銅精軋機(jī)帶材表面除油的改進(jìn)

周劉勇

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

銅及其合金板帶作為重要的基礎(chǔ)材料和功能材料廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著板帶需求量的增加，對銅精軋機(jī)生產(chǎn)效率的要求越來越高。銅帶材表面除油一直是困擾銅板帶軋制過程中的難題，制約著軋制速度和帶材成品率。為了提高軋制速度和成品率，本文以600mm四輥可逆銅帶精軋機(jī)為例，對現(xiàn)有除油裝置進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到用戶的要求。

1 機(jī)組主要設(shè)備組成以及主要參數(shù)

600mm可逆銅帶精軋主要由主機(jī)、左右入口裝置、左右卷取機(jī)、測厚儀、助卷器等組成(圖1)。

1-助卷器；2-排煙罩；3-左入口裝置；4-主機(jī)；5-右入口裝置；6-上卷小車；7-左卷取機(jī)；8-測速和測厚儀；9-除油輥裝置；10-清輥器；11-工作輥輥縫吹掃；12-展平輥；13-右卷取機(jī)；14-卸料小車圖1 600mm可逆銅精軋機(jī)的主要組成Fig.1 Main components of 600mm reversible copper finishing mill

600mm四輥軋機(jī)參數(shù)：來料材質(zhì)為H62、H65、T1、T2等；厚度為0.08mm～2.0mm；寬度300mm～450mm；成品公差為0.002mm；軋制力為4000kN；最高軋制速度為450m/min；軋制油流量為2000L/min。

2 原有除油裝置及效果

600mm設(shè)備配有除油裝置清輥器、工作輥輥縫吹掃、除油輥以及吹掃梁和排煙及清除。

(1)清輥器。安裝在機(jī)架上，由氣缸、機(jī)架和膠輥組成(圖2)。清輥器輥面的長度跟支承輥輥面長度一致，清輥器膠輥工作時(shí)由氣缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。膠輥均勻壓靠在支承輥輥面上，可封擋大部分支承輥輥面甩到出口側(cè)的軋制油。

1-支承輥；2-膠輥；3-橫梁圖2 清輥器Fig.2 Roller cleaning device

(2)工作輥輥縫吹掃。軋制過程中，油膜厚度在進(jìn)入塑性變形區(qū)后迅速下降，在輥?zhàn)又行奶庍_(dá)到了最小值，所以此時(shí)進(jìn)行帶材表面除油也是最為有效。通過在出口側(cè)設(shè)置輥縫吹掃裝置(圖3)。

1-支承輥；2-吹掃裝置；3-工作輥圖3 工作輥輥縫吹掃裝置Fig.3 Purging device of work roll gap

壓縮空氣吹掃到工作輥輥面和帶材表面上。壓縮空氣由縫隙噴出到達(dá)工作輥輥面時(shí)，由于工作輥的高速旋轉(zhuǎn)以及氣流的附壁作用，氣流會在輥面上形成一層“保護(hù)罩”，可以在一定區(qū)域內(nèi)阻擋濺起的油落在帶材表面，吹到到帶材表面上行成負(fù)壓區(qū)域，將帶材表面上的殘油驅(qū)走(圖4)。

1-卷吸氣流流向；2-壓縮空氣流向；3-集流槽；4-進(jìn)氣口；5-負(fù)壓區(qū)圖4 工作輥輥縫吹掃原理Fig.4 Purging principle of work roll gap

(3)除油輥以及吹掃梁。出口設(shè)置了兩套除油輥裝置(圖5)，鋼棍除油為圖中1號除油輥；膠輥除油為圖中2號除油輥，吹掃裝置是由管徑20mm的管子制作而成。在0～150m/min低速時(shí)，除油輥和吹掃梁搭配使用，可起到較好的除油效果。但是隨著軋機(jī)速度的提升除油效果顯著下降，且殘油基本處在帶材的上表面，下表面殘油量較少。通過觀察帶材表面的殘油發(fā)現(xiàn)，帶材表面形成油膜，吹掃困難增加，殘油通過除油輥之后會粘附在輥?zhàn)颖砻嫔?，又重新粘到帶材表面，清除非常困難。同時(shí)鋼輥的投入使用，不可避免的對帶材表面造成擦劃傷，降低帶材表面質(zhì)量；膠輥的使用需要定期維護(hù)輥?zhàn)?，代價(jià)高且繁瑣。

