真空带式过滤机在冷轧厂的应用

32 2009 年第 32 卷第 3 期 真空带式过滤机在冷轧厂的应用 邱永梅 (新钢钒冷轧厂 ) 摘 要： 在冷轧厂轧机乳化液系统改造工程中，为了提高乳化液系统的过滤效果，选用西马克生产的真空带式过滤机，以提高乳化液系统的过滤能力。新设备投入运行取得了预期的效果。介绍了乳化液系统及过滤机的工作原理、过滤机调试过程中出现的问题及解决办法。 关键词： 冷轧；乳化液；真空过滤机；铁粉量；冷却 0 引言 攀钢新钢钒冷轧厂酸轧联机改造工程自 2003年4 月投产后，轧机年产量 120 万 t，单位时间内轧机轧制产生的铁粉量比酸轧联机改造前增加了 有乳化液系统的冷却及过滤能力已明显不足， 乳化液清洁度不能满足要求，乳化液喷射位置及 轧机空气吹扫 效果也不理想， 轧机出口带钢表面总残留物量 超标 ，带钢温度 偏 高 。尤其在 大电机改造后， 轧机机组设计产量有所增加，将超设计产量，上述问题将更加突出，为此对乳化液自动控制系统进行适应性改造。 1 轧机乳化液系统 轧机 乳化液系统 由 A、 B 两个主 系统 及其配套的配液 系统、排污系统和污泥系统 组成 。 A 系统 机 服务 ， B 系统 为 机 服务。这 两个主 系统 是本次改造的重点。 原有 乳化液 系统工作原理如图 1所示，主油 箱中 的乳化液由 喷射泵加压送 出，经 反冲洗过滤器过滤 和 板式热交换器 冷却后送往轧机机组。 轧机使用后的乳化液 在自重作用下经 粗颗粒分离器分离 粗大杂质 后进入回流油箱 。乳化液在回流油箱中经一定时间的静置，沉淀出一些杂质。然后 由返送泵 将乳化液经霍夫曼过滤器过滤 送 回到主 油箱 中。油箱中有 磁链过滤器 ， 分离 铁磁杂质；有 链 式撇油器将乳化液中的 上浮 的杂油 撇出 ；有搅拌器将乳化液混合均匀。经过处理的较为干净的乳化液将被继续循环利用 。 由于原有的乳化 液 系统中 霍夫曼过滤器 的过滤能力和过滤精度均 不能满足要求，故 引进西马克德马格生产的 真空带式过滤机 。 图 1 原乳化液系统原理 板式热交换器 轧机机组 粗颗粒分离器 回流油箱 返送泵 反冲洗过滤器 主油箱 喷射泵 霍夫曼过滤器 机 机 机 机 攀 钢 技 术 33 2 过滤机基本参数及工作原理 真空带式过滤机的基本参数 乳化液系统中有真空带式过滤机、磁链式过滤器、反冲洗过滤器。其中真空带式过滤机是关键过滤设备。 A、 B 系统各设 1 台，均布置在系统 返送泵之后，主油箱之前。 A 系统真空过滤器安装在乳化液间的地面； B 系统真空过滤器安装在原有 霍夫曼过滤器的钢结构台架上。两个系统的 真空带式过滤机原理相同， 过滤机的基本参数如表 1 所示。 表 1 真空带式过滤机的基本参数 系统 型号 过滤面积 /滤精度 /m 单台 泵流量 / (L 1) 过滤泵数量 /台 备用泵数量 /台 A B 8 6 30 30 4 500 4 500 4 2 1 1 真空带式过滤机的 工作原理 (1)结构组成。真空带式过滤机是一个全自动间歇动作的过滤机，主要由过滤箱、顶部储液箱、刮片式输送器、卷筒、电气控制系统组成。过滤箱是一个方形箱体，上部为脏油腔，下部为真空腔，中间为放置在多孔板上的滤纸。滤纸的置换由链条传动装置驱动。箱外有一个由气动马达驱动的卷筒，用于卷取从过滤箱中出来脏滤纸 。 （ 2） 工作原理。 真空过滤机原理如图 2 所示。图 2 中的 3 为刮片式输送器，由齿轮电机通过链条链轮带动大传动轴旋转；大传动轴两端有两个大链轮，分别带动两根大链条运行；大链条之间用多根刮片连接。油箱内壁上有滑槽，压在滤纸上的刮片平行移动时带动滤纸移动，当过滤箱内的乳化液液面达到高液位时，过滤系统离心泵启动，抽吸过滤箱下腔乳化液，在过滤箱下部形成真空。在其自重及大气压力的作用下，乳化液从上部脏油腔通过中间过滤纸进入下部真空腔。过滤后的乳化液由泵通过管道送入干净的系统主油箱，过滤掉的杂质则吸附在过滤纸上。随着系统的运行，滤纸上的杂质不断 增加，对乳化液产生的阻力也逐渐加大，在上下两腔之间形成压差。