1 アルミストリップ表面の従来の脱脂方法
金属板およびストリップの圧延において、圧延油が導入されて以来、脱脂の問題が生じてきました。これまでのところ、脱脂方法は以下の通りにまとめられます。
(1) ゴム製圧延ロールによる脱脂
絞りロール脱脂は最も原始的な脱脂方法です。その主な構成要素は、上下のゴムロールを使ってベルト表面の油分を絞り出して除去し、脱脂の目的を達成することです。ゴムの選定は一般的に耐油性ニトリルゴムが用いられます。ゴムの最大の利点は安価であることです。しかし、ゴムロール自体が油分を吸収できないため、最大の欠点は油分が十分に絞り切れないことであり、特に圧延機の速度が高い場合には顕著です。さらに、帯鋼の縁にバリがあると、しばしば傷がつきやすく、金属粉によって表面が貫通して帯鋼に傷がつくことがあります。
(2) 圧縮空気吹き付け
この方法は、帯鋼生産において最も一般的な方法です。圧延機の出口側には通常、エアナイフ式洗浄装置が設置されています。その原理は、圧縮空気によって帯鋼表面の油分を吹き飛ばすことにあります。この方法は低速時には依然として使用できますが、高速になると、帯鋼表面に付着した油分を吹き飛ばすためには圧力と流量を増加させる必要があり、結果としてオイルミストの二次的な付着が大きくなり、さらに重要なことに、生産環境全体を汚染することになります。
(3) 不織布製圧延ロールによる脱脂
ロールは内部に多孔質構造を持ち、吸湿性のある不織布で作られています。最初に米国の3M社によって製造され、「ミレニアムロール」として広く知られていましたが、価格が高くメンテナンスも不便なため、多くのメーカーが導入をためらい、ユーザーによる大量採用も困難でした。中国では、長年の努力を経て類似の製品である「不織布多機能ミルロール」を開発しました。その性能は輸入品と全く遜色なく、価格もユーザーにとって十分に受け入れやすいものです。国内外の多くのユーザーに採用されており、国家の実用新案特許を取得しています。
上記の方法に加えて、現在ではスクラッピング棒による油除去や小型ロールによる油除去など、さまざまな脱脂方法があります。また、複数の脱脂方法を組み合わせる手法もいくつか存在し、シンプルかつ効率的な脱脂方法として広く認められています。
2 新型油除去ユニットの構成と作動原理
2.1 真空油除去ユニットの構成
真空脱脂ユニットは主に四つの部分で構成されており、図1に示すとおりです。
2.2 多本線ワイヤーブラシロールの構造と機能
ナイロンPP6製で、直径1.20mmのナイロン線には数百本の細い繊維が含まれています。ストリップと圧接状態になると、平らな摩擦面を形成し、表面を傷つけずに、同時に板表面の油分や金属粉を効果的に除去します。詳細は図2をご参照ください。
2.3 不織布スクイズロールの真空脱脂原理
従来のゴムロールによる絞りは、ゴム本体と鋼板との密着により液体をほとんど絞り出すことに完全に依存しています。不織布絞りロールは、不織布自体の多孔性と吸湿性を最大限に活用します。図3から明らかなように、一定の圧力下ではロール本体の体積が縮小し、密度が増加します。ロール本体が回転すると、圧縮された部分が復元して真空状態となり、ストリップ表面の液体がロール本体内部へ吸引されます。伝動力の圧力によりロール本体が再び圧縮され、ロール本体内の空気と液体が押し出される様子が図3に示されています。
図3 不織布スクイズロールの原理図
不織布ミルロールの絞り機能を使用して、まずストリップ上の油汚れの大部分を絞り取ります。2本の不織布ミルロールで油を絞った後、測定すると、ストリップ表面の残留油量は約600 mg/m²まで減少します。
3 アルミニウムストリップ用真空絞り機の研究開発
真空絞り機は、当社が開発した発明特許取得済みの最新製品です。
真空絞り機の構成と動作原理は以下の通りです。
(1) 真空絞りロール
真空絞りロールは中空鋼管構造です。
ユニットが稼働している間、油は中空のロール本体に押し込まれます。真空不織布ロールの使いやすさは以下の点に左右されます：中空鋼棒上の穴の分布の密度とサイズ。同様に、穴のまばらさも重要です。ミルロール上の不織布の厚みと硬さも影響します。布が厚すぎたり硬すぎると動きが悪くなり、薄すぎたり柔らかすぎるとロールの使用寿命に影響し、剥がれやすくなります。不織布の素材選びも重要で、十分な吸湿性と耐摩耗性を持つ必要があります。
(2) 真空作業ステーション
ストリップの厚さや圧延機の速度などの要因に応じて、真空吸引システムが設計されています。真空システムは真空ロールのロータリージョイントに直接接続されており、真空吸引システムは真空ロールに非常に強い負圧を供給し、ロール表面に付着した残留油分はロール内部に吸い込まれ、その後ロータリージョイントからフィルターシステムへと送られます。
(3) フィルター循環システム
燃料消費を抑えるために、このフィルターシステムは特別に設計されています。真空ロールから抽出される油には多くの不純物が含まれています。貴重な石油資源の無駄遣いを防ぎ、コストを節約するために、抽出された残油はこの精密で効率的なフィルターシステムを通じて不純物が除去され、ろ過された圧延機用油は圧延機用油タンクへ導かれ、継続的にリサイクルされます。
(4) 制御システム
真空絞りユニットの制御は、シンプルさ、実用性、操作の利便性を基本理念として設計されています。制御には最先端のPLC制御を採用しており、圧延機のメインワークテーブルのパネルに直接接続して直接操作できます。
(5) ロール交換・保守機構
ユニットの構造は最適化されており、合理的で保守が容易です。特にロールの交換が非常に便利で、生産や保守にかかる貴重な時間を大幅に節約できます。
4 アルミニウムストリップ用真空脱脂ユニットの適用効果
現在、真空脱脂装置は多くの鉄鋼メーカーで使用されており、その効果は良好で、脱脂効果は各種の従来の方法に比べてはるかに高く、メーカーおよび業界の専門家から一様に高い評価を得ています。現場での試験の結果、仕上げ圧延機で使用した場合、残留油分量は約100mg/mです。
真空圧搾ユニットの開発成功は、国内外の専門家から板金分野における革命的な成果と見なされています。近年、新型の真空脱脂ユニットは中国の大規模なアルミ板・ストリップ企業の熱間圧延生産ラインにも導入されており、その適用効果は非常に良好です。従来の脱脂方法との比較結果を図4に示します。
5 まとめ
アルミニウム帯鋼の製造において、表面の油分や液体の除去は不可欠で重要な工程です。これは、アルミニウム帯鋼の表面品質、生産効率、コストに大きな影響を与えるからです。現在、海外の先進レベルとは依然として大きな差があります。エンジニアード・インダストリーズ・リミテッドが開発した新しい真空脱脂装置は、一連の優れた特性を備えています。これは板および帯鋼の表面洗浄における革命的な成果であり、普及・応用に値します。
