分享：浅析铝合金板材清洗技能改进

本文对现阶段天津忠旺铝业有限公司的2350 mm铝合金板材洗濯拉矫机组的洗濯段设备和洗濯工艺进行生产不雅观察、实验比拟，然后对设备及工艺方案进行优化改进，获取更好的洗濯效果从而提高带材的表面质量，同时优化洗濯段的系统稳定性。

1. 铝合金板材洗濯技能现状剖析1.1 2350 mm洗濯段紧张设备及事情事理

2350 mm洗濯拉矫机组洗濯段紧张包括预洗濯槽、预洗濯及高压水喷淋循环水箱、高压喷淋洗擦槽、碱洗槽、碱洗循环水箱、碱液配比系统、1#、2#、3#水漂洗槽、1#、2#、3#水洗循环水箱、边部吹扫、热风烘干和冷风干燥等。

其生产过程示意图如图1所示。

2350洗濯拉矫机组紧张有重卷、切边、洗濯、矫直四大功能，其事情办法为带材通过上卷小车从鞍座上运送入开卷机，带材经开头机及五辊矫直机后经入口夹送辊送入缝合机，与上一卷带材尾部进行缝合后自动穿带，然后经由切边后进入洗濯系统。
首先进入的是预洗濯槽，水经由离心泵从预洗濯循环水箱进入预洗濯槽，通过喷淋杆上均布的扇形喷嘴进行常压水预洗濯，然后经由预洗濯1#及2#挤干辊挤干带材表面水分后进入高压喷淋洗擦槽，高压喷淋洗擦系统利用高压往来来往泵将水加压后送入高压喷淋洗擦槽内进行高压冲洗，洗擦槽内同时设有具备传动的上、下刷辊，刷辊的旋转方向与带材运行提高的方向相反，作相对反向运动，从而达到洗濯运动带材的目的。
经由高压喷淋洗擦然后进入碱洗水槽，碱液由计量泵打入碱洗循环水箱后，通过碱液配比形成得当的洗濯浓度，从而对碱洗水槽内板带材进行碱洗，末了依次进入1#、2#和3#漂洗水槽，对带材表面的残余碱液进行冲洗。
经由三个漂洗水槽末端的挤干辊，将带材表面的水分挤干后出水箱，经由边部吹扫装置对表面的残余水膜进行吹干后进入热风炉进行彻底烘干，再通过冷风对其进行冷却干燥处理避免其发生氧化。
末了通过拉矫机进行板形纠正后经出口转向辊进入卷取机卷成整洁的铝卷进入下一道生产工序。

1.2 目前的洗濯工艺

铝带材在经由冷轧等过程后残留的轧制油以及附着在油污上的铝粉等杂质严重影响板材表面质量，不能知足下贱产品厂家和客户对付铝板表面清洁度的哀求。
铝加工行业现行的常用除油方法紧张为高温碱法化学去油以及有机溶剂去油[3]。
目前洗濯机组采取的是前辈行预洗濯加高压喷淋洗擦去除带材表面的大颗粒铝屑以及附着在轧制油上的铝灰粉等杂质；然后进入碱洗槽中，利用碱液自动配比系统，根据丈量碱洗循环回路中的电导率数值以及实际洗濯效果来调度碱液配比浓度进行碱洗；最后进入三个水漂洗槽依次进行循环漂洗。

而洗濯段目前采取的工艺是预洗濯、高压喷淋洗擦、碱洗以及漂洗的全部喷淋杆喷嘴打开，这样随意马虎导致由于流量增大而喷射压力减小，板材涌现部分洗濯不干净，残留铝灰泥及油印。
同时边部积水增多易使得板材运行出洗濯段时边部仍旧带水较多，如图2所示。
边部吹扫加烘干不能完备彻底地对板面进行干燥处理，影响板面质量，并且循环水回流的速率较慢时，水随意马虎从溢流槽中溢出，影响生产线的整洁都雅。
当带材表面的带油及铝灰比较严重时，每每涌现洗不干净须要二次冲洗的情形，这样也无形中增加了生产本钱[4-5]。

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2. 洗濯技能改进方法2.1 对预洗濯及碱洗段的喷嘴数量进行改进

带材的最大宽度是2350 mm，而预洗濯箱及碱洗箱中喷淋杆边缘的两个喷嘴的位置宽度是2420 mm。
预洗濯箱中原有喷淋杆有16根，个中8根喷淋杆上均布12个扇形喷嘴，8根喷淋杆上均布11个扇形喷嘴，因此将预洗濯原有边缘2个喷嘴拆卸下来，共拆除32个喷嘴，同时用堵头进行密封封堵以免压力透露。
碱洗箱原有喷淋杆28根，个中14根喷淋杆上均布12个扇形喷嘴，14根均布11个扇形喷嘴，同样将边缘的2个喷嘴拆下，共拆除56个喷嘴，同样进行堵头密封。
在线的喷嘴数量减少88个后，预洗濯循环以及碱洗循环水流量相对减小，压力相对增大，使得带材表面可以洗濯的更为干净，拆下边缘位置喷嘴，不影响正常板材洗濯的同时也减少了带材边缘积水的情形，使得带材离开洗濯段进入烘干及干燥段时板面水分相对较少。

洗濯段末端的三个漂洗水槽中的喷淋杆在带材板面的上、下分布，喷嘴分别朝向板面向下、向上，与板面成90分布。
这样洗濯的积水不随意马虎从板面流下进入循环水箱，同时板面的积水随意马虎从1#水洗槽被运行中的带材带入2#和3#水洗槽中，导致2#和3#漂洗循环水箱的水量过大而时常溢出，而1#漂洗水循环箱的水量不断减少，系统会判断自动补水，增加了生产线水量的花费。

