磁性过滤机在冷轧轧机乳化液系统中的应用和改进

2010年第1期宝　钢　技　术磁性过滤机在冷轧轧机乳化液系统中的应用和改进刘兴祥1,周光升1,周玉军1,王忠民2(1.上海宝钢工程技术有限公司;2.宝山钢铁股份有限公司,上海　201900) 摘要:简述磁性过滤机在冷轧轧机乳化液系统中的重要作用;介绍了几种类型的磁性过滤机的原理及其在冷轧轧机乳化液中的应用;对几种型式的磁性过滤机进行比较;从操作、维护及能耗等方面分析了永磁式磁性过滤机的设备特点和优势。

阐述了磁性过滤机在冷轧轧机乳化液系统中的传统配置方法,提出一种能提高设备综合利用率和降低投资的优化配置方法,指出磁性过滤机今后应用、推广和研究的方向。

关键词:冷轧轧机;乳化液;磁性过滤机;铁粉中图分类号:TG333.2　文献标志码:B　文章编号:1008-0716(2010)01-0023-04Applica tion and I m provem en t ofM a gnet ic f ilter s i n the Em uls i o n Syste mfor C old Rolli n g M illL I U X in gx ian g1,ZHO U G uan gsh en g1,ZH OU Yu ju n an d WAN G Z hon gm in2(1.Shangha i Ba ostee l Engi n eer i n g&Technology C o.,L td.;2.Ba oshan I r on&Steel C o.,L td.,Shangha i201900,C h i n a) Ab stra ct:The paper briefly desc ribes the i mportant r ole of magnetic filter in the e m ulsion syste mf or cold r olling m ill.It intr oduces the p rinciples of seve r al types of magnetic filters and their applica2tions in the e m ulsi on f or the cold r olling m ill.It compares these magne tic filters and analyzes the char2 ac teristics and advantages of the per m anent m agnetic filters in the fields of operati on,m aintenance, ener gy consu mp tion,etc.The paper also desc ribes the tr aditi onal configurati on m ethods of magnetic filters in the e m ulsion syste m for the cold r olling m ill,and pr opose s an op ti m iz ation appr oach which can be used t o i mp r ove the comprehensive utilizati on rate and reduce the invest m ent.Finally,it points out the applicati on,p r omotion and the r esearch dir ecti on f or the m agnetic filters in the futur e.Key word s:cold r olling m ill;e m ulsion;m agnetic filter;ir on powder0　前言冷轧轧机乳化液系统是冷轧轧机在轧制过程中润滑和冷却的关键系统,对降低轧制力、延长轧辊寿命、控制带钢表面质量和板形等方面都具有极其重要的作用。

轧机乳化液在循环和使用过程中会受到一定程度的污染,对下游工序和带钢质量都会造成不良影响,因此,把乳化液污染控制在最低限度是非常重要的。

刘兴祥　工程师　1981年生　2003年毕业于南昌航空大学现从事冷轧设计　电话　6666652　x x@磁性过滤机是轧机乳化液系统中的关键设备之一,主要用于去除轧机乳化液中的铁粉等杂质,从而保持乳化液的清洁度,该设备的使用效果直接影响到乳化液的品质。

1　磁性过滤机的分类和发展根据磁性过滤机在轧机乳化液系统中的应用,按磁场的产生和工作原理,磁性过滤机可分为电磁式和永磁式两类。

电磁式磁性过滤机的原理是通过过滤机自身的填充物得电,使得填充物产生磁性和磁场,从而吸附过滤液中的铁粉等杂质,再在消除磁性(失电)的状态下对填充物进行冲洗,将吸附的杂质327878-11 E ma il li u ing iang baostee 宝　钢　技　术2010年第1期去除。

