鋁板帶材表面真空除油機(jī)組的研發(fā)與應(yīng)用

張志貴，龔壽平，劉 煜，劉靜安

（1.咸陽大田機(jī)械有限公司，咸陽712000；2.安徽楚江集團(tuán)，蕪湖241000；3.西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶401326）

1 鋁板帶表面?zhèn)鹘y(tǒng)的除油方式

從早期的金屬板帶軋制引入軋機(jī)油一開始，除油問題隨之而生，到目前為止除油手段歸納起來有以下幾種：

（1）膠輥除油。擠干輥除油是最原始的除油方式，其主要部件為用上、下兩支橡膠輥進(jìn)行擠壓來去除帶表面的油液，達(dá)到除油的目的。橡膠的選材一般選用能夠耐油的丁晴橡膠。橡膠最大的優(yōu)點(diǎn)在于便宜。但是由于橡膠輥本身不能吸油，而其最大的缺陷是油擠不干凈，特別是在軋機(jī)速度較高時(shí)尤為突出；其次在板帶邊部有毛刺時(shí)常容易劃傷，表面還會(huì)扎入金屬粉末劃傷板帶。

（2）壓縮空氣吹掃。這種方法是板帶生產(chǎn)最常見的方法，通常在軋機(jī)的出口側(cè)設(shè)置氣刀吹掃裝置，其原理主要是通過壓縮空氣將板帶上的油吹掉。這種方法在低速下尚可使用，在高速的狀況要吹掉粘在帶材表面的油則勢(shì)必要增大壓力及流速，從而產(chǎn)生較大的油霧二次附著，更重要的污染整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境。

（3）無紡布輥除油。這種輥?zhàn)邮怯梢环N內(nèi)部多孔組織，且能吸濕的無紡布制成。最早由美國3M生產(chǎn)，俗稱“千年輥”，但因售價(jià)太高、維護(hù)不便，使不少廠家望而生畏，而讓用戶難以大量采用。國內(nèi)已由咸陽大田機(jī)械有限責(zé)任公司經(jīng)多年努力，研制出了同類產(chǎn)品-無紡布多用輥，其性能完全可以和進(jìn)口產(chǎn)品媲美，價(jià)格用戶完全可以接受，目前已被國內(nèi)外眾多用戶所采用，已獲得國家實(shí)用新型專利。

除了以上幾種方法之外，目前還有諸如刮油條除油、小輥除油等多種除油方式，甚至還有幾種方法相結(jié)合除油，其方法可以說是五花八門，但至今并未有一種被公認(rèn)的簡易、高效的除油方法。

2 新型除油機(jī)組的組成與工作原理

2.1 真空除油機(jī)組的組成

真空除油機(jī)組主要由四部分組成，如圖1所示。

圖1 真空除油機(jī)組主要組成及布置

2.2 多股絲刷輥的結(jié)構(gòu)與作用

采用尼龍PP6材質(zhì)，一根直徑1.20mm的尼龍絲內(nèi)包含幾百根的細(xì)纖維，在板帶受壓力接觸的情況下，可形成平整的一個(gè)摩擦平面，不會(huì)劃傷板面，同時(shí)會(huì)有效地將板面上的油污與金屬粉末隔除掉，見圖2。

圖2 多股絲刷輥示意圖

2.3 無紡布擠干輥的真空除油原理

傳統(tǒng)的橡膠輥的擠干完全是靠橡膠體和鋼板之間的緊密結(jié)合硬性地將液體擠掉。而無紡布擠干輥則是充分利用了無紡布自身的多孔性和吸濕性。從圖3中可以看出，在一定的壓力下輥體的體積縮小而密度增加。當(dāng)輥體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被壓縮的部分會(huì)回彈，形成真空狀態(tài)，板帶表面的液體被吸入輥體。在傳動(dòng)動(dòng)力的壓力下，輥體再次被壓縮，輥體的空氣和液體被擠出，見圖3。

