“双流量”板式过滤机电控系统的设计与探究

王双林+王丽君

摘 要：目前国内的板式过滤机使用厂家大多采用单台设备进行轧制液过滤，经常出现循环结束需要换纸或者设备故障停机而耽误生产，影响了产量，降低了经济效益。还有部分厂家采用两台设备并行使用，但相对独立，操作不方便，不能实现联机，系统存在背压、缺油、串路、跑油等诸多问题，实现双流量板式过滤机电控系统完整、一致并与整套轧机控制系统联机，提高生产线自动化程度势在必行。

关键词：板式过滤机；双流量；过滤单元；助滤剂

中图分类号：TH12 文献标识码：A

0.前言

铝箔冷轧生产线中的冷却润滑系统核心就是精密板式过滤机（以下简称“板过”），是保证箔材、板材表面质量及精度的关键设备。要想铝加工行业中有一套精心设计的电控系统，只有充分了解冷轧过程的控制思路和关键参数，并不断总结和摸索其中的联系，才能使铝箔的生产正常化和规模化。

1.“板过”电控系统发展历程

德国SCHNEIDER公司于1968年制成用于铝箔冷轧使用的“板过”。辽宁工业大学附属工厂研制和消化了此类“板过”，这也是国内生产制造的第一台，获原机械部科技进步二等奖。30多年来，国内铝箔加工行业正在使用“板过”700余套，发展主要经历了以下3个阶段：

最初的“板过”操作是采用凸轮控制器和继电器逻辑系统进行控制的。使用效果不太理想，凸轮式控制器容易磨损、卡死， 经常造成程序混乱使系统不能正常工作。不仅给生产的正常进行和产品的质量带来严重影响， 而且给维护检修也带来许多麻烦。采用PLC对原来“板过”的电控系统进行了改造， 解决了第一阶段存在的一些问题， 提高了系统工作的可靠性与稳定性。改造后很少发生故障，延长了轧辊和过滤设备的使用寿命， 但还缺乏完整性。第三阶段停留在“板过”与轧机系统简单联机，主要是指对污油过滤泵的配用电机实现控制，包括对它的运行、选择、工作、故障指示、两地操作和液位传感器控制，灭火系统控制等。

2.“板过”的控制工艺

“板过”是利用具有一定负压的喷射泵向过滤纸上喷涂硅藻土，在沉积一定厚度的预涂层后即可达到要求的过滤精度和过滤能力，通过电控系统实现5～8分钟预沉积时间，涂层厚度达3mm～5mm。在正常过滤过程中按一定周期喷涂硅藻土与白土的混合液，一般30s一个循环，喷涂3s间断27s，始终保证其过滤精度。在过滤过程中根据过滤周期要定期更换过滤纸及助滤剂，一般每层过滤单元喷涂总量4.4kg～5kg。“板过”其特点是过滤能力大和过滤精度高。一般轧机的过滤能力从400L/min～10800L/min，公称过滤精度可达0.5μm～5μm，过滤后净油的灰分含量小于0.05%。“板过”工作的一个循环周期包括预沉积、正常过滤和清洗吹扫3部分。板式过滤机所用助滤剂为硅藻土和活性白土。过滤介质为无纺布。

3.双流量“板过”电控的实现

3.1系统设计

轧机冷却润滑过滤系统油泵多为一用一备或一用两备，新增“板过”安装就位后将其污油输入口与1# 污油泵连接，并作为新“板过”的主泵，3# 污油泵为原“板过”的主泵，2# 污油泵作为备用泵，通过阀门的切换能够实现共同为两台轧机备用。吹扫回油及净油可通过管路切换流回污油箱及净油箱。

在生产过程中如果原“板过”箱体压力达到设定值需要更换滤纸时，可将新“板过”开启预沉积状态并进入正常过滤程序，实现轧制油正常过滤，而原“板过”开始进入清洗吹扫状态，吹扫结束后可对其进行滤纸更换，即可达到不停机作业。当新“板过”工作一段时间后，过滤箱入口压力值增大，需要换纸仍采用上述方法进行切换。在切换过程中两台“板过”污油输入、净油回油、吹扫回油通过程序控制管路切换而互不干扰。还可实现当轧制油受到污染时两台过滤机同时开启，在较短时间内实现轧制油的清洁过滤。通过新“板过”每天可节约换纸时间1h～1.5h，生产效率及产量会有大幅度提高。因此通过增加一台“板过”来提高产能，或者在安装轧机时都按照双“板过”或多“板过”形式采购，通过双流量“板过”电控实现系统更智能更先进更完善，如图1所示。

3.2 原“板过”的升级改进

对凸轮和继电器控制系统这一阶段的“板过”采用再投产一台与原“板过”流量相等或偏大的“板过”实行双流量并用模式，大大提高了轧制油精度，增加冷却液的循环周期，降低轧制液温度，克服掉了原来冷却系统的故障频繁发生的弊病。而PLC程序单机控制的“板过”根据可编程序控制器的特点， 增加了运行、暂停、复位等功能， 使过滤机可以按不同的速率与方向进行控制， 新投产的设备PLC仍可选与原设备PLC品牌一致，这样给操作手和电修带来方便，也节省了开支，通过新的“板过”的电控系统来完善原来存在的问题，以新的为主原来的为辅。可以提高“板过”双流量并用的自动化控制程度，能实现与轧机系统的联机。第三阶段主要是电控系统的升级改造，技术已成熟，完善成本較低。

结语

可以预见，未来几年无论是政策还是市场，都会迫使铝加工行业提高门槛，朝着经济发展新形势带动的新市场和产生的新需求转型升级。原来铝箔轧机只配备一台“板过”，到一个过滤循环周期必须停机更换滤纸及助滤剂，每次换纸时间约1h 左右，轧机必须停止生产，严重影响产能及生产效率。因此设计双流量“板过”电控系统，使两台过滤机并行使用自由切换，降低因辅助时间造成的停机，实现不停机换纸提升生产效率，也是时代发展的必然。

参考文献

[1]曹晓飞.大流量精密板式过滤器在铝箔轧机上的应用[J].轻合金加工技术，2014，42（5）：36-38.

[2]唐毅谦.可编程序控制器在板式过滤器中的应用[J].基础自动化，2000（2）：52-53.

[3]马云龙.应用可编程序控制器对冷轧机板式过滤器进行改造[J].机械设计与制造，1994 （4）：34-35.