈強(qiáng)度波動(dòng)，其對(duì)深加工過(guò)程的影響最直接。
本研究對(duì)82B盤條生產(chǎn)過(guò)程中存在的同圈波動(dòng)大的問題進(jìn)行了強(qiáng)度分析，利用熱成像儀分析了82B盤條搭節(jié)點(diǎn)和非搭接點(diǎn)的溫度場(chǎng)，并結(jié)合斯太爾摩風(fēng)冷線風(fēng)口設(shè)置缺陷和佳靈裝置控制參數(shù)，得出風(fēng)口設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致盤條同圈溫差較大是造成82B盤條同圈強(qiáng)度波動(dòng)大的主要原因，從而提出了風(fēng)口優(yōu)化方案和控制同圈強(qiáng)度波動(dòng)的措施，使82B盤條的同圈強(qiáng)度波動(dòng)由原來(lái)的80 MPa降低到40 MPa，為實(shí)際生產(chǎn)提供了有效的參考。
1、82B盤條同圈強(qiáng)度波動(dòng)的原因分析
斯太爾摩生產(chǎn)工藝對(duì)82B盤條的冷卻是通過(guò)風(fēng)冷線下的風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的，而吐絲后盤條在風(fēng)冷線上是通過(guò)風(fēng)機(jī)上方的出風(fēng)口實(shí)現(xiàn)對(duì)盤條的冷卻。本研究通過(guò)熱成像儀分析了盤條同圈溫度場(chǎng)，對(duì)4風(fēng)機(jī)位置的盤條同圈溫度場(chǎng)分析表明：盤條邊部搭節(jié)點(diǎn)溫度在550℃左右，而中間非搭接點(diǎn)溫度在630℃左右，同圈溫度波動(dòng)在60℃以上。
同時(shí)對(duì)搭節(jié)點(diǎn)和非搭接點(diǎn)的冷卻過(guò)程進(jìn)行了分析，在沿著盤條傳輸?shù)姆较蛏�，�?duì)盤條溫度進(jìn)行線掃描，用不同風(fēng)機(jī)位置的盤條的溫度表征盤條的冷卻曲線，如圖所示。
根據(jù)82B盤條冷卻過(guò)程中的冷卻特性和相變規(guī)律，盤條搭節(jié)點(diǎn)和非搭接點(diǎn)相變特征點(diǎn)如表所示，搭接點(diǎn)盤條的冷卻速率達(dá)到12℃/s、，而非搭接點(diǎn)只有80℃/s，造成搭節(jié)點(diǎn)和非搭接點(diǎn)相變開始溫度相差45℃。通過(guò)同圈溫度場(chǎng)和冷卻過(guò)程分析，得出盤條在冷卻過(guò)程中同圈的冷卻速率和相變溫度存在較大的差異。
此外，分析了風(fēng)冷線的風(fēng)口設(shè)計(jì)，如圖所示，在風(fēng)口設(shè)計(jì)上，搭節(jié)點(diǎn)的出風(fēng)面積是非搭接點(diǎn)的3倍，這種情況下，佳靈裝置1-擋板開啟角度為的情況下，搭節(jié)點(diǎn)出風(fēng)量依然很大，使搭接點(diǎn)溫度較非搭接點(diǎn)溫度低，即這種風(fēng)口設(shè)計(jì)己經(jīng)無(wú)法保證風(fēng)機(jī)佳靈裝置對(duì)風(fēng)冷線同圈溫度均勻化的控制能力。
2、改進(jìn)措施
佳靈裝置是根據(jù)盤條在輥道上橫向布置密度的不同，合理分配風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，對(duì)輥道橫向盤條密度進(jìn)行計(jì)算，盤條的圈間距與盤條的軋制速度、輥道速度、規(guī)格、圈徑等有關(guān)，盤條橫向坐標(biāo)以輥道中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，其搭接點(diǎn)和非搭接點(diǎn)的密度計(jì)算公式不同，分別見式。
通過(guò)計(jì)算，可以得到盤條密度沿著輥道橫向的分布，如圖所示，可以發(fā)現(xiàn)隨著盤條規(guī)格的增大，輥道邊部和中間盤條密度差逐漸減小。通過(guò)密度差分析，可以指導(dǎo)目前佳靈擋板調(diào)節(jié)的方向，以減小盤條同圈力學(xué)性能的波動(dòng)。
針對(duì)不同規(guī)格盤條的疏密程度，對(duì)風(fēng)冷線的風(fēng)口進(jìn)行了改造，如圖所示，風(fēng)口改為通長(zhǎng)的設(shè)計(jì)，增加了非搭接點(diǎn)出風(fēng)面積，以緩解搭接點(diǎn)出風(fēng)量太大帶來(lái)的冷卻能力無(wú)法調(diào)節(jié)的問題。同時(shí)，對(duì)佳靈擋板的角度進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。
改造后，熱成像儀采樣分析的同圈溫度場(chǎng)明均勻，同圈溫度波動(dòng)由原來(lái)的60℃以上降至30以內(nèi)。對(duì)同圈盤條搭節(jié)點(diǎn)和非搭接點(diǎn)的冷卻過(guò)程進(jìn)行了分析，過(guò)程數(shù)據(jù)如表所示，同圈冷卻速率的差異基本相同，相變開始溫度差異為15℃。
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