冷軋乳化液系統(tǒng)使用與改進(jìn)

米羅剛

[摘 要]冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)是冷軋軋制技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié).在對(duì)比分析現(xiàn)有冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)的組成及存在的主要問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)的使用提出了建議，

[關(guān)鍵詞]冷軋機(jī) 乳化液系統(tǒng) 運(yùn)行 優(yōu)化 帶鋼表面質(zhì)量 理化指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）10-0003-01

前言

乳化液有“軋機(jī)的血液”之稱(chēng)，乳化液對(duì)冷軋過(guò)程的產(chǎn)品表面質(zhì)量、板形控制、軋輥使用壽命、降低軋制過(guò)程力能消耗和改善生產(chǎn)環(huán)境有十分重要的作用。隨著冷軋向高速化、大壓下量方向發(fā)展以及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的加劇，對(duì)乳化液系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。本文將結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，以唐鋼五連冷軋機(jī)為例，就乳化液系統(tǒng)容易產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)乳化液的穩(wěn)定性、溫度控制、濃度變化及乳化液設(shè)備等方面進(jìn)行改進(jìn)完善，尋找減少酸軋帶鋼表面殘留物的有效途徑，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1.乳化液系統(tǒng)介紹

乳化液主要是由97～99%左右的水加1～3%左右的軋制油（其主要成分為礦物油、油性劑、表面活性劑及極壓劑、防腐劑、抗氧化劑等添加劑）經(jīng)強(qiáng)烈攪拌而形成的乳濁液，在軋制過(guò)程中起潤(rùn)滑、冷卻和清洗作用，一般為循環(huán)使用。因此，乳化液的使用性能除與軋制條件有關(guān)外，主要取決于軋制油品的性能，所以要選擇性能良好的軋制油來(lái)配制乳化液，要求乳化液在一定的條件下具有良好的排水析油的功能。由此可知，乳化液的使用性能與冷軋帶鋼表面清潔度有密切的關(guān)系，它直接影響著冷軋產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

一酸軋連軋機(jī)乳化液系統(tǒng)存在較多問(wèn)題，如加熱、冷卻能力偏低，浮油清除能力差，鐵粉清除能力效果不好，箱體間存在竄液現(xiàn)象，乳化液流動(dòng)性偏低，穩(wěn)定性較差等，針對(duì)這些問(wèn)題，對(duì)乳化液系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1.1 乳化液系統(tǒng)主要作用

從工藝角度出發(fā)，乳化液系統(tǒng)的作用主要為：

1） 潤(rùn)滑：冷軋過(guò)程中，乳化液中的潤(rùn)滑油吸附在軋輥和帶材的表面上形成一層很薄的油膜，為軋制提供必要的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油滲入到軋輥和帶材之間接觸表面上的凹凸縫隙中把帶材與軋輥隔離開(kāi)，大大降低了接觸摩擦力，降低軋輥的疲勞磨損和軋制力能消耗，同時(shí)由于油膜的存在，使帶材和軋輥產(chǎn)生邊界摩擦，對(duì)軋制帶材起到一定的“拋光”作用，改善軋后帶材的表面質(zhì)量。

2） 冷卻：軋制過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱，主要通過(guò)乳化液帶走，減少軋輥及帶材的熱變形量，防止帶材粘輥和熱擦傷，可通過(guò)分段冷卻手段調(diào)節(jié)、控制軋輥熱凸度，再配合彎輥、橫移等調(diào)節(jié)手段，改善軋后帶材的板形質(zhì)量。

3） 清洗：軋制過(guò)程中乳化液對(duì)軋輥、機(jī)架以及帶材進(jìn)行清洗且減緩表面氧化，可清洗掉鐵粉、高溫高壓下產(chǎn)生的聚合物以及其他雜質(zhì)，改善軋后帶材的表面清潔度。

1.2 乳化液系統(tǒng)工作流程

唐鋼五連冷軋機(jī)的乳化液系統(tǒng)是可以循環(huán)使用的循環(huán)系統(tǒng)，。循環(huán)式乳化液系統(tǒng)的工作流程圖可以用圖 1 簡(jiǎn)單表示，即：在軋制過(guò)程中將配制好的乳化液從乳化液箱送入機(jī)架，乳化液在高溫高壓下“破乳”，實(shí)現(xiàn)油水分離，其中軋制油吸附在軋輥和帶材表面起潤(rùn)滑作用，水則蒸發(fā)、流散用以冷卻軋輥及帶材，流落的乳化液匯聚在收集槽，之后又返回乳化液箱，循環(huán)使用。

1.3 乳化液系統(tǒng)主要組成

如圖1 所示，乳化液系統(tǒng)中的乳化液為循環(huán)使用，系統(tǒng)必須具備循環(huán)、過(guò)濾、溫控等功能以及使用過(guò)程中方便的管理維護(hù)手段，以此來(lái)保證系統(tǒng)良好的潤(rùn)滑冷卻效果、穩(wěn)定的乳化液指標(biāo)以及良好的產(chǎn)品質(zhì)量。唐鋼五連軋乳化液系統(tǒng)共有五個(gè)軋機(jī)和三個(gè)乳化液箱體構(gòu)成，其中A箱乳化液供給1軋機(jī)、B箱乳化液主要供給234軋機(jī)、C箱乳化液主要供給5軋機(jī)（也可以根據(jù)需要5軋機(jī)也有B箱乳化液供給）。

