一種金屬板帶的乳化液軋制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬板帶加工技術(shù)領(lǐng)域，更為具體來(lái)說(shuō)，是一種金屬板帶的乳化液乳制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵、鋁、銅等金屬板帶的乳制過(guò)程中，必須對(duì)輥和金屬板帶之間進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，絕大多數(shù)工藝潤(rùn)滑介質(zhì)是乳化液，乳化液是乳制油和水的混合液，其中乳制油的濃度為2% _7%。在金屬板帶乳制的過(guò)程中，通過(guò)噴嘴向輥縫區(qū)噴入大量的乳化液以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，每架或每道次每分鐘大概噴射1000-2000升乳化液，也就是說(shuō)每分鐘需要使用20-140升乳制油提供潤(rùn)滑，其余約3000-4000升/分鐘用于工作輥、中間輥、支持輥冷卻，從冷卻角度講，乳化液濃度越高、效果越差；傳統(tǒng)的乳制工藝中，噴射出去的所有乳化液被循環(huán)使用，回收的乳化液經(jīng)磁過(guò)濾等過(guò)濾裝置后再循環(huán)噴射，而乳化液被金屬粉、泄露的機(jī)械油、皂類物污染后難以乳制出高質(zhì)量的金屬表面；乳制設(shè)備通常包括兩類:多機(jī)架連乳機(jī)和可逆乳機(jī)，多機(jī)架乳制設(shè)備一般為4-6架，以5架居多，實(shí)現(xiàn)連續(xù)單向乳制，可逆乳機(jī)實(shí)現(xiàn)往復(fù)多道次乳制。
[0004]對(duì)于乳化液，評(píng)價(jià)乳化液性質(zhì)和行為的核心指標(biāo)是ESI (emuls1n stabilityindex)，即乳化液穩(wěn)定指數(shù)，據(jù)此乳化液也被分類成穩(wěn)態(tài)、半穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)型乳化液。ESI用于表征乳化液的油水分離速度，分離速度越快，ESI越小，潤(rùn)滑能力越強(qiáng)；ESI的變化能夠調(diào)節(jié)乳化液向輥縫提供的油量大小，改變對(duì)輥縫的潤(rùn)滑能力。由于ESI受pH值、電導(dǎo)率、長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)等多重因數(shù)影響而經(jīng)常波動(dòng)，不僅影響乳制過(guò)程的穩(wěn)定性和板帶表面質(zhì)量也增加了乳化液管理的難度。
[0005]—臺(tái)乳機(jī)并非乳制單一品種，其乳制的鋼種和規(guī)格越來(lái)越多，表面質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。不同的品種所要求的潤(rùn)滑程度和表面質(zhì)量要求存在差異。連乳機(jī)不同機(jī)架和可逆乳機(jī)的不同道次對(duì)潤(rùn)滑的要求也有差異，通常地隨著加工硬化的發(fā)生，后道次和后機(jī)架的潤(rùn)滑要求顯著增加，而且后機(jī)架和后道次主要影響著板帶的表面質(zhì)量。
[0006]乳化液因含水從源頭就帶來(lái)容易水解、氧化及生皂等缺陷，所以由于采用乳化液噴射潤(rùn)滑一一冷乳帶鋼經(jīng)常出現(xiàn)劃傷、色差、振動(dòng)和輥印等缺陷；熱乳鋁帶出現(xiàn)色差、粘鋁等問(wèn)題；熱乳帶鋼工藝潤(rùn)滑則容易堵塞噴嘴、乳輥輥面過(guò)早出現(xiàn)桔子皮等疲勞層。由于傳統(tǒng)乳化液存在的這種先天不足的問(wèn)題，首先很難乳制出光亮的高表面質(zhì)量的板帶。
