單機(jī)架冷軋機(jī)工藝潤滑系統(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，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，工序消耗大。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)帶鋼表面殘油較多，且在生產(chǎn)過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)組亟待解決的問題。

2 軋機(jī)乳化液系統(tǒng)存在的問題

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)提籃過濾器）—循環(huán)返回泵組—真空過濾器—乳化液油箱。同時(shí)乳化液工藝潤滑系統(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濾器，過濾后的乳化液進(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)過噴射閥架噴射到軋機(jī)或停機(jī)時(shí)通過軋機(jī)的配油盤進(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)間過長；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，延長了供液泵的使用壽命，同時(shí)軋制過程乳化液流量增大，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

平床過濾器過濾后的乳化液到達(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：一是平床過濾器輸送過來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，乳化液沒有及時(shí)輸出。通過調(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，該位置無法將表面的油層攪動(dòng)到乳化液內(nèi)部。通過觀察乳化液常規(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)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境專業(yè)?，F(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。