铝板带材表面真空除油机组的研发与应用

张志贵，龚寿平，刘 煜，刘静安

（1.咸阳大田机械有限公司，咸阳712000；2.安徽楚江集团，芜湖241000；3.西南铝业（集团）有限责任公司，重庆401326）

1 铝板带表面传统的除油方式

从早期的金属板带轧制引入轧机油一开始，除油问题随之而生，到目前为止除油手段归纳起来有以下几种：

（1）胶辊除油。挤干辊除油是最原始的除油方式，其主要部件为用上、下两支橡胶辊进行挤压来去除带表面的油液，达到除油的目的。橡胶的选材一般选用能够耐油的丁晴橡胶。橡胶最大的优点在于便宜。但是由于橡胶辊本身不能吸油，而其最大的缺陷是油挤不干净，特别是在轧机速度较高时尤为突出；其次在板带边部有毛刺时常容易划伤，表面还会扎入金属粉末划伤板带。

（2）压缩空气吹扫。这种方法是板带生产最常见的方法，通常在轧机的出口侧设置气刀吹扫装置，其原理主要是通过压缩空气将板带上的油吹掉。这种方法在低速下尚可使用，在高速的状况要吹掉粘在带材表面的油则势必要增大压力及流速，从而产生较大的油雾二次附着，更重要的污染整个生产环境。

（3）无纺布辊除油。这种辊子是由一种内部多孔组织，且能吸湿的无纺布制成。最早由美国3M生产，俗称“千年辊”，但因售价太高、维护不便，使不少厂家望而生畏，而让用户难以大量采用。国内已由咸阳大田机械有限责任公司经多年努力，研制出了同类产品-无纺布多用辊，其性能完全可以和进口产品媲美，价格用户完全可以接受，目前已被国内外众多用户所采用，已获得国家实用新型专利。

除了以上几种方法之外，目前还有诸如刮油条除油、小辊除油等多种除油方式，甚至还有几种方法相结合除油，其方法可以说是五花八门，但至今并未有一种被公认的简易、高效的除油方法。

2 新型除油机组的组成与工作原理

2.1 真空除油机组的组成

真空除油机组主要由四部分组成，如图1所示。

图1 真空除油机组主要组成及布置

2.2 多股丝刷辊的结构与作用

采用尼龙PP6材质，一根直径1.20mm的尼龙丝内包含几百根的细纤维，在板带受压力接触的情况下，可形成平整的一个摩擦平面，不会划伤板面，同时会有效地将板面上的油污与金属粉末隔除掉，见图2。

图2 多股丝刷辊示意图

2.3 无纺布挤干辊的真空除油原理

传统的橡胶辊的挤干完全是靠橡胶体和钢板之间的紧密结合硬性地将液体挤掉。而无纺布挤干辊则是充分利用了无纺布自身的多孔性和吸湿性。从图3中可以看出，在一定的压力下辊体的体积缩小而密度增加。当辊体转动时，被压缩的部分会回弹，形成真空状态，板带表面的液体被吸入辊体。在传动动力的压力下，辊体再次被压缩，辊体的空气和液体被挤出，见图3。

图3 无纺布挤干辊工作原理图

利用无纺布辊的挤干功能先将板带上的大部分油污挤掉。经过2支无纺布辊的挤油，经测算板带表面的残余油量可减少到600mg/m2左右。

3 铝板带真空挤干机的研发

真空挤干机是咸阳大田公司研制出的具有发明专利的最新产品（专利号：ZL 2013 1 0470808）。

真空挤干机的组成与工作原理如下。

（1）真空挤干辊。真空挤干辊是在空心钢管上打上孔然后将特殊的无纺布轴向套在带孔的辊轴上，在机组工作时将油挤入空心辊体内。真空无纺布辊是否好用，取决于以下几点：空心钢棍上孔分布的密集程度及大小，孔太大则会发生漏气现象，太小则抽不动，孔的密集度的密与疏也是同样的道理；套在辊子上的无纺布的厚度和硬度，布太厚太硬则抽不动，布太薄或太软则影响辊子使用寿命，容易脱落；无纺布材质的选择，无纺布应具有充分的吸湿性、耐磨性。

（2）真空工作站。根据板带的厚度、轧机的速度等因素设计一套真空抽吸系统。真空系统直接连到真空辊的旋转接头上，通过真空抽吸系统为真空辊提供极强有力的负压，将粘在辊面上的残余油量抽到辊子腔内，然后从旋转接头进入过滤系统。

（3）过滤循环系统。为了节省油耗，特设计此过滤系统。从真空辊抽出的油里面含有大量的杂质。为了不浪费宝贵的油资源，节省成本，特将抽出的残油经过这套精密高效的过滤系统滤掉杂质，使过滤后的轧机油导入轧机油箱继续循环使用。

（4）控制系统。该真空挤干机组的控制本着简易实用、操作方便原则进行设计，控制采用最先进的PLC控制，直接可连接到轧机主工作台的面板上直接控制。

（5）换辊及维护机构。该机组的结构优化合理维护便捷，尤其是更换辊子极其方便，为生产维护节约了大量的宝贵时间。

4 铝板带真空除油机组的应用效果

目前，真空除油机组在多家黑色金属厂家使用，效果反响良好，除油效果大大高于各种传统方法，受到厂家及业界专家的一致好评。经现场测试，在精轧机上使用，油的残余量在100mg/m2左右。

真空挤干机组的研制成功，被国内外专家认为是金属板带领域的一项革命性成果。近年来，新型真空除油机组在我国大型铝板带企业热轧生产线中也获得应用，使用效果很好。它与传统除油方法的对比结果见图4。

图4 真空挤干机组除油效果与传统除油机方式比较

5 小结

在铝板带轧制生产中，表面除油除液是一道不可或缺的重要工序。因为它对铝板带的表面质量、生产效率和成本有重大的影响。目前与国外先进水平仍有很大差距。咸阳大田机械公司研发的新型真空除油机组具有一系列优异特性，是板带材表面清洗方面的一项革命性成果，值得推广应用。