[0007]目前，傳統(tǒng)的金屬板帶乳制因采用乳化液潤(rùn)滑方式至今還存在著其他諸多問(wèn)題。
[0008]—、目前僅用單一濃度乳化液潤(rùn)滑的方式無(wú)法滿足寬泛的潤(rùn)滑要求。
[0009]—臺(tái)乳機(jī)往往用于乳制多個(gè)鋼種，即使是某個(gè)特定的鋼種，也有許多不同的規(guī)格，連乳機(jī)不同機(jī)架或者可逆乳機(jī)的不同道次對(duì)潤(rùn)滑的要求也有所差異，通常隨著加工硬化的產(chǎn)生，前2-3機(jī)架或者前2-3道次的速度和加工硬化較小、對(duì)潤(rùn)滑的要求也較低，后機(jī)架或者后道次的潤(rùn)滑要求顯著增加，而目前使用容積約為100-400立方米的乳化液油箱供應(yīng)連乳機(jī)的不同機(jī)架或者可逆乳機(jī)的全部道次，只能同時(shí)調(diào)節(jié)所有機(jī)架或者可逆乳機(jī)所有道次，而且對(duì)于如此龐大體積的乳化液油箱，加油后濃度的響應(yīng)要滯后數(shù)小時(shí)甚至一天的時(shí)間，往往會(huì)顧此失彼、調(diào)不適時(shí)。由于多機(jī)架或全部道次由同一乳化液箱供液即使用單一濃度，只能就高不能就低，所以現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)低濃度潤(rùn)滑乳制，也很難同時(shí)全部滿足和及時(shí)適應(yīng)不同機(jī)架和不同道次的潤(rùn)滑要求，高濃度乳化液的冷卻效果也差。另外，如前所述，目前的乳化液乳制技術(shù)因?yàn)槿榛汗逃械暮毕菀呀?jīng)越來(lái)越不適應(yīng)于日益增長(zhǎng)的對(duì)板帶表面的質(zhì)量要求。
[0010]二、乳化液穩(wěn)定性波動(dòng)、難以管理:ESI受多重因數(shù)影響而容易波動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)浮油、濃度響應(yīng)滯后、濃度低、油耗高等現(xiàn)象，不僅影響乳制過(guò)程的穩(wěn)定性和板帶表面質(zhì)量也增加了乳化液的管理難度。而目前的乳制油技術(shù)都采用整體式配方，缺乏有效的ESI調(diào)整手段，一旦ESI設(shè)計(jì)過(guò)高投入使用后幾乎沒(méi)有補(bǔ)救措施，因?yàn)闊o(wú)法從現(xiàn)成的乳制油里分離乳化劑出來(lái)。ESI過(guò)高時(shí)潤(rùn)滑性能顯著降低，乳制出的金屬板帶表面臟、表面質(zhì)量差，乳機(jī)也會(huì)變得很臟，甚至有時(shí)無(wú)法維持正常的乳制生產(chǎn)。相反，如果ESI設(shè)計(jì)過(guò)低或者說(shuō)油水分離速度過(guò)快時(shí)，潤(rùn)滑能力過(guò)高，又容易出現(xiàn)乳機(jī)打滑、浮油和濃度響應(yīng)滯后的問(wèn)題。所以，首先設(shè)計(jì)合適的ESI對(duì)目前傳統(tǒng)的整體式乳制油來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵且不是一件輕松的事情，加上在使用過(guò)程中出現(xiàn)ESI波動(dòng)時(shí)，目前的技術(shù)只能采用臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)添加添加劑的辦法，但這種做法粗放而短效。特別是乳機(jī)因檢修或訂單不足而停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)超過(guò)4天以上再重新開(kāi)機(jī)時(shí)乳化液的ESI和濃度因循環(huán)剪切不足而大幅下降，目前的技術(shù)措施往往是大量地補(bǔ)油造成很大的浪費(fèi)。
