高強連退線板帶清洗優(yōu)化的研究

白瑞召，王 剛

(河北鋼鐵集團邯鋼公司邯寶冷軋廠，河北 邯鄲 056015)

近些年來，中國汽車行業(yè)高速發(fā)展。面對汽車安全性與輕量化要求的不斷提高，高強汽車用鋼逐漸被大量應用。由于在產品制作過程中高強鋼基板表面附著的殘鐵、殘油量高，基板過清洗段清洗質量差，影響高強鋼產品質量提升[1-3]，因此提升板帶清洗質量尤為重要。

1 宏觀缺陷

在冷軋連續(xù)退火生產線，板帶連續(xù)退火前需要經過清洗段堿性清洗，以帶走之前工藝中黏在帶鋼表面上的殘油和鐵粉，確保帶鋼進入下一道工藝時有一個清潔的表面。堿性清洗所用堿液是純堿液用水稀釋后符合規(guī)定電導率的混合液?；旌弦航涍^管道循環(huán)進入噴淋槽、刷洗槽，通過噴嘴對帶鋼進行清洗。然而在純堿液稀釋的過程中，堿液遇水會產生大量的泡沫，污染現(xiàn)場環(huán)境。泡沫也會通過循環(huán)管道進入噴淋系統(tǒng)和刷洗系統(tǒng)隨著堿液噴到帶鋼上，嚴重影響帶鋼清洗效果，如圖1所示。其次在帶鋼清洗過程中，帶鋼表面上的雜質會隨清洗介質回流到循環(huán)罐里，如果循環(huán)罐里的清洗介質得不到及時更換，就會越來越臟，勢必會影響到噴淋段及刷洗段的清洗效果。同時帶鋼在通過熱水漂洗后，經擠干輥擠壓，帶走其表面的水分，如果產線速度適中，烘干機有足夠能力將殘留的水分烘干，那么帶鋼以潔凈的表面進入到加熱爐正常生產。但如果產線滿負荷生產，烘干機有時來不及烘干帶鋼，帶鋼就帶著殘留的水分進入到加熱爐，污染爐內氣氛，增大爐輥結瘤的可能性，進而影響到產品質量。

圖1 清洗效果差的帶鋼圖片

2 優(yōu)化改進措施

2.1 堿液加注系統(tǒng)優(yōu)化

為解決上述問題以提高帶鋼表面的清潔度，對堿液消泡劑加注系統(tǒng)進行了優(yōu)化。我們設計了一種冷軋連退清洗段堿液消泡劑加注系統(tǒng)，如圖2所示。首先向1#消泡劑儲存罐1中加裝消泡劑與水的混合液，消泡劑與水的體積配比為1∶3；向2#消泡劑儲存罐11中加裝純度為100%的消泡劑；然后控制2#循環(huán)泵9的流速為1m/小時，按照每間隔20分鐘抽加15秒的頻率將2#消泡劑儲存罐11中的消泡劑打入堿液罐1中，消除堿液罐2中的大部分的泡沫；控制1#循環(huán)泵4以每36小時抽加1m的流速將1#消泡劑儲存罐1中的消泡劑與水的混合液打入堿液罐2中，以輔助消除堿液罐2內剩余的泡沫?，F(xiàn)場改造系統(tǒng)能夠完全消除稀釋堿液過程中產生的泡沫，提升帶鋼清洗效果，提升清潔生產。

1-1#消泡劑儲存罐；2-堿液罐；3-手動截止閥；4-1#循環(huán)泵；5-1#循環(huán)管道；6-手動截止閥；7-噴灑頭(圖3)；8-2#循環(huán)管道；9-2#循環(huán)泵；10-手動截止閥；11-2#消泡劑儲存罐

