1 طريقة إزالة الشحوم التقليدية على سطح شريط الألمنيوم
منذ إدخال زيت مطحنة الدرفلة في بدايات درفلة الصفائح والشرائط المعدنية، ظهرت مشكلة إزالة الشحوم. وحتى الآن، يمكن تلخيص طرق إزالة الشحوم على النحو التالي:
(1) إزالة الشحوم بواسطة بكرة المطحنة المطاطية
الإزالة بالضغط بواسطة الأسطوانات هي أقدم طريقة لإزالة الشحوم. يعتمد مبدأها الأساسي على استخدام أسطوانتين مطاطيتين علوية وسفلية للضغط بهدف إزالة الزيت من سطح الحزام لتحقيق عملية إزالة الشحوم. يتم اختيار المطاط عادةً من نوع النتريل المقاوم للزيوت. تتمثل الميزة الكبرى للمطاط في رخص ثمنه. ومع ذلك، نظرًا لأن الأسطوانة المطاطية نفسها لا تستطيع امتصاص الزيت، فإن أكبر عيب لها هو عدم إزالة الزيت بشكل كامل، خاصة عند سرعة عالية لمكبس الدرفلة؛ بالإضافة إلى ذلك، عندما توجد نتوءات على حافة الشريط، غالبًا ما يكون من السهل حدوث خدوش، وقد تخترق المسحوق المعدني السطح وتخدش الشريط.
(2) نفخ الهواء المضغوط
تُعد هذه الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج الشرائط المعدنية. عادةً ما يتم تركيب جهاز تنظيف بالسكين الهوائي على جانب الخروج من مطحنة الدرفلة. يعتمد مبدأ العمل على نفخ الزيت عن سطح الشريط باستخدام الهواء المضغوط. لا تزال هذه الطريقة قابلة للاستخدام عند السرعات المنخفضة. أما عند السرعات العالية، فلإزالة الزيت الملتصق بسطح الشريط، يلزم زيادة الضغط ومعدل التدفق، مما يؤدي إلى تكوّن رذاذ زيت أكبر يلتصق ثانيةً، والأهم من ذلك أنه يلوث البيئة الإنتاجية بأكملها.
(3) إزالة الشحوم بواسطة بكرة المطحنة غير المنسوجة
اللفافة مصنوعة من نسيج غير منسوج ذي بنية داخلية مسامية وقابلية لامتصاص الرطوبة. تم إنتاجها لأول مرة بواسطة شركة 3M في الولايات المتحدة، وتُعرف عادةً باسم “لفافة الألفية”، ولكن بسبب ارتفاع السعر وعدم سهولة الصيانة، يتردد العديد من المصنعين في استخدامها، ويصعب على المستخدمين اعتمادها بكميات كبيرة. في الصين، قمنا بتطوير منتج مشابه – لفافة أسطوانية متعددة الاستخدامات من النسيج غير المنسوج – بعد سنوات من العمل الشاق. تتميز بأداء مماثل تمامًا للمنتجات المستوردة، وبسعر مقبول تمامًا للمستخدمين. وقد تم اعتمادها من قبل العديد من المستخدمين في الداخل والخارج. كما حصلت على براءات اختراع وطنية لنماذج المنفعة.
بالإضافة إلى الطرق المذكورة أعلاه، توجد حاليًا مجموعة متنوعة من طرق إزالة الشحوم مثل إزالة الزيت باستخدام عصا الكشط وإزالة الزيت بواسطة البكرات الصغيرة. بل إن هناك عدة طرق للدمج بين طرق إزالة الشحوم. وهناك طريقة معترف بها تُعتبر بسيطة وفعّالة لإزالة الشحوم.
2 تركيب ومبادئ عمل وحدة إزالة الزيت الجديدة
2.1 تركيب وحدة إزالة الزيت بالتفريغ
تتكون وحدة إزالة الشحوم بالتفريغ بشكل رئيسي من أربعة أجزاء، كما هو موضح في الشكل 1.
2.2 هيكل ووظيفة بكرة الفرشاة السلكية متعددة الخيوط
مصنوعة من النايلون PP6، ويحتوي سلك النايلون الذي يبلغ قطره 1.20 ملم على مئات الألياف الدقيقة. عند تلامس الشريط تحت الضغط، يمكن أن تشكل سطح احتكاك مستوٍ، مما لا يتسبب في خدش السطح، وفي الوقت نفسه تعمل على إزالة الزيت ومسحوق المعادن عن سطح اللوح، انظر الشكل 2.
2.3 مبدأ إزالة الشحوم بالتفريغ لبكرة العصر غير المنسوجة
يعتمد عصر لفة المطاط التقليدية بشكل كامل على الالتصاق المحكم بين جسم المطاط والصفيحة الفولاذية لإخراج السائل بصعوبة. أما لفة العصر المصنوعة من النسيج غير المنسوج فتستفيد بالكامل من المسامية وامتصاص الرطوبة الخاصين بالنسيج غير المنسوج. يمكن ملاحظة ذلك من الشكل 3، حيث يتقلص حجم جسم اللفة وتزداد كثافته تحت ضغط معين. وعند دوران جسم اللفة، يرتد الجزء المضغوط ليشكل حالة فراغ، فيُمْتص السائل الموجود على سطح الشريط إلى داخل جسم اللفة. وتحت ضغط قوة النقل، يُضغط جسم اللفة مرة أخرى، ويُعصر الهواء والسائل الموجودان داخله للخارج، كما هو موضح في الشكل 3.
