單機(jī)架冷軋機(jī)工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)改進(jìn)及優(yōu)化

吳冬梅

（山鋼股份濟(jì)南分公司薄板廠，山東濟(jì)南 250101）

經(jīng)驗(yàn)交流

單機(jī)架冷軋機(jī)工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)改進(jìn)及優(yōu)化

吳冬梅

（山鋼股份濟(jì)南分公司薄板廠，山東濟(jì)南 250101）

針對(duì)單機(jī)架冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)運(yùn)行中存在的乳化液濃度異常波動(dòng)、帶鋼表面殘留量大等問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)供液管道、乳化液箱體及輔助設(shè)施進(jìn)行了改造。改造后乳化液濃度變化趨于穩(wěn)定，同時(shí)鋼板表面殘油量從最高673.5 mg/m2降低到223 mg/m2，帶鋼表面質(zhì)量得到改善的同時(shí)軋制油耗大幅降低。

冷軋機(jī)；潤(rùn)滑系統(tǒng)；乳化液；表面質(zhì)量

1 前言

濟(jì)鋼薄板廠六輥可逆式冷軋單機(jī)架軋機(jī)投產(chǎn)以來(lái)，帶鋼表面清洗困難，清潔性差，造成下游工序黑帶或清洗時(shí)間長(zhǎng)，工序消耗大。經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)帶鋼表面殘油較多，且在生產(chǎn)過(guò)程中該乳化液濃度波動(dòng)較大，相鄰班次之間乳化液濃度差達(dá)到2%以上。另外，軋制薄規(guī)格需要保證極好潤(rùn)滑，只能采用高濃度軋制，個(gè)別班次達(dá)到5%以上。乳化液系統(tǒng)在冷軋過(guò)程中起著非常重要的作用，關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，其設(shè)計(jì)不僅要考慮供液能力、冷卻能力，還要考慮所使用的乳化液類型，針對(duì)彌散型乳化液，乳化液系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要［1-2］。

為此，如何穩(wěn)定乳化液濃度，并保證薄規(guī)格帶鋼順利生產(chǎn)，以及減少帶鋼表面殘留乳化液，成為該機(jī)組亟待解決的問(wèn)題。

2 軋機(jī)乳化液系統(tǒng)存在的問(wèn)題

單機(jī)架軋機(jī)乳化液系統(tǒng)流程為：乳化液油箱—供液泵—板式冷卻器—供液管道—軋機(jī)—軋機(jī)槽管回流—回液箱（4個(gè)提籃過(guò)濾器）—循環(huán)返回泵組—真空過(guò)濾器—乳化液油箱。同時(shí)乳化液工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)可自成1個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行自循環(huán)，回液泵將乳化液輸送到平床過(guò)濾器，過(guò)濾后的乳化液進(jìn)入乳化液油箱（污液腔），污液腔內(nèi)設(shè)置1臺(tái)磁過(guò)濾器和3組帶式撇油器，用于凈化乳化液；凈油腔內(nèi)設(shè)置了兩臺(tái)攪拌器，用于保持乳化液的均一性。潔凈的乳化液由供液泵經(jīng)過(guò)噴射閥架?chē)娚涞杰垯C(jī)或停機(jī)時(shí)通過(guò)軋機(jī)的配油盤(pán)進(jìn)行自循環(huán)。系統(tǒng)主要設(shè)備配置和主要技術(shù)參數(shù)：乳化液箱體積為120 m3，其中回液箱為25 m3；乳化液供液系統(tǒng)流量、壓力及電機(jī)功率分別為7 000 L/min、1.0 MPa和132 kW；回流系統(tǒng)的流量、壓力及電機(jī)功率分別為7 200 m3、0.3 MPa 和55 kW，電機(jī)均為1用1備。

單機(jī)架軋機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中，因乳化液系統(tǒng)造成產(chǎn)品質(zhì)量異常和生產(chǎn)節(jié)奏間斷時(shí)有發(fā)生。乳化液系統(tǒng)不正常運(yùn)行導(dǎo)致乳化液濃度異常，其原因?yàn)椋?/p>

