白瑞召，王 剛

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶冷軋廠，河北 邯鄲 056015)

近些年來(lái)，中國(guó)汽車(chē)行業(yè)高速發(fā)展。面對(duì)汽車(chē)安全性與輕量化要求的不斷提高，高強(qiáng)汽車(chē)用鋼逐漸被大量應(yīng)用。由于在產(chǎn)品制作過(guò)程中高強(qiáng)鋼基板表面附著的殘鐵、殘油量高，基板過(guò)清洗段清洗質(zhì)量差，影響高強(qiáng)鋼產(chǎn)品質(zhì)量提升[1-3]，因此提升板帶清洗質(zhì)量尤為重要。

1 宏觀缺陷

在冷軋連續(xù)退火生產(chǎn)線，板帶連續(xù)退火前需要經(jīng)過(guò)清洗段堿性清洗，以帶走之前工藝中黏在帶鋼表面上的殘油和鐵粉，確保帶鋼進(jìn)入下一道工藝時(shí)有一個(gè)清潔的表面。堿性清洗所用堿液是純堿液用水稀釋后符合規(guī)定電導(dǎo)率的混合液。混合液經(jīng)過(guò)管道循環(huán)進(jìn)入噴淋槽、刷洗槽，通過(guò)噴嘴對(duì)帶鋼進(jìn)行清洗。然而在純堿液稀釋的過(guò)程中，堿液遇水會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。泡沫也會(huì)通過(guò)循環(huán)管道進(jìn)入噴淋系統(tǒng)和刷洗系統(tǒng)隨著堿液噴到帶鋼上，嚴(yán)重影響帶鋼清洗效果，如圖1所示。其次在帶鋼清洗過(guò)程中，帶鋼表面上的雜質(zhì)會(huì)隨清洗介質(zhì)回流到循環(huán)罐里，如果循環(huán)罐里的清洗介質(zhì)得不到及時(shí)更換，就會(huì)越來(lái)越臟，勢(shì)必會(huì)影響到噴淋段及刷洗段的清洗效果。同時(shí)帶鋼在通過(guò)熱水漂洗后，經(jīng)擠干輥擠壓，帶走其表面的水分，如果產(chǎn)線速度適中，烘干機(jī)有足夠能力將殘留的水分烘干，那么帶鋼以潔凈的表面進(jìn)入到加熱爐正常生產(chǎn)。但如果產(chǎn)線滿負(fù)荷生產(chǎn)，烘干機(jī)有時(shí)來(lái)不及烘干帶鋼，帶鋼就帶著殘留的水分進(jìn)入到加熱爐，污染爐內(nèi)氣氛，增大爐輥結(jié)瘤的可能性，進(jìn)而影響到產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 清洗效果差的帶鋼圖片

2 優(yōu)化改進(jìn)措施

2.1 堿液加注系統(tǒng)優(yōu)化

為解決上述問(wèn)題以提高帶鋼表面的清潔度，對(duì)堿液消泡劑加注系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種冷軋連退清洗段堿液消泡劑加注系統(tǒng)，如圖2所示。首先向1#消泡劑儲(chǔ)存罐1中加裝消泡劑與水的混合液，消泡劑與水的體積配比為1∶3；向2#消泡劑儲(chǔ)存罐11中加裝純度為100%的消泡劑；然后控制2#循環(huán)泵9的流速為1m/小時(shí)，按照每間隔20分鐘抽加15秒的頻率將2#消泡劑儲(chǔ)存罐11中的消泡劑打入堿液罐1中，消除堿液罐2中的大部分的泡沫；控制1#循環(huán)泵4以每36小時(shí)抽加1m的流速將1#消泡劑儲(chǔ)存罐1中的消泡劑與水的混合液打入堿液罐2中，以輔助消除堿液罐2內(nèi)剩余的泡沫?，F(xiàn)場(chǎng)改造系統(tǒng)能夠完全消除稀釋堿液過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，提升帶鋼清洗效果，提升清潔生產(chǎn)。

1-1#消泡劑儲(chǔ)存罐；2-堿液罐；3-手動(dòng)截止閥；4-1#循環(huán)泵；5-1#循環(huán)管道；6-手動(dòng)截止閥；7-噴灑頭(圖3)；8-2#循環(huán)管道；9-2#循環(huán)泵；10-手動(dòng)截止閥；11-2#消泡劑儲(chǔ)存罐

