DR材表面條狀乳化液殘留的原因分析及改進(jìn)方法

許 威，張春杰，侯延偉，羅耀澤，莫志英，童建佳

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鍍錫板事業(yè)部，河北 唐山 063200)

0 前言

首鋼京唐公司1420罩退產(chǎn)線雙機(jī)架離線平整機(jī)主要生產(chǎn)鍍錫馬口鐵基板，產(chǎn)品厚度為0.11～1.0 mm(DR材軋制成品極限厚度為0.11 mm)。設(shè)計(jì)采用雙機(jī)架四輥CVC模式，同時具備濕平整模式及軋制模式。自投產(chǎn)以來，1420罩退離線平整機(jī)主要以濕平整為主，隨著市場對鍍錫板需求的變化，DR材等二次冷軋鋼種訂單逐漸上量，罩退軋制模式DR材訂單量呈明顯上升趨勢，2019年平均DR材2 000噸/月，2020年平均增加至6 000噸/月，在批量生產(chǎn)DR材的過程中，帶鋼表面條狀乳化液殘留問題比較突出，嚴(yán)重影響離線平整機(jī)正常生產(chǎn)及質(zhì)量降級品和成材率指標(biāo)[1-5]。

1 DR材條狀乳化液殘留原因

1420罩退雙機(jī)架離線平整機(jī)主要采用濕平整模式，當(dāng)生產(chǎn)二次冷軋DR材時，則由平整模式切換至軋制模式，并提前對乳化液系統(tǒng)進(jìn)行配液，通過1#機(jī)架內(nèi)乳化液噴嘴進(jìn)行冷卻潤滑。當(dāng)批量軋制DR材生產(chǎn)1～2個班次后，帶鋼表面的條狀乳化液殘留缺陷逐漸增多，其缺陷形貌如圖1所示。本文根據(jù)很多提高帶鋼表面質(zhì)量檢查的經(jīng)驗(yàn)[6-10]，通過對現(xiàn)場生產(chǎn)情況及乳化液循環(huán)系統(tǒng)及機(jī)架設(shè)備情況進(jìn)行分析，初步認(rèn)為DR材表面條狀乳化液殘留的主要原因有：DR材與T料計(jì)劃排產(chǎn)影響；乳化液系統(tǒng)清潔度的影響；吹掃效果的影響。

圖1 帶鋼表面條狀乳化液殘留缺陷形貌

1.1 計(jì)劃排產(chǎn)與平整液及乳化液切換影響

在計(jì)劃排產(chǎn)過程中DR材與馬口鐵T料經(jīng)常穿插生產(chǎn)，即生產(chǎn)T料時，1#機(jī)架潤滑系統(tǒng)切換到平整液模式，由平整液噴嘴進(jìn)行潤滑冷卻；生產(chǎn)DR材時，1#機(jī)架切換至乳化液潤滑軋制模式。往往由于T料計(jì)劃產(chǎn)量大，當(dāng)乳化液配液完畢后，放置時間超過5天以上，離線平整機(jī)再切換至DR材生產(chǎn)，乳化液在此期間發(fā)生變質(zhì)，同時在平整液與乳化液循環(huán)系統(tǒng)頻繁切換的過程中，平整液混入乳化液系統(tǒng)影響乳化液清潔度，造成DR材條狀乳化液殘。

1.2 乳化液清潔度的影響

如圖2所示，正常的乳化液外觀為乳白色，但由于受到外界因素的影響，在經(jīng)過長時間使用后泡沫較多且顏色發(fā)暗。乳化液的理化指標(biāo)控制是乳化液清潔度控制至關(guān)重要的因素。溫度作為乳化液一項(xiàng)重要指標(biāo)，其大小直接決定著乳化液的潤滑性能，溫度過低，乳化液不僅不能發(fā)揮很好的潤滑效果，同時還容易使乳化液腐敗變質(zhì)。1420離線平整機(jī)乳化液系統(tǒng)設(shè)計(jì)為通過蒸汽管道與循環(huán)管道的管式換熱器進(jìn)行加熱，目前，乳化液供液箱溫度勉強(qiáng)維持在45℃左右。