1）單機(jī)架軋機(jī)乳化液流量較低，增加了乳化液完全循環(huán)的時(shí)間，導(dǎo)致乳化液相對(duì)靜止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；2）乳化液箱體內(nèi)設(shè)計(jì)的擋板導(dǎo)流方向不合理，擋板高度阻礙了乳化液的流動(dòng)，乳化液在箱體內(nèi)形成不流動(dòng)的死區(qū)；3）乳化液回流箱設(shè)計(jì)限位過(guò)高，回流電機(jī)啟停頻繁，不利于乳化液的快速循環(huán)；4）攪拌器葉輪設(shè)計(jì)不合理，沒(méi)有形成有效的渦流和漩渦，攪拌效率低下；5）取樣位置設(shè)計(jì)在乳化液箱底，離軋機(jī)噴淋位置較遠(yuǎn)，因乳化液循環(huán)不暢，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果忽高忽低，不能真實(shí)反映軋機(jī)軋制實(shí)際濃度，無(wú)法給乳化液的補(bǔ)油補(bǔ)水提供參考數(shù)據(jù)，造成人工操作頻繁加軋制原油。

3 軋機(jī)乳化液系統(tǒng)改造及優(yōu)化

3.1 供液泵出口管道增加自循環(huán)管道

原設(shè)計(jì)中在軋機(jī)短暫停機(jī)和換輥時(shí)，為了不使乳化液系統(tǒng)頻繁啟停，供液泵輸出的流量（7 000 L/ min）經(jīng)過(guò)噴射閥架上的循環(huán)支路（管徑140 mm）直接進(jìn)入軋機(jī)乳化液回收槽中，循環(huán)支路的小管徑和供液泵的大流量造成管路里乳化液流速較快，主管道壓力過(guò)高，在乳化液噴射、乳化液循環(huán)切換和軋制道次切換瞬時(shí)管道振動(dòng)劇烈，由此損壞供液泵，導(dǎo)致泵口長(zhǎng)期泄漏乳化液，造成泵口泄壓，導(dǎo)致流向軋機(jī)的乳化液流量偏小。在乳化液流量不足的情況下進(jìn)行軋制，下機(jī)帶鋼溫度高達(dá)150℃，有時(shí)鋼卷發(fā)藍(lán)。

對(duì)單機(jī)架軋機(jī)乳化液循環(huán)系統(tǒng)壓力源進(jìn)行分析，降低循環(huán)過(guò)程壓力，在供液泵出口增加1根自循環(huán)管道，與原先循環(huán)管道同步啟停，兩組管道共同循環(huán)，降低循環(huán)系統(tǒng)壓力，此方法施工方便且便于增加控制系統(tǒng)。利用中修時(shí)間，在供液泵出口管道增加1條自循環(huán)管道，直接通向乳化液箱，同時(shí)保證該自循環(huán)管道與原先通向收集槽的循環(huán)管道同步開(kāi)關(guān)，循環(huán)壓力由原先的0.8 MPa降到了0.25 MPa，降低壓力效果非常明顯，供液管道震動(dòng)大幅降低。改造實(shí)施后，延長(zhǎng)了供液泵的使用壽命，同時(shí)軋制過(guò)程乳化液流量增大，降低了卷溫，循環(huán)加速，增加了乳化液的循環(huán)頻率，縮短了乳化液完全循環(huán)時(shí)間，加快了油水乳化。

3.2 合理安排乳化液箱體內(nèi)擋板

該系統(tǒng)使用的是彌散型乳化液，在5 min內(nèi)乳化液就會(huì)完全油水分離。擋板1阻礙了乳化液油層的流動(dòng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察和分析，在該區(qū)域聚集了很厚的油層。針對(duì)這一情況，對(duì)該擋板進(jìn)行加高，由1.8 m加高到2 m，同時(shí)在該擋板上距離箱體底部1.8 m處為圓心位置挖出4個(gè)直徑30 cm的洞，將原來(lái)的瀑布溢流改為圓洞沖擊流，即在乳化液沖擊時(shí)油層能順利進(jìn)入凈油箱，減少軋制油堆積。擋板3的存在不適合于彌散型乳化液，嚴(yán)重阻礙乳化液的流動(dòng)，撤掉擋板3。發(fā)生雜油泄漏事故后，采用停機(jī)靜止半小時(shí)，集中撇油的方式來(lái)撇除雜油。擋板改造最大程度地減少了影響乳化液流動(dòng)性的因素，減少了軋制油聚集。

