陳治國

　　摘　要：乳化液斑跡是長期困優(yōu)冷軋產品的一種表面缺陷，一直得不到根本解決，本文在分析和模擬試臉數(shù)據(jù)的基礎上，分析了乳化液斑跡的成因及形成機理，并提出了控制乳化斑的對策。
　　關鍵詞：乳化液斑跡；形成機理；控制措施

　　引言
　　乳化液斑跡是一個長期困擾冷軋產品表面質量的問題，自開工以來雖幾經攻關，但一直未取得突破，主要是因為未弄清其產生的原因和機理。乳化液斑跡仍是影響帶鋼表面質量的主要缺陷。為此我們再次組織攻關，研究乳化液斑跡的形成機理并在此基礎上進一步研究其對策。
　　一、乳化液概述
　　1、乳化液的功能
　　乳化液的主要功能有冷卻、潤滑、防銹等，不同的化學性能對其功能都有一定的影響。冷卻功能主要是冷卻軋件和軋輥，減少軋件變形，提高板形精度，延長軋輥壽命，進而能提高軋制速度和壓下量，提高生產率。水基的合成乳化液冷卻性能相對較好，但如受雜油、污垢污染或有油乳析出，會降低冷卻性能。冷卻性能還和乳化液系統(tǒng)的設計，如乳化液流量、噴射方式和系統(tǒng)容積等有關。現(xiàn)有的乳化液中均加有各種潤滑添加劑，如脂肪酸油、酸胺酷、聚合物等，它們可起到軋制潤滑的作用，能有效降低軋輥和軋件之間的摩擦，提高產品精度和表面光潔度，延長軋輥壽命。乳化液的防銹功能主要來自配方中的有機胺鹽或無機鹽類防銹添加劑及鈍化劑，它對軋件的防銹保護僅為工序間的防銹，一般為一周左右，并視環(huán)境溫度和濕度而不同，此外也防止軋機的銹蝕。乳化液有一個Z低防銹粘度，它視產品而異，一般約4環(huán)。如配液中的Cl-含量較高，則Cl-會穿透金屬表面鈍化膜，造成軋件點蝕，此時應設法降低其含量。
　　2、乳化液的指標要求（見表1）

