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热轧铝板带用乳液的日常管理及维护
摘要：热轧产品的质量很大程度上决定于起冷却和润滑作用的乳液的性能，从乳液的配制、日常管理、维护和废乳液的处理等角度来阐述如何做好乳液系统的管理和维护工作。
关键词：热轧；乳液；配制；管理；维护；破乳
Emulsion day-to-day management and maintenance for the Aluminium sheet and strip of hot-rolled band
Abstract: the quality of hot-rolled products largely determined by the cooling and lubrication Performance of the emulsion ,from the emulsion preparation, the day-to-day management and maintenance and the handling of waste emulsion perspective on how to manage and Maintain emulsion system.
Keywords: Hot roll; emulsion; preparation ;management; maintenance; demulsification
热轧时，铝板带与轧辊是处于高温、高压、高摩擦条件下的轧制过程。因此，热轧时，必须使用兼有冷却和润滑作用的乳液作为冷却润滑液，使轧辊表面形成一层均匀的润滑层，避免轧辊与铝板直接接触。乳液的性能从很大程度上决定了热轧铝板带材的质量。所以，对于乳液的日常管理和维护就显得尤为重要了。乳液的日常管理和维护工作主要包括以下几个方面：
第一、乳液的配制
热轧用的乳液是由水、基础油、一种或多种乳化剂和添加剂（如润湿剂、消泡剂、杀菌剂、抗氧化剂等）组成的水包油型混合物。
乳液中90％以上是水，配置乳液最好用去离子水。由于硬水中含有较多Mg2+、Ca2+、Na+等金属离子，这些多价正离子严重影响乳液系统的稳定根据其性质与所带电荷不同，在乳液中形成一定程度的乳膏状物质，可能悬浮于液面上，也可能沉积于池底，恶化乳液润滑性能，脏化铝板带表面质量。软化水中Mg2+、Ca2+大幅度减少，但是Na+却急剧增加，也不利于乳液系统的稳定。所以，配制乳液最好用去离子水，因为去离子水中Mg2+、Ca2+、Na+都很少，而且硬度低。理想的配制乳液用去离子水应控制在：电导率≤20us/cm；PH：6.0—7.0；硬度≤0.02mmol/l。
乳液的主体是水和油，而水和油是不相溶的，所以必须加入一种或多种乳化剂，乳化剂一端是亲水基，一端是亲油基，通过乳化剂把水和油结合成水包油的乳液。
首次配液时，必须把水加热到一定温度（50度左右），然后通过泵的机械剪切力把原液（包括油、乳化剂和添加剂）喷到油箱里，保证完全乳化。
第二、乳液理化指标的监控
乳液在使用过程中，必须对乳液的理化指标进行监控和管理，主要包括以下几个方面：
（1）、化学指标
1、 浓度：检测乳液中的含油量，每隔4-6小时应检测一次，控制在2.5-6.0％之间，做到及时准确的添加新油和水。
2、 疏水黏度：主要检测疏水物黏度，定性反映乳液里面杂油含量，控制在35-50之间。每周最少两次，观察变化趋势，及时采取措施调整。
3、 颗粒度大小及分布：采用颗粒度分析仪，分析油粒平均尺寸及分布情况，每天检测一次。
4、 灰分：检测乳液中金属皂及金属微粒，控制在≤400mg/l这个范围内，每周一次。