圖3 無紡布擠干輥工作原理圖

利用無紡布輥的擠干功能先將板帶上的大部分油污擠掉。經(jīng)過2支無紡布輥的擠油，經(jīng)測(cè)算板帶表面的殘余油量可減少到600mg/m2左右。

3 鋁板帶真空擠干機(jī)的研發(fā)

真空擠干機(jī)是咸陽大田公司研制出的具有發(fā)明專利的最新產(chǎn)品（專利號(hào)：ZL 2013 1 0470808）。

真空擠干機(jī)的組成與工作原理如下。

（1）真空擠干輥。真空擠干輥是在空心鋼管上打上孔然后將特殊的無紡布軸向套在帶孔的輥軸上，在機(jī)組工作時(shí)將油擠入空心輥體內(nèi)。真空無紡布輥是否好用，取決于以下幾點(diǎn)：空心鋼棍上孔分布的密集程度及大小，孔太大則會(huì)發(fā)生漏氣現(xiàn)象，太小則抽不動(dòng)，孔的密集度的密與疏也是同樣的道理；套在輥?zhàn)由系臒o紡布的厚度和硬度，布太厚太硬則抽不動(dòng)，布太薄或太軟則影響輥?zhàn)邮褂脡勖?，容易脫落；無紡布材質(zhì)的選擇，無紡布應(yīng)具有充分的吸濕性、耐磨性。

（2）真空工作站。根據(jù)板帶的厚度、軋機(jī)的速度等因素設(shè)計(jì)一套真空抽吸系統(tǒng)。真空系統(tǒng)直接連到真空輥的旋轉(zhuǎn)接頭上，通過真空抽吸系統(tǒng)為真空輥提供極強(qiáng)有力的負(fù)壓，將粘在輥面上的殘余油量抽到輥?zhàn)忧粌?nèi)，然后從旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入過濾系統(tǒng)。

（3）過濾循環(huán)系統(tǒng)。為了節(jié)省油耗，特設(shè)計(jì)此過濾系統(tǒng)。從真空輥抽出的油里面含有大量的雜質(zhì)。為了不浪費(fèi)寶貴的油資源，節(jié)省成本，特將抽出的殘油經(jīng)過這套精密高效的過濾系統(tǒng)濾掉雜質(zhì)，使過濾后的軋機(jī)油導(dǎo)入軋機(jī)油箱繼續(xù)循環(huán)使用。

（4）控制系統(tǒng)。該真空擠干機(jī)組的控制本著簡易實(shí)用、操作方便原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制采用最先進(jìn)的PLC控制，直接可連接到軋機(jī)主工作臺(tái)的面板上直接控制。

（5）換輥及維護(hù)機(jī)構(gòu)。該機(jī)組的結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理維護(hù)便捷，尤其是更換輥?zhàn)訕O其方便，為生產(chǎn)維護(hù)節(jié)約了大量的寶貴時(shí)間。

4 鋁板帶真空除油機(jī)組的應(yīng)用效果

目前，真空除油機(jī)組在多家黑色金屬廠家使用，效果反響良好，除油效果大大高于各種傳統(tǒng)方法，受到廠家及業(yè)界專家的一致好評(píng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，在精軋機(jī)上使用，油的殘余量在100mg/m2左右。

真空擠干機(jī)組的研制成功，被國內(nèi)外專家認(rèn)為是金屬板帶領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性成果。近年來，新型真空除油機(jī)組在我國大型鋁板帶企業(yè)熱軋生產(chǎn)線中也獲得應(yīng)用，使用效果很好。它與傳統(tǒng)除油方法的對(duì)比結(jié)果見圖4。

圖4 真空擠干機(jī)組除油效果與傳統(tǒng)除油機(jī)方式比較

5 小結(jié)

在鋁板帶軋制生產(chǎn)中，表面除油除液是一道不可或缺的重要工序。因?yàn)樗鼘?duì)鋁板帶的表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本有重大的影響。目前與國外先進(jìn)水平仍有很大差距。咸陽大田機(jī)械公司研發(fā)的新型真空除油機(jī)組具有一系列優(yōu)異特性，是板帶材表面清洗方面的一項(xiàng)革命性成果，值得推廣應(yīng)用。