河北钢铁集团邯钢西区冷轧厂 河北邯郸 056015
摘要：本文主要介绍乳化液在冷轧轧制过程中对版型控制作用。乳化液是冷轧轧机在轧制过程中润滑轧辊辊缝和冷却带钢的关键。通过优化乳化液各种调整参数，达到降低轧制力、延长轧辊使用寿命、控制带钢表面质量、控制板型作用。
关键词：乳化液；工艺参数；表面质量
Influence of emulsion system on the control of the strip surface
Jiang Qin Zhi Dong
(Handan Iron & Steel Group Co.,Ltd.,Handan 056015, China)
Abstract: This paper mainly introduce the control effect of emulsion system on plate shape in cold rolling process. Emulsion is the key to lubricate roll gap and cool strip in the rolling process of cold rolling mill. By adjusting and optimizing various parameters of the emulsion, the rolling force can be reduced, the roll service life can be prolonged,and the surface quality of the strip and the shape of the strip can be controlled.
Key words: emulsion；the process parameters；the surface quality
1 概述
乳化液主要是由基础油、乳化剂、添加剂和水组成。组成乳化液的各组分的性能、含量都会对乳化液的润滑性能、使用效果及使用寿命产生重要影响。润滑剂的许多理性化性能，如黏度、闪点、倾点等都是由基础油决定的。另外，基础油的黏度也是影响乳化液的性能的关键因素之一，同时还要考虑基础油的黏度要与乳化剂和添加剂的黏度相近,否则可能会对乳化液的稳定性产生影响。
2 乳化液制备工艺
乳化液的制备常是先将乳化剂、基础油、添加剂等配制乳化油，使用时再按比例兑脱盐水制成乳化液。乳化液制备过程中，制备方法、加料顺序、温度、时间、乳化液浓度等都会影响乳化液中油相颗粒直径进而影响乳化液的稳定性和使用效果。
乳化液的粒径不同除了表现出不同的乳化液外观外，主要是对其润滑性能和热稳定性产生影响。一般而言，较大粒径有利于乳化液受热时油水两相分离，轧辊和轧件表面吸附油量增加，降低轧制变形区摩擦系数。因此，为了提高乳化液的润滑性能可控制2～5um的粒径比例达到50％以上。乳化液中的油液颗粒变大则其润滑作用直线上升。 然而，若乳化液粒径过大，容易造成乳化液不稳定，严重的会使乳化液产生油水分离现象导致悬浊液不稳定。影响乳化液的使用效果和使用周期。一般经机械搅拌、均匀混合的方法制备的新乳化液平均粒径通常在1um以下。随着使用时间的增加，乳化液的粒径逐渐粗化长大，反映在轧制过程中可能出现咬入困难、轧件跑偏、打滑等故障的发生。当乳化液喷射到轧辊或变形金属表面上时，由于受热，乳化液本身的稳定状态被坏，分离出来的基础油吸附在带钢表面上，形成润滑油膜，起降低轧制力的作用。而水则起到冷却轧辊的作用。
F5机架乳化液给油系统可以看出，作用在喷嘴的乳化液压力是分区控制的。
其中流经F列喷嘴乳化液的系统压力受到DN125的压力调节阀的控制，一般F列喷嘴的工作压力在3bar以下。而E列、G列喷嘴的乳化液压力则直接是泵的出口压力。一般F列中部区域喷嘴是常开的。E列辊身冷却在辊身长度上分为40个区域，每个区域的喷嘴的开闭都可以单独进行控制。为快速达到较高的控制准确和响应速度，因此E列喷嘴供液压力较高，直接为泵的出口压力一般在7bar。G列喷嘴的乳化液用于对支撑辊冷却润滑作用，只需要开关控制即可。
3乳化液分区冷却控制与板型曲线之间的关系
3.1 带钢在轧制过程中版型监测
板带通过前四道轧制之后，在F5机架将会精轧制。为实现板型的最优化控制，各个公司采取了很多办法来优化板型。通用办法是采用CVC辊型轧制。也可以采用对中间辊进行温度补偿的方式来实现辊型控制。
板带轧制中检查板型的实际曲线是靠板型仪辊进行检测。板型仪辊安装于F5轧机与飞剪之间，其检测得到的实际曲线反馈至轧机主控程序中。在轧制控制程序中与板带轧制的目标曲线进行比较，计算出辊身长度上每米板带的板凸度值的变化。
在辊身方向上E列乳化液分区冷却将工作辊辊身划分成40个区域。通过改变辊身某区域的瞬间乳化液喷射量，来达到降低该区域轧辊温度。乳化液分区冷却控制只能在趋势上对板型进行微量调整，特别是对一些1/4浪、中浪调整起到一定的微调的效果。
乳化液多区冷却控制中，各个喷嘴的通断是靠气动来驱动球阀来实现的。当气压达到10bar时对气动阀门的通断时间控制达到最优。为保证控制气压的稳定，采取在气源处安放一个压缩气罐，这样极大的保证了多区冷却系统工作的可靠性。
3.2 轧机内各机架乳化液流量分配
轧机F1、F4机架乳化液配置相同，主要分为A、B、D三个区，而F2、F3机架乳化液配置相同主要分为A、B、C、D四个区，F1-F4机架乳化液管路中都包含了A、B、D三个区。A区主要是指为轧辊入口板带喷射的乳化液，其目的是降低轧制力。B区主要是冷却工作辊的作用，D区主要是冷却支撑辊作用。其乳化液流量分配分别为A区1750L/min、B区1750L/min、D区500L/min。在F2、F3机架外侧增加了C区喷梁，主要作用是增加冷却区，以便在轧制特种钢时增加冷却效果。C区流量参数为500L/min。其中每根管道的流量分配可以通过管路上的流量调节阀进行手动设定，在A、B区上使用ARCA的流量调节阀进行压力的自动设定。
F5机架的乳化液流量分配与其他机架不相同，五机架将乳化液分为E、F、G三个区，其中E区主要给工作辊辊身冷却最大流量为3080L/min，F列为带钢冷却，其最大流量为1800L/min。G列为支撑辊、中间辊润滑冷却流量为472L/min。其中E、F列喷嘴可通过控制喷嘴开启的频率来达到控制不同喷射流量的目的。
4结语
冷轧轧制中乳化液的作用是冷轧轧机在轧制过程中润滑轧辊辊缝和冷却带钢的关键。通过优化乳化液的工作温度、适宜浓度、喷射角度、喷射压力、喷射流量等参数，从而达到降低轧制力、延长轧辊使用寿命、控制带钢表面质量、控制板带板型及延缓带钢表面二次锈蚀的作用。根据热胀冷缩原理，通过改变辊身某区域的瞬间乳化液喷射量，来达到降低该区域轧辊温度。从而达到改变这一区域板带压下量的目的。
参考文献：
[1] 冷轧带钢表面水淬斑缺陷控制实践[J]，李国彬，曾冰林 钢铁研究学报2012.
[2] 邯钢冷轧带钢表面水印分析研究[J].张卫革 万承胜 钢铁研究，2012
作者简介：
秦疆（1987-），男，邯钢邯宝冷轧厂助理工程师。