圖3 噴灑頭

2.2 清洗段自動排液系統(tǒng)優(yōu)化

針對自動排液系統(tǒng)設計改造了一種包括循環(huán)罐和安裝于循環(huán)罐底部的排液管道的冷軋清洗段自動排液系統(tǒng)，如圖4所示。排液管道包括水平布置的排液管2、與排液管2平行的排液管7、用于連接排液管2和排液管7的連接管5，連接管5與排液管2、排液管7相互垂直。排液管2的左端與循環(huán)罐1的底部連接，右端連接一組法蘭4，當排液管2被循環(huán)罐1中的雜質堵塞時，可方便打開法蘭4進行清理。排液管2的管體上開孔與連接管5的上端連接，連接管5的下端連接一組法蘭6，當連接管5被循環(huán)罐1中的雜質堵塞時，可方便打開法蘭6進行清理。連接管5的管體上開孔與排液管7的左端連接。排液管7上安裝有自動排液閥9，自動排液閥9與氣動執(zhí)行器10電連接，通過自動執(zhí)行器9控制自動排液閥9的開關。排液管2上還安裝有手動截止閥3。

1-循環(huán)罐；2-排液管；3-手動截止閥；4-法蘭；5-連接管；6-法蘭；7-排液管；8-排液管；9-自動排放閥；10-氣動執(zhí)行器

本系統(tǒng)通過氣動執(zhí)行器9控制自動排液閥9的開關，可定時實現(xiàn)循環(huán)罐1中清洗廢液的外排。排液管2和排液管7相互平行，排液管2的右端口和連接管5的下端口各設計一組法蘭連接。當管路堵塞時，可以直接打開法蘭清理管道里的雜物，有效地提高了處理管道堵塞的工作效率?？啥〞r實現(xiàn)循環(huán)罐中清洗廢液的自動外排，同時排液管道不易堵塞，堵塞時清理方便，從而保證循環(huán)罐中清洗介質的及時更換，提升帶鋼清洗質量。

2.3 清洗段吹掃系統(tǒng)優(yōu)化

針對上述帶鋼表面烘干存在的問題進行優(yōu)化改造，提供一種可有效地將帶鋼上的水分吹掃干凈的清洗段吹掃裝置，如圖5所示。本裝置主要包括：包括氣動閥臺1、電磁閥2、手閥3、氣動管4、氣動管路5、噴嘴支架6、帶鋼7、氣動接頭8；噴嘴9、漂洗槽10、擠干輥11、內螺紋連接孔12、氣動軟管13、螺栓孔14、烘干箱15。上噴嘴通過與螺栓孔配合的螺栓轉動連接在上噴嘴支架上；氣動管路5與上噴嘴支架焊接在一起；氣動閥臺、氣動管路4、電磁閥2、手閥3、氣動管路5通過管路中間位置與噴嘴系統(tǒng)連通；氣動管路5通過氣動軟管13、氣動接頭8連接噴嘴9。其特征還在于：氣動管路5與上噴嘴支架6焊接在一起，每隔8～12 cm設有一內螺紋連接孔12；噴嘴轉動連接在噴嘴支架上。帶鋼上、下兩側設有上噴嘴支架和下噴嘴支架，支架下邊緣距離帶鋼垂直距離為15～20 cm；上、下噴嘴支架上各連接有一組噴嘴，該噴嘴為扁平狀空氣噴嘴。噴嘴通過螺栓轉動連接在上、下噴嘴支架上；每組噴嘴數(shù)量均為12～16 個；上、下噴嘴支架固定在帶鋼左右兩側的鋼結構上。每組噴嘴分列在兩個支架上；噴嘴在帶鋼上的投影與帶鋼運行方向成30°～60°角，噴嘴所在的平面與帶鋼所在的平面的夾角為30°～60°。采用上述技術方案可將噴嘴轉動連接在噴嘴支架上，使噴嘴可以360°旋轉，在沿帶鋼運行方向A經過漂洗槽10及經過最后一組擠干輥11之后，安裝在帶鋼上下兩側氣動管路支架上的上噴嘴支架6下邊緣距離帶鋼7垂直距離為15～20 cm，上噴嘴9通過螺栓轉動連接在上噴嘴支架6上，氣動管路4與上噴嘴支架6焊接在一起，每隔8～12 cm設有一內螺紋孔12；氣動管路4通過氣動軟管13、氣動接頭8連接噴嘴9；氣體由氣動閥臺1輸入，經過氣動管4正中間位置進入噴嘴系統(tǒng)。這樣可根據(jù)需要調整噴嘴角度，使之達到最佳的噴吹效果，有效地將殘留在帶鋼表面的水分吹掉，使其以更佳的表面質量進入到下一工序烘干箱15，從而保證帶鋼質量。