　　二、乳化液斑跡的形成機理
　　1、乳化液斑的形成過程
　　帶鋼在軋制卷取時，有乳化液卷入帶卷層之間，嚴重時可用肉眼看到層與層之間有乳化液擠出，在卸卷后到重卷的存放時間內，因帶卷的溫度較高達到110～130℃，加之帶鋼表面和殘留乳化液中有鐵粉存在，隨著乳化液水分的蒸發(fā)，乳化液中各種化學成分濃度增加，加速了各種化學反應的進行.Z后各種反應物與帶鋼機體形成的銹蝕結合，沉積在帶鋼表面形成難以擦除的乳化液斑跡。乳化液殘留帶鋼表面越多，乳化液污染越嚴重；軋后滯留時間越長，形成的乳化液斑越嚴重，乳化液斑的顏色越重。
　　為更直觀地說明乳化液斑的形成規(guī)律，我們進行了現(xiàn)場的模擬實驗：在第三道和第五道軋制過程中，軋制到整卷中部時，將乳化液潑在帶鋼表面，乳化液隨即卷人鋼卷內，觀察乳化液斑的生成情況。結果表明：第三道次沒有生成乳化液斑；第五道次生成大量的乳化液斑。
　　模擬實驗的結果可以說明如下問題：
　?。?）乳化液斑的產生發(fā)生在第五道次；
　?。?）形成乳化液斑的物理、化學反應不是瞬間完成的，需要的時間大約為12～40分鐘。
　　2、乳化液斑形成的化學反應
　　乳化液斑主要是帶鋼表面的銹蝕而成，其主要成分為堿式氧化鐵—FeO（OH）和少量的Fe3O4組成，堿式氧化鐵是Fe（OH）3的脫水產物，是介于Fe（OH）3和Fe2O3之間的一種產物。我們對現(xiàn)場產生乳化液斑的板面進行了掃描電鏡分析。
結果表明：斑跡的主要組成元素是C、O、Fe，其它元素均沒有明顯的峰值。
　　堿式氧化鐵產生化學反應過程如下：
　　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：
　　3Fe+2O2=Fe3O4
　　根據(jù)上述反應可知，產生銹蝕的條件主要是帶鋼與鹽酸、空氣和水接觸發(fā)生化學反應生成鐵的化合物。
　　三、乳化液斑跡的控制措施
　　1、增大加熱器功率，控制箱體內乳化液溫度
　　過低的溫度有可能使乳化液產生酸敗，生長細菌，且低溫不利于軋制油中極壓劑等添加劑發(fā)揮作用而影響潤滑；溫度過高，乳化液顆粒度易長大，影響乳化液穩(wěn)定性，易老化，形成油水分離，油耗上升，增加運行成本。根據(jù)銅板帶精軋機工藝技術要求，乳化液的溫度控制為38～45℃為宜。該系統(tǒng)的乳化液加熱器安裝在凈油箱內，為靜態(tài)加熱，生產中發(fā)現(xiàn)，冬季環(huán)境溫度一般在0℃左右，凈油箱乳化液經長時間加熱時，溫度也只能達到35℃左右，低于工藝要求的溫度。因此，我們把加熱器功率增加一倍，將原來三組24kW加熱器換掉，改成三組48kW加熱器，能夠滿足冬季乳化液溫度控制要求。
　　2、技術措施
　?。?）加強吹掃
　　通過強有力的壓縮空氣吹掃，可以減少或消除板面殘留的乳化液、消除濃縮乳化液的來源。
　?。?）減少漏油
　　通過加強管理，減少系統(tǒng)漏油，提高殘留乳化液的蒸發(fā)速度。
　　（3）控制板型
　　中間浪的部位是積存乳化液的部位，也是保護氣體不易進入的封閉緊貼區(qū)域，軋制時應避免產生中間浪的板型。
　　（4）加強軋后庫存管理
　　加強物流管理、做好下工序生產計劃安排，減少軋后庫存放周期，減少殘留乳化液的濃縮。對可能產生乳化液斑跡的鋼卷提前安排生產。
　　（5）增加擋液裝置
　　對于單機架軋機，可在入出口防濺擋板各增加一組擋液輥，擋液輥隨防濺擋板升降，在生產過程中緊貼帶鋼表面，可有效阻擋大量乳化液溢出，其次入出口測張輥前后各增加一組擋液輥，這樣通過擋液輥多次擠壓，帶鋼表面殘留的乳化液可有效清除。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現(xiàn)了部分道次無吹掃軋制，軋制帶鋼表面乳化液殘留得到很好控制，同時也降低了壓空消耗，經濟效益顯著。
　　3、做好定期維護
　　乳化液pH值一般為7.0，呈堿性，以防止機組的銹蝕，同時也為了控制細菌和真菌的滋長。使用中乳化液的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范圍為2%～6%，濃度過高泡沫多，成本也高，刺激皮膚，冷卻性差；濃度過低則防銹性能、抑制細菌能力和潤滑性都變差。導致濃度下降的原因很多，如水硬度高、乳脂和油脂析出、細菌污染、乳化劑消耗、冷卻液不穩(wěn)定等，視情況及時補加新液，并添加殺菌劑。應規(guī)定每2周測一次細菌含量，細菌繁殖會消耗掉乳化劑，使油脂和乳脂析出，乳化液濃度和潤滑性能下降。親氧菌呼出CO2，使乳化液pH值下降。防銹性能變差；厭氧菌會產生H2S，產生臭味。合成乳化液雖不易滋長細菌，但有真菌滋長。當細菌數(shù)