拉矯液鋼帶表面殘留改善

肖 飛

（山西太鋼不銹鋼精密帶鋼有限公司，山西 太原 030006）

本文以德國進口拉矯線為研究對象，該生產線主要生產厚度為0.02mm～0.5mm的高端不銹鋼帶材產品，廣泛應用于航空航天，手機半導體等精密元器件領域。拉矯機組運行時必須保證足量的拉矯液進入輥盒，對輥盒進行冷卻和潤滑，對鋼帶表面進行清洗，保證上工序殘留的堿液和贓物能得到徹底清洗。目前拉矯液噴淋裝置噴淋量較大，進入帶鋼通道無法揮發干凈，經常造成白印質量卷。通過分析問題的癥結噴涂量過大，噴淋精度較低，經過設計將拉矯液噴淋改為噴霧方式，有效地減少了噴涂量，拉矯液鋼帶表面殘留得到了徹底解決，對于保證高標準的產品質量具有重要意義[1]。

1 現有情況分析

（1）拉矯機組原先使用的是噴針噴淋，位置在輥盒入口部位，上下各30個噴針，覆蓋上下600板面寬度。噴淋采用電信號控制氣動換向閥，由氣壓推動噴淋截止閥進行噴淋，最小脈沖0.1s，最小間距10m。由于氣動控制具有延時效果，氣壓從打開噴淋閥到徹底關閉，0.1s的脈沖往往能噴淋0.5s～1s時間，即使更換新的氣動換向閥和噴淋閥也不能提高噴淋精度。

圖1 拉矯機的噴針噴淋系統結構

（2）過量的噴淋經過輥盒后，輥面殘留的拉矯液較多，鋼帶出輥盒到卷取機的帶鋼通道長度為15m，拉矯機組的開車速度基本在150m/min～200m/min，10s的時間拉矯液很難揮發干凈，卷到卷取機上便會有寬窄不一的白印。

（3）氣溫對拉矯液的揮發影響較大，夏天車間環境氣溫30°～40°，較利于揮發，冬天環境溫度在0°～10°，不利于揮發，更容易造成白印。冬季在帶鋼通道上方安裝有2臺熱風機，鋼帶上表面能得到改善，但由于輥道的彎曲性，下表面無法吹到熱風，效果也不明顯。

（4）針對拉矯液不能及時揮發的情況，對噴淋參數也進行了設置，噴淋間距由原來的40m～60m也放寬到80m～150m，但這樣就造成剛噴時拉矯液過多，后間距拉矯液太少，效果不是太好。噴淋區間上下均分為123區，1區控制1、6噴淋閥，2區控制2、5噴淋閥，3區控制3、4噴淋閥。通過關閉部分區間確實減少了噴淋量，但鋼帶表面噴淋不均勻會造成輥盒潤滑冷卻不均勻，出口側拉矯液呈帶狀分布，不利于揮發[2]。

2 改進過程和效果

有效減少噴淋量必須要改變原有的噴涂模式，而精密噴涂的升級和改造光靠已有的技術很難實現。和原設備生產廠家德國B+S公司交流后，我們知道我們現有的噴針噴涂方式在2012年已經被淘汰。因為噴針噴淋量較大很難控制，拉矯液殘留在其他使用廠家普遍存在，為了改變這種情況，他們已經升級為噴霧系統，已經徹底解決了噴針噴淋帶來的各種問題。

因為設備安裝布局限制，噴霧系統必須在現有的噴淋位置進行替換。噴霧系統包括壓力裝置、霧化發生裝置、噴嘴管道系統、電控系統組成。需要將原有噴淋設備全部拆除，安裝新系統并進行調試。經詢價，整套噴霧系統全部進口改裝成本40多萬，可不可以盡量利用原有噴淋系統，將噴針改造成霧化噴嘴呢？這樣就可以節約不少成本[3]。

經過查閱資料和上網搜尋，我們發現電子噴槍可以實現這一精密噴涂功能，只需要2公斤～6公斤的低壓流體和電控信號，便可以實現最小0.001s的精密噴涂。這一條件現場要求剛好能滿足：原噴淋系統有一套拉矯液壓力罐，通入壓縮空氣可將拉矯液加壓，輸出的拉矯液壓力范圍在0公斤～6公斤范圍；電控信號也可從原控制系統中取得。

通過聯系到專業噴涂廠家斯普瑞，拿到一個電子噴槍和控制盒的樣品，在現場進行了簡單的噴霧測試，噴霧控制精度完全達到要求，噴霧量調節范圍非常大，效果得到生產方的認可，于是噴霧改造計劃正式開始實施。

確定噴槍數量、角度和高度：根據現場來料寬度一般在580mm～620mm，決定噴霧覆蓋面為600mm。為了降低成本減少噴槍安裝數量，噴霧角度選擇120°，噴霧效果為扇形，單個噴槍可覆蓋200mm，上下全部板面全部覆蓋需要6個噴槍，這樣原系統分三區剛好能對應上下一組噴槍。經測試單個噴槍噴出的霧化顆粒在離噴頭80mm～100mm的位置達到最佳效果，既不會造成大量水珠凝結，也不會造成霧化氣體飛散。為了保證噴頭與板面的距離可調，形成最佳覆蓋效果，在制作上下噴槍固定支架時需要制作成可調節高度的。下面為安裝完成效果圖。

圖2 上下噴霧裝置現場設備

噴霧調試：①手動噴霧：按下操作界面清洗鍵，上下6個噴頭同時進行噴霧。（符合要求）。調整上下噴槍高度，距離板面高度8cm左右，保證板面霧化全部覆蓋。②自動噴霧：設置噴霧間隔10m，脈沖0.5s，噴霧量80%，壓力80%，設備基速（15m/min）運行，電子噴槍按照設置進行間隔噴霧。（符合要求）。③區間噴霧：通過開關1.2.3區設置，觀察到噴霧區間也隨之發生變化。（符合要求）。

通過不斷調整噴霧參數保證噴霧量的合適值，既能滿足清洗鋼帶的要求，出輥盒上卷取機后不會產生殘留，也能及時對輥盒進行冷卻，保證輥系壽命。最終摸索出大概的參數范圍如下：噴淋脈沖時間0.2s，暫停路徑60m，壓力80%。后續需要繼續優化拉矯液噴霧的參數設置，因為系統變化原來的工藝經驗都發生改變，需要慢慢摸索以達到最佳的噴霧效果。

3 結語

本文通過分析鋼帶表面拉矯液殘留產生的原因，找到了問題的癥結噴涂量過大，通過噴淋到噴霧的噴涂方式改變，有效地控制了噴涂量，解決了質量卷頻出，故障頻發，維護費用高昂的系列問題，創造了很大經濟效益。