1 Phương pháp tẩy dầu truyền thống trên bề mặt dải nhôm
Kể từ khi dầu cán được đưa vào sử dụng trong quá trình cán tấm và dải kim loại, vấn đề tẩy dầu đã xuất hiện. Cho đến nay, các phương pháp tẩy dầu có thể được tóm tắt như sau:
(1) Tẩy dầu bằng trục cao su cán
Làm sạch dầu bằng con lăn ép là phương pháp làm sạch dầu sơ khai nhất. Thành phần chính của nó là sử dụng các con lăn cao su trên và dưới để ép, loại bỏ dầu trên bề mặt băng tải nhằm đạt được mục đích tẩy dầu. Loại cao su thường được lựa chọn là cao su nitrile chịu dầu. Ưu điểm lớn nhất của cao su là giá thành rẻ. Tuy nhiên, do bản thân con lăn cao su không thể hấp thụ dầu, nên nhược điểm lớn nhất của nó là dầu không được ép sạch, đặc biệt khi tốc độ máy cán cao; thứ hai, khi mép dải có bavia, nó thường dễ bị trầy xước, và bề mặt sẽ bị bột kim loại đâm thủng, gây trầy xước cho dải.
(2) Thổi khí nén
Phương pháp này là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất dải thép. Một thiết bị thổi bằng dao khí thường được lắp đặt ở phía đầu ra của máy cán. Nguyên lý hoạt động là dùng khí nén để thổi sạch dầu trên bề mặt dải thép. Phương pháp này vẫn có thể được sử dụng ở tốc độ thấp. Ở tốc độ cao, để thổi sạch dầu bám trên bề mặt dải thép, cần tăng áp suất và lưu lượng khí, dẫn đến hiện tượng sương dầu bám lại nhiều hơn, và quan trọng hơn là gây ô nhiễm toàn bộ môi trường sản xuất.
(3) Tẩy dầu bằng trục cán không dệt
Cuộn được làm từ vải không dệt có cấu trúc xốp bên trong và khả năng hút ẩm. Sản phẩm này lần đầu tiên được sản xuất bởi 3M tại Hoa Kỳ, thường được gọi là “Cuộn Thiên niên kỷ”, nhưng do giá thành cao và việc bảo trì bất tiện nên nhiều nhà sản xuất e ngại, và người dùng cũng khó áp dụng với số lượng lớn. Tại Trung Quốc, chúng tôi đã phát triển một sản phẩm tương tự – cuộn đa năng bằng vải không dệt – sau nhiều năm nỗ lực. Hiệu suất của nó hoàn toàn sánh ngang với các sản phẩm nhập khẩu, trong khi giá cả lại rất hợp lý đối với người dùng. Sản phẩm đã được nhiều khách hàng trong và ngoài nước tin dùng và đã đạt được các bằng sáng chế kiểu dáng hữu dụng quốc gia.
Ngoài các phương pháp trên, hiện còn có nhiều phương pháp tẩy dầu khác như loại bỏ dầu bằng que cạo và loại bỏ dầu bằng các trục nhỏ. Thậm chí có một số phương pháp kết hợp để tẩy dầu. Có một phương pháp tẩy dầu được công nhận là đơn giản và hiệu quả.
2 Thành phần và nguyên lý hoạt động của thiết bị loại bỏ dầu mới
2.1 Thành phần của thiết bị loại bỏ dầu chân không
Thiết bị tẩy dầu chân không chủ yếu gồm bốn bộ phận, như thể hiện trong Hình 1.
2.2 Cấu tạo và chức năng của trục chải dây đa sợi
Được làm từ nylon PP6, một sợi nylon có đường kính 1,20mm chứa hàng trăm sợi mảnh. Khi dải kim loại tiếp xúc dưới áp lực, nó có thể tạo thành một bề mặt ma sát phẳng, không làm xước bề mặt, đồng thời hiệu quả trong việc loại bỏ dầu và bột kim loại trên bề mặt tấm, xem Hình 2.
2.3 Nguyên lý tẩy dầu chân không của trục ép không dệt
Nén của con lăn cao su truyền thống hoàn toàn dựa vào sự liên kết chặt chẽ giữa thân cao su và tấm thép để gần như không thể ép ra chất lỏng. Con lăn nén bằng vải không dệt tận dụng triệt để độ xốp và khả năng hút ẩm của chính vải không dệt. Có thể thấy từ Hình 3 rằng thể tích thân con lăn co lại và mật độ tăng lên dưới một áp lực nhất định. Khi thân con lăn quay, phần bị nén sẽ phục hồi tạo thành trạng thái chân không, và chất lỏng trên bề mặt dải vật liệu được hút vào bên trong thân con lăn. Dưới áp lực của lực truyền động, thân con lăn lại bị nén thêm lần nữa, và không khí cùng chất lỏng bên trong thân con lăn bị ép ra ngoài, như minh họa ở Hình 3.