1-氣動閥臺；2-電磁閥；3-手閥；4-氣動管；-5氣動管路；6-噴嘴支架；7-帶鋼；8-氣動接頭；9-噴嘴；10-漂洗槽；11-擠干輥；12-內螺紋連接孔；13-氣動軟管；14-螺栓孔；15-烘干箱

3 應用前后的效果對比

通常在對純堿液稀釋的過程中，堿液遇水會產生大量的泡沫，泡沫會通過循環(huán)管道進入噴淋系統(tǒng)和刷洗系統(tǒng)隨著堿液噴到帶鋼上，嚴重影響帶鋼清洗效果。同時，大量泡沫的產生增大了刷洗板帶的刷輥與板帶間的摩擦力，造成刷輥表面的刷毛磨損加劇，大幅度縮短了刷輥使用壽命，增加了生產成本。為消除泡沫，現(xiàn)有技術中常直接將消泡劑加入到循環(huán)灌堿液中。生產實踐表明，此種加注方式無法完全消除泡沫，導致板帶清洗效果差并且循環(huán)罐泡沫溢出四處飛濺，污染現(xiàn)場環(huán)境；而且消泡劑使用過多會導致多余的消泡劑與堿液發(fā)生物理反應形成大塊的粘狀物，清理困難且污染環(huán)境。另外，如果循環(huán)罐里的清洗介質得不到及時更換，直接影響到帶鋼在噴淋段及刷洗段的清洗效果。再者產線原設計的排液系統(tǒng)，管道口徑小，排液能力差，結構簡單，管道易被雜物堵塞。在產線滿負荷生產時，烘干機有時來不及烘干帶鋼，帶鋼就帶著殘留的水分進入到加熱爐，污染爐內氣氛，增大爐輥結瘤的可能性，亦會影響到產品質量。

三種系統(tǒng)改進優(yōu)化后完全可以精準控制消泡劑的添加量，杜絕消泡劑添加過量與堿液發(fā)生物理反應形成的大塊粘狀物對環(huán)境的污染，使消泡劑更均勻的噴灑在堿液表面，實現(xiàn)最佳最快的消泡效果，消除稀釋堿液過程中產生的泡沫，使堿液罐內始終保持無泡沫狀態(tài)。同時吹掃裝置優(yōu)化后，提升了帶鋼表面質量(如圖6所示)，為后續(xù)工藝提供高表面質量的板帶。其次在無泡沫的堿液潤滑下，刷輥與板帶間的摩擦力減小，刷輥表面的刷毛消耗量減少，大幅度提升了刷輥使用壽命，降低了備件成本，平均每月節(jié)省20萬元，同時因清洗差表面改判率從應用新技術前的0.52%下降到0，增效280萬元。

圖6 優(yōu)化后帶鋼表面清洗質量

4 結語

針對高強連退板帶清洗段優(yōu)化進行了研究，通過優(yōu)化堿液加注系統(tǒng)，優(yōu)化清洗段自動排液系統(tǒng)，優(yōu)化清洗段吹掃系統(tǒng)等措施，有力地控制了因清洗造成的質量問題的發(fā)生,并實現(xiàn)了降本增效、穩(wěn)定生產，因清洗差導致的帶鋼表面改判率從應用新技術前的0.52%下降到0，平均每月節(jié)省20萬元，創(chuàng)造了較大的經濟效益。