吴公平+李文涛+赵小军
摘 要：板带厂钛带脱脂清洗机组清洗效率不能满足现有生产工艺要求，通过对脱脂清洗系统压力、温度和清洗喷嘴的技术改进，大幅提高了钛卷的清洗效果和生产效率。
关键词：清洗压力；温度；喷嘴
1 综述
脱脂清洗机组是板带厂钛带生产线使用最为频繁的生产线，属于钛带的核心设备，是对轧机轧制后遗留在钛材表面的油污进行脱脂、清洗和烘干。脱脂清洗是半成品加工到成品加工必要的工艺流程，该生产线的效率和产能直接影响这整个钛带生产线的生产效益。而现有的清洗系统，在钛材带式生产中表现出能力不足，前后脱脂清洗系统效率低，不能对钛卷表面油污进行快速破膜，清洗质量无法满足生产工艺的要求。
2 系统分析
原脱脂清洗系统存在问题表现在以下几个方面：
（1）钛卷经过轧制后，表面残留有一层轧制油油膜，要想将钛卷清洗干净，必须将表面油膜快速击破。而现有脱脂清洗系统压力只有0.4MPa，清洗水通过喷嘴无法快速击破带材表面的轧制油油膜。
（2）温度是影响除油效果最重要的因素之一，大多数脱脂剂都是在中温以上操作的，在最佳温度下，每下降10℃，除油时间会成倍增加，到了低温阶段，耗用的时间更多，甚至无法去除油污。而现在脱脂清洗系统的温度只有40℃，不能有效的发挥脱脂剂的效果。
（3）喷嘴是最终执行清洗的重要因素，喷嘴的结构形式、喷射角度，喷射距离都会影响清洗效果，而现有喷嘴的结构形式和喷射角度不能有效的击破油膜，清洗效果不理想。
3 方案论证
结合现场实际，针对以上问题，在设计改进工作中，重新选择清洗泵组和喷嘴的型号；合理调整系统清洗的压力以及流量；安排工艺实验，选择符合现场情况的清洗剂的类型；重新设计已选喷嘴工作时与带材表面的间距和喷射角度；主要设计改造内容包括：
（1）前后脱脂泵组选型和管路设计。考虑到清洗时若系统压力过低，则清洗效果差。而压力过高，设备购置成本高，甚至在生产时管路中带入的杂质会损伤带材表面。为此，选择了工作压力为8bar，输出流量为50L/min的水泵。在管路设计中，增加了卸荷管路，用于实时调整系统压力。
（2）前脱脂系统温度控制。稳定的温度是提高清洗效果最有效的手段，为此，增加了两套加热系统，各系统的位置及功能分别是：一套安装在管路上，保证清洗喷嘴出口的温度；一套安装在清洗槽中，用一台水泵实现清洗槽内的温度自循环。通过该加热系统保证了稳定的清洗温度。大多数脱脂剂都是在中温以上操作的，低温状态下，耗用的时间会很多，甚至无法去除油污。不过，太高的温度也是不可取的，一者浪费能源、增加费用；二者，许多非离子表面活性剂都有浊点，超过一定温度，它会从溶液中分离析出，所以将温度控制在80℃。
（3）清洗喷嘴选型，为保证选择的喷嘴类型能满足现场需求，特进行了现场工艺实验。初期选择了两类喷嘴。两种喷嘴分别为塑料和不锈钢，原始设计都为螺纹连接。当系统温度设定在80℃左右，塑料喷嘴在温度过高时出现软化，加之设备维护时频繁拆卸，螺纹易损坏，喷嘴自动脱落，使清洗压力下降。最终选择不锈钢喷嘴，并将连接方式改为焊接，延长了喷嘴寿命。而喷嘴喷雾冲击力取决于喷雾形状分布和喷雾角度等因素。对于某一种特定喷雾，其喷雾冲击力随着喷雾角度增大而减小；对于不同类喷雾形状，在同一喷雾角度下，扇形喷雾具有最大喷雾冲击力，空心锥形喷雾次之，实心锥形喷雾冲击力最小。
4 方案评估
设计改进工作立足于现场，结合了机械设计、电气控制、自动化等学科，提高了修磨线的生产效率，降低了生产成本，实现了分厂设备的技术改造工作。
表1所示摘录了上一年度三、五、十月份生产统计情况。
分析表1，新机组在电能消耗这一项核算中，每月可节省费用大约两万元，经济效益非常可观。同时，投入正常生产的时间与原来机组相比，缩短近1/3多。
5 结束语
通过对原有脱脂清洗机的改造升级，当前生产线速度达到10m/min，且系统工作非常稳定，清洗效果已大幅提升，为企业在能耗、人员投入成本、设备故障等方面节约了大量成本。
参考文献
[1]余锦利.喷嘴的设计与分析[J].苏州大学学报.