3.3 降低乳化液回流箱限位

平床過(guò)濾器過(guò)濾后的乳化液到達(dá)回液箱，當(dāng)液位達(dá)到1.1 m時(shí)就會(huì)啟動(dòng)回流泵將乳化液回流至乳化液箱污油腔，該設(shè)計(jì)限位在運(yùn)行中常常發(fā)生乳化液外溢事件。原因有兩方面：一是平床過(guò)濾器輸送過(guò)來(lái)的乳化液流量大于回液箱輸入乳化液污油箱的流量；另一方面是限位太高，乳化液沒(méi)有及時(shí)輸出。通過(guò)調(diào)整限位使得當(dāng)回液箱液位達(dá)到0.9 m時(shí)啟動(dòng)泵，將乳化液快速泵入乳化液污油箱，加速乳化液的循環(huán)。

3.4 更換帶雙葉輪的攪拌器

乳化液系統(tǒng)在凈油腔設(shè)置了兩臺(tái)攪拌器，攪拌器轉(zhuǎn)速為282 r/min，由于該乳化液是彌散型乳化液，容易發(fā)生油水分離，因此液面上部很容易聚集軋制油，攪拌器的葉輪設(shè)置距離箱底為0.8 m，該位置無(wú)法將表面的油層攪動(dòng)到乳化液內(nèi)部。通過(guò)觀察乳化液常規(guī)液位，設(shè)計(jì)了雙葉輪的攪拌器，在距離底部葉輪0.8 m的位置增加1個(gè)葉輪，該葉輪能夠使上層浮出軋制油快速進(jìn)入乳化液中，雙葉輪模式很好地解決了軋制油上浮聚集的問(wèn)題，整個(gè)乳化液短時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定彌散狀態(tài)。

3.5 優(yōu)化取樣位置

原設(shè)計(jì)在乳化液箱體上部、中部有兩個(gè)取樣口，對(duì)于彌散型乳化液所測(cè)濃度不能真實(shí)反映軋制時(shí)的乳化液濃度，而且原乳化液上層常發(fā)生軋制油聚集，上下層濃度差異較大。為此，在機(jī)架間增設(shè)了取樣口，從噴射管道引出1條取樣管道，該位置的乳化液能夠代表實(shí)際軋制濃度，使得數(shù)據(jù)具有可參考性。

4 改造效果

通過(guò)對(duì)單機(jī)架冷軋機(jī)乳化液系統(tǒng)的箱體系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、液位控制和取樣點(diǎn)等多方面改造，達(dá)到相鄰班次的乳化液濃度波動(dòng)由2%降低到1%以內(nèi)，乳化液濃度變化趨于穩(wěn)定；同時(shí)鋼板表面的殘油量由原來(lái)的最高673.5 mg/m2降低到223 mg/m2，改造后鋼板表面的清潔性有了明顯改善。消除了因系統(tǒng)設(shè)計(jì)引起的乳化液濃度波動(dòng)，使乳化液濃度滿足軋制的同時(shí)，降低了帶鋼表面殘留，提高了帶鋼表面質(zhì)量。同時(shí)極大程度地降低軋制油消耗，也方便了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)使用管理。

［1］毛召芝.六輥單機(jī)架冷軋機(jī)組乳化液系統(tǒng)的故障分析及優(yōu)化改造［J］.冶金設(shè)備，2013（2）：88-92．

［2］熊小保，何野波.冷連軋乳化液系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討［J］.冶金設(shè)備，2012（2）：147-149．

TG335.5

B

1004-4620（2015）03-0070-02

2015-04-20

吳冬梅，女，1980年生，2006年畢業(yè)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份濟(jì)南分公司薄板廠工程師，從事產(chǎn)線介質(zhì)維護(hù)管理工作。