帶材邊部吹掃研究與應用實踐

梅桂林 孫紅剛 胡 兵 劉 松 謝 磊

1.概況

板帶軋機進行生產時，軋輥和帶材間會產生很大的熱量，并造成軋輥的熱凸度變形，該變形熱的持續積累會嚴重影響帶材板型及其表面質量。為使軋輥和帶材保持在合理的溫度范圍內，板帶冷軋機一般均配備工藝潤滑系統，并通過對軋輥和帶材表面噴淋軋制液以降低軋輥和帶材的溫度。現代冷軋機組的軋制力和單道次壓下率均非常大，因此輥面降溫所用的軋制液噴淋量相當大。大量的軋制液在通過輥縫出口后仍然附著于帶材表面，尤其是帶材邊部。帶材進入卷取機前需要將其表面的軋制液除凈，否則會造成帶材在卷取時打滑甚至是形成塔形或滑出卷筒，而且帶材表面的殘液也會對后續清洗線帶來巨大壓力。

2.帶材邊吹的理論研究

板帶軋制時，工藝潤滑系統一般只在帶材的入口側噴淋軋制液，見圖1所示。理想狀態下，帶材通過工作輥后其表面的軋制液完全被工作輥擠壓并除去，即出口側的帶材表面理應不含軋制液。但實際生產過程中，軋機出口側的帶材表面依然殘存軋制液，尤其是帶材邊部聚集有大量軋制液。

通過對國內某銅廠的四輥銅帶軋機生產現場的觀察與分析可知，帶材邊部殘存大量軋制液的主要原因如下：

圖1 板帶軋機工藝潤滑簡圖

a.上、下工作輥輥頸處存在比較大的空隙。部分軋制液通過空隙從入口側噴淋到出口側帶材邊部。

b.上下工作輥輥面寬度大于帶材寬度。現場生產時，被軋輥擠壓掉的部分軋制液聚集到帶材邊部以外的輥縫處并由于軋輥轉動的慣性離心力而被甩到出口側。軋機出口側的帶材在與軋輥分離的一瞬間會形成一個負壓空間，因此被甩出的部分軋制液被此負壓吸附回帶材邊部。

傳統生產模式中，板帶軋機去除軋制液（以下簡稱除油）主要有輥式擠壓和氣刀吹掃兩種方法。輥式擠壓除油：是通過上下輥面對帶材的適度擠壓，以達到除油的目的，但是該除油原理與軋制液在軋輥輥縫處被擠壓去油一樣，可以將大部分軋制液除去，但仍會在帶材邊部聚集軋制液。氣刀吹掃除油：是通過一定壓力的氣流將軋制液吹離帶材。由于輥式擠壓無法徹底清除帶材邊部的軋制液，本文著重點闡述此方法。

3.帶材邊吹的應用實踐

經理論分析和現場反饋，板帶軋制過程中帶材邊部確有殘液大量存在，因而帶材邊部吹掃的研究具理論和現實意義。

目前，常用的邊部吹掃裝置由氣噴嘴、支架、氣管和氣源組成，見圖所示2。氣噴嘴一般選用鴨掌形噴嘴，此種氣噴嘴的噴射區域呈扁平狀并有一定寬度。由于兼具耗氣量小和噪音小的優點，該類型的氣噴嘴較適用于帶材邊部吹掃。支架用于將氣噴嘴固定。邊部吹掃裝置對氣源的壓力有一定要求，一般不得低于0.5MPa。這是由于軋制較薄帶材時，一般使用全油軋制以保障帶材的表面質量。但是軋制油的粘度非常高，因此只有使用較高壓力的氣流才能將附著于帶材邊部的軋制油吹離帶材。

圖2 邊部吹掃裝置正視圖

邊部吹掃裝置中氣噴嘴和支架的相對角度，可以直接影響吹掃除油的效果。邊部吹掃裝置的兩側氣噴嘴，在機組作業線的垂直方向呈外八字對稱排列，可使氣噴嘴吹出的壓力氣流將軋制液盡量向帶材外部吹掃。

邊部吹掃裝置的氣噴嘴沿帶材軋制方向與帶材呈一定角度排列，并保證氣噴嘴的吹掃方向始終朝向軋機。氣噴嘴與帶材間角度越大則氣流對軋制液的吹掃力越強，越容易將軋制液吹散。但是吹散后的部分軋制液會重新落回帶材表面。因此該角度也不宜過小，隨著角度的減小氣流對軋制液的吹掃力會逐漸變弱，不利于軋制液被吹離帶材。通過大量的理論計算和現場試驗，當此角度在30°-45°區間布置時，吹掃效果較好。

邊部吹掃裝置的安裝位置亦會對除油效果產生巨大影響。吹掃裝置最常見的安裝位置是A、B和C三處（見圖1）。A處具有較大的安裝空間，因此帶材邊部吹掃裝置裝于此處可方便進行檢修和維護。不過由于該處同輥式除油裝置相距較遠，帶材中部的大量軋制油僅靠吹掃作難以徹底清除。B處位于輥式除油裝置的出口，帶材和除油輥在此處分離的瞬間，會產生負壓并將軋制液吸回帶材。所以在B處安裝邊部吹掃裝置，可使軋制液在附著帶材邊部之前就吹離。C處位于轉向輥后面，軋制液同帶材間的附著力在此處會由于巨大離心力的作用而降低，非常便于吹離殘液，但此處不易安裝。在綜合考慮各位置的優劣情況后，邊部吹掃裝置安裝在B處是最合理的。

4.結語

帶材除油效果決定著機組的整體作業效率，尤其是帶材邊部的除油效果，直接影響帶材的表面質量和后續工藝的開展。為有效解決帶材邊部殘液這一技術難點，經帶材邊部吹掃的理論探討與應用實踐，又經過反復論證和在國內某銅廠的實際使用，邊部吹掃裝置可以明顯減少帶材邊部殘存的軋制液，得到了用戶的認可。

參考文獻略