冷轧镀锌宽规格汽车板清洗技术研究

卢 杰， 高文芳， 王克川

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司， 河北 唐山 063200）

冷轧带钢表面一般会残留大量像轧制油、乳化液、铁粉或者松散杂质等残留物，其总量一般高达300～600 mg/m2。这些残留物污染带钢表面，如果不进行清洗，经过退火炉后就会在带钢表面形成残留的固体颗粒和碳化物，同时引起炉辊结瘤，从而造成带钢表面的压痕和划伤,最终影响成品带钢质量。

1 冷轧镀锌宽规格汽车板清洗质量问题

根据现场实际经验可以看出，宽幅带钢由于带钢的宽度较宽，带钢的清洗面积大，所以更不容易清洗。而且超宽幅汽车板生产质量要求较高，宽幅汽车板使用的钢种由于在冷轧轧机的压下率比较大，所以乳化液浓度采用的比较高，所以轧制油和铁粉残留较多，所以更不容易清洗[1]。现场发现，生产超宽幅汽车板，尤其是宽度在1 500 mm以上的汽车外板，原料的清洁度较低，镀锌清洗段工艺的反射率下降，导致影响质量判定。连续热镀锌线清洗段的生产特点决定了其对清洗工艺有着较高的要求，对于宽幅汽车板生产更为重要的是清洗过程要求在在短短几十秒的时间内将带钢表面的油污清洗干净。所以超宽幅镀锌汽车板对于清洗质量的要求需要研究进一步改善。

2 冷轧镀锌宽规格汽车板清洗质量改善措施

2.1 刷毛材质选择

刷毛的种类有多种，冷轧碳钢多使用尼龙材质刷毛，但是这种材质的刷毛硬度小，刷洗效果差，刷辊电流低，清洗不干净，尤其对于宽板来说，边部磨损较为严重[2]。然后使用刷毛材质较硬的日本奥斯本刷辊，划伤带钢表面。目前使用德国“霍达尼”刷辊，材质为研磨材料，材质良好。使用效果满足O5汽车外板的要求。

2.2 刷辊压下程序的优化控制

镀锌产线设计的刷辊压下方法最初是靠位置控制，根据刷辊在未压下的初始位置通过下线标定的刷辊与对辊的初始位置给定一定的压下量位置，通过长期的生产发现，由于不同位置的刷辊的磨损程度的不同和下线标定的刷辊与对辊的初始位置的不同，很多刷辊是不能投入使用的。所以进行了程序修改，引入了刷辊的电流。在刷辊打开的时候，通过现场电机推动螺旋杆走动的形成标定刷辊的初始位置，然后刷辊空载，此时系统默认的电流为“空载电流”，然后系统默认压下位置为“空载电流”的电流+0.8 A的电流为初始压下位置的电流，此时的位置为“压下接触位置”，然后根据现场操作界面的设定位置为补给量继续让刷辊压下到此位置。通过此次程序修改，刷辊明显都投入正常使用。

但是长时间投入使用后，此种控制方法仍有缺陷，就是当刷辊磨损比较严重的时候或者初始位置标定不准确的时候，刷辊会爆红，电机过载，刷辊抬起。所以经过进一步研究改进，决定改成“恒电流控制方式”。下面介绍恒电流控制方法。

在生产过程中，引入了恒电流控制的方法。这种方法是把刷辊在工作位的实时电流值作为控制设定值，并据此设定值，对电流进行自动调节，使得刷辊运行电流稳定的设定值范围内，即：清洗刷辊出力恒定不变，保持在设定范围内，这样就稳定了带钢的清洗效果。这样就由位置控制变为电流控制，也就是说直接控制刷辊出力的大小。当把实际位置大于工作位时的实际电流值作为电流控制的设定值[3]。

2.3 脱脂剂和消泡剂加放时间的优化

对于宽幅产品，带钢表面积大，使用正常的脱脂剂参数经常会发现清洗不干净。对于涂油镀锌板在其他生产工艺参数不变的情况下，对于180BD的1 700 mm宽度的汽车板采用不同脱脂剂浓度对清洗效果和箱体使用的影响（原料表面涂油量1 000 mg/m2）。

表1 消泡剂浓度对清洗质量的影响 s

从上实验结合现场脱脂剂和消泡剂选择的加放时间，现场脱脂剂的加放时间位加正常检修后时间控制的外排原则为排放50 s，然后关闭100 s。当检修后第5天开始或者清洗不良情况可以适当修改参数控制增加外排的时间为排放70 s，然后阀体关闭100 s。要求每天每班手动碱液排放一次，每次排放量要求是箱体总量的10%。结合碱液加放的时间，消泡剂采用预清洗加30 s，关闭100 s。点解清洗加20 s，关闭100 s。通过此项实验，既规范了碱液和消泡剂的使用，节省了成本，也对清洗质量和现场处理增加了改善，提高了清洗效果。