将靠近水槽连接处挤干辊位置的两组喷淋杆朝向进行变动，将1#、2#和3#水洗槽的1组、2组喷淋杆改向与机组运行方向相反方向45（图3），不仅可以减少带材将循环水带进下一个水洗槽的情形，而且同时节约生产线的耗水本钱。

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2.2 洗濯工艺的改进2.2.1 高压往来来往式活塞泵的循环特性

生产线洗濯段高压喷淋洗擦循环系统采取的往来来往式活塞泵[6]，其耐压性高，转速范围宽，传输效率较离心泵高，活塞泵的工况调节紧张是改变压力P和流量Q。
调节压力紧张通过调节排出阀的开度大小来实现进入水槽的循环水压头的改变；而流量的调节须要通过改变电机的转速。

生产线事情介质是循环水，由于洗濯后循环水中杂质身分较多，调节排出阀则不好掌握实际压力的大小，随意马虎使得高压循环管路振动加剧，活塞泵的水流脉冲过大导致板材运行系统不稳定，或者过小导致泵的扬程不敷，无法实现高压冲洗。
因此须要调节电机转速匹配一个得当的压力进行高压冲洗。

对高压往来来往泵进行电机转速及压力的比拟实验，结果如表1所示。

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从表1中可以看出，当高压往来来往泵电机转速设定为70%时，管路压力达到6.87 MPa，这时循环管路振动情形适中，板材受流量脉冲的影响较小，同时带材系统运行平稳，洗濯效果尚佳。

2.2.2 洗濯段循环泵特性调节

生产线洗濯段除高压喷淋洗擦采取的是高压往来来往泵外，预洗濯、碱洗以及三个漂洗循环均采取卧式单机离心泵，且均采取“一用一备”的办法并联入循环系统。
个中预洗濯以及漂洗采取的是不可调速电机，碱洗采取的是可调速电机。

离心泵也同往来来往泵一样，具有运行工况的特性曲线，泵在恒定转速下，对应于泵的每一个流量Q，也相应对应着一个确定的扬程H、效率、功率n和必需的汽蚀余量。

泵运行过程中，为使泵运行在高效区或者稳定区，须要对泵的工况点进行调节，而泵的实际工况点的改变路子包括改变泵的特性曲线和装置特性曲线调节。
通过对预洗濯循环泵和水漂洗循环泵进行恒转速工况实验，通过改变装置来调节特性曲线，比拟泵的特性。
预洗濯槽设置有8个入口手动球阀，分别关闭1个开启7个；关闭2个开启6个，以此类推进行循环泵特性实验。
根据预洗濯水箱循环泵出口以及经由换热器后管路的压力表读数来进行剖析（表2）。

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从表2实验结果可以看出，当泵的转速恒定的情形下，关闭阀门减小流量的同时，1#泵及2#泵的出口压力从0.48 MPa上升到0.55 MPa，经由换热器后压力由0.43 MPa上升至0.53 MPa。

从表3实验结果可以看出，调节泵的电机转速，阀门的开关数量不变时，14对喷淋杆全部打开，压力变革较为平缓，而当阀门总开关数量为7对打开，7对关闭时，压力急剧增长，而当电机转速超过额定转速的90%后，对付循环水压力的增长险些没有太大的影响。

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据此结果可知，在生产线的洗濯段中，对付预洗濯以及漂洗段，在来料板材表面的铝灰及油污较多时，可以采取关闭多少组手动球阀，使得循环水的流量减小，而循环泵的转速恒定时，其压力呈现平稳增大的过程。
而对付碱洗段，可以适当地增加电机转速，使循环泵的特性曲线向右上方移动，减小节流丢失，保持高效率，且变速范围不宜过大，最低转速不宜小于额定转速的50%，否则泵本身的效率明显低落，耗电经济性差。

3. 结束语

设备改进方案以及工艺优化已在天津忠旺冷轧一厂2350 mm铝板带洗濯拉矫机组的调试阶段完成，现洗濯工艺稳定。
在设备改造和工艺改进之后，铝板表面清洁度显著提高，铝灰残留以及轧制油斑减少，成品率提升，使得机组洗濯效果以及机组运行有了较大改进，同时生产效率也得到提高，节能减耗成果显著，为企业创造出较为可不雅观的经济效益，也对未来铝合金洗濯生产线的技能研究开拓具有积极意义。

参考文献

[1]张圣麟. 铝合金表面处理技能. 北京: 化学工业出版社, 2009

[2]何定洋, 刘静安. 铝板带洗濯工艺磋商. 铝加工, 2005(6):25doi: 10.3969/j.issn.1005-4898.2005.06.011

[3]贺晓慧. 水基金属油污洗濯剂的研究. 风雅化工, 1998,15(6):11doi: 10.3321/j.issn:1003-5214.1998.06.003

[4]张国伟, 杨启杰, 李志强. 铝板带洗濯工艺对表面质量的影. 轻合金加工技能, 2012,40(7):61doi: 10.3969/j.issn.1007-7235.2012.07.014

[5]符可惠, 杨建玺. 高压水射流在铝板带洗濯设备上的运用. 重型机器, 2007(6):31doi: 10.3969/j.issn.1001-196X.2007.06.007

[6]李云, 姜培正. 过程流体机器. 北京: 化学工业出版社, 2008.

​文章来源——金属天下