圖3 噴灑頭

2.2 清洗段自動(dòng)排液系統(tǒng)優(yōu)化

針對(duì)自動(dòng)排液系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造了一種包括循環(huán)罐和安裝于循環(huán)罐底部的排液管道的冷軋清洗段自動(dòng)排液系統(tǒng)，如圖4所示。排液管道包括水平布置的排液管2、與排液管2平行的排液管7、用于連接排液管2和排液管7的連接管5，連接管5與排液管2、排液管7相互垂直。排液管2的左端與循環(huán)罐1的底部連接，右端連接一組法蘭4，當(dāng)排液管2被循環(huán)罐1中的雜質(zhì)堵塞時(shí)，可方便打開(kāi)法蘭4進(jìn)行清理。排液管2的管體上開(kāi)孔與連接管5的上端連接，連接管5的下端連接一組法蘭6，當(dāng)連接管5被循環(huán)罐1中的雜質(zhì)堵塞時(shí)，可方便打開(kāi)法蘭6進(jìn)行清理。連接管5的管體上開(kāi)孔與排液管7的左端連接。排液管7上安裝有自動(dòng)排液閥9，自動(dòng)排液閥9與氣動(dòng)執(zhí)行器10電連接，通過(guò)自動(dòng)執(zhí)行器9控制自動(dòng)排液閥9的開(kāi)關(guān)。排液管2上還安裝有手動(dòng)截止閥3。

1-循環(huán)罐；2-排液管；3-手動(dòng)截止閥；4-法蘭；5-連接管；6-法蘭；7-排液管；8-排液管；9-自動(dòng)排放閥；10-氣動(dòng)執(zhí)行器

本系統(tǒng)通過(guò)氣動(dòng)執(zhí)行器9控制自動(dòng)排液閥9的開(kāi)關(guān)，可定時(shí)實(shí)現(xiàn)循環(huán)罐1中清洗廢液的外排。排液管2和排液管7相互平行，排液管2的右端口和連接管5的下端口各設(shè)計(jì)一組法蘭連接。當(dāng)管路堵塞時(shí)，可以直接打開(kāi)法蘭清理管道里的雜物，有效地提高了處理管道堵塞的工作效率?？啥〞r(shí)實(shí)現(xiàn)循環(huán)罐中清洗廢液的自動(dòng)外排，同時(shí)排液管道不易堵塞，堵塞時(shí)清理方便，從而保證循環(huán)罐中清洗介質(zhì)的及時(shí)更換，提升帶鋼清洗質(zhì)量。

2.3 清洗段吹掃系統(tǒng)優(yōu)化

針對(duì)上述帶鋼表面烘干存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化改造，提供一種可有效地將帶鋼上的水分吹掃干凈的清洗段吹掃裝置，如圖5所示。本裝置主要包括：包括氣動(dòng)閥臺(tái)1、電磁閥2、手閥3、氣動(dòng)管4、氣動(dòng)管路5、噴嘴支架6、帶鋼7、氣動(dòng)接頭8；噴嘴9、漂洗槽10、擠干輥11、內(nèi)螺紋連接孔12、氣動(dòng)軟管13、螺栓孔14、烘干箱15。上噴嘴通過(guò)與螺栓孔配合的螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)連接在上噴嘴支架上；氣動(dòng)管路5與上噴嘴支架焊接在一起；氣動(dòng)閥臺(tái)、氣動(dòng)管路4、電磁閥2、手閥3、氣動(dòng)管路5通過(guò)管路中間位置與噴嘴系統(tǒng)連通；氣動(dòng)管路5通過(guò)氣動(dòng)軟管13、氣動(dòng)接頭8連接噴嘴9。其特征還在于：氣動(dòng)管路5與上噴嘴支架6焊接在一起，每隔8～12 cm設(shè)有一內(nèi)螺紋連接孔12；噴嘴轉(zhuǎn)動(dòng)連接在噴嘴支架上。帶鋼上、下兩側(cè)設(shè)有上噴嘴支架和下噴嘴支架，支架下邊緣距離帶鋼垂直距離為15～20 cm；上、下噴嘴支架上各連接有一組噴嘴，該噴嘴為扁平狀空氣噴嘴。噴嘴通過(guò)螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)連接在上、下噴嘴支架上；每組噴嘴數(shù)量均為12～16 個(gè)；上、下噴嘴支架固定在帶鋼左右兩側(cè)的鋼結(jié)構(gòu)上。每組噴嘴分列在兩個(gè)支架上；噴嘴在帶鋼上的投影與帶鋼運(yùn)行方向成30°～60°角，噴嘴所在的平面與帶鋼所在的平面的夾角為30°～60°。采用上述技術(shù)方案可將噴嘴轉(zhuǎn)動(dòng)連接在噴嘴支架上，使噴嘴可以360°旋轉(zhuǎn)，在沿帶鋼運(yùn)行方向A經(jīng)過(guò)漂洗槽10及經(jīng)過(guò)最后一組擠干輥11之后，安裝在帶鋼上下兩側(cè)氣動(dòng)管路支架上的上噴嘴支架6下邊緣距離帶鋼7垂直距離為15～20 cm，上噴嘴9通過(guò)螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)連接在上噴嘴支架6上，氣動(dòng)管路4與上噴嘴支架6焊接在一起，每隔8～12 cm設(shè)有一內(nèi)螺紋孔12；氣動(dòng)管路4通過(guò)氣動(dòng)軟管13、氣動(dòng)接頭8連接噴嘴9；氣體由氣動(dòng)閥臺(tái)1輸入，經(jīng)過(guò)氣動(dòng)管4正中間位置進(jìn)入噴嘴系統(tǒng)。這樣可根據(jù)需要調(diào)整噴嘴角度，使之達(dá)到最佳的噴吹效果，有效地將殘留在帶鋼表面的水分吹掉，使其以更佳的表面質(zhì)量進(jìn)入到下一工序烘干箱15，從而保證帶鋼質(zhì)量。

