单机架冷轧机工艺润滑系统改进及优化

吴冬梅

（山钢股份济南分公司薄板厂，山东济南 250101）

经验交流

单机架冷轧机工艺润滑系统改进及优化

吴冬梅

（山钢股份济南分公司薄板厂，山东济南 250101）

针对单机架冷轧机乳化液系统运行中存在的乳化液浓度异常波动、带钢表面残留量大等问题，对系统供液管道、乳化液箱体及辅助设施进行了改造。改造后乳化液浓度变化趋于稳定，同时钢板表面残油量从最高673.5 mg/m2降低到223 mg/m2，带钢表面质量得到改善的同时轧制油耗大幅降低。

冷轧机；润滑系统；乳化液；表面质量

1 前言

济钢薄板厂六辊可逆式冷轧单机架轧机投产以来，带钢表面清洗困难，清洁性差，造成下游工序黑带或清洗时间长，工序消耗大。经过检查发现带钢表面残油较多，且在生产过程中该乳化液浓度波动较大，相邻班次之间乳化液浓度差达到2%以上。另外，轧制薄规格需要保证极好润滑，只能采用高浓度轧制，个别班次达到5%以上。乳化液系统在冷轧过程中起着非常重要的作用，关系到产品质量，其设计不仅要考虑供液能力、冷却能力，还要考虑所使用的乳化液类型，针对弥散型乳化液，乳化液系统设计尤为重要［1-2］。

为此，如何稳定乳化液浓度，并保证薄规格带钢顺利生产，以及减少带钢表面残留乳化液，成为该机组亟待解决的问题。

2 轧机乳化液系统存在的问题

单机架轧机乳化液系统流程为：乳化液油箱—供液泵—板式冷却器—供液管道—轧机—轧机槽管回流—回液箱（4个提篮过滤器）—循环返回泵组—真空过滤器—乳化液油箱。同时乳化液工艺润滑系统可自成1个独立系统进行自循环，回液泵将乳化液输送到平床过滤器，过滤后的乳化液进入乳化液油箱（污液腔），污液腔内设置1台磁过滤器和3组带式撇油器，用于净化乳化液；净油腔内设置了两台搅拌器，用于保持乳化液的均一性。洁净的乳化液由供液泵经过喷射阀架喷射到轧机或停机时通过轧机的配油盘进行自循环。系统主要设备配置和主要技术参数：乳化液箱体积为120 m3，其中回液箱为25 m3；乳化液供液系统流量、压力及电机功率分别为7 000 L/min、1.0 MPa和132 kW；回流系统的流量、压力及电机功率分别为7 200 m3、0.3 MPa 和55 kW，电机均为1用1备。

单机架轧机在生产过程中，因乳化液系统造成产品质量异常和生产节奏间断时有发生。乳化液系统不正常运行导致乳化液浓度异常，其原因为：

1）单机架轧机乳化液流量较低，增加了乳化液完全循环的时间，导致乳化液相对静止时间过长；2）乳化液箱体内设计的挡板导流方向不合理，挡板高度阻碍了乳化液的流动，乳化液在箱体内形成不流动的死区；3）乳化液回流箱设计限位过高，回流电机启停频繁，不利于乳化液的快速循环；4）搅拌器叶轮设计不合理，没有形成有效的涡流和漩涡，搅拌效率低下；5）取样位置设计在乳化液箱底，离轧机喷淋位置较远，因乳化液循环不畅，导致测定结果忽高忽低，不能真实反映轧机轧制实际浓度，无法给乳化液的补油补水提供参考数据，造成人工操作频繁加轧制原油。

3 轧机乳化液系统改造及优化

3.1 供液泵出口管道增加自循环管道

原设计中在轧机短暂停机和换辊时，为了不使乳化液系统频繁启停，供液泵输出的流量（7 000 L/ min）经过喷射阀架上的循环支路（管径140 mm）直接进入轧机乳化液回收槽中，循环支路的小管径和供液泵的大流量造成管路里乳化液流速较快，主管道压力过高，在乳化液喷射、乳化液循环切换和轧制道次切换瞬时管道振动剧烈，由此损坏供液泵，导致泵口长期泄漏乳化液，造成泵口泄压，导致流向轧机的乳化液流量偏小。在乳化液流量不足的情况下进行轧制，下机带钢温度高达150℃，有时钢卷发蓝。

