“雙流量”板式過濾機電控系統的設計與探究

王雙林+王麗君

摘 要：目前國內的板式過濾機使用廠家大多采用單臺設備進行軋制液過濾，經常出現循環結束需要換紙或者設備故障停機而耽誤生產，影響了產量，降低了經濟效益。還有部分廠家采用兩臺設備并行使用，但相對獨立，操作不方便，不能實現聯機，系統存在背壓、缺油、串路、跑油等諸多問題，實現雙流量板式過濾機電控系統完整、一致并與整套軋機控制系統聯機，提高生產線自動化程度勢在必行。

關鍵詞：板式過濾機；雙流量；過濾單元；助濾劑

中圖分類號：TH12 文獻標識碼：A

0.前言

鋁箔冷軋生產線中的冷卻潤滑系統核心就是精密板式過濾機（以下簡稱“板過”），是保證箔材、板材表面質量及精度的關鍵設備。要想鋁加工行業中有一套精心設計的電控系統，只有充分了解冷軋過程的控制思路和關鍵參數，并不斷總結和摸索其中的聯系，才能使鋁箔的生產正常化和規模化。

1.“板過”電控系統發展歷程

德國SCHNEIDER公司于1968年制成用于鋁箔冷軋使用的“板過”。遼寧工業大學附屬工廠研制和消化了此類“板過”，這也是國內生產制造的第一臺，獲原機械部科技進步二等獎。30多年來，國內鋁箔加工行業正在使用“板過”700余套，發展主要經歷了以下3個階段：

最初的“板過”操作是采用凸輪控制器和繼電器邏輯系統進行控制的。使用效果不太理想，凸輪式控制器容易磨損、卡死， 經常造成程序混亂使系統不能正常工作。不僅給生產的正常進行和產品的質量帶來嚴重影響， 而且給維護檢修也帶來許多麻煩。采用PLC對原來“板過”的電控系統進行了改造， 解決了第一階段存在的一些問題， 提高了系統工作的可靠性與穩定性。改造后很少發生故障，延長了軋輥和過濾設備的使用壽命， 但還缺乏完整性。第三階段停留在“板過”與軋機系統簡單聯機，主要是指對污油過濾泵的配用電機實現控制，包括對它的運行、選擇、工作、故障指示、兩地操作和液位傳感器控制，滅火系統控制等。

2.“板過”的控制工藝

“板過”是利用具有一定負壓的噴射泵向過濾紙上噴涂硅藻土，在沉積一定厚度的預涂層后即可達到要求的過濾精度和過濾能力，通過電控系統實現5～8分鐘預沉積時間，涂層厚度達3mm～5mm。在正常過濾過程中按一定周期噴涂硅藻土與白土的混合液，一般30s一個循環，噴涂3s間斷27s，始終保證其過濾精度。在過濾過程中根據過濾周期要定期更換過濾紙及助濾劑，一般每層過濾單元噴涂總量4.4kg～5kg。“板過”其特點是過濾能力大和過濾精度高。一般軋機的過濾能力從400L/min～10800L/min，公稱過濾精度可達0.5μm～5μm，過濾后凈油的灰分含量小于0.05%。“板過”工作的一個循環周期包括預沉積、正常過濾和清洗吹掃3部分。板式過濾機所用助濾劑為硅藻土和活性白土。過濾介質為無紡布。

3.雙流量“板過”電控的實現

3.1系統設計

軋機冷卻潤滑過濾系統油泵多為一用一備或一用兩備，新增“板過”安裝就位后將其污油輸入口與1# 污油泵連接，并作為新“板過”的主泵，3# 污油泵為原“板過”的主泵，2# 污油泵作為備用泵，通過閥門的切換能夠實現共同為兩臺軋機備用。吹掃回油及凈油可通過管路切換流回污油箱及凈油箱。

在生產過程中如果原“板過”箱體壓力達到設定值需要更換濾紙時，可將新“板過”開啟預沉積狀態并進入正常過濾程序，實現軋制油正常過濾，而原“板過”開始進入清洗吹掃狀態，吹掃結束后可對其進行濾紙更換，即可達到不停機作業。當新“板過”工作一段時間后，過濾箱入口壓力值增大，需要換紙仍采用上述方法進行切換。在切換過程中兩臺“板過”污油輸入、凈油回油、吹掃回油通過程序控制管路切換而互不干擾。還可實現當軋制油受到污染時兩臺過濾機同時開啟，在較短時間內實現軋制油的清潔過濾。通過新“板過”每天可節約換紙時間1h～1.5h，生產效率及產量會有大幅度提高。因此通過增加一臺“板過”來提高產能，或者在安裝軋機時都按照雙“板過”或多“板過”形式采購，通過雙流量“板過”電控實現系統更智能更先進更完善，如圖1所示。

3.2 原“板過”的升級改進

對凸輪和繼電器控制系統這一階段的“板過”采用再投產一臺與原“板過”流量相等或偏大的“板過”實行雙流量并用模式，大大提高了軋制油精度，增加冷卻液的循環周期，降低軋制液溫度，克服掉了原來冷卻系統的故障頻繁發生的弊病。而PLC程序單機控制的“板過”根據可編程序控制器的特點， 增加了運行、暫停、復位等功能， 使過濾機可以按不同的速率與方向進行控制， 新投產的設備PLC仍可選與原設備PLC品牌一致，這樣給操作手和電修帶來方便，也節省了開支，通過新的“板過”的電控系統來完善原來存在的問題，以新的為主原來的為輔。可以提高“板過”雙流量并用的自動化控制程度，能實現與軋機系統的聯機。第三階段主要是電控系統的升級改造，技術已成熟，完善成本較低。

結語

可以預見，未來幾年無論是政策還是市場，都會迫使鋁加工行業提高門檻，朝著經濟發展新形勢帶動的新市場和產生的新需求轉型升級。原來鋁箔軋機只配備一臺“板過”，到一個過濾循環周期必須停機更換濾紙及助濾劑，每次換紙時間約1h 左右，軋機必須停止生產，嚴重影響產能及生產效率。因此設計雙流量“板過”電控系統，使兩臺過濾機并行使用自由切換，降低因輔助時間造成的停機，實現不停機換紙提升生產效率，也是時代發展的必然。

參考文獻

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