2.容易出現(xiàn)的問(wèn)題及影響分析

以上描述了相對(duì)完整的乳化液系統(tǒng)，然而乳化液的應(yīng)用、維護(hù)對(duì)軋制工藝影響的研究是一個(gè)跨學(xué)科的邊緣科研課題，對(duì)于冷軋乳化液的評(píng)價(jià)、選擇、維護(hù)以及潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，其中包括：有機(jī)化學(xué)、摩擦學(xué)、金屬力學(xué)、熱力學(xué)、生物學(xué)、流體力學(xué)等[3]。鑒于分析的復(fù)雜和多元性，本文主要以產(chǎn)品質(zhì)量缺陷、乳化液設(shè)備自身問(wèn)題以及生產(chǎn)中的使用維護(hù)為出發(fā)點(diǎn)，僅就乳化液系統(tǒng)導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論分析。

3.改進(jìn)優(yōu)化

3.1 乳化液系統(tǒng)的改進(jìn)、調(diào)整優(yōu)化

1） 合理選用真空過(guò)濾機(jī)公稱(chēng)流量，保證足夠的過(guò)濾機(jī)流通能力，防止一部分待過(guò)濾乳化液從過(guò)濾機(jī)溢流管直接回到乳化液箱影響過(guò)濾效率，同時(shí)可以通過(guò)選用高過(guò)濾精度的過(guò)濾無(wú)紡布，提高乳化液的過(guò)濾精度，必要時(shí)還可以在系統(tǒng)中增設(shè)二次精細(xì)過(guò)濾設(shè)備（如反沖洗過(guò)濾器）。

2） 對(duì)乳化液箱內(nèi)隔板進(jìn)行調(diào)整，使撇油器周?chē)榛阂好嫦鄬?duì)波動(dòng)較小，同時(shí)在控制上對(duì)攪拌器和撇油器工作時(shí)區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，盡量做到攪拌完成且靜置一段時(shí)間后撇油器參加工作，減少干擾，改善撇油效果。

3） 在乳化液箱內(nèi)增加吹氣攪拌裝置或者合理增加布置機(jī)械攪拌器數(shù)量，以消除乳化液攪拌“盲區(qū)”，加強(qiáng)攪拌效果；選用多點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)機(jī)械攪拌器，降低攪拌器損壞機(jī)率，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4） 在乳化液箱回液口設(shè)置減速擋板，減小回液沖擊；在箱內(nèi)合理設(shè)置隔板，使回液先通過(guò)磁過(guò)濾機(jī)再進(jìn)入乳化液箱；加大磁過(guò)濾機(jī)刮板處的存污槽寬度及排污槽坡度，并在結(jié)構(gòu)上考慮方便人工清污，以充分發(fā)揮磁過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾能力，控制乳化液中鐵粉含量，保證軋后帶材的表面清潔度。

5） 為了減小管網(wǎng)振動(dòng)損壞，將橡膠撓性接頭更換為金屬軟連接管，將供液方向切換氣動(dòng)橡膠密封蝶閥更換為金屬硬密封型式蝶閥，同時(shí)對(duì)供液方向切換以及旁路循環(huán)閥門(mén)開(kāi)關(guān)進(jìn)行延時(shí)控制，做到供液方式轉(zhuǎn)換瞬間相應(yīng)閥門(mén)之間有重疊開(kāi)啟時(shí)間，減小系統(tǒng)管網(wǎng)的沖擊振動(dòng)，減少泄漏和元器件損壞，保證系統(tǒng)正常工作。

6） 防止供油泵吸入外界雜物損壞，影響正常生產(chǎn)，在乳化液箱回液口處增設(shè)類(lèi)似于“提籃”的粗過(guò)濾裝置，可以定期取出清理。

4.實(shí)際應(yīng)用

實(shí)際使用表明，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備和工藝控制過(guò)程的改進(jìn)優(yōu)化，以及嚴(yán)格合理的管理維護(hù)體制，乳化液系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，系統(tǒng)功能大大增強(qiáng)，機(jī)組軋制壓力均穩(wěn)定在正常范圍，軋制速度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品的表面質(zhì)量、軋輥及乳化液消耗均達(dá)到較高的水平。軋后反射率明顯提高，板面殘油、殘鐵減少。目前軋后反射率穩(wěn)定在70%左右。乳化液各項(xiàng)指標(biāo)控制良好，軋制油消耗明顯降低。提高了軋后產(chǎn)品及最終產(chǎn)品的板面質(zhì)量，用戶滿意度增加。提高了潤(rùn)滑效果，軋輥的磨損大為減少，輥耗有所降低。提高了唐鋼冷軋廠的產(chǎn)品形象，同時(shí)也為公司和冷軋廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5.結(jié)束語(yǔ)

冷軋產(chǎn)品具有非常廣闊的使用范圍，隨著國(guó)內(nèi)冷軋技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)冷軋產(chǎn)品尤其是高端產(chǎn)品（如汽車(chē)板、極薄板等）在市場(chǎng)中的份額會(huì)越來(lái)越多，要保證高質(zhì)量冷軋帶材的穩(wěn)定生產(chǎn)，對(duì)乳化液系統(tǒng)設(shè)備的完善、優(yōu)化以及建立合理的乳化液選用、使用、維護(hù)體系是十分重要的途徑；由于全球資源緊缺、環(huán)境破壞嚴(yán)重，乳化液系統(tǒng)在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還要考慮做到節(jié)能環(huán)保，這就需要對(duì)潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑工藝作進(jìn)一步的深入研究。總之，冷軋乳化液技術(shù)的進(jìn)步和完善將是冷軋生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)永恒的“課題”。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯元新，軋制乳化液的分析與研究2008-2008年全國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議

[2] 黃彥峰，范文斌，孫立峰，乳化液性能指標(biāo)對(duì)冷軋效果的影響《一重技術(shù)》 -2014年6期