الشكل 3: مخطط مبدأ بكرة العصر غير المنسوجة
استخدم وظيفة العصر لبكرة الطحن غير المنسوجة لعصر معظم بقع الزيت على الشريط أولاً. بعد عصر الزيت باستخدام بكرتي طحن غير منسوجتين، يمكن تقليل الزيت المتبقي على سطح الشريط إلى حوالي 600 ملغ/م² بعد القياس.
3 البحث والتطوير في آلة عصر فراغية لشرائط الألمنيوم
العازر الفراغي هو أحدث منتج حاصل على براءة اختراع تم تطويره من قبلنا.
تركيب وآلية عمل العازر الفراغي كما يلي.
(1) بكرة العصر الفراغية
بكرة العصر الفراغية عبارة عن أنبوب فولاذي مجوف.
عندما تعمل الوحدة، يتم ضغط الزيت داخل جسم الأسطوانة المجوفة. تعتمد سهولة استخدام أسطوانة الفاكيوم غير المنسوجة على النقاط التالية: كثافة وحجم توزيع الثقوب على القضيب الفولاذي المجوف. والأمر نفسه ينطبق على التباعد؛ سمك وصلابة النسيج غير المنسوج على أسطوانة الطحن، فإذا كان القماش سميكًا وقاسيًا جدًا فلن يتحرك، وإذا كان رقيقًا جدًا أو لينًا جدًا فسيؤثر ذلك على عمر خدمة الأسطوانة، كما أنه سيصبح عرضة للسقوط؛ واختيار مادة النسيج غير المنسوج، حيث يجب أن يتمتع النسيج غير المنسوج بامتصاص كافٍ للرطوبة ومقاومة للتآكل.
(2) محطة العمل الفراغية
وفقًا لعوامل مثل سمك الشريط وسرعة مطحنة الدرفلة، تم تصميم نظام شفط فراغي. يُوصَل النظام الفراغي مباشرة بالمفصل الدوار لأسطوانة الفراغ، ويوفّر نظام الشفط الفراغي ضغطًا سالبًا قويًا للغاية للأسطوانة الفراغية، حيث تُشفَط الزيوت المتبقية العالقة على سطح الأسطوانة إلى داخل تجويف الأسطوانة، ثم تدخل عبر المفصل الدوار إلى نظام الترشيح.
(3) نظام ترشيح دائري
من أجل تقليل استهلاك الوقود، تم تصميم نظام الترشيح هذا خصيصًا. يحتوي الزيت المستخرج من الأسطوانة الفراغية على الكثير من الشوائب. ولعدم إهدار موارد الزيت الثمينة وتوفير التكاليف، يتم ترشيح الزيت المتبقي المستخرج لإزالة الشوائب عبر هذا النظام الدقيق والفعال، بحيث يُوجَّه زيت مطحنة الدرفلة المرشح إلى خزان زيت مطحنة الدرفلة لإعادة تدويره بشكل مستمر.
(4) نظام التحكم
تم تصميم التحكم في وحدة العصر الفراغي بناءً على مبادئ البساطة والتطبيق العملي وسهولة التشغيل. يعتمد التحكم على أحدث تقنيات التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC)، ويمكن توصيله مباشرة بلوحة التحكم الرئيسية لمكبس الدرفلة للتحكم المباشر.
(5) آلية تغيير وصيانة البكرات
تم تحسين هيكل الوحدة ليكون معقولاً وسهل الصيانة، خاصة أن استبدال البكرات يتم بمنتهى السهولة، مما يوفر الكثير من الوقت الثمين في الإنتاج والصيانة.
4 تأثير التطبيق لوحدة إزالة الشحوم الفراغية لشرائط الألمنيوم
في الوقت الحاضر، تُستخدم وحدة إزالة الشحوم بالتفريغ في العديد من مصانع المعادن الحديدية، وتُظهر نتائج جيدة، كما أن فعالية إزالة الشحوم أعلى بكثير من الطرق التقليدية المختلفة، وتحظى بإشادة إجماعية من قبل المصنعين وخبراء الصناعة. وبعد الاختبارات الميدانية، عند استخدامها في مطحنة التشطيب، يبلغ مقدار الزيت المتبقي حوالي 100 ملغ/م.
يُعتبر التطوير الناجح لوحدة الضغط بالتفريغ إنجازًا ثوريًا في مجال تصنيع الصفائح المعدنية، وذلك وفقًا لخبراء من الداخل والخارج. وفي السنوات الأخيرة، تم أيضًا تطبيق النوع الجديد من وحدات إزالة الشحوم بالتفريغ في خطوط الإنتاج الخاصة بالدرفلة الساخنة لدى كبرى الشركات الصينية المنتجة للألواح والشرائط الألومنيومية، وقد أثبتت هذه التقنية فعاليةً عاليةً. ويوضح الشكل 4 نتائج المقارنة بين هذه التقنية وطريقة إزالة الشحوم التقليدية.
5 خلاصة
في عملية درفلة شرائط الألمنيوم، يُعد إزالة الزيوت والسوائل من السطح عملية مهمة لا غنى عنها، لأنها تؤثر بشكل كبير على جودة السطح وكفاءة الإنتاج وتكلفة شرائط الألمنيوم. وحتى الآن، لا يزال هناك فجوة كبيرة بين المستوى المحلي والمستوى المتقدم في الدول الأجنبية. تتميز وحدة إزالة الشحوم بالتفريغ الجديدة التي طورتها شركة Engineered Industries Limited بسلسلة من الخصائص الممتازة، وهي إنجاز ثوري في مجال تنظيف أسطح الصفائح والشرائط وتستحق الانتشار والتطبيق.