对单机架轧机乳化液循环系统压力源进行分析，降低循环过程压力，在供液泵出口增加1根自循环管道，与原先循环管道同步启停，两组管道共同循环，降低循环系统压力，此方法施工方便且便于增加控制系统。利用中修时间，在供液泵出口管道增加1条自循环管道，直接通向乳化液箱，同时保证该自循环管道与原先通向收集槽的循环管道同步开关，循环压力由原先的0.8 MPa降到了0.25 MPa，降低压力效果非常明显，供液管道震动大幅降低。改造实施后，延长了供液泵的使用寿命，同时轧制过程乳化液流量增大，降低了卷温，循环加速，增加了乳化液的循环频率，缩短了乳化液完全循环时间，加快了油水乳化。

3.2 合理安排乳化液箱体内挡板

该系统使用的是弥散型乳化液，在5 min内乳化液就会完全油水分离。挡板1阻碍了乳化液油层的流动，通过现场观察和分析，在该区域聚集了很厚的油层。针对这一情况，对该挡板进行加高，由1.8 m加高到2 m，同时在该挡板上距离箱体底部1.8 m处为圆心位置挖出4个直径30 cm的洞，将原来的瀑布溢流改为圆洞冲击流，即在乳化液冲击时油层能顺利进入净油箱，减少轧制油堆积。挡板3的存在不适合于弥散型乳化液，严重阻碍乳化液的流动，撤掉挡板3。发生杂油泄漏事故后，采用停机静止半小时，集中撇油的方式来撇除杂油。挡板改造最大程度地减少了影响乳化液流动性的因素，减少了轧制油聚集。

3.3 降低乳化液回流箱限位

平床过滤器过滤后的乳化液到达回液箱，当液位达到1.1 m时就会启动回流泵将乳化液回流至乳化液箱污油腔，该设计限位在运行中常常发生乳化液外溢事件。原因有两方面：一是平床过滤器输送过来的乳化液流量大于回液箱输入乳化液污油箱的流量；另一方面是限位太高，乳化液没有及时输出。通过调整限位使得当回液箱液位达到0.9 m时启动泵，将乳化液快速泵入乳化液污油箱，加速乳化液的循环。

3.4 更换带双叶轮的搅拌器

乳化液系统在净油腔设置了两台搅拌器，搅拌器转速为282 r/min，由于该乳化液是弥散型乳化液，容易发生油水分离，因此液面上部很容易聚集轧制油，搅拌器的叶轮设置距离箱底为0.8 m，该位置无法将表面的油层搅动到乳化液内部。通过观察乳化液常规液位，设计了双叶轮的搅拌器，在距离底部叶轮0.8 m的位置增加1个叶轮，该叶轮能够使上层浮出轧制油快速进入乳化液中，双叶轮模式很好地解决了轧制油上浮聚集的问题，整个乳化液短时间内保持稳定弥散状态。

3.5 优化取样位置

原设计在乳化液箱体上部、中部有两个取样口，对于弥散型乳化液所测浓度不能真实反映轧制时的乳化液浓度，而且原乳化液上层常发生轧制油聚集，上下层浓度差异较大。为此，在机架间增设了取样口，从喷射管道引出1条取样管道，该位置的乳化液能够代表实际轧制浓度，使得数据具有可参考性。

4 改造效果

通过对单机架冷轧机乳化液系统的箱体系统、循环系统、液位控制和取样点等多方面改造，达到相邻班次的乳化液浓度波动由2%降低到1%以内，乳化液浓度变化趋于稳定；同时钢板表面的残油量由原来的最高673.5 mg/m2降低到223 mg/m2，改造后钢板表面的清洁性有了明显改善。消除了因系统设计引起的乳化液浓度波动，使乳化液浓度满足轧制的同时，降低了带钢表面残留，提高了带钢表面质量。同时极大程度地降低轧制油消耗，也方便了现场维护使用管理。

［1］毛召芝.六辊单机架冷轧机组乳化液系统的故障分析及优化改造［J］.冶金设备，2013（2）：88-92．

［2］熊小保，何野波.冷连轧乳化液系统设计探讨［J］.冶金设备，2012（2）：147-149．

TG335.5

B

1004-4620（2015）03-0070-02

2015-04-20

吴冬梅，女，1980年生，2006年毕业于中国农业大学资源与环境专业。现为山钢股份济南分公司薄板厂工程师，从事产线介质维护管理工作。