淺析鋁板帶水清洗系統配置及優化設計

王 鵬，馬 馳

（1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039；2.安徽楚江科技新材料股份有限公司，安徽 蕪湖 241000）

本文分析當下國內多數應用水洗技術的鋁加工企業的系統配置并提出優化方案，以供水清洗系統工藝的改進和產品質量的提升。

1 目前水洗系統的配置及優化

鋁板帶水清洗系統的配置按功能劃分為如下三大模塊：清洗裝置（包括高壓清洗機、刷洗裝置、低壓漂洗機）、擠干及烘干單元，水處理系統（包括水路的循環、水壓的控制、水的加熱、水的過濾）。

1.1 清洗裝置

圖1 清洗裝置示意圖

清洗裝置的配置一般如上圖所示，帶材經過高壓清洗機：①噴射的高壓熱水來擊落或打散表面雜質，然后經過刷洗裝置；②進一步刷洗帶材表面，刷掉鋁粉等，最后通過低壓漂洗機；③的沖洗完成水清洗過程。

常規配置中高壓清洗機中配有刷輥，高壓清洗的同時進行刷洗，由于機內水壓高，容易造成刷毛倒伏，急劇縮短刷輥壽命，為此，很多廠家為了節約成本，不投入刷輥使用，以致清洗效果差[2]。針對此問題可將高壓清洗機內的刷輥取消，并增加刷洗裝置刷輥的數量來延長刷輥的壽命和刷洗效果，優化后的配置如下圖所示：

圖2 優化后的清洗裝置

1.2 擠干及烘干單元

本功能模塊中一般配備兩組擠干輥和烘干箱。

（1）一般配置兩組擠干輥在漂洗機后面，來擠除帶材表面的水，擠干輥看似結構簡單，功能實則重要，擠干效果如果直接關系到后續烘干效果。如果擠干效果差，烘不干；如果擠干水漬不均勻，后期烘干會在帶材表面留下漬印，造成產品不合格；冷凝后的水滴又落在擠干后的帶材上；目前很多企業存在以上問題，造成生產速度降低或者廢品率過高。

根據帶材寬度及工藝要求選用合適的包膠材料及包膠硬度，如寬幅帶材的擠干，可以選用丁腈橡膠并適當下調包膠層硬度，同時加工成帶凸度的輥型，可以達到期望的擠干效果。但是如果生產工藝上帶材寬度變化大就不適用這種方案，窄帶材對輥子造成損傷后再生產厚帶材，容易產生壓痕。因此調整擠干輥設計要根據生產工藝安排以及使用成本等綜合考慮進行優化。

為了避免冷凝水滴落與擠干后帶材上，可在擠干輥的橫梁下方設置煙罩，防止水汽凝結滴落。改進的煙罩如下圖所示：

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圖3 煙罩

煙罩內設置保溫層和加熱層，來消除水汽和環境的溫度差，從而避免水汽的冷凝。

（2）烘干箱存在如下問題：

箱體內的空氣經加熱后，靠風機在腔體內循環，由于帶材要通過箱體，箱體不能做到完全封閉，這就造成了風機進行熱風內循環的同時，吸入了外部的冷風，降低了箱體出入口的溫度，并且如果帶材比較寬，會造成烘干不均勻的情況，如此，機列速度高的情況下，必定會影響烘干效果。

帶材經過烘干箱加熱，帶材表面的水蒸發形成的水蒸氣大量聚集在箱體內，以致箱體內部濕度越來越大，帶材出了烘干箱，帶材表面攜帶的水汽又冷凝成水，造成表面有水印存在，在寒冷地區的生產線，此問題尤為突出。

為此，本文提出了如下圖所示的烘干原理，以期達到良好烘干效果：

圖4 優化后的烘干原理

此烘干技術較傳統方法新增加一套熱風補充裝置，靠其在箱體內形成為正壓，防止外部冷風吸入的同時，又能將箱體內的濕度降低，從而避免了水汽出了箱體凝結且加熱不均勻的問題，對提高機列速度有很大幫助。

1.3 水處理系統

水處理系統的穩定可靠直接關系到清洗效果。現存的很多水處理系統存在如下問題：水路的循環、水加熱、水過濾。

（1）將線內用過的污水集中到一個箱體，然后通過污水泵打到污水箱。這樣設置對泵的穩定性高，同時要做很多連鎖來控制泵的啟停，比較繁瑣。可取消污水回流泵，將線外箱體做成下沉式，用自然回流的方式來實現污水的回流，這樣既減輕了整個系統的控制壓力和故障隱患點，又使機組在地面上的視覺規整，不凌亂。

（2）污水與加熱器直接接觸，造成加熱器容易結垢，大大減少了加熱器的使用壽命。可配置一套熱水循環裝置，熱水箱用去離子水獨立加熱，獨自有提要循環回路來保證水的潔凈度。通過換熱器來對在線用水進行加熱，從而延長加熱器使用周期。

（3）低壓漂洗的凈水只靠后面兩排噴嘴進行沖洗和補水，事實上，漂洗下來的雜質相當于在漂洗箱內自循環，僅靠補充的凈水溢流來稀釋“污水”，這樣就造成了對帶材的漂洗效果差。可將過濾精度高的板式過濾機單獨用于漂洗這一路水循環，讓整個低壓漂洗的在線用水是相對純凈的。為了節約成本，將高壓清及刷洗裝置的過濾換成濾精度稍差的袋式過濾器，只需定期清理污物即可。

圖5 水洗系統原理圖

優化后的水系統原理圖如上圖所示：

線內箱體水的回流采用自然回流方式；

配備一臺熱水循環裝置，通過板式換熱器在線加熱線內箱的用水；

高壓清洗、刷洗裝置部分的污水用過濾精度稍差的袋式過濾器過濾。

高壓清洗和刷洗裝置共用的污水箱、板式過濾器污水箱、板式過濾器凈水箱，三個功能箱體合為一個大箱體，結構緊湊，節省傳動側空間。

2 結語

由于水清洗技術成熟，使用和維護成本低，并且對自然環境和操作環境友好，被廣泛應用于各鋁板帶生產廠商的清洗線中，對整個水清洗系統的優化升級后能進一步提高鋁板帶材表面質量。