Hình 3 Sơ đồ nguyên lý của trục ép không dệt
Sử dụng chức năng ép của cuộn cán không dệt để trước tiên ép phần lớn các vết dầu trên dải. Sau khi ép dầu bằng hai cuộn cán không dệt, lượng dầu còn lại trên bề mặt dải có thể giảm xuống khoảng 600 mg/m² sau khi đo.
3 Nghiên cứu và phát triển máy ép chân không cho dải nhôm
Máy ép chân không là sản phẩm mới nhất được chúng tôi phát triển và đã đăng ký bằng sáng chế.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy ép chân không như sau.
(1) Cuộn ép chân không
Cuộn ép chân không được làm bằng ống thép rỗng.
Khi thiết bị hoạt động, dầu được ép vào thân trục rỗng. Việc sử dụng trục không dệt chân không có dễ dàng hay không phụ thuộc vào các yếu tố sau: mật độ và kích thước của các lỗ trên thanh thép rỗng. Điều tương tự cũng đúng với độ thưa; độ dày và độ cứng của vải không dệt trên trục cán, nếu vải quá dày và quá cứng thì sẽ không di chuyển được, còn nếu vải quá mỏng hoặc quá mềm thì sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của trục và dễ bị bong ra; lựa chọn chất liệu vải không dệt, vải không dệt phải có khả năng hút ẩm và chống mài mòn đủ tốt.
(2) Trạm làm việc chân không
Theo các yếu tố như độ dày của dải thép và tốc độ của máy cán, một hệ thống hút chân không được thiết kế. Hệ thống chân không được kết nối trực tiếp với khớp quay của trục cán chân không, và hệ thống hút chân không cung cấp áp suất âm cực mạnh cho trục cán chân không, dầu còn sót lại bám trên bề mặt trục được bơm vào khoang trục, sau đó đi vào hệ thống lọc thông qua khớp quay.
(3) Hệ thống tuần hoàn lọc
Để tiết kiệm mức tiêu thụ nhiên liệu, hệ thống lọc này được thiết kế đặc biệt. Dầu thu được từ trục chân không chứa rất nhiều tạp chất. Để không lãng phí nguồn dầu quý giá và tiết kiệm chi phí, dầu dư thừa sau khi được tách ra sẽ được lọc sạch tạp chất thông qua hệ thống lọc chính xác và hiệu quả này, nhờ đó dầu cán đã lọc sẽ được dẫn về bể chứa dầu cán để tái sử dụng liên tục.
(4) Hệ thống điều khiển
Việc điều khiển cụm ép chân không được thiết kế dựa trên nguyên tắc đơn giản, thực tiễn và vận hành thuận tiện. Hệ thống điều khiển sử dụng công nghệ PLC tiên tiến nhất, có thể kết nối trực tiếp với bảng điều khiển của bàn làm việc chính của máy cán để điều khiển trực tiếp.
(5) Cơ cấu thay thế và bảo trì con lăn
Kết cấu của cụm được tối ưu hóa, hợp lý và thuận tiện cho việc bảo trì; đặc biệt, việc thay thế con lăn rất tiện lợi, giúp tiết kiệm nhiều thời gian quý báu cho sản xuất và bảo dưỡng.
4 Hiệu quả ứng dụng của cụm tẩy dầu chân không cho dải nhôm
Hiện nay, thiết bị tẩy dầu chân không được sử dụng trong nhiều nhà máy sản xuất kim loại ferrous, mang lại hiệu quả tốt, với hiệu quả tẩy dầu cao hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống, và được các nhà sản xuất cũng như chuyên gia trong ngành đánh giá cao. Sau khi thử nghiệm tại hiện trường, khi được sử dụng trên dây chuyền cán hoàn thiện, lượng dầu còn lại khoảng 100mg/m.
Sự phát triển thành công của thiết bị ép chân không được các chuyên gia trong và ngoài nước đánh giá là một thành tựu mang tính cách mạng trong lĩnh vực kim loại tấm. Trong những năm gần đây, loại thiết bị tẩy dầu mỡ bằng chân không mới cũng đã được áp dụng trong dây chuyền sản xuất cán nóng của các doanh nghiệp sản xuất tấm và dải nhôm lớn tại Trung Quốc, và hiệu quả ứng dụng rất tốt. Kết quả so sánh giữa thiết bị này với phương pháp tẩy dầu mỡ truyền thống được thể hiện trong Hình 4.
5 Tóm tắt
Trong quá trình sản xuất cán băng nhôm, việc loại bỏ dầu và chất lỏng trên bề mặt là một quy trình quan trọng không thể thiếu. Bởi vì nó có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bề mặt, hiệu suất sản xuất và chi phí của băng nhôm. Hiện nay, vẫn còn khoảng cách lớn so với trình độ tiên tiến của các nước ngoài. Đơn vị tẩy dầu chân không mới do Engineered Industries Limited phát triển sở hữu một loạt đặc tính ưu việt. Đây là một thành tựu mang tính cách mạng trong lĩnh vực làm sạch bề mặt của tấm và băng kim loại, xứng đáng được phổ biến và ứng dụng.