冲洗过程也是电磁式磁性过滤机中的关键过程,直接影响磁性过滤机的去除效果。

根据内部充填物的不同,可将电磁式磁性过滤机分为填料式和磁球式。

填料式电磁过滤机内部设有类似于钢毛的电磁填充物,通过得电和失电以及冲洗过程将吸附在钢毛上的铁粉分离出来。

磁球式电磁过滤机内部设置有球状填充物,通过得电和失电使得磁球磁化和消磁。

两种型式的电磁式磁性过滤机分别在宝钢的两个冷轧分厂的轧机乳化液系统中得到应用,磁球式电磁过滤机是在填料式(钢毛)电磁过滤机基础上的一种发展和进化。

永磁式磁性过滤机是利用高性能永磁体为磁源的磁棒在其周围形成环绕的强大磁场组成“磁栅”,吸附冷轧轧机乳化液中铁粉等颗粒。

设备由数十至数百根永磁磁棒组成,磁棒通过链条并排串连在一起,链条的转动带动磁棒的转动;磁棒转动经过乳化液,乳化液中的铁粉等杂质则在磁场的作用下被吸附。

磁性过滤机上设有自动刮泥装置,将磁棒上吸附的杂质刮下,通过螺旋传动将杂质带入污泥收集槽中,最后外运进行废物回收利用。

磁棒的数量根据单位磁棒的磁性和系统处理能力确定。

根据永磁式磁性过滤机的设置方式,又可将永磁式磁性过滤机分为内置式和外置式。

2　几种磁性过滤机的应用和比较磁性过滤机在宝钢的各冷轧机组乳化液系统中均有应用。

磁性过滤机的使用情况如表1所示,表中以A冷轧、B冷轧、C冷轧、D冷轧、E冷轧、F冷轧分别表示6条冷轧机组。

表1　宝钢冷轧机组乳化液系统磁性过滤机的应用情况Table1　The applica tion of magnetic filte rs in the em ulsion syste m for B aost ee l cold rolling m ill机组代号磁性过滤机分类磁性过滤机型式设备来源A冷轧电磁过滤机填料式B冷轧电磁过滤机磁球式C冷轧磁棒式永磁过滤机内置式D冷轧磁棒式永磁过滤机内置式E冷轧磁棒式永磁过滤机内置式F冷轧磁棒式永磁过滤机外置式国外引进A冷轧机组、B冷轧机组均采用电磁式磁性过滤机,分别采用的是填料式和磁球式。

在实际使用中发现两种电磁式磁性过滤机的处理效果均能满足乳化液的品质要求,磁球式的吸附效果和冲洗效果要优于填料式,磁球式电磁过滤机在对乳化液的处理中效果更佳。

从运行情况看,磁球式电磁过滤机是填料式电磁过滤机的一种改进。

C,D,E,F冷轧机组均采用永磁式磁性过滤机,其中C,D,E三条冷轧机组采用内置永磁式磁性过滤机,即磁性过滤机不设独立的箱体外壳,磁棒直接设置在乳化液供液主箱内,通过链式磁棒在循环箱内转动分离吸附在磁棒上的铁粉。

该形式的磁性过滤机配置简单、占地面积小、易维护。

磁性过滤机在三条机组中投运6～15年间,设备运行稳定可靠,且故障率为零,对系统中的铁粉去除效果明显。

而F冷轧机组2008年投运,其乳化液系统采用的是外置永磁式磁性过滤机,即磁性过滤机设有独立的箱体外壳,安装在系统的回路上,并溢流进入后续设备中,杆式磁棒在其自身箱体内转动将吸附在磁棒上的铁粉分离。

外置永磁式磁性过滤机在乳化液系统配置上更具优越性,节省了一次投资,磁棒的结构也有了改进,磁棒的磁性更强,去除率更高。

外置永磁式磁性过滤机是在内置永磁式磁性过滤机基础上的发展和改进,设备运行稳定、操作维护简单。

下面以35000L/m in的乳化液系统处理能力为例,对外置永磁式磁性过滤机和磁球式电磁过滤机进行分析比较。

在维护管理方面,电磁过滤机操作维护麻烦,故障点多,维护成本高,而永磁式磁性过滤机可达到零故障率,免维护。

在建设投资方面,电磁式磁性过滤机设备费远高于永磁式磁性过滤机。

在电耗方面,电磁式磁性过滤机的电耗是同等级永磁过滤机的30倍左右。

另外,在水耗、药剂消耗等方面,电磁式磁性过滤机明显高于永磁式磁性过滤机;同时电磁式磁性过滤机还要产生含油废水,永磁过滤机不额外产生废水。

从表2看出,电磁式磁性过滤机具有生产油耗较低的特点,但需要配套一系列反冲洗装置(包括泵阀等),并产生较大的能源消耗和含油废水,且设备的一次投资高。

从分析看出,永磁式磁性过滤机在轧机乳化液中的应用性价比更高,从性能、价格、操作、维护等方面都更具优势。

永磁式磁性过滤机的运行方式都采用间断运行,目的是在满足轧机对乳化液中铁粉含量要求42刘兴祥等　磁性过滤机在冷轧轧机乳化液系统中的应用和改进表2　外置永磁式磁性过滤机和磁球式电磁过滤机的比较Table2　Co mpa ris on bet ween the ext e rnal per m anent magne tic filter and the m ag netic ba ll elec tro m agneti c f ilte r 可比项目电磁过滤机永磁过滤机备注使用寿命/a2025投资费用/(万元a-1)67.518维护费用/万元1600拆洗和维修电耗/(万元a-1)301水耗/(万元a-1)100药剂/(万元a-1)200油耗/(万元a-1)505850按年产量85万t计含油废水/(万元a-1)3500废水处理成本,未包括建设投资费用综合费用/(万元a-1)1142.5869电磁过滤机及配套占地面积大综合评价永磁式磁性过滤机具备节能降耗、易维护、占地面积小等明显优越性注:表中油耗指标按照吨钢消耗油量和某时间内原油价格确定的油耗成本。

的前提下尽可能节省油耗和能源消耗。

铁粉的控制范围大多在200～500m g/L,各乳化液系统的永磁式磁性过滤机都在较低的负荷下运行,一般每隔120m in运行15m in,若将永磁式磁性过滤机的运行周期缩短,铁粉的去除率可以进一步提高,达到80～100mg/L。

在实际生产中,结合乳化液的品质要求和油耗指标的控制,永磁式磁性过滤机的运行时间可调。