圖5 兩組除油輥及吹掃裝置Fig.5 Two sets of squeezing roller and purging device

(4)排煙及清洗。排煙裝置抽吸力要強(qiáng)，在油霧未附著在機(jī)架之前將油霧抽走，如果吸力不夠，導(dǎo)致軋機(jī)區(qū)域煙霧排不出去，長時(shí)間積累會冷凝匯集到設(shè)備上，最終滴落到帶材表面上。因此要定期清除設(shè)備上的殘油，防止在軋制過程中，滴落到帶材的表面上。

3 優(yōu)化后的除油裝置

(1)除油輥后方吹掃梁增大風(fēng)量。通過現(xiàn)場觀察，帶材通過除油輥之后，帶材上表面殘油來不及吹掃。經(jīng)過現(xiàn)場改造，把圖5中1號、2號、3號、4號吹掃的管徑增大為Φ50mm的管徑，并增加減壓、球閥來調(diào)整風(fēng)壓和風(fēng)量。同時(shí)用管夾固定來調(diào)整吹掃噴嘴的角度，通過氣壓、風(fēng)量、角度不斷的調(diào)整來驗(yàn)證除油效果。發(fā)現(xiàn)氣壓維持在0.3MPa、吹掃與帶材呈15°角和對著除油輥輥面吹掃效果類似。通過除油優(yōu)后化軋制速度可以達(dá)到250m/min，但是隨著軋制速度的繼續(xù)提升，吹掃效果明顯下降。

帶材表面的殘油經(jīng)過展平輥、除油輥之后在帶材表面形成油膜，很難去除。導(dǎo)致卷取側(cè)帶材甩油嚴(yán)重，且?guī)Р南鄳?yīng)的跑偏和錯(cuò)層嚴(yán)重，極易產(chǎn)生斷帶等嚴(yán)重事故。

(2)在支承輥和工作輥縫處增加吹掃梁。除油輥后吹掃改造有一定的效果，但是在高速軋制時(shí)達(dá)不到良好的效果。觀察高速軋制時(shí)帶材表面殘油的來源有，上工作輥和上支承輥之間通過輥面粘附在帶材上；上支承輥與清輥器邊部接觸的地方甩油，最后匯集并濺落至帶材上。

針對殘油的來源，現(xiàn)場在工作輥和支承輥輥縫之間，增加了一路吹掃(圖6)，在清輥器邊部，增加擋油板和導(dǎo)油槽所示，防止油被滴落到帶材表面。

圖6 增加一路輥縫吹掃Fig.6 Add one roller gap purging

改造之后，帶材表面的殘油大部分清除干凈，只余邊部會有一些殘油，之后再把圖5中2號除油輥投入，并把3號和4號吹掃同時(shí)投入使用，帶材表面殘油大大減少，從而可使軋制速度提高至設(shè)計(jì)最高速度450m/min，且卷取側(cè)無甩油、錯(cuò)層等情況的出現(xiàn)，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因?yàn)楹笃诎l(fā)現(xiàn)1號除油輥對于帶材表面擦劃傷比較嚴(yán)重就不再投入使用，但除油效果依舊保持很好。

(3)改進(jìn)前后除油裝置和效果對比見表1。

表1 改造前后除油裝置和效果對比Tab.1 Comparison of oil removal device and effect before and after transformation

4 結(jié)束語

在軋制工藝降低除油難度的基礎(chǔ)之上，最終需要除油裝置把殘油清除，銅帶精軋機(jī)較好的除油方式還是通過吹掃的方式，同時(shí)盡量避免帶材與在線輥?zhàn)咏佑|，減少帶材面擦劃傷，提高帶材的表面質(zhì)量，提升綜合成品率。

本文介紹了工作輥輥縫吹掃、工作輥和支承輥輥縫吹掃、清輥器、擋油板和排煙系統(tǒng)的組合使用，使銅帶精軋機(jī)帶材表面除油達(dá)到良好的效果。希望能夠給設(shè)計(jì)人員以及生產(chǎn)廠家提供參考和借鑒，用戶根據(jù)自己的機(jī)型增添除油裝置，真正達(dá)到降本增效的目的。