2.4 清洗段水温的优化

镀锌机组的碱清洗系统主要用于退火炉前清除带钢表面残留的铁粉和油污，常规工艺流程为预清洗系统，电解清洗系统和漂洗系统。其工作原因包括物理作用，化学作用和电化学作用[4]。

通过现场参数调整，清洗段水温的调整，过高或者过低都会导致泡沫的产生，清洗刷辊采用尼龙材质刷毛，此种尼龙丝耐温不能高80℃，否则会融化弯曲，但是随着温度的降低，会提高刷毛硬度，从而提高刷辊的清洗能力。考虑到刷洗槽温度对刷毛的影响，刷洗槽的温度控制在65℃左右，而预清洗喷淋清洗主要是去除油泥，为了避免喷梁的堵塞，水温控制在80℃左右。而漂洗段对于残留的油脂，能够加速表面活性剂分子的运动，从而促进浸润、乳化、分解作用。所以水温也控制在80℃左右。

2.5 清洗段的清洁生产

对于清洗段而言，预清洗单元留有大量的油泥，大量的油泥会散落在箱体内，特别对于宽板来说，作用面积大，乳化液残留多，产生的油泥更多。而电解清洗通过电极板阴阳离子的作用下，钢板的电颗粒脱附物的残留，也会对箱体造成污染，严重时会对钢带造成二次污染。油泥伴随脱脂剂的作用经过水循环会进入清洗段喷梁中，如果油泥颗粒很大，势必会堵塞清洗段喷梁，会造成喷水效果减弱，刷辊在没有水的作用下“干刷”，造成刷毛脱落。刷毛脱落后第一是进入箱体，造成箱体水中有刷毛的存在，影响水的流动性。第二是进入到水循环的过滤系统中，导致刷毛堵塞过滤器[5]。过滤器堵塞后水循环效果就差，刷毛“干刷”状态更严重，造成恶性循环。所以要求清洗段的管理采用“清洁生产”的方式，所以制定了清洗段“清洁生产方案”。

1）每次检修（15 d一个周期）清洗预清洗和二号刷洗单元喷梁，要求喷梁打压水后水柱呈扇形。

2）每次检修清洗预清洗段和点解清洗立式循环槽，将底部的油泥铁粉物质清理干净。

3）每次检修清洗卧室箱体，清理上面刷毛和脱脂剂残留。

4）每天检查循环泵水压，发现压力低清理循环泵过滤系统。

5）每天排放脱脂剂达到箱体总量的10%，把一部分脏的脱脂剂排干净。

6）每次检修更换箱体的脱脂剂，将脱脂剂全部排放干净。

7）年修清理排污系统和二次刷洗小箱体。

8）每半年碱液清洗段的供水的电导率，保证水源的清洁度。

2.6 清洗段设备功能精度

清洗段的设备功能精度对于保证清洗段的正常使用具有很大作用，所以保证每个清洗段设备的正常投入。

1）磁油分离的正常投入。磁分离和油分离对于油泥和铁粉的去除有很重要的作用，如果不正常投入使用，油泥铁粉进行箱体和喷梁中造成污染。

2）刷辊的更换使用。目前刷辊根据刷毛磨损程度的不同采用状态管理，每次检修检查刷辊的状态，宽窄印处磨损量差值在10 mm以上的进行更换。一般一个刷辊使用不超过4个月。

3）挤干辊的更换使用，挤干辊的使用采用状态加周期管理。周期为6个月必须下线更换，最后漂洗段挤干辊由于带水问题每次检修更换，其他挤干辊根据磨损情况，表面存在有手感的划痕和掉肉等缺陷时将其更换下线。

4）换热器的检查清理。每半年检修期间检查换热器是否堵塞和漏水。对其修复或者更换。

3 结语

通过以上工艺条件改善和设备管理，目前对于生产宽幅汽车板，制定了一套清洗段管理体系，内容包括清洗段工艺参数的固化，清洗段清结生产和日常维护，清洗段设备的设备功能精度的保证。目前通过带钢擦拭法，超宽幅汽车板的清洗质量得到了稳定的提升，通过最近半年的数据，大约96%以上的宽度汽车板的清洗质量达到了擦拭一级效果。