Anwendung von 3M-Millenium-Rollen auf Ölanlagen für kaltgewalzten Stahl

Vorwort

Die Produktionslinie für warmgewalzte Beizspulen des Kaltwalzwerks der Panzhihua New Steel & Vanadium Co., Ltd. wurde 2004 fertiggestellt und in Betrieb genommen. Gemäß dem Gesamtplan von Panzhihua Iron and Steel wurde 2006 in der Niederlassung Chengdu eine Einzelstand-Walzanlage errichtet. Die Rohstahlspule dieser Anlage soll von der Produktionslinie für warmgewalzte Beizspulen des Kaltwalzwerks von Panzhihua Iron and Steel bereitgestellt werden. Das Produkt dieser Anlage muss mit Walzöl vor Rost geschützt werden, um mit der Walzemulsion im nachfolgenden Prozess kompatibel zu sein. Die Anlage verfügt über einen ursprünglichen elektrostatischen Öler und einen Rollenöler. Da der elektrostatische Öler die Auftragung des Walzöls nicht effektiv bewältigt, stammt der ursprüngliche Rollenöler aus der Säure-Walz-Kombianlage des Werks. Die Leistung der im Renovierungsprojekt offline befindlichen stillgelegten Ausrüstung kann die Produktionsanforderungen nicht erfüllen. Aus diesem Grund wurde zur Umrüstung der ursprünglichen Rollenölanlage ein 3M-Mühlenroller, ein Hightech-Produkt mit hervorragenden Eigenschaften, eingesetzt.

Probleme, die im ursprünglichen Walzenöler bestehen

Das Funktionsprinzip des Walzenölers ist in Abbildung 1 dargestellt.

Wenn die Ölanlage in Betrieb genommen wird, wird der obere Rollensatz nach unten gedrückt und der untere Rollensatz nach oben angehoben, sodass sich ein bestimmter Umschlingungswinkel zwischen dem Stahlband und der Ölrolle bildet. Sowohl die Auftragsrolle als auch die Tauchrolle sind passive Rollen, die vom Stahlband angetrieben werden. Die Ölsprüheinrichtung sprüht das Öl aus dem Schmiersystem auf die Auftragsrolle; durch gegenseitiges Zusammendrücken überträgt die Auftragsrolle das Öl auf die Tauchrolle; die Tauchrolle trägt das Öl anschließend gleichmäßig auf das Stahlband auf. Das überschüssige Öl wird vom Tank gesammelt und fließt in den Rückgewinnungsbehälter.

Nach der Umstellung der Säure-Walz-Kombianlage wurden die technischen Leistungsanforderungen des Ölers verbessert. Die spezifischen Parameter sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vor der Umstellung der Säure-Walz-Kombianlage wurde zur Vermeidung von streifenförmigen ölfreien Bereichen auf der Stahlblechoberfläche die Einspritzvorrichtung des Ölers modifiziert. Dadurch kann die Flüssigkeit gleichmäßiger auf die geölten Walzen gesprüht werden, wodurch das Problem lokaler ölfreier Bereiche gelöst wird. Der Öler weist jedoch weiterhin folgende Probleme auf:

Die Produktbreite reicht nicht aus: Die maximale Produktbreite der Anlage beträgt 1150 mm; nach der Umstellung muss die maximale Breite des fertigen Bandstahls 1300 mm betragen.
Wartung ist schwierig: In dieser Einheit befindet sich vor der Ölanlage ein Scheibenfräser zum Trimmen des Bandstahls, um die Breite auf die gewünschte Länge zu bringen. Die Kante des Bandes weist nach dem Trimmen Grate auf, die die Ölwalze beschädigen. Die Ölwalze ist eine Filzwalze, die leicht von der Kante des Bandstahls geschnitten wird, was zu Fusseln und Lockerungen führt. Sie muss häufig ausgetauscht werden und die Wartungsintervalle sind kurz.
Die aufgebrachte Ölmenge ist schwer zu kontrollieren: Aufgrund ungleichmäßiger Ölauftragung wird mehr Öl zugeführt, um lokale ölfreie Bereiche zu vermeiden, was in anderen Bereichen zu einer übermäßigen Ölschicht führt, den Verpackungsprozess beeinträchtigt und einen hohen Ölverbrauch verursacht.
Das ursprüngliche Schmiersystem fällt aus, sein Steuerungssystem hat eine geringe Präzision und es ist schwierig, Ersatzteile für die Wartung zu beschaffen.
Es ist ersichtlich, dass der ursprüngliche Öler die Produktionsanforderungen nach der Umstellung der Warmband-Beizlinie nicht erfüllen kann und daher umgebaut werden muss.

