冷軋鍍鋅寬規(guī)格汽車板清洗技術(shù)研究

盧 杰， 高文芳， 王克川

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司， 河北 唐山 063200）

冷軋帶鋼表面一般會(huì)殘留大量像軋制油、乳化液、鐵粉或者松散雜質(zhì)等殘留物，其總量一般高達(dá)300～600 mg/m2。這些殘留物污染帶鋼表面，如果不進(jìn)行清洗，經(jīng)過(guò)退火爐后就會(huì)在帶鋼表面形成殘留的固體顆粒和碳化物，同時(shí)引起爐輥結(jié)瘤，從而造成帶鋼表面的壓痕和劃傷,最終影響成品帶鋼質(zhì)量。

1 冷軋鍍鋅寬規(guī)格汽車板清洗質(zhì)量問(wèn)題

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可以看出，寬幅帶鋼由于帶鋼的寬度較寬，帶鋼的清洗面積大，所以更不容易清洗。而且超寬幅汽車板生產(chǎn)質(zhì)量要求較高，寬幅汽車板使用的鋼種由于在冷軋軋機(jī)的壓下率比較大，所以乳化液濃度采用的比較高，所以軋制油和鐵粉殘留較多，所以更不容易清洗[1]?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)超寬幅汽車板，尤其是寬度在1 500 mm以上的汽車外板，原料的清潔度較低，鍍鋅清洗段工藝的反射率下降，導(dǎo)致影響質(zhì)量判定。連續(xù)熱鍍鋅線清洗段的生產(chǎn)特點(diǎn)決定了其對(duì)清洗工藝有著較高的要求，對(duì)于寬幅汽車板生產(chǎn)更為重要的是清洗過(guò)程要求在在短短幾十秒的時(shí)間內(nèi)將帶鋼表面的油污清洗干凈。所以超寬幅鍍鋅汽車板對(duì)于清洗質(zhì)量的要求需要研究進(jìn)一步改善。

2 冷軋鍍鋅寬規(guī)格汽車板清洗質(zhì)量改善措施

2.1 刷毛材質(zhì)選擇

刷毛的種類有多種，冷軋?zhí)间摱嗍褂媚猃埐馁|(zhì)刷毛，但是這種材質(zhì)的刷毛硬度小，刷洗效果差，刷輥電流低，清洗不干凈，尤其對(duì)于寬板來(lái)說(shuō)，邊部磨損較為嚴(yán)重[2]。然后使用刷毛材質(zhì)較硬的日本奧斯本刷輥，劃傷帶鋼表面。目前使用德國(guó)“霍達(dá)尼”刷輥，材質(zhì)為研磨材料，材質(zhì)良好。使用效果滿足O5汽車外板的要求。

2.2 刷輥壓下程序的優(yōu)化控制

鍍鋅產(chǎn)線設(shè)計(jì)的刷輥壓下方法最初是靠位置控制，根據(jù)刷輥在未壓下的初始位置通過(guò)下線標(biāo)定的刷輥與對(duì)輥的初始位置給定一定的壓下量位置，通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，由于不同位置的刷輥的磨損程度的不同和下線標(biāo)定的刷輥與對(duì)輥的初始位置的不同，很多刷輥是不能投入使用的。所以進(jìn)行了程序修改，引入了刷輥的電流。在刷輥打開(kāi)的時(shí)候，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)推動(dòng)螺旋桿走動(dòng)的形成標(biāo)定刷輥的初始位置，然后刷輥空載，此時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)的電流為“空載電流”，然后系統(tǒng)默認(rèn)壓下位置為“空載電流”的電流+0.8 A的電流為初始?jí)合挛恢玫碾娏?，此時(shí)的位置為“壓下接觸位置”，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作界面的設(shè)定位置為補(bǔ)給量繼續(xù)讓刷輥壓下到此位置。通過(guò)此次程序修改，刷輥明顯都投入正常使用。

