米羅剛

[摘 要]冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用技術(shù)是冷軋軋制技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié).在對比分析現(xiàn)有冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)的組成及存在的主要問題的基礎(chǔ)上，對冷軋機(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)

中圖分類號：TM 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0003-01

前言

乳化液有“軋機(jī)的血液”之稱，乳化液對冷軋過程的產(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)品競爭的加劇，對乳化液系統(tǒng)的要求也越來越高。本文將結(jié)合實際應(yīng)用，以唐鋼五連冷軋機(jī)為例，就乳化液系統(tǒng)容易產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析，通過對乳化液的穩(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，在軋制過程中起潤滑、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，乳化液流動性偏低，穩(wěn)定性較差等，針對這些問題，對乳化液系統(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） 潤滑：冷軋過程中，乳化液中的潤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滑。潤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，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，同時由于油膜的存在，使帶材和軋輥產(chǎn)生邊界摩擦，對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：軋制過程中產(chǎn)生的大量熱，主要通過乳化液帶走，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：軋制過程中乳化液對軋輥、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 簡單表示，即：在軋制過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”，實現(xiàn)油水分離，其中軋制油吸附在軋輥和帶材表面起潤滑作用，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)、過濾、溫控等功能以及使用過程中方便的管理維護(hù)手段，以此來保證系統(tǒng)良好的潤滑冷卻效果、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)共有五個軋機(jī)和三個乳化液箱體構(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)的問題及影響分析

以上描述了相對完整的乳化液系統(tǒng)，然而乳化液的應(yīng)用、維護(hù)對軋制工藝影響的研究是一個跨學(xué)科的邊緣科研課題，對于冷軋乳化液的評價、選擇、維護(hù)以及潤滑系統(tǒng)的優(yōu)化涉及到多個學(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)備自身問題以及生產(chǎn)中的使用維護(hù)為出發(fā)點，僅就乳化液系統(tǒng)導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(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） 合理選用真空過濾機(jī)公稱流量，保證足夠的過濾機(jī)流通能力，防止一部分待過濾乳化液從過濾機(jī)溢流管直接回到乳化液箱影響過濾效率，同時可以通過選用高過濾精度的過濾無紡布，提高乳化液的過濾精度，必要時還可以在系統(tǒng)中增設(shè)二次精細(xì)過濾設(shè)備（如反沖洗過濾器）。

2） 對乳化液箱內(nèi)隔板進(jìn)行調(diào)整，使撇油器周圍乳化液液面相對波動較小，同時在控制上對攪拌器和撇油器工作時區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，盡量做到攪拌完成且靜置一段時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，使回液先通過磁過濾機(jī)再進(jìn)入乳化液箱；加大磁過濾機(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)揮磁過濾機(jī)的過濾能力，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橡膠密封蝶閥更換為金屬硬密封型式蝶閥，同時對供液方向切換以及旁路循環(huán)閥門開關(guān)進(jìn)行延時控制，做到供液方式轉(zhuǎn)換瞬間相應(yīng)閥門之間有重疊開啟時間，減小系統(tǒng)管網(wǎng)的沖擊振動，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)類似于“提籃”的粗過濾裝置，可以定期取出清理。

4.實際應(yīng)用

實際使用表明，通過系統(tǒng)設(shè)備和工藝控制過程的改進(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

冷軋產(chǎn)品具有非常廣闊的使用范圍，隨著國內(nèi)冷軋技術(shù)的快速發(fā)展，國產(chǎn)冷軋產(chǎn)品尤其是高端產(chǎn)品（如汽車板、極薄板等）在市場中的份額會越來越多，要保證高質(zhì)量冷軋帶材的穩(wěn)定生產(chǎn)，對乳化液系統(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，還要考慮做到節(jié)能環(huán)保，這就需要對潤滑劑及潤滑工藝作進(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)過程中一個永恒的“課題”。

參考文獻(xiàn)

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

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