当压差达到设定值时，滤纸置换工作自动开始运行。 首先，打开连接管道上的连通控制阀，使顶部储液箱内储备的乳化液进入过滤箱下腔，消除其真空，过滤工作暂停。接着，链条传动装置启动，将脏的过滤纸从过滤箱中赶出来，将新的过滤纸拉进过滤箱。与此同时，从过滤箱中出来的废纸由卷筒卷取，卷筒由气动马达驱动。过滤纸置换的长度可事先设定。随着过滤纸置换次数的增加，废纸卷直径逐渐增大，达到设定极限时，发出报警信号，提 1过滤箱； 2顶部储液箱； 3 刮片式输送器； 4过滤纸卷筒； 5废纸卷筒； 6离心泵； 7加液控制阀； 89溢流管 图 2 真空过滤机原理 醒操作工将废纸割断，卸下废纸卷，重新将从过滤箱出来的废纸缠在卷筒上，以便于下一次置换工作时卷取滤纸。当一卷滤纸用完后，由操作工重装一卷新纸。 3 真空带式过滤机的控制模式 真空带式过滤机为机电一体设备，自带现场控制箱，通过直接 I/O 与原有 行通讯 。控制模式有手动和自动两种。 手动模式 (1)在 预先设定好离心泵启动速度，然后在现场操作箱上直接进行操作。 (2)通过人工确认连锁条件，手动操作控制阀的打开与关闭。 (3)由人工确定滤纸置换长度。 自动模式 通过在主操作台上将控制模式设置为“自动模式”后，真空过滤机系统则按照自动控制和置换控7 去乳化液主油箱 M 2 1 来自回流油箱 5 6 8 3 4 9 34 2009 年第 32 卷第 3 期 制要求进行工作。置换是指将用过的过滤纸换出，装入新过滤纸的过程。 自动控制 过滤状态：如图 2 所示，真空过滤机处于过滤状态，连通阀关闭，顶部储液箱中的乳化液不能过滤箱下腔。由于离心泵不断抽吸乳化液，使得过滤箱下部形成一定的真空度，过滤箱上部与下部之间形成一定的压力差。在此压差的作用下，乳化液穿过滤纸，杂质留 在滤纸上。在离心泵的作用下，过滤后的干净乳化液从过滤箱下腔通过管道被输送到乳化液系统主油箱中。 主油箱液位控制：在运行过程中，液位计检测过滤器箱的液位，当液位低于低液位时，离心泵停 止运行，以避免从回流泵站来的乳化液直接冲击滤纸。当液位高于高液位时，发出报警信号，提醒操作人员注意。如果液位继续升高，至溢流口时，乳化液通过溢流管直接流入系统主油箱。 顶部储液箱液位控制：过滤状态下，关闭连通控制阀，保持高液位；置换滤纸时，打开连通控制阀，将储液箱中的乳化液排入过滤箱下腔，消除其真空，便于滤纸移动。顶部储液箱中装 有液位计。在过滤状态下，如果的液位低于上限液位，则打开加液控制阀注入干净的乳化液，使其液位上升；当油箱液位达到上限时，关闭加液控制阀。 状态转换：随着过滤工作的进行，滤纸上的杂质越来越多，堵塞越来越严重，在滤纸上形成的压差越来越大。系统设置了一个压力开关用于检测过滤箱上下两腔之间的压差，如果压差达到设定值，就自动进入置换程序。 置换控制启动 在置换期间，顶部储液箱的连通控制阀打开，乳化液流入过滤箱下腔，从而消除真空便于更换过滤纸，同时过滤器泵开始工作，继续将清洁乳化液送到乳化液罐中。在置换过程 完成后，顶部储液箱的连通控制阀再次关闭，过滤箱被旁通管道填满乳化液，一旦达到最大液位，安全阀同时关闭。为在真空过滤机中保持正常液位水平同时防止溢流，过滤系统泵必须人为调节速度。当液位上升时，泵高速运行，相反，液位降低时泵就低速运行。当过滤器油箱液位达到溢出液位时，自动启动备用泵，直至过滤器油箱恢复到正常液位，自动停止备用泵。过滤器泵的工作泵和备用泵按一定时间自动切换，互为备用；当工作泵发生机械或电气故障时发出报警信号，则备用泵自动启动投入运行。 4 调试过程中出现的问题及解决办法 （ 1）调试过程中的问题 在 调试过程中，走纸机构不能正常工作： 滤纸堆积在过滤箱出口方向的斜坡上，不能移出箱外。经多次人工处理重新试车，故障依然存在。阻碍了调试工作的继续进行。 （ 2）原因分析 在消化外方设备资料的基础上，经过细心观察和分析比较认为：外方随机提供的滤纸在出厂时卷取方向不正确，导致滤纸在传动时受到的摩擦阻力大于动力，不能正常