静电涂油机的技术改进

静电涂油机的技术改进

侯延伟

摘要：静电涂油机一问世就受到一些板、带钢生产厂家欢迎。随着科学技术的不断发展,不间断高压静电场技术、油品二次加热技术、高压电闪烁保护技术等都有了很大进步，涂油宽度控制、油品计量，涂油质量也得到了很大提高。

关键字：静电涂油原理、不间断高压静电场技术、二次加热、技术改进

1 前言

静电涂油机是冷轧厂精整区重要的设备之一, 它的工作状态的好坏直接关系到冷轧产品的外观、储存以及后续加工。在金属板(带)连续生产线上使用静电涂油机比用其它类型涂油机(如辊式涂油机、喷嘴涂油机等)有着许多明显的优点，不仅涂油质量好，油膜薄而均匀，无漏涂现象，而且可避免油液外溅污染环境，节省用油，设备维修费用少。因此，静电涂油机一问世就受到一些板、带钢生产厂家欢迎。随着科学技术的不断发展,不间断不间断高压静电场技术、油品二次加热技术、高压电闪烁保护技术等都有了很大进步，涂油宽度控制、油品计量，涂油质量也得到了很大提高。本文就近年来静电涂油机的技术进展进行简单探讨，希望对静电涂油机的使用者有一定帮助。

2 静电涂油原理

静电涂油的原理是静电吸引原理[1]，即在强大的静电场内中性的接地物吸引带负电的液粒。图1为静电涂油机涂油原理图。

图1 静电涂油机涂油原理

1 上喷油梁

2 高压直流电源3油泵 4 行进中的带钢（或钢板）5 下喷油梁

当喷油梁尚未接通电源时，附近空气不导电，空气中的带电粒子极少；当喷油梁接通高压直流电源负极后，喷油梁与带钢（或钢板）之间就产生了高压静电场。由于喷油梁刃口比较尖锐，负电荷极易在刃口上汇集，油液流经喷油梁刃口狭缝处会带上负电荷。同时，喷油梁刃口狭缝处还会产生空气电离现象，电离后的空气离子沿电力线方向高速运动，在运动过程中都会撞击途中遇到的中性分子，撞击运动会使更多的中性空气粒子发生电离。正离子飞向喷油刀梁而被中和, 负离子则被电场加速而向钢板(高电势) 飞去, 负离子飞行途中还会与油滴相撞而使油滴带上电荷。随着油滴表面负电荷的逐渐增加, 电荷间的静电斥力将随之增大,当电荷之间的静电斥力超过液滴的表面张力时, 液滴将会破碎, 宏观上即为雾化现象。

油液从喷油梁刃口流出后的变化形态大致可分为出油、雾化、涂油三阶段，具体为：从上喷油梁1的刃口出油时，为比较粗大稀疏的带负电油滴；在负电荷相互排斥力作用下，油滴至离刃口一定距离处便散开成小颗粒，离刃口越远油粒越小，数量随之变得越多，油流越

趋雾化，形如喷油梁“喷油”[2]；最终无数密集的细小油粒撞击行进中的带钢（或钢板）3并中和附着在其上表面，实现“静电涂油”。从下喷油梁5的刃口出来的油液要向上喷出需克服自身重力，因此需要的电压更高。

图2 喷油梁刃口流出的油液变化形态

1 上喷油梁

2 上梁出油

3 带钢（或钢板）

4 下梁出油

5 下喷油梁

3 近年来静电涂油机技术方面的改进

为了追求实现良好的涂油效果，静电涂油机自问世以来经过了很多方面的技术改进，近年来技术、结构方面日趋完善。以下为静电涂油机经历的主要的技术改进：不间断高压静电场技术改进

如无特殊措施，在带钢(板)尚未进入涂油柜内接近喷油梁时，即使喷油梁接通电源，静电场也是不会产生的，而每次带钢(板)刚进入涂油柜时，产生高压静电场，喷油梁出油至雾化、涂油总需一定时间，将会使高速行进的带钢(板)前端一段缺少涂油，这是技术上不允许的。因此，让静电涂油机建立的高压静电场不因有无带钢(板)进入涂油柜而间断，对钢板静电涂油机尤为重要。