Modifikation

Die Ölwalze ist das Schlüsselelement der Ölanlage. Um die Ölqualität zu verbessern und die Lebensdauer der Ölwalze zu verlängern, wird eine 3M-Millennium-Walze verwendet. Darüber hinaus müssen aufgrund der Verbreiterung des Bandes die Breite des ursprünglichen Ölanstrichkabinetts, die Länge der oberen und unteren Ölanstrichwalzen, die Länge der Tauchwalze sowie die Länge der Öleinblasvorrichtung vergrößert werden; hydraulische Schmier- und andere Rohrleitungen müssen neu konfiguriert werden, und das Ölanstrich-Schmiersystem sowie die Zeitsteuerung müssen neu entworfen und hergestellt werden. Die Einzelheiten sind wie folgt:

Oberer und unterer Ölwälzer

Die Ölwalze steht im Mittelpunkt dieser Umstellung. Da die ursprüngliche Filzwalze eine kurze Lebensdauer hat und die Ölmenge schwer zu kontrollieren ist, sind sowohl die Produktionskosten als auch die Anlagenkosten hoch, weshalb sie nicht weiter verwendet werden sollte. Stattdessen wird ein spezielles Hightech-Produkt mit hervorragenden Eigenschaften eingesetzt – die 3M Millennium-Walze.
Die Produktleistung ist wie folgt:

Es besteht aus hochfesten Vliesstofffasern. Unter bestimmten Temperatur-, Feuchtigkeits- und Druckbedingungen verfügt der geschnittene Teil über eine Selbstheilungsfähigkeit. Seine poröse Vliesstruktur weist ein gewisses Maß an Wasseraufnahme und Öligkeit auf. Das Öl kann durch Extrusion indirekt auf die Spule aufgetragen werden, und die erforderliche Ölfilmmenge kann durch die Dichte der Jahrtausendwalze, den Anpressdruck und die Spulengeschwindigkeit gesteuert werden. Daher ist die Wirkung des Ölens und Absorbierens der Spulenoberfläche besser als bei herkömmlichen Gummiwalzen und Filzwalzen.
Porös, Schmutz kann in geringer Menge in die Vliesstoffstruktur eindringen, wodurch Kratzer und Verschmutzungen auf der Spule reduziert werden können.
Sie verfügt über ein Reibungssystem, das traditionelle Gummiwalzen, Stahlwalzen und Filzwalzen nicht bieten können. Diese Eigenschaft sorgt für ausreichend Reibung, um ein Durchrutschen der Walze effektiv zu verhindern und sekundäre Kratzer auf der Oberfläche der Spule zu vermeiden.
Tabelle 2 zeigt den Leistungsvergleich zwischen der 3M Millennium-Walze sowie der traditionellen Gummiwalze und der Filzwalze.
Die technischen Parameter der bei dieser Umstellung verwendeten 3M Millennium-Walze sind in Tabelle 3 dargestellt.

Neu entwickeltes ölbeschichtetes Schmiersystem

Das ursprüngliche Schmiersystem ist aufgrund langer Nutzungsdauer ausgefallen und muss neu konstruiert und hergestellt werden. Das Funktionsprinzip des neuen Systems ist in Abbildung 2 dargestellt.

Das System weist folgende Merkmale auf:

Das Ventil steuert das Be- und Entladen der Pumpe; das aus der Ölkammer zurückfließende überschüssige Öl fließt unter Einwirkung der Schwerkraft in den Rückgewinnungsbehälter; das zurückgewonnene Öl wird gefiltert und von der Ölzufuhrpumpe zur Wiederverwendung in den Haupttank geleitet.
Reinheitskontrolle: Das System ist mit einem Saugfilter, einem Druckölfilter und einem Ölrückgewinnungsfilter ausgestattet. Der Hauptkraftstofftank und der Rückgewinnungskraftstofftank sind außerdem mit Luftfiltern ausgestattet, um die Reinheit des Öls zu gewährleisten und ein Verstopfen der Düsen zu vermeiden.
Kontrolle des Hauptkraftstofftankfüllstands: Echtzeit-Erkennung des Kraftstofftankfüllstands, Fernsignal-Ausgabe und Verriegelungssteuerung mit der Kraftstoffförderpumpe. Wenn der Füllstandsanzeiger 4 den oberen Grenzwert erreicht, stoppt die Kraftstoffförderpumpe automatisch (oder manuell) die Kraftstoffzufuhr (und zeigt den Status auf dem Bedienfeld an); wenn der untere Grenzwert erreicht wird, startet die Kraftstoffförderpumpe automatisch (oder manuell), um nachzutanken; wenn der untere Grenzwert erreicht ist, stoppt die Einspritzpumpe und gibt einen Alarm aus.
Niveauregelung des Rückgewinnungskraftstofftanks: Echtzeit-Erkennung des Kraftstofftankniveaus, Fernsignal-Ausgabe und Verknüpfungssteuerung mit der Kraftstoffzufuhrpumpe. Wenn der Niveaumesser 2 den oberen Grenzwert erreicht, wird automatisch Kraftstoff in den Hauptkraftstofftank zugeführt, und bei Erreichen des unteren Grenzwerts erfolgt eine Alarmmeldung; beim Erreichen des unteren Grenzwerts stoppt die Kraftstoffzufuhrpumpe die Kraftstoffzufuhr automatisch und gibt einen Alarm aus.
Temperaturregelung: Der Hauptöltank ist mit einem Öltemperaturmessgerät mit Fernsignal-Ausgang ausgestattet. Die elektrische Heizung des Öltanks realisiert eine Regelung im geschlossenen Kreislauf. Wenn die Öltemperatur unter 20℃ liegt, schaltet sich die elektrische Heizung automatisch ein; wenn sie über 40℃ liegt, schaltet sich die Heizung automatisch ab. Dadurch wird sichergestellt, dass die Öltemperatur innerhalb eines bestimmten Bereichs stabil bleibt.

