冷軋平整機吹掃系統技術改造

楊世勇， 曾小明， 于超超

(首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司鍍錫板事業部，河北 唐山 063200)

0 前言

首鋼京唐1 420 mm連退平整機主要用于控制帶鋼表面質量，在表面平整時帶鋼和輥子間會噴淋平整液用于潤滑和冷卻，原設計采用壓縮空氣專用噴嘴吹掃平整液，存在的問題是：速度低時平整液連續點狀殘留多，速度高時平整液呈現不規律滴落狀殘留。平整機軋制帶鋼寬度：700～1280 mm，厚度0.15～1.0 mm，殘留最多的部位是上下表面邊部，中部無規律滴狀(邊部殘留成條狀，中部殘留斑跡狀)。帶鋼升速時殘留量逐漸減小，降速時殘留量逐漸增加。帶鋼表面的殘留容易在鍍錫后形成白斑缺陷影響帶鋼表面質量，形成降級品，造成質量損失。若缺陷帶鋼直接發往客戶，在平整液殘留部位容易形成銹斑，同樣影響客戶產品的質量。

1 改造方案

原設計吹掃系統布置如圖1所示[1]。帶鋼表面的殘留容易在鍍錫后形成白斑缺陷如圖2所示。根據帶鋼表面平整液的殘留現狀，分析認為原因主要有兩個方面[2]：一是吹掃分布問題，噴嘴吹掃帶鋼的部位，吹掃距離和角度不是最佳，平整液在輥縫部位封堵不好，吹掃板面覆蓋不全，造成平整液殘留；二是吹掃壓力問題，由于吹掃效果不佳，過度增加吹掃壓力，過度吹掃造成平整液二次飛濺落在板面上形成殘留。結合生產工藝要求、帶鋼寬度變化、設備整體結構等綜合因素重新設計吹掃系統管路布置[3]。其中包括2個機架中的10個吹掃點，每個吹掃點都可按照帶鋼寬度和吹掃點的不同、選定吹掃范圍和吹掃壓力，科學定量使用壓縮空氣。另外，在重新布置吹掃的基礎上，增加空氣加熱設備，將吹掃系統壓縮空氣加熱，提高吹掃質量。

圖1 原設計吹掃系統布置圖

圖2 平整液殘留形貌

2 吹掃噴嘴改造

改造后吹掃管路系統布置如圖3所示。

圖3 改造后吹掃管路系統布置

吹掃點一：1#機架上工作輥與支撐輥輥縫吹掃，使用7只型號705噴嘴，主要是防止支撐輥少量平整液滴落到板面上導致無法吹掃干凈(SKY-11-02)。

吹掃點二：1#機架上工作輥與板面輥縫吹掃[4]，使用12只型號705噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的液體飛濺。主要是覆蓋整個輥縫，阻擋平整液從邊部輥縫間隙大量流到板面上(SKY-11-03)。集管上有防撞筋板，防止穿帶或堵料時對噴嘴的撞傷。

吹掃點三：1#機架上板面吹掃，使用14個型號705噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的液體飛濺。噴梁主要除去前段吹掃余下的平整液(SKY-11-04)。集管上有防撞筋板，集管中部安裝有氣缸可推動集管旋轉，在使用時下降到位，停機或檢修時上升到位，防止穿帶或堵料時對噴嘴的撞傷。

吹掃點四：1#機架工作輥下輥縫吹掃[5]，使用16個型號703LP噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的液體飛濺。主要除去下輥縫的少量平整液(SKY-11-05)。

吹掃點五：2#機架上工作輥與支撐輥輥縫吹掃，使用7只型號705噴嘴，主要是防止支撐輥少量平整液甩濺到板面上導致無法吹掃干凈(SKY-11-06)。

吹掃點六：2#機架上工作輥與板面輥縫吹掃，使用12個型號705噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。主要是覆蓋整個輥縫，阻擋平整液從邊部輥縫間隙大量流到板帶上(SKY-11-07)。集管上有防撞筋板，防止穿帶或堵料時對噴嘴的撞傷。

