鈦卷表面脫脂清洗機組效率提升技術改造

摘 要：板帶廠鈦帶脫脂清洗機組清洗效率不能滿足現有生產工藝要求，通過對脫脂清洗系統壓力、溫度和清洗噴嘴的技術改進，大幅提高了鈦卷的清洗效果和生產效率。

關鍵詞：清洗壓力；溫度；噴嘴

1 綜述

脫脂清洗機組是板帶廠鈦帶生產線使用最為頻繁的生產線，屬于鈦帶的核心設備，是對軋機軋制后遺留在鈦材表面的油污進行脫脂、清洗和烘干。脫脂清洗是半成品加工到成品加工必要的工藝流程，該生產線的效率和產能直接影響這整個鈦帶生產線的生產效益。而現有的清洗系統，在鈦材帶式生產中表現出能力不足，前后脫脂清洗系統效率低，不能對鈦卷表面油污進行快速破膜，清洗質量無法滿足生產工藝的要求。

2 系統分析

原脫脂清洗系統存在問題表現在以下幾個方面：

（1）鈦卷經過軋制后，表面殘留有一層軋制油油膜，要想將鈦卷清洗干凈，必須將表面油膜快速擊破。而現有脫脂清洗系統壓力只有0.4MPa，清洗水通過噴嘴無法快速擊破帶材表面的軋制油油膜。

（2）溫度是影響除油效果最重要的因素之一，大多數脫脂劑都是在中溫以上操作的，在最佳溫度下，每下降10℃，除油時間會成倍增加，到了低溫階段，耗用的時間更多，甚至無法去除油污。而現在脫脂清洗系統的溫度只有40℃，不能有效的發揮脫脂劑的效果。

（3）噴嘴是最終執行清洗的重要因素，噴嘴的結構形式、噴射角度，噴射距離都會影響清洗效果，而現有噴嘴的結構形式和噴射角度不能有效的擊破油膜，清洗效果不理想。

3 方案論證

結合現場實際，針對以上問題，在設計改進工作中，重新選擇清洗泵組和噴嘴的型號；合理調整系統清洗的壓力以及流量；安排工藝實驗，選擇符合現場情況的清洗劑的類型；重新設計已選噴嘴工作時與帶材表面的間距和噴射角度；主要設計改造內容包括：

（1）前后脫脂泵組選型和管路設計。考慮到清洗時若系統壓力過低，則清洗效果差。而壓力過高，設備購置成本高，甚至在生產時管路中帶入的雜質會損傷帶材表面。為此，選擇了工作壓力為8bar，輸出流量為50L/min的水泵。在管路設計中，增加了卸荷管路，用于實時調整系統壓力。

（2）前脫脂系統溫度控制。穩定的溫度是提高清洗效果最有效的手段，為此，增加了兩套加熱系統，各系統的位置及功能分別是：一套安裝在管路上，保證清洗噴嘴出口的溫度；一套安裝在清洗槽中，用一臺水泵實現清洗槽內的溫度自循環。通過該加熱系統保證了穩定的清洗溫度。大多數脫脂劑都是在中溫以上操作的，低溫狀態下，耗用的時間會很多，甚至無法去除油污。不過，太高的溫度也是不可取的，一者浪費能源、增加費用；二者，許多非離子表面活性劑都有濁點，超過一定溫度，它會從溶液中分離析出，所以將溫度控制在80℃。

（3）清洗噴嘴選型，為保證選擇的噴嘴類型能滿足現場需求，特進行了現場工藝實驗。初期選擇了兩類噴嘴。兩種噴嘴分別為塑料和不銹鋼，原始設計都為螺紋連接。當系統溫度設定在80℃左右，塑料噴嘴在溫度過高時出現軟化，加之設備維護時頻繁拆卸，螺紋易損壞，噴嘴自動脫落，使清洗壓力下降。最終選擇不銹鋼噴嘴，并將連接方式改為焊接，延長了噴嘴壽命。而噴嘴噴霧沖擊力取決于噴霧形狀分布和噴霧角度等因素。對于某一種特定噴霧，其噴霧沖擊力隨著噴霧角度增大而減小；對于不同類噴霧形狀，在同一噴霧角度下，扇形噴霧具有最大噴霧沖擊力，空心錐形噴霧次之，實心錐形噴霧沖擊力最小。

4 方案評估

設計改進工作立足于現場，結合了機械設計、電氣控制、自動化等學科，提高了修磨線的生產效率，降低了生產成本，實現了分廠設備的技術改造工作。

表1所示摘錄了上一年度三、五、十月份生產統計情況。

分析表1，新機組在電能消耗這一項核算中，每月可節省費用大約兩萬元，經濟效益非常可觀。同時，投入正常生產的時間與原來機組相比，縮短近1/3多。

5 結束語

通過對原有脫脂清洗機的改造升級，當前生產線速度達到10m/min，且系統工作非常穩定，清洗效果已大幅提升，為企業在能耗、人員投入成本、設備故障等方面節約了大量成本。

參考文獻

[1]余錦利.噴嘴的設計與分析[J].蘇州大學學報.