陳治國

　　摘　要：乳化液斑跡是長（zhǎng）期困優冷軋產品的一種表麵缺（quē）陷（xiàn），一直得（dé）不到根本解決，本文（wén）在分析和模擬試臉數據的基（jī）礎上，分析了乳化液斑跡的成因及形成機理，並提出了控製（zhì）乳化斑的對策。
　　關鍵詞：乳化液斑跡；形成機理；控製（zhì）措施

　　引言
　　乳化液斑跡是一個長期困擾冷軋產品表麵質量的問題，自開工以來雖幾經攻（gōng）關，但一直未取得突破，主要（yào）是因為未弄清其產生的原因和機理。乳化（huà）液斑跡仍是影響帶鋼表麵質量的主（zhǔ）要缺陷。為此我們再次組織攻關，研究乳（rǔ）化液斑（bān）跡的形成機理並在此基礎上進（jìn）一步研究其對策。
　　一、乳化液（yè）概述
　　1、乳化液的功（gōng）能
　　乳化液的主要功（gōng）能有冷卻、潤滑、防（fáng）鏽等，不同的化學性能對其功能都有一定的影響。冷卻功能主（zhǔ）要是冷卻軋件（jiàn）和軋輥，減少軋（zhá）件變形，提高板形精度，延長（zhǎng）軋輥壽命，進（jìn）而能提高軋製速度和壓下量，提高生產率。水基的合成乳化液冷卻性能相對較好（hǎo），但如受雜油、汙垢汙（wū）染或有油乳析（xī）出，會降低冷卻性能。冷卻（què）性能還（hái）和乳化液係統的（de）設計，如乳（rǔ）化液流量、噴射方（fāng）式和係統容積等有關。現有的乳（rǔ）化液中均加（jiā）有各種潤滑添加劑，如脂肪酸油、酸胺酷、聚（jù）合物等，它們可起到軋製潤滑的作用，能（néng）有效降（jiàng）低（dī）軋輥（gǔn）和軋件之間的摩擦，提高產品精度和表麵光潔度，延長軋輥壽（shòu）命。乳化液的防鏽功能主要來自（zì）配方中的有機胺鹽或無機鹽類防鏽添加劑及鈍化劑（jì），它（tā）對軋件的防鏽保護僅為工序間的防鏽，一般為一周左右（yòu），並視環境溫度和濕度而不同，此外也防止軋機的鏽蝕。乳（rǔ）化液有一（yī）個Z低防鏽粘度，它視產品而異，一般約4環。如配液（yè）中（zhōng）的Cl-含（hán）量較高，則Cl-會穿透金屬表麵鈍化膜，造成軋（zhá）件（jiàn）點蝕，此時應設法降低其含量。
　　2、乳化液的指標要求（見表1）