圖2 乳化液

乳化液的理化指標(biāo)值如皂化值、PH值等也會影響乳化液性能，在軋制過程中，由于雜油或平整液混入乳化液系統(tǒng)造成皂化值及PH值降低，加劇帶鋼表面乳化液殘留情況發(fā)生[11-16]。同時真空過濾器內(nèi)可見浮油較多，如圖3所示，通過乳化液系統(tǒng)后軋制附著在帶鋼表面形成條狀殘留斑跡。

圖3 真空過濾器表面雜油圖

1.3 吹掃系統(tǒng)的影響

帶鋼表面條狀乳化液殘留現(xiàn)狀，1#機(jī)架吹掃系統(tǒng)存在兩方面問題：一是吹掃分布問題，現(xiàn)有吹掃系統(tǒng)主要通過科安達(dá)噴嘴、防纏導(dǎo)板上的上表面吹掃梁及穿帶導(dǎo)板下放的下表面吹掃梁組成。在平整模式，對帶鋼平整液吹掃效果能夠滿足質(zhì)量需求，但切換至軋制模式時，1#機(jī)架乳化液噴嘴流量數(shù)倍于平整液噴嘴，如圖4所示，現(xiàn)有吹掃系統(tǒng)吹掃帶鋼的部位，吹掃距離和角度都不能有效地消除帶鋼表面的乳化液，尤其是上支撐輥與工作輥之間缺乏吹掃，乳化液大量纏繞在工作輥上，軋制后造成乳化液殘留；二是吹掃壓力及壓力分布問題，壓力分布不均同樣容易造成過度吹掃造成乳化液濺落在帶鋼表面上形成殘留。

圖4 1#機(jī)架設(shè)計(jì)吹掃系統(tǒng)及分布圖

2 DR材表面條狀乳化液殘留的改進(jìn)方法

DR材表面條狀乳化液殘留缺陷在下游鍍錫及鍍鉻工序中無法消除及覆蓋，嚴(yán)重的殘留缺陷直接造成質(zhì)量降級，部分殘留缺陷切除影響了DR材成材率指標(biāo)[17-20]。為了解決乳化液殘留，往往通過排液重新配液，造成乳化液消耗量增加，整體DR材軋制成本大幅增加，批量生產(chǎn)二次冷軋DR材，控制表面乳化液殘留已成為罩退雙機(jī)架離線平整機(jī)生產(chǎn)中的難點(diǎn)。通過對現(xiàn)有情況進(jìn)行分析，決定采取措施來改善DR材表面條狀乳化液殘留。

2.1 優(yōu)化DR材排產(chǎn)

針對離線平整機(jī)穿插生產(chǎn)二次冷軋DR材(乳化液潤滑)及T料(平整液潤滑)易造成平整液頻繁混入乳化液系統(tǒng)情況，同時防止因長期生產(chǎn)T料，乳化液長期不用造成變質(zhì)再次軋制DR材時，因?yàn)槿榛鹤冑|(zhì)造成條狀乳化液殘留。每月提前針對合同訂單提前組織離線平整機(jī)排產(chǎn)，每月集中組織DR材集中批量生產(chǎn)2～3次，禁止生產(chǎn)過程中T料與DR材來回切換生產(chǎn)，DR材生產(chǎn)完畢后將乳化液排廢，再次生產(chǎn)時重新配液，DR材計(jì)劃排產(chǎn)優(yōu)化為表1所示。

表1 離線平整機(jī)DR材計(jì)劃排產(chǎn)表

2.2 提高乳化液系統(tǒng)清潔度

通過對乳化液理化指標(biāo)值進(jìn)行管控，在生產(chǎn)DR材時，每天對乳化液進(jìn)行取樣做理化指標(biāo)全分析，掌握乳化液PH值、皂化值、鐵粉等重點(diǎn)指標(biāo)情況。目前主要采取提高乳化液溫度，減少雜油滲入提高皂化值，對乳化液系統(tǒng)定期沖洗清理等方面來提高乳化液系統(tǒng)清潔度。

2.2.1 提高乳化液溫度

通過對乳化液系統(tǒng)加熱及保溫進(jìn)行改造，增加乳化液供液箱內(nèi)蒸汽管式換熱管，提高乳化液整體溫度，同時對乳化液循環(huán)系統(tǒng)管道增加保溫，如圖5所示，乳化液溫度由45℃提高至55℃，既提高了乳化液潤滑性能，同時能夠有效的延長乳化液使用時間，防止乳化液溫度過低腐敗變質(zhì)造成軋制時異物殘留。

