陳治國(guó)

　　摘　要：乳化液斑跡是長(zhǎng)期困優(yōu)冷軋產(chǎn)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(chǔ)上，分析了乳化液斑跡的成因及形成機(jī)理，并提出了控制乳化斑的對(duì)策。
　　關(guān)鍵詞：乳化液斑跡；形成機(jī)理；控制措施

　　引言
　　乳化液斑跡是一個(gè)長(zhǎng)期困擾冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量的問(wèn)題，自開(kāi)工以來(lái)雖幾經(jīng)攻關(guān)，但一直未取得突破，主要是因?yàn)槲磁迤洚a(chǎn)生的原因和機(jī)理。乳化液斑跡仍是影響帶鋼表面質(zhì)量的主要缺陷。為此我們?cè)俅谓M織攻關(guān)，研究乳化液斑跡的形成機(jī)理并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究其對(duì)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(rùn)滑、防銹等，不同的化學(xué)性能對(duì)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(zhǎng)軋輥壽命，進(jìn)而能提高軋制速度和壓下量，提高生產(chǎn)率。水基的合成乳化液冷卻性能相對(duì)較好，但如受雜油、污垢污染或有油乳析出，會(huì)降低冷卻性能。冷卻性能還和乳化液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如乳化液流量、噴射方式和系統(tǒng)容積等有關(guān)?，F(xiàn)有的乳化液中均加有各種潤(rùn)滑添加劑，如脂肪酸油、酸胺酷、聚合物等，它們可起到軋制潤(rùn)滑的作用，能有效降低軋輥和軋件之間的摩擦，提高產(chǎn)品精度和表面光潔度，延長(zhǎng)軋輥壽命。乳化液的防銹功能主要來(lái)自配方中的有機(jī)胺鹽或無(wú)機(jī)鹽類防銹添加劑及鈍化劑，它對(duì)軋件的防銹保護(hù)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(jī)的銹蝕。乳化液有一個(gè)Z低防銹粘度，它視產(chǎn)品而異，一般約4環(huán)。如配液中的Cl-含量較高，則Cl-會(huì)穿透金屬表面鈍化膜，造成軋件點(diǎn)蝕，此時(shí)應(yīng)設(shè)法降低其含量。
　　2、乳化液的指標(biāo)要求（見(jiàn)表1）

　　二、乳化液斑跡的形成機(jī)理
　　1、乳化液斑的形成過(guò)程
　　帶鋼在軋制卷取時(shí)，有乳化液卷入帶卷層之間，嚴(yán)重時(shí)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(shí)間內(nèi)，因帶卷的溫度較高達(dá)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(xué)成分濃度增加，加速了各種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行.Z后各種反應(yīng)物與帶鋼機(jī)體形成的銹蝕結(jié)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(yán)重；軋后滯留時(shí)間越長(zhǎng)，形成的乳化液斑越嚴(yán)重，乳化液斑的顏色越重。
　　為更直觀地說(shuō)明乳化液斑的形成規(guī)律，我們進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的模擬實(shí)驗(yàn)：在第三道和第五道軋制過(guò)程中，軋制到整卷中部時(shí)，將乳化液潑在帶鋼表面，乳化液隨即卷人鋼卷內(nèi)，觀察乳化液斑的生成情況。結(jié)果表明：第三道次沒(méi)有生成乳化液斑；第五道次生成大量的乳化液斑。
　　模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以說(shuō)明如下問(wèn)題：
　?。?）乳化液斑的產(chǎn)生發(fā)生在第五道次；
　　（2）形成乳化液斑的物理、化學(xué)反應(yīng)不是瞬間完成的，需要的時(shí)間大約為12～40分鐘。
　　2、乳化液斑形成的化學(xué)反應(yīng)
　　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(chǎn)物，是介于Fe（OH）3和Fe2O3之間的一種產(chǎn)物。我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生乳化液斑的板面進(jìn)行了掃描電鏡分析。
結(jié)果表明：斑跡的主要組成元素是C、O、Fe，其它元素均沒(méi)有明顯的峰值。
　　堿式氧化鐵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)如下：
　　3Fe+2O2=Fe3O4
　　根據(jù)上述反應(yīng)可知，產(chǎn)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(xué)反應(yīng)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(nèi)乳化液溫度
　　過(guò)低的溫度有可能使乳化液產(chǎn)生酸敗，生長(zhǎng)細(xì)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(rùn)滑；溫度過(guò)高，乳化液顆粒度易長(zhǎng)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(yùn)行成本。根據(jù)銅板帶精軋機(jī)工藝技術(shù)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(nèi)，為靜態(tài)加熱，生產(chǎn)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(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)，溫度也只能達(dá)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(lái)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(shù)措施
　?。?）加強(qiáng)吹掃
　　通過(guò)強(qiáng)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(lái)源。
　　（2）減少漏油
　　通過(guò)加強(qiáng)管理，減少系統(tǒng)漏油，提高殘留乳化液的蒸發(fā)速度。
　?。?）控制板型
　　中間浪的部位是積存乳化液的部位，也是保護(hù)氣體不易進(jìn)入的封閉緊貼區(qū)域，軋制時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生中間浪的板型。
　　（4）加強(qiáng)軋后庫(kù)存管理
　　加強(qiáng)物流管理、做好下工序生產(chǎn)計(jì)劃安排，減少軋后庫(kù)存放周期，減少殘留乳化液的濃縮。對(duì)可能產(chǎn)生乳化液斑跡的鋼卷提前安排生產(chǎn)。
　?。?）增加擋液裝置
　　對(duì)于單機(jī)架軋機(jī)，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(chǎn)過(guò)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(cè)張輥前后各增加一組擋液輥，這樣通過(guò)擋液輥多次擠壓，帶鋼表面殘留的乳化液可有效清除。通過(guò)此種方法，攀鋼成都板材公司單機(jī)架可逆式軋機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分道次無(wú)吹掃軋制，軋制帶鋼表面乳化液殘留得到很好控制，同時(shí)也降低了壓空消耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
　　3、做好定期維護(hù)
　　乳化液pH值一般為7.0，呈堿性，以防止機(jī)組的銹蝕，同時(shí)也為了控制細(xì)菌和真菌的滋長(zhǎng)。使用中乳化液的pH值會(huì)慢慢降低，所以必須定期取樣分析，及時(shí)加入調(diào)整劑。一般乳化液的常用濃度范圍為2%～6%，濃度過(guò)高泡沫多，成本也高，刺激皮膚，冷卻性差；濃度過(guò)低則防銹性能、抑制細(xì)菌能力和潤(rùn)滑性都變差。導(dǎo)致濃度下降的原因很多，如水硬度高、乳脂和油脂析出、細(xì)菌污染、乳化劑消耗、冷卻液不穩(wěn)定等，視情況及時(shí)補(bǔ)加新液，并添加殺菌劑。應(yīng)規(guī)定每2周測(cè)一次細(xì)菌含量，細(xì)菌繁殖會(huì)消耗掉乳化劑，使油脂和乳脂析出，乳化液濃度和潤(rùn)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(huì)產(chǎn)生H2S，產(chǎn)生臭味。合成乳化液雖不易滋長(zhǎng)細(xì)菌，但有真菌滋長(zhǎng)。當(dāng)細(xì)菌數(shù)