1 前言

不銹鋼板冷軋機(jī)的工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)是機(jī)組的重要組成部分，它對(duì)軋機(jī)的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響。現(xiàn)代新建的用于冷軋不銹鋼板的多輥軋機(jī)均采用具有自動(dòng)反沖洗功能的過(guò)濾系統(tǒng)。也稱SPUMIC過(guò)濾系統(tǒng)，其具有過(guò)濾精度高、流量大、使用成本低等優(yōu)點(diǎn)【1]。而影響過(guò)濾系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素有濾芯選擇、系統(tǒng)流量設(shè)計(jì)、污油處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。濾芯是該系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，為此針對(duì)流量設(shè)計(jì)對(duì)過(guò)濾器濾芯壽命的影響進(jìn)行了試驗(yàn)和探討。

2 SPUMIC過(guò)濾系統(tǒng)的工作原理及濾芯結(jié)構(gòu)

2．1 SPUMIC過(guò)濾系統(tǒng)的工作原理

從軋機(jī)出來(lái)的臟油流人到臟油箱，泵將臟油箱中的油送至主過(guò)濾罐，過(guò)濾后的油送至干凈油箱。為了保證主罐內(nèi)濾芯工作正常和延長(zhǎng)濾芯壽命，系統(tǒng)每隔一定時(shí)間要進(jìn)行一次反沖洗，反沖洗前先停止過(guò)濾，同時(shí)將主罐內(nèi)的油抽到中間箱，然后用壓縮空氣將濾芯上的污物吹掉。反沖洗下來(lái)的污物又由泵抽到污油過(guò)濾系統(tǒng)中，經(jīng)二次過(guò)濾的油送至臟油箱，濾出的污物經(jīng)排污I排掉。

2．2 過(guò)濾器濾芯的結(jié)構(gòu)及工作原理

過(guò)濾系統(tǒng)工作時(shí)臟油從濾材外部(B、C方向)進(jìn)入，經(jīng)過(guò)濾材過(guò)濾后的凈油從A 管內(nèi)被泵抽出。油中的金屬粉末被阻在過(guò)濾層外面，但有少量金屬粉末進(jìn)入濾材內(nèi)部；反沖洗時(shí)濾芯內(nèi)的大部分粉末被吹出，但工作時(shí)進(jìn)入其內(nèi)部的量大于反吹出的量。當(dāng)金屬粉末全部進(jìn)入濾芯內(nèi)層(接近圖2中的出油管)時(shí)，濾芯的壓差很高，流量下降，此時(shí)濾芯報(bào)廢。

3 影響濾芯壽命的因素  http://www.caizunwang.com/

軋制油中金屬粉末的量、顆粒的大小、臟油經(jīng)過(guò)過(guò)濾層的流速等都是影響濾芯壽命的重要因素，其中油中的金屬粉末量、顆粒度等與所采用的油品特性、生產(chǎn)工藝、軋制的鋼種、前道工序等因素有關(guān)，在實(shí)際生產(chǎn)中有些因素是千變?nèi)f化的；而油經(jīng)過(guò)濾層的流速是影響濾芯壽命的主要因素，并可通過(guò)合理設(shè)計(jì)來(lái)避免其對(duì)濾芯壽命的不利影響。

3．1 油在過(guò)濾層內(nèi)流動(dòng)的動(dòng)力分析

根據(jù)計(jì)算，過(guò)濾層的外表面積為69000mm ，出油管上的出油孔總面積約為2100mm 。所以油從濾芯外部流至內(nèi)部是一個(gè)加速過(guò)程。單根濾芯的油流量與流速、加速度等關(guān)系見(jiàn)表1。