[0011]因此，獲得一種減少油耗、乳化液易管理、乳化液ESI易被調(diào)節(jié)的金屬板帶乳化液乳制系統(tǒng)或者乳制方法具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和技術(shù)價(jià)值，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員長(zhǎng)期研究的重點(diǎn)課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為解決現(xiàn)有技術(shù)中單一濃度的乳化液無(wú)法滿足寬泛的潤(rùn)滑要求進(jìn)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)低濃度乳制、油耗較大、乳制出的金屬板帶表面質(zhì)量差等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種金屬板帶乳制系統(tǒng)及方法，創(chuàng)新地將傳統(tǒng)乳制油分離成基礎(chǔ)乳制油和表面活性清洗劑分別使用，由此不僅隨時(shí)方便地調(diào)節(jié)乳化液的ESI而且擴(kuò)充了乳制油的功能，即分離后的基礎(chǔ)乳制油具有疏水性而分離后的表面活性清洗劑釋放出真正的清洗性能；同時(shí)本發(fā)明在潤(rùn)滑要求高同時(shí)把關(guān)表面質(zhì)量的后機(jī)架或后道次引入霧化純油潤(rùn)滑，解決乳化液潤(rùn)滑難以生產(chǎn)均勻光亮的高表面質(zhì)量的難題。表面活性清洗劑加水成的清洗液在最后平整機(jī)架的應(yīng)用又能顯著地降低表面殘留物，減少了乳后清洗線的負(fù)擔(dān)甚至可以省去清洗線?？傊?，本發(fā)明通過(guò)傳統(tǒng)乳制油的分離結(jié)合霧化純油潤(rùn)滑，擴(kuò)展了乳制油的功能和靈活性，以不同的組合適應(yīng)金屬板帶乳制的不同機(jī)型的多種需求，實(shí)現(xiàn)低濃度、低油耗和高表面質(zhì)量的金屬板帶的乳制。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬板帶的乳化液乳制系統(tǒng)，包括依次排列的前機(jī)架、后機(jī)架及平整機(jī)架，前機(jī)架的輥縫入口、出口分別設(shè)有與主乳化液箱連接的噴嘴；后機(jī)架工作輥的輥縫入口設(shè)有連接油桶的霧化噴射裝置，后機(jī)架的輥縫出口設(shè)有與主乳化液箱連接的噴嘴，平整機(jī)架輥縫入口設(shè)有與副乳化液箱連接的噴嘴；主乳化液箱中容納乳化液，副乳化液箱中容納表面活性清洗劑和水的混合液，油桶中容納基礎(chǔ)乳制油。
[0014]本發(fā)明根據(jù)前、后機(jī)架或后道次不同的潤(rùn)滑需求，根據(jù)乳機(jī)速度、乳制品種及金屬板帶表面質(zhì)量等要求高低不同的多種工況，由于可以實(shí)現(xiàn)多種組合和靈活調(diào)節(jié)，本發(fā)明能夠更好地滿足現(xiàn)有乳機(jī)的高表面質(zhì)量、高速、高效、低油耗、多品種等寬泛的、苛刻的要求。
[0015]進(jìn)一步地，主、副乳化液箱均連接清洗劑桶，其連接油管上串接流量栗，油桶與主乳化液箱相連接。油桶為主乳化液箱提供基礎(chǔ)乳制油，清洗劑桶為主乳化液箱提供表面活性清洗劑，通過(guò)流量閥控制加入基礎(chǔ)乳制油和表面活性清洗劑之間的比例，使得ESI的調(diào)節(jié)變得容易，便于對(duì)乳化液狀態(tài)進(jìn)行快速、及時(shí)地控制。