Änderung des elektrischen Steuersystems

Das ursprüngliche Schmiersteuersystem muss aufgrund geringer Regelgenauigkeit und Schwierigkeiten beim Einkauf von Wartungsersatzteilen neu konzipiert und hergestellt werden. Eine SPS-Steuerung vom Typ S7-200 wird eigenständig eingesetzt, um folgende Funktionen zu realisieren:

Manuelles Starten des Schmiersystems: Die Einspritzpumpe läuft im Leerlauf, das Magnetventil ist stromlos, und das Öl zirkuliert im entlasteten Zustand.
Die SPS liefert ein Analogsignal für den Bandlauf (4–20 mA) und ein Schaltsignal für das Magnetventil (passiver Punkt), um mit dem DC-Regler einen geschlossenen Regelkreis zu bilden. Der Steuerschrank der Ölpumpe wird vom DC-Regler entsprechend dem Analogsignal der Bandlaufgeschwindigkeit eingestellt. Die Drehzahl des Motors steuert die Fördermenge der Einspritzpumpe. Auf dem Steuerschrank befindet sich eine digitale Anzeige der Motordrehzahl.
Der Schaltschrank ist mit manuellen und automatischen Umschaltfunktionen ausgestattet: Im manuellen Steuermodus (Vor-Ort-Manualpriorität) ist der Bediener nicht auf das vom SPS bereitgestellte Bandgeschwindigkeits-Analogsignal angewiesen, sondern passt die Motordrehzahl manuell an, um die Einspritzpumpe zu steuern. Im automatischen Steuermodus ist die Kraftstoffzufuhr der Einspritzpumpe proportional zur Bandgeschwindigkeit der Anlage; bei Ausfall des Arbeitssystems wird die Standby-Pumpe automatisch gestartet. Nach dem Starten des Schmiersystems oder wenn während des Betriebs 10 Minuten lang kein Bandgeschwindigkeitssignal von der SPS empfangen wird, stoppt das Schmiersystem automatisch.
Systemalarm, Fehlerrückstellung; Anzeige der Hauptparameter und Parametereinstellung.

Weitere entsprechende Ausrüstungsänderungen

Um die Zeit der Projektumsetzung zu sparen, wurde entschieden, die ursprüngliche Ölanlage zur Installation des Sockels zu verwenden. Entsprechend der ursprünglichen Montagelochgröße am Sockel wurde die Breite um 150 mm vergrößert, und das neue Ölkabinett wurde neu konstruiert.
Die Funktion der Ölwalze besteht darin, das Schmieröl von der Öleinrichtung auf die Ölwalze zu übertragen. Es ist lediglich erforderlich, die Länge gemäß der ursprünglichen Struktur der Tauchwalze um 150 mm zu verlängern. Neukonstruktion und Herstellung.
Entsprechend der Umgestaltung des Hauptteils des Ölstreuers sollten auch die ursprünglichen hydraulischen, pneumatischen und schmierenden Rohrleitungen des Maschinengehäuses angepasst und neu verlegt werden.

Leistung nach der Modifikation

Die Umrüstung des Ölstreuers wurde im Juni 2006 abgeschlossen und erfüllte nach Inbetriebnahme die Produktionsanforderungen. Die 3M-Millennium-Walze wies keine offensichtlichen Schäden auf, und der Rest der Ölanlage funktionierte einwandfrei.
Aufgrund der inhärenten Nachteile des Walzenölers haben andere Einheiten im Kaltwalzwerk von Panzhihua Iron and Steel sie im Grunde eliminiert und durch elektrostatische Öler ersetzt. Diese Umstellung hat jedoch aufgrund der Verwendung hervorragender Millennium-Walzen gute Ergebnisse erzielt, wodurch der Walzenölverteilung in der Kaltwalzanlage einen festen Platz eingeräumt wurde. Gemäß der tatsächlichen Nutzung der Millennium-Walze wurde sie auch in der Verzinkungsanlage eingesetzt.