圖5 乳化液循環(huán)系統(tǒng)管道增加保溫

2.2.2 減少雜油滲入乳化液系統(tǒng)

對離線平整機(jī)機(jī)架內(nèi)液壓設(shè)備及液壓管道進(jìn)行專項(xiàng)治理，減少液壓設(shè)備現(xiàn)場漏油情況；對支撐輥軸承座滲油情況與磨輥間結(jié)合在端蓋密封更換及安裝上進(jìn)行重點(diǎn)管控；對支撐輥油氣潤滑系統(tǒng)加液時序進(jìn)行優(yōu)化，減少油氣潤滑系統(tǒng)漏油情況；并在真空過濾器處增加浮油清理泵，定期對真空過濾器處浮油情況進(jìn)行清理，保證乳化液皂化值≥160，同時有效防止雜油隨乳化液系統(tǒng)在軋制過程中形成斑跡類缺陷。

2.2.3 對乳化液系統(tǒng)進(jìn)行定期沖洗

每月組織操作人員對離線平整機(jī)機(jī)架及乳化液系統(tǒng)進(jìn)行高壓沖洗，重點(diǎn)沖洗內(nèi)容包括離線平整機(jī)機(jī)架內(nèi)部高壓水沖洗，機(jī)架下方乳化液收集盤沖洗，乳化液回收箱、乳化液供液箱、乳化液磁過濾器(含磁棒及箱體)、真空過濾器內(nèi)部高壓沖洗。通過對主要乳化液系統(tǒng)進(jìn)行沖洗清理，乳化液鐵粉及電導(dǎo)率指標(biāo)均滿足生產(chǎn)需求，乳化液系統(tǒng)清潔度得到了明顯提升。

2.3 1#機(jī)架吹掃系統(tǒng)進(jìn)行改造

為了解決DR材軋制模式時，1#機(jī)架乳化液流量大，吹掃能力不足造成的殘留缺陷影響，對1#機(jī)架吹掃系統(tǒng)進(jìn)行改造，在原設(shè)計(jì)上下表面吹掃的基礎(chǔ)上增加了上支撐輥與工作輥輥縫吹掃點(diǎn)、上表面工作輥輥縫吹掃點(diǎn)，并優(yōu)化增加下表面輥縫吹掃分段控制。圖6為離線平整機(jī)1#機(jī)架吹掃系統(tǒng)改造后的吹掃點(diǎn)布置圖。新增加吹掃點(diǎn)一，主要用于減少支撐輥上乳化液滴落或纏繞在工作輥上，減少吹掃點(diǎn)二吹掃壓力。新增加吹掃點(diǎn)二設(shè)計(jì)采用分段吹掃模式，用于1#機(jī)架上工作輥與表面輥縫吹掃，能夠根據(jù)輸入的板寬信號進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合。改進(jìn)吹掃點(diǎn)四與吹掃點(diǎn)二同樣增加分段吹掃控制。

圖6 離線平整機(jī)1#機(jī)架吹掃系統(tǒng)改造吹掃點(diǎn)布置圖

為了能夠防止因?yàn)檫^度吹掃帶來的乳化液飛濺，加劇表面殘留缺陷，針對新增加吹掃點(diǎn)不斷優(yōu)化調(diào)整吹掃壓力，如表2所示。

表2 改造后吹掃點(diǎn)標(biāo)定壓力分布表

3 結(jié)論

本文通過制定離線平整機(jī)DR材集中排產(chǎn)規(guī)則、對乳化液系統(tǒng)清潔度治理改善、1#機(jī)架吹掃改造及壓力分布調(diào)整等改進(jìn)方法，離線平整機(jī)DR材排產(chǎn)及生產(chǎn)組織順穩(wěn)，乳化液的各項(xiàng)理化指標(biāo)均滿足了生產(chǎn)工藝要求，DR材表面條狀乳化液殘留缺陷得到了有效的解決，DR材表面質(zhì)量大大地提高，客戶滿意度及訂貨量也穩(wěn)步上升。DR材因條狀殘留質(zhì)量降級率由0.21%降至0，成材率由95.5%提升至96.8%左右，有效降低了作業(yè)區(qū)成本指標(biāo)。