5、 PH值：采用酸度计准确检测乳液的PH，每天至少一次。控制在7.6-8.5之间。
6、 生物活性：利用细菌培养基检测乳液中细菌含量。正常情况时，每周检测一次；异常情况时，应加大检测频次。细菌含量小于106属于正常，大细菌含量大于或者等于106时，可以采用加杀菌剂或提高乳液温度等措施来控制。
7、 电导率：表示乳液的干净程度，一般乳液的电导率要求控制在800usm以内。
8、 ESI:乳液稳定性系数，ESI高则乳液紧、润滑差，ESI低则乳液松、润滑好，控制在0.75-0.95之间，每周检测两次。
9、 光谱分析：采用红外光谱分析（FT-IR）油箱中酯、酸、皂、乳化剂的百分比，根据这些有效成份的变化情况，对乳液做出适当的调整。
（2）、物理指标
1.乳液温度：热交换系统最好采用封闭式的，因为开放式的蒸汽加热系统会把一些有害物质带到乳液系统中，乳液容易产生泡沫。乳液温度一般应控制在60±5℃，在这个温度段，乳液具有很好的杀菌效果和冷却效果。降低乳液温度，会增加乳液稳定性（ESI），提高冷却能力，降低润滑性能；提高乳液温度，会降低乳液稳定性（ESI）和冷却能力，增强乳液的润滑性能，但高到一定程度可能会破坏某种比较敏感的乳化剂。乳液温度尽量稳定在60±5℃，夏天走下限，冬天走上限。
2、过滤：除去乳液中的金属及非金属残渣物，减少金属皂及机械油对于乳液的不利影响，乳液必须经过过滤系统过滤，要求过滤纸精度为2-6um。
3、撇油：用撇油装置撇掉漏到乳液系统的杂油和自身的析油，以保持乳液系统的清洁。采用的方式有刮油机、转筒、手工刮油等。
4、循环时间：乳液系统循环一次的时间太长，乳液偏松，颗粒度偏大，ESI偏低；乳液系统循环一次的时间太短，乳液偏紧，颗粒度偏小，ESI偏高，乳液系统循环一次的理想时间是20-40分钟。
5、设备清刷和乳液置换：定期对油箱及轧机地沟进行清刷，同时，用新油对乳液进行部分置换，以维持乳液系统的清洁和长久平衡。
第三、废乳液的处理
在乳液使用过程中，需要对乳液系统进行定期撇油和不定期乳液置换，所以，肯定会产生一定量的废乳液，而废乳液是油水结合在一起的水包油型混合物，不能直接排放，需要进行破乳处理后才能正常排放。
破乳，就是通过破坏油粒的界膜，即双电层结构，使油粒相互聚集成较大的颗粒，达到溶解在水里的目的。
常用的破乳方法有以下两种：
（一）、高压电场法，即利用高压电场来破坏油粒的双电层结构和界膜。
（二）、药剂法，即向乳液中加入某种电解质破乳剂，破坏油粒水化膜，压缩双电层，从而达到破乳目的。药剂法具体又可以分为盐析法、凝聚法、盐析-凝聚法、酸化法四种，这四种破乳方法的特点如下表所示：
方法
盐析法
凝 聚 法
盐析-凝聚法
酸化法
特

点
油质好，投药量大，水中盐含量大。
投药量小，油质差，水质差，再生困难。
投药量中等，破乳能力强。
水质好，含油低，沉渣多。
目前，国内大都使用盐析法破乳，废乳液经过破乳处理后，水中的油含量还是很高，达不到废水排放标准，需要排入下一级废水处理设施（如重力分离、气浮分离和吸附分离等）进一步深化处理后才能排放。
以下为典型的破乳组合工艺流程：

热轧乳液的日常管理和维护工作是整个热轧工作方面的重中之重，乳液系统是一个动态的平衡过程，重在平时的管理与维护，一旦乳液系统原有的平衡被打破，将需要很长一段时间才能达到另外一个新的动态平衡，这将对生产和质量造成非常不利的影响。
参考文献
［１］ 孙建林．轧制工艺润滑原理、技术与应用．北京：冶金工业出版社，２００４
［２］ 肖亚庆、谢水生、刘静安、王涛等。铝加工实用技术手册．北京：冶金工业出版社，２００５.１
［３］ 叶茂．金属塑性加工中摩擦润滑原理及应用．沈阳：东北工学院出版社，１９９０