吹掃點七：2#機架上板帶吹掃，使用14個型號705噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。噴梁主要除去前段吹掃余下的平整液(SKY-11-08)。集管上有防撞筋板，集管中部安裝有氣缸可推動集管旋轉，在使用時下降到位，停機或檢修時上升到位，防止穿帶或堵料時對噴嘴的撞傷。

吹掃點八：2#機架上板面邊部吹掃，使用4個型號705LA噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行自動移動，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。主要除去因板寬和板速不同時，前段吹掃邊部余下的平整液(SKY-11-09)。在使用時行走到位，停機或檢修時退回到零位，防止穿帶或堵料時對噴嘴的撞傷。

吹掃點九：2#機架工作輥下輥縫吹掃，使用16個型號SKEYI705LP噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。噴梁與下導板安裝在一起，當防皺輥升起時，下導板退回后此吹掃作為下板面吹掃(SKY-11-10)。

吹掃點十：2#機架工作輥下輥縫吹掃，使用12個型號SKEYI705L LP噴嘴，并且能夠根據輸入的板寬信號進行分段吹掃，實現吹掃與板寬的吻合，減少機架內部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。噴梁與防皺輥座安裝在一起，加長管與噴梁可單獨拆卸，檢修防皺輥時可拆掉防止碰壞噴嘴，主要除去工作輥下輥縫殘留的少量平整液(SKY-11-11)。

10個吹掃點控制閥分別安裝在兩個閥臺上，控制點和閥臺對應情況如圖4、圖5所示，生產時調整壓力如和表1所示。

圖4 1#機架控制閥臺

圖5 2#機架控制閥臺

表1 吹掃點控制部位和調整壓力表

3 新增加熱系統

在重新布置吹掃噴嘴的位置、角度，按需要設計每個噴嘴的吹掃方式基礎上。增加壓縮空氣加熱系統，將吹掃系統壓縮空氣加熱，提高吹掃質量，降低因吹掃氣體與環境溫度相差造成的影響，減少內部結露。

空氣電加熱器參數如表2所示。壓縮空氣加熱系統是吹掃系統的輔助設備。主要提高壓縮空氣吹掃效率、避免壓縮空氣同帶鋼及平整液間的溫度差異而導致的機架內部結露、減少由于季節溫度變化而出現的板面質量差異。根據平整機吹掃系統的設計供氣量的要求，加熱系統可以調節700～1280 mm板寬變化時不同的供氣量，動態自我調整輸出功率(0～200 kW)，可實現供氣量的定量加熱，有效節約能耗。初始溫度的空氣通過管道在壓力的作用下進入電加熱器進口，沿著電加熱器內部特定的高效散熱原理設計的路徑，帶走電加熱元件表面散發出的大量熱量，在電加熱器出口達到滿足工藝溫度要求的介質溫度。加熱器上的溫度傳感器將檢測到的介質出口溫度信號傳送至智能溫控儀，經溫控儀PID運算，輸出4～20 mA電流控制信號，使加熱器輸出功率根據出口介質溫度變化而自動調整輸入功率的百分比，使系統控制在最佳狀態，控溫精度達到±3℃，從而保證該裝置完全達到工藝要求。

表2 空氣電加熱器參數表

4 效果驗證

通過對平整機吹掃系統的改造，帶鋼表面平整液殘留的問題得到了解決，平整液殘留點數由原來平均20 000點/卷降低到了4 000點/卷，滿足了質量判定要求，如圖6所示為表檢儀記錄改造前后帶鋼表面平整液殘留分布情況。另外，改造后壓縮空氣消耗由原來的6 000 m3/h降低至4 000m3/h，節省了能源的消耗，降低了生產成本。

圖6 改造前后平整殘留情況對比

4 結束語

本次技術改造將先進的吹掃噴嘴技術、空氣加熱系統與自動化控制相結合，在優化吹掃效果的基礎上，引入自動尋邊功能，實現噴嘴智能自動調節吹掃區域，有效解決了帶鋼邊部吹掃紊流影響和壓縮空氣消耗大的問題。同時引入空氣加熱系統，有效解決了冬季溫度低，水氣在機架內鋼結構結露，滴落到帶鋼上形成滴落殘留，此缺陷的解決，為產品質量提升提供了現實設備保障。