但是長(zhǎng)時(shí)間投入使用后，此種控制方法仍有缺陷，就是當(dāng)刷輥磨損比較嚴(yán)重的時(shí)候或者初始位置標(biāo)定不準(zhǔn)確的時(shí)候，刷輥會(huì)爆紅，電機(jī)過(guò)載，刷輥抬起。所以經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究改進(jìn)，決定改成“恒電流控制方式”。下面介紹恒電流控制方法。

在生產(chǎn)過(guò)程中，引入了恒電流控制的方法。這種方法是把刷輥在工作位的實(shí)時(shí)電流值作為控制設(shè)定值，并據(jù)此設(shè)定值，對(duì)電流進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使得刷輥運(yùn)行電流穩(wěn)定的設(shè)定值范圍內(nèi)，即：清洗刷輥出力恒定不變，保持在設(shè)定范圍內(nèi)，這樣就穩(wěn)定了帶鋼的清洗效果。這樣就由位置控制變?yōu)殡娏骺刂?，也就是說(shuō)直接控制刷輥出力的大小。當(dāng)把實(shí)際位置大于工作位時(shí)的實(shí)際電流值作為電流控制的設(shè)定值[3]。

2.3 脫脂劑和消泡劑加放時(shí)間的優(yōu)化

對(duì)于寬幅產(chǎn)品，帶鋼表面積大，使用正常的脫脂劑參數(shù)經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)清洗不干凈。對(duì)于涂油鍍鋅板在其他生產(chǎn)工藝參數(shù)不變的情況下，對(duì)于180BD的1 700 mm寬度的汽車板采用不同脫脂劑濃度對(duì)清洗效果和箱體使用的影響（原料表面涂油量1 000 mg/m2）。

表1 消泡劑濃度對(duì)清洗質(zhì)量的影響 s

從上實(shí)驗(yàn)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)脫脂劑和消泡劑選擇的加放時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)脫脂劑的加放時(shí)間位加正常檢修后時(shí)間控制的外排原則為排放50 s，然后關(guān)閉100 s。當(dāng)檢修后第5天開(kāi)始或者清洗不良情況可以適當(dāng)修改參數(shù)控制增加外排的時(shí)間為排放70 s，然后閥體關(guān)閉100 s。要求每天每班手動(dòng)堿液排放一次，每次排放量要求是箱體總量的10%。結(jié)合堿液加放的時(shí)間，消泡劑采用預(yù)清洗加30 s，關(guān)閉100 s。點(diǎn)解清洗加20 s，關(guān)閉100 s。通過(guò)此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，既規(guī)范了堿液和消泡劑的使用，節(jié)省了成本，也對(duì)清洗質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)處理增加了改善，提高了清洗效果。

2.4 清洗段水溫的優(yōu)化

鍍鋅機(jī)組的堿清洗系統(tǒng)主要用于退火爐前清除帶鋼表面殘留的鐵粉和油污，常規(guī)工藝流程為預(yù)清洗系統(tǒng)，電解清洗系統(tǒng)和漂洗系統(tǒng)。其工作原因包括物理作用，化學(xué)作用和電化學(xué)作用[4]。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)調(diào)整，清洗段水溫的調(diào)整，過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生，清洗刷輥采用尼龍材質(zhì)刷毛，此種尼龍絲耐溫不能高80℃，否則會(huì)融化彎曲，但是隨著溫度的降低，會(huì)提高刷毛硬度，從而提高刷輥的清洗能力?？紤]到刷洗槽溫度對(duì)刷毛的影響，刷洗槽的溫度控制在65℃左右，而預(yù)清洗噴淋清洗主要是去除油泥，為了避免噴梁的堵塞，水溫控制在80℃左右。而漂洗段對(duì)于殘留的油脂，能夠加速表面活性劑分子的運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)浸潤(rùn)、乳化、分解作用。所以水溫也控制在80℃左右。

2.5 清洗段的清潔生產(chǎn)