　　二、乳（rǔ）化液斑跡的形成機理
　　1、乳化液斑的形（xíng）成過程
　　帶鋼在軋（zhá）製（zhì）卷（juàn）取時，有乳化液卷入帶卷層之間，嚴重時可用肉眼看到（dào）層與層之間有乳化液擠出，在卸卷後到重卷的存放時間內，因帶卷的溫度較高達到110～130℃，加之（zhī）帶鋼表麵和殘留乳化液中有（yǒu）鐵粉（fěn）存在（zài），隨著乳化（huà）液（yè）水分的（de）蒸發，乳化液中各種化學成分濃度增加，加速了各（gè）種化學反應的進行.Z後各種反應物與帶鋼機體（tǐ）形成的鏽蝕結合，沉（chén）積在帶鋼表麵（miàn）形成難以擦除的（de）乳化液斑跡。乳化液殘（cán）留（liú）帶鋼表麵越（yuè）多，乳化（huà）液汙染越嚴重；軋後（hòu）滯留時間越長，形成的乳化液斑（bān）越嚴重，乳化液斑的顏色越重。
　　為更直觀地說明乳化液斑的形（xíng）成規律（lǜ），我們進行了現場的模擬實驗：在第三道和第五道軋製過程中，軋製到（dào）整卷中部時，將乳化液（yè）潑在帶鋼表麵，乳（rǔ）化（huà）液隨即卷人鋼卷內，觀（guān）察乳化液斑的生成（chéng）情況。結果表（biǎo）明：第三道次沒有生成（chéng）乳化液斑；第五道次生成大量的乳化（huà）液斑。
　　模（mó）擬實驗的結（jié）果可以說明如下問題：
　　（1）乳化液斑的產生（shēng）發（fā）生在第五道次；
　　（2）形成乳化液斑的物理（lǐ）、化學反應（yīng）不是瞬間完成的，需要的時間大約為12～40分（fèn）鍾（zhōng）。
　　2、乳化液斑形成的化學反應
　　乳（rǔ）化液斑主要是帶鋼（gāng）表（biǎo）麵的鏽蝕而成，其主要成分為堿式氧化鐵—FeO（OH）和少量的Fe3O4組成，堿式氧化（huà）鐵（tiě）是Fe（OH）3的脫水（shuǐ）產物，是介於Fe（OH）3和（hé）Fe2O3之間的一種產（chǎn）物。我們對現場產（chǎn）生乳化液斑的板麵進行了掃描電鏡分析。
結果表明：斑跡的主要組成元（yuán）素是（shì）C、O、Fe，其它元素均沒有（yǒu）明顯的峰值。
　　堿式氧化鐵產生化學反應過程如下（xià）：
　　Fe+2HC1=FeCl2+H
　　FeCl2+2H20=Fe（OH）2+2HC1
　　4Fe（OH）2+2H20+O2=4Fe（OH）
　　4Fe（OH）3+O2=4FeO（OH）+4H2O
　　Fe3O4產生的化學反應如下（xià）：
　　3Fe+2O2=Fe3O4
　　根據上述反應可知，產生鏽蝕的條件主要是帶（dài）鋼與鹽酸、空氣（qì）和水（shuǐ）接觸發生（shēng）化學反應生成鐵（tiě）的化合物。
　　三、乳（rǔ）化液斑跡的控製措施
　　1、增大加熱器功率，控製箱體內乳化液溫度（dù）
　　過低的溫度有可能使（shǐ）乳化液產生酸（suān）敗（bài），生長（zhǎng）細菌，且低溫不利於軋（zhá）製油中極壓劑等添加劑發揮作用而影響潤（rùn）滑；溫度（dù）過高，乳化液顆粒（lì）度易長（zhǎng）大，影響乳（rǔ）化（huà）液穩定性（xìng），易老化，形成油（yóu）水分離，油耗上升，增加運行成本（běn）。根據銅板帶精軋（zhá）機工藝技術要求，乳化液的溫度控製為38～45℃為宜。該係統的乳化液加熱器安（ān）裝在淨油箱內，為靜態加熱，生產中發現，冬季環境溫度一般在0℃左右，淨油箱乳化液經長時間加熱（rè）時，溫度也隻能達到35℃左（zuǒ）右，低於工藝要求的（de）溫度。因此（cǐ），我們把加熱器功率（lǜ）增加一倍，將原來三組24kW加熱器換掉，改成三組48kW加熱（rè）器，能夠（gòu）滿足（zú）冬季乳化液溫（wēn）度控製（zhì）要求（qiú）。
　　2、技術措施
　　（1）加強吹掃
　　通過強有力的壓縮空氣吹掃，可（kě）以減少或（huò）消除板麵殘留的乳化（huà）液、消除濃縮乳化液的來源。
　　（2）減（jiǎn）少漏油
　　通過加（jiā）強管理，減少係統漏油，提高殘留乳化液的蒸（zhēng）發速度。
　　（3）控製（zhì）板型
　　中間浪的部位是積存乳化液的部位，也是保護氣體不易（yì）進入的封閉緊貼區域，軋製時應避免產生中間浪的板型。
　　（4）加強軋後庫存管理
　　加強物流管理、做好下工序生產計劃（huá）安排，減少軋後庫存放周期（qī），減少殘留乳化液（yè）的濃縮。對可能產生乳化液斑跡的鋼卷提前（qián）安排生產（chǎn）。
　　（5）增加擋液（yè）裝置
　　對於單機架軋機（jī），可在入出（chū）口防（fáng）濺擋板各增加一組擋液輥，擋（dǎng）液輥隨防濺擋板升降，在生產過程中緊（jǐn）貼帶鋼表麵，可有效（xiào）阻擋大量乳化液溢出，其次入出口測張輥前後各增加一組擋液輥，這樣通（tōng）過擋液輥多次擠壓，帶鋼表麵殘留的乳化液可有效（xiào）清除。通過此種方法，攀鋼成都板材公司單機架可逆式軋機已經實（shí）現（xiàn）了部分道次無吹掃軋製，軋（zhá）製（zhì）帶鋼（gāng）表（biǎo）麵乳化液殘留得到很好控製，同時也降低了壓空消耗，經（jīng）濟效益顯著。
　　3、做好定期（qī）維護
　　乳化液pH值一般為7.0，呈堿性，以防止機組的鏽蝕，同時也為了控製細菌和（hé）真菌的（de）滋長。使（shǐ）用中乳化液的pH值會慢慢降低，所以必須定期取樣分析，及時加入調整劑。一般乳化液的常用濃度範圍為2%～6%，濃度（dù）過高（gāo）泡沫多，成本也高，刺激（jī）皮膚，冷（lěng）卻性差；濃度過低則防鏽性（xìng）能、抑（yì）製細菌能（néng）力（lì）和（hé）潤滑性都變差（chà）。導致濃度下降的原（yuán）因很多，如（rú）水硬度高、乳脂和油脂析出、細菌（jun1）汙染、乳化劑消耗、冷卻液不穩定等，視情況及時補（bǔ）加（jiā）新液，並添加殺菌劑。應規定每2周測一次細菌含量，細（xì）菌繁殖會消耗掉（diào）乳（rǔ）化劑，使油脂和乳脂析出，乳化液濃度和潤滑性能下降。親氧菌呼（hū）出CO2，使乳化液（yè）pH值下降（jiàng）。防鏽性能變（biàn）差（chà）；厭氧菌會（huì）產生（shēng）H2S，產生臭味。合成乳化液雖不易滋長細菌，但（dàn）有（yǒu）真（zhēn）菌滋長。當細菌（jun1）數≧105/ml，或pH值、濃（nóng）度有（yǒu）較大變化時，必須加原液或殺菌劑（jì）調整。
　　結語
　　減少（shǎo）斑跡應從加強吹掃、減少漏（lòu）油、控製板（bǎn）型、加強軋後庫存管理和增加（jiā）擋液裝置五個方麵加以解決。實踐（jiàn）證明，采（cǎi）取上述對策措施（shī），可使乳化液斑跡發生率大幅（fú）下（xià）降，達到較為滿意的效果。
　　參考文獻
　　[1]王業科.薄板坯連鑄連軋熱軋鋼卷作為冷軋（zhá）原料（liào）若幹問題的探討[A].2005年全國冷（lěng）軋板帶生產技術（shù）交流會驤第三屆薄鋼板質量（liàng）研討會論文集[C].北（běi）京：中（zhōng）國金（jīn）屬學會軋鋼分會，2005.25-27.

來源：《中國科（kē）技（jì）博覽》2017年（nián）15期