[0016]進(jìn)一步地，為實(shí)現(xiàn)純油潤(rùn)滑，本發(fā)明霧化噴射裝置內(nèi)開(kāi)有油路通道、氣路通道及霧路通道，油路通道、氣路通道連通后與霧路通道連接，霧路通道的出口端安裝有霧化噴嘴，油路通道入口端的進(jìn)油口與油桶連接，進(jìn)油口與油桶之間的管路上安裝有油栗、流量閥汽路通道入口端的進(jìn)氣口與空壓機(jī)連接，進(jìn)氣口與空壓機(jī)之間的管路上安裝有調(diào)壓比例閥。
[0017]進(jìn)一步地，基礎(chǔ)乳制油包括基礎(chǔ)油、抗氧劑、極壓添加劑、調(diào)粘劑及退火清凈劑，表面活性清洗劑包括乳化劑和pH緩釋劑；主乳化液箱中乳化液的濃度為0.8%至1.4%，相對(duì)傳統(tǒng)乳化液的濃度大幅降低，大大地節(jié)約了油耗。
[0018]本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種金屬板帶的乳化液乳制方法，乳化液由基礎(chǔ)乳制油、表面活性清洗劑、水分別加注混兌而成；前機(jī)架或前道次使用濃度小于1.4%的乳化液潤(rùn)滑、冷卻，后機(jī)架或后道次使用基礎(chǔ)乳制油潤(rùn)滑、使用濃度小于1.4%的乳化液冷卻，平整機(jī)架使用表面活性清洗劑和水的混合液清洗。
[0019]本發(fā)明通過(guò)分離乳制油的方式，根據(jù)前機(jī)架或前道次、后機(jī)架或后道次不同的潤(rùn)滑需求，對(duì)潤(rùn)滑需求大且影響表面質(zhì)量的后機(jī)架或后道次使用純基礎(chǔ)乳制油潤(rùn)滑，對(duì)于前機(jī)架或前道次采用濃度較低的乳化液潤(rùn)滑冷卻，平整機(jī)架使用表面活性清洗劑和水的混合液清洗。
[0020]進(jìn)一步地，后機(jī)架或后道次中，為實(shí)現(xiàn)低油耗及為提高噴射的效果，通過(guò)霧化噴射基礎(chǔ)乳制油的方式進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0021]進(jìn)一步地，如果乳制設(shè)備為連乳機(jī)，前機(jī)架使用濃度為0.8%至1.4%的乳化液潤(rùn)滑、冷卻，后機(jī)架使用基礎(chǔ)乳制油潤(rùn)滑、使用濃度為0.8%至1.4%的乳化液冷卻，平整機(jī)架使用表面活性清洗劑和水的混合液清洗。
[0022]進(jìn)一步地，如果乳制設(shè)備為可逆乳機(jī)，前道次使用濃度為0.8%至1.4%的乳化液潤(rùn)滑、冷卻，后道次使用基礎(chǔ)乳制油潤(rùn)滑、使用濃度為0.8%至1.4%的乳化液冷卻。
[0023]進(jìn)一步地，表面活性清洗劑和水的混合液中，表面活性清洗劑的濃度為0.1%至
0.
[0024]本發(fā)明乳化液的濃度非常低，具有減少油耗的技術(shù)效果。
[0025]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明打破傳統(tǒng)乳制油整體式配方模式，將乳制油分離為基礎(chǔ)乳制油和表面活性清洗劑，不僅可以靈活地調(diào)節(jié)乳化液的ESI，又釋放出基礎(chǔ)乳制油的疏水性和表面活性清洗劑的洗滌性能，并將它們用于后機(jī)架或后道次的純油潤(rùn)滑，純油潤(rùn)滑的引入，使得擔(dān)當(dāng)潤(rùn)滑和冷卻雙重任務(wù)的乳化液實(shí)現(xiàn)低濃度成為可能，冷卻效果也得到提尚。
[0026]乳化液的濃度是影響油耗的主要環(huán)節(jié)，本發(fā)明由于實(shí)現(xiàn)低濃度乳化液的潤(rùn)滑和冷卻，加上通過(guò)微量純油霧化，恰好足量地為后機(jī)架或后道次輥縫提供潤(rùn)滑，又避免了因ESI的波動(dòng)需要大量補(bǔ)油的弊端，所以大大地節(jié)省了油耗，比傳統(tǒng)乳化液技術(shù)節(jié)約油耗20%至50%。
[0027]通過(guò)霧化微量純基礎(chǔ)乳制油潤(rùn)滑的方式克服了水分