對(duì)于清洗段而言，預(yù)清洗單元留有大量的油泥，大量的油泥會(huì)散落在箱體內(nèi)，特別對(duì)于寬板來(lái)說(shuō)，作用面積大，乳化液殘留多，產(chǎn)生的油泥更多。而電解清洗通過(guò)電極板陰陽(yáng)離子的作用下，鋼板的電顆粒脫附物的殘留，也會(huì)對(duì)箱體造成污染，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)鋼帶造成二次污染。油泥伴隨脫脂劑的作用經(jīng)過(guò)水循環(huán)會(huì)進(jìn)入清洗段噴梁中，如果油泥顆粒很大，勢(shì)必會(huì)堵塞清洗段噴梁，會(huì)造成噴水效果減弱，刷輥在沒(méi)有水的作用下“干刷”，造成刷毛脫落。刷毛脫落后第一是進(jìn)入箱體，造成箱體水中有刷毛的存在，影響水的流動(dòng)性。第二是進(jìn)入到水循環(huán)的過(guò)濾系統(tǒng)中，導(dǎo)致刷毛堵塞過(guò)濾器[5]。過(guò)濾器堵塞后水循環(huán)效果就差，刷毛“干刷”狀態(tài)更嚴(yán)重，造成惡性循環(huán)。所以要求清洗段的管理采用“清潔生產(chǎn)”的方式，所以制定了清洗段“清潔生產(chǎn)方案”。

1）每次檢修（15 d一個(gè)周期）清洗預(yù)清洗和二號(hào)刷洗單元噴梁，要求噴梁打壓水后水柱呈扇形。

2）每次檢修清洗預(yù)清洗段和點(diǎn)解清洗立式循環(huán)槽，將底部的油泥鐵粉物質(zhì)清理干凈。

3）每次檢修清洗臥室箱體，清理上面刷毛和脫脂劑殘留。

4）每天檢查循環(huán)泵水壓，發(fā)現(xiàn)壓力低清理循環(huán)泵過(guò)濾系統(tǒng)。

5）每天排放脫脂劑達(dá)到箱體總量的10%，把一部分臟的脫脂劑排干凈。

6）每次檢修更換箱體的脫脂劑，將脫脂劑全部排放干凈。

7）年修清理排污系統(tǒng)和二次刷洗小箱體。

8）每半年堿液清洗段的供水的電導(dǎo)率，保證水源的清潔度。

2.6 清洗段設(shè)備功能精度

清洗段的設(shè)備功能精度對(duì)于保證清洗段的正常使用具有很大作用，所以保證每個(gè)清洗段設(shè)備的正常投入。

1）磁油分離的正常投入。磁分離和油分離對(duì)于油泥和鐵粉的去除有很重要的作用，如果不正常投入使用，油泥鐵粉進(jìn)行箱體和噴梁中造成污染。

2）刷輥的更換使用。目前刷輥根據(jù)刷毛磨損程度的不同采用狀態(tài)管理，每次檢修檢查刷輥的狀態(tài)，寬窄印處磨損量差值在10 mm以上的進(jìn)行更換。一般一個(gè)刷輥使用不超過(guò)4個(gè)月。

3）擠干輥的更換使用，擠干輥的使用采用狀態(tài)加周期管理。周期為6個(gè)月必須下線更換，最后漂洗段擠干輥由于帶水問(wèn)題每次檢修更換，其他擠干輥根據(jù)磨損情況，表面存在有手感的劃痕和掉肉等缺陷時(shí)將其更換下線。

4）換熱器的檢查清理。每半年檢修期間檢查換熱器是否堵塞和漏水。對(duì)其修復(fù)或者更換。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上工藝條件改善和設(shè)備管理，目前對(duì)于生產(chǎn)寬幅汽車板，制定了一套清洗段管理體系，內(nèi)容包括清洗段工藝參數(shù)的固化，清洗段清結(jié)生產(chǎn)和日常維護(hù)，清洗段設(shè)備的設(shè)備功能精度的保證。目前通過(guò)帶鋼擦拭法，超寬幅汽車板的清洗質(zhì)量得到了穩(wěn)定的提升，通過(guò)最近半年的數(shù)據(jù)，大約96%以上的寬度汽車板的清洗質(zhì)量達(dá)到了擦拭一級(jí)效果。