1-氣動(dòng)閥臺(tái)；2-電磁閥；3-手閥；4-氣動(dòng)管；-5氣動(dòng)管路；6-噴嘴支架；7-帶鋼；8-氣動(dòng)接頭；9-噴嘴；10-漂洗槽；11-擠干輥；12-內(nèi)螺紋連接孔；13-氣動(dòng)軟管；14-螺栓孔；15-烘干箱

3 應(yīng)用前后的效果對(duì)比

通常在對(duì)純堿液稀釋的過(guò)程中，堿液遇水會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，泡沫會(huì)通過(guò)循環(huán)管道進(jìn)入噴淋系統(tǒng)和刷洗系統(tǒng)隨著堿液噴到帶鋼上，嚴(yán)重影響帶鋼清洗效果。同時(shí)，大量泡沫的產(chǎn)生增大了刷洗板帶的刷輥與板帶間的摩擦力，造成刷輥表面的刷毛磨損加劇，大幅度縮短了刷輥使用壽命，增加了生產(chǎn)成本。為消除泡沫，現(xiàn)有技術(shù)中常直接將消泡劑加入到循環(huán)灌堿液中。生產(chǎn)實(shí)踐表明，此種加注方式無(wú)法完全消除泡沫，導(dǎo)致板帶清洗效果差并且循環(huán)罐泡沫溢出四處飛濺，污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境；而且消泡劑使用過(guò)多會(huì)導(dǎo)致多余的消泡劑與堿液發(fā)生物理反應(yīng)形成大塊的粘狀物，清理困難且污染環(huán)境。另外，如果循環(huán)罐里的清洗介質(zhì)得不到及時(shí)更換，直接影響到帶鋼在噴淋段及刷洗段的清洗效果。再者產(chǎn)線原設(shè)計(jì)的排液系統(tǒng)，管道口徑小，排液能力差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管道易被雜物堵塞。在產(chǎn)線滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，烘干機(jī)有時(shí)來(lái)不及烘干帶鋼，帶鋼就帶著殘留的水分進(jìn)入到加熱爐，污染爐內(nèi)氣氛，增大爐輥結(jié)瘤的可能性，亦會(huì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量。

三種系統(tǒng)改進(jìn)優(yōu)化后完全可以精準(zhǔn)控制消泡劑的添加量，杜絕消泡劑添加過(guò)量與堿液發(fā)生物理反應(yīng)形成的大塊粘狀物對(duì)環(huán)境的污染，使消泡劑更均勻的噴灑在堿液表面，實(shí)現(xiàn)最佳最快的消泡效果，消除稀釋堿液過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，使堿液罐內(nèi)始終保持無(wú)泡沫狀態(tài)。同時(shí)吹掃裝置優(yōu)化后，提升了帶鋼表面質(zhì)量(如圖6所示)，為后續(xù)工藝提供高表面質(zhì)量的板帶。其次在無(wú)泡沫的堿液潤(rùn)滑下，刷輥與板帶間的摩擦力減小，刷輥表面的刷毛消耗量減少，大幅度提升了刷輥使用壽命，降低了備件成本，平均每月節(jié)省20萬(wàn)元，同時(shí)因清洗差表面改判率從應(yīng)用新技術(shù)前的0.52%下降到0，增效280萬(wàn)元。

圖6 優(yōu)化后帶鋼表面清洗質(zhì)量

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)高強(qiáng)連退板帶清洗段優(yōu)化進(jìn)行了研究，通過(guò)優(yōu)化堿液加注系統(tǒng)，優(yōu)化清洗段自動(dòng)排液系統(tǒng)，優(yōu)化清洗段吹掃系統(tǒng)等措施，有力地控制了因清洗造成的質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生,并實(shí)現(xiàn)了降本增效、穩(wěn)定生產(chǎn)，因清洗差導(dǎo)致的帶鋼表面改判率從應(yīng)用新技術(shù)前的0.52%下降到0，平均每月節(jié)省20萬(wàn)元，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。