浅析铝板带水清洗系统配置及优化设计

王 鹏，马 驰

（1.中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.安徽楚江科技新材料股份有限公司，安徽 芜湖 241000）

本文分析当下国内多数应用水洗技术的铝加工企业的系统配置并提出优化方案，以供水清洗系统工艺的改进和产品质量的提升。

1 目前水洗系统的配置及优化

铝板带水清洗系统的配置按功能划分为如下三大模块：清洗装置（包括高压清洗机、刷洗装置、低压漂洗机）、挤干及烘干单元，水处理系统（包括水路的循环、水压的控制、水的加热、水的过滤）。

1.1 清洗装置

图1 清洗装置示意图

清洗装置的配置一般如上图所示，带材经过高压清洗机：①喷射的高压热水来击落或打散表面杂质，然后经过刷洗装置；②进一步刷洗带材表面，刷掉铝粉等，最后通过低压漂洗机；③的冲洗完成水清洗过程。

常规配置中高压清洗机中配有刷辊，高压清洗的同时进行刷洗，由于机内水压高，容易造成刷毛倒伏，急剧缩短刷辊寿命，为此，很多厂家为了节约成本，不投入刷辊使用，以致清洗效果差[2]。针对此问题可将高压清洗机内的刷辊取消，并增加刷洗装置刷辊的数量来延长刷辊的寿命和刷洗效果，优化后的配置如下图所示：

图2 优化后的清洗装置

1.2 挤干及烘干单元

本功能模块中一般配备两组挤干辊和烘干箱。

（1）一般配置两组挤干辊在漂洗机后面，来挤除带材表面的水，挤干辊看似结构简单，功能实则重要，挤干效果如果直接关系到后续烘干效果。如果挤干效果差，烘不干；如果挤干水渍不均匀，后期烘干会在带材表面留下渍印，造成产品不合格；冷凝后的水滴又落在挤干后的带材上；目前很多企业存在以上问题，造成生产速度降低或者废品率过高。

根据带材宽度及工艺要求选用合适的包胶材料及包胶硬度，如宽幅带材的挤干，可以选用丁腈橡胶并适当下调包胶层硬度，同时加工成带凸度的辊型，可以达到期望的挤干效果。但是如果生产工艺上带材宽度变化大就不适用这种方案，窄带材对辊子造成损伤后再生产厚带材，容易产生压痕。因此调整挤干辊设计要根据生产工艺安排以及使用成本等综合考虑进行优化。

为了避免冷凝水滴落与挤干后带材上，可在挤干辊的横梁下方设置烟罩，防止水汽凝结滴落。改进的烟罩如下图所示：

在经历了这样特殊的课程之后，从新加坡中学走出来的学生具有非常敏锐的“批判性思维”和“辩证思维”，他们的逻辑思维能力快速成长，也同样对于他们的学术课程大有助益。

图3 烟罩

烟罩内设置保温层和加热层，来消除水汽和环境的温度差，从而避免水汽的冷凝。

（2）烘干箱存在如下问题：

箱体内的空气经加热后，靠风机在腔体内循环，由于带材要通过箱体，箱体不能做到完全封闭，这就造成了风机进行热风内循环的同时，吸入了外部的冷风，降低了箱体出入口的温度，并且如果带材比较宽，会造成烘干不均匀的情况，如此，机列速度高的情况下，必定会影响烘干效果。

带材经过烘干箱加热，带材表面的水蒸发形成的水蒸气大量聚集在箱体内，以致箱体内部湿度越来越大，带材出了烘干箱，带材表面携带的水汽又冷凝成水，造成表面有水印存在，在寒冷地区的生产线，此问题尤为突出。

为此，本文提出了如下图所示的烘干原理，以期达到良好烘干效果：

图4 优化后的烘干原理

此烘干技术较传统方法新增加一套热风补充装置，靠其在箱体内形成为正压，防止外部冷风吸入的同时，又能将箱体内的湿度降低，从而避免了水汽出了箱体凝结且加热不均匀的问题，对提高机列速度有很大帮助。

1.3 水处理系统

水处理系统的稳定可靠直接关系到清洗效果。现存的很多水处理系统存在如下问题：水路的循环、水加热、水过滤。

（1）将线内用过的污水集中到一个箱体，然后通过污水泵打到污水箱。这样设置对泵的稳定性高，同时要做很多连锁来控制泵的启停，比较繁琐。可取消污水回流泵，将线外箱体做成下沉式，用自然回流的方式来实现污水的回流，这样既减轻了整个系统的控制压力和故障隐患点，又使机组在地面上的视觉规整，不凌乱。

（2）污水与加热器直接接触，造成加热器容易结垢，大大减少了加热器的使用寿命。可配置一套热水循环装置，热水箱用去离子水独立加热，独自有提要循环回路来保证水的洁净度。通过换热器来对在线用水进行加热，从而延长加热器使用周期。

（3）低压漂洗的净水只靠后面两排喷嘴进行冲洗和补水，事实上，漂洗下来的杂质相当于在漂洗箱内自循环，仅靠补充的净水溢流来稀释“污水”，这样就造成了对带材的漂洗效果差。可将过滤精度高的板式过滤机单独用于漂洗这一路水循环，让整个低压漂洗的在线用水是相对纯净的。为了节约成本，将高压清及刷洗装置的过滤换成滤精度稍差的袋式过滤器，只需定期清理污物即可。

图5 水洗系统原理图

优化后的水系统原理图如上图所示：

线内箱体水的回流采用自然回流方式；

配备一台热水循环装置，通过板式换热器在线加热线内箱的用水；

高压清洗、刷洗装置部分的污水用过滤精度稍差的袋式过滤器过滤。

高压清洗和刷洗装置共用的污水箱、板式过滤器污水箱、板式过滤器净水箱，三个功能箱体合为一个大箱体，结构紧凑，节省传动侧空间。

2 结语

由于水清洗技术成熟，使用和维护成本低，并且对自然环境和操作环境友好，被广泛应用于各铝板带生产厂商的清洗线中，对整个水清洗系统的优化升级后能进一步提高铝板带材表面质量。