根據(jù)力學(xué)原理，在過(guò)濾過(guò)程中，油在過(guò)濾層內(nèi)流動(dòng)的動(dòng)力F= ·n_2j，即為油及金屬粉末的質(zhì)量及其在濾芯中前進(jìn)加速度的乘積。參照表1，當(dāng)單根濾芯的流量為3．80L／(L·min)，油中金屬粉末在過(guò)濾層的流動(dòng)動(dòng)力為1．8 。當(dāng)單根濾芯的流量為1．90L／ (L·min)時(shí)， 油中金屬粉末在過(guò)濾層的流動(dòng)動(dòng)力為0．45m。

3．2 油進(jìn)入過(guò)濾層時(shí)的初始沖擊力分析

當(dāng)運(yùn)動(dòng)中的物體遇到阻擋物時(shí)，其速度越高，對(duì)阻擋物的沖擊能力越大，并符合如下關(guān)系_2j：S=f (m， )· (1)式中，S為沖擊力； 為外層流速(油對(duì)濾芯表層的初始撞擊速度)； 為形狀因子；m 為質(zhì)量。從表1可知，當(dāng)單根濾芯流量為3．80L／(L·min)時(shí)， 油進(jìn)入過(guò)濾層的初始速度為0．24mm／s；如將流量降到1．90L／(L·min)時(shí)，油進(jìn)入過(guò)濾層的初始速度為0．12mm／s。相應(yīng)地，油對(duì)濾芯表面的沖擊能力分別為0．24f(m ， )和0．12f (m ， )。

通過(guò)上述的物理計(jì)算及分析可知，通過(guò)濾芯的流量每增加100％的話，油中金屬粉末在過(guò)濾層內(nèi)的加速度會(huì)增加200％ ，相應(yīng)地金屬粉末在過(guò)濾層內(nèi)的流動(dòng)動(dòng)力也增加200％。金屬粉末在接近濾芯表面時(shí)對(duì)過(guò)濾層的初始沖擊能力增加100％。因此可得出，當(dāng)被過(guò)濾物中雜物的數(shù)量、顆粒大小及質(zhì)量相近的情況下，單位面積過(guò)濾流量越大，其濾芯的壽命越短。

4 流量試驗(yàn)及應(yīng)用  http://www.caizunwang.com/

4．1 流量試驗(yàn)

2004年2月寶鋼集團(tuán)寧波寶新不銹鋼有限公司2#軋機(jī)全部更換為國(guó)產(chǎn)新濾芯，借此機(jī)會(huì)進(jìn)行了流量試驗(yàn)。該軋機(jī)由外國(guó)某公司設(shè)計(jì)，共有3個(gè)主過(guò)濾罐。1#、2#罐的流量設(shè)定為3600L／min (單位體積流量為3．31L／(L ·min))，3#罐流量設(shè)定為2800L／min(單位體積流量為2．58L／(L·min))。

通過(guò)近4個(gè)月的運(yùn)行，3#罐的壓差僅升高了15mbr左右，1#、2#罐的壓差約升高了45～50mbr左右，見(jiàn)圖4。

4．2 在寶新公司的應(yīng)用

理論計(jì)算與生產(chǎn)試驗(yàn)都證實(shí)了流量與濾芯壽命的關(guān)系密切。為了保障軋機(jī)的正常生產(chǎn)，寶新公司將對(duì)正在建設(shè)中的3臺(tái)軋機(jī)過(guò)濾器流量進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

用于不銹鋼板冷軋機(jī)的SPUMIC油過(guò)濾系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用，但合理地設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)是保證其應(yīng)用成功的關(guān)鍵。在油品、工作環(huán)境、軋制品種、產(chǎn)量等條件相同情況下，主過(guò)濾器流量越小，濾芯壽命越長(zhǎng)，而且濾芯壽命縮短量與流量為平方關(guān)系。從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可知，單位流量小于2．6L／(L·min)時(shí)，1套濾芯的運(yùn)行壽命可確保4年左右。

過(guò)濾系統(tǒng)還應(yīng)有足夠的反沖洗污油處理能力，而且必須保證二次過(guò)濾的精度，否則將影響主系統(tǒng)的壽命，尤其是濾芯壽命。