早期在喷油梁刃口对面设置一个接地金属辊[3]，如图2 a 所示，喷油梁接通电源后，喷油梁与金属辊之问会保持不间断高压静电场，不论有无钢板通过其间，喷油梁都会正常喷油，有钢板通过时，油雾微粒会吸附在钢板上；无钢板通过时，油粒将吸附在金属辊上。这种方法结构复杂，且当用于下喷油梁向上喷油时，金属辊需置于钢板上方，辊上凝聚的油液滴在钢板面上会影响涂油均匀性，需设专门刮辊除油装置。换油品和设备维修时也非常麻烦，另外金属辊的偏心还会引起涂油室震动，使涂油室上方集聚的油滴不能流到集油装置上而滴到钢板表面，使涂油不均。振动严重时还影响涂油机正常工作，导致高压电源活动接头接触不良，产生漏涂。

图2 保持不间断高压静电场原理图

1上喷油梁 2上喷油梁 3接地金属辊 4运行中的钢板（钢带） 5 接地金属丝 近年来，一般在喷油粱刃口对面装上成对接地金属丝，如图2 b 所示，为防止金属丝被行进中的钢板弯翘的前端或后端撞坏，还设立了专门窄条导卫板予以防护。金属丝的结构要简单得多，功能不亚于金属辊，且不论是用于上喷油粱向下喷油，还是用于下喷油梁向上喷油，均可将金属丝安放在钢板下方，不会出现凝聚油滴掉在钢板上的问题，同时有效减少了涂油室震动的产生。

添加供油二次加热装置

防锈油在常温时粘度较大，气温较低时粘度更大。油液粘度大会降低油泵自吸能力，增大管道输油阻力，甚至无法从喷油粱刃缝流出油液，因而需加热供油泵站油箱中的油液，保持油温为35℃ ～45℃ ，使其粘度变小促进油中添加剂完全溶解。油液经管道输送降温较多，尚需经二次加热后才能从喷油粱刃口顺畅流出。

以前的静电涂油机未设供油二次加热装置，在环境温度偏低、油液粘度较大时无法正常涂油。为解决这一问题，近年来在上、下刀梁中设置了二次加热装置。具体办法是上、下刀梁分别通过接头与一个具体的工作油箱的过滤循环油连通。经过短暂的加热，整个刀梁宽度将被适当的加热，然后刀梁里的油将通过接头回流至这个工作油箱。这是一个封闭的循环系统。

刀形喷油梁改进

喷油梁形状扁而长且为中空，内部至少有两条贯穿喷油粱全长的长槽，分别作为储运涂油与流通热油的油腔，因而极易翘曲变形，变形后刃口出油效果变坏，油流疏密不匀，严重的还会影响电场中的电力线分布，使油流雾化效果变坏。早期一般将喷油粱设计成两半片，以便于加工内部长槽，并用螺钉将两半片连为一体。进口涂油机多用铝合金耦合工艺连接制作喷油粱，喷油粱刃口以外的棱角处进行倒圆角处理预防出现“尖端放电”影响刃口出油雾化效果。

近年来武汉科技大学采用绝缘性能较好的塑料制作刀形喷油梁[4]，用厚度0.6mm 的不锈

钢板制作刃口。因为塑料部分对电场干扰极小，在采用同样电源电压时，塑料油梁的电场强度会高于金属喷油粱，其涂油效果比金属喷油粱还好。

高压电闪烁保护改进

当喷油梁刃口出现尖端放电，附近的空气被高度电离时，可在黑暗背景下见到此处有雾

状光辉时隐时现，此所谓“电晕放电”现象[5]。当喷油梁刃口与带钢(板)的间距小到一定程

度，或电源电压高到一定值时，其问的空气还可能被击穿，出现“火花放电”现象，俗称作“高压电闪烁”

。对静电涂油机来说，高压电闪烁是一种极为有害的放电现象，极易毁坏电a 采用接地金属棍 b 采用接地金属丝