軋制油系統(tǒng)是不銹鋼冷軋軋機(jī)的一個(gè)重要工藝
潤(rùn)滑系統(tǒng)，在軋制時(shí)帶鋼會(huì)產(chǎn)生大量的熱，需要大量
的軋制油噴灑到軋制中的帶鋼表面，清洗帶鋼 ，降低
帶鋼和軋輥的溫度 ，同時(shí)在帶鋼表面形成油膜 ，對(duì)軋
制區(qū)域進(jìn)行潤(rùn)滑，提供帶鋼軋制需求的足夠軋制力。
帶著大量熱量和污物的軋制油 回到軋制油系統(tǒng) ，這部
分軋制油必須經(jīng)冷卻和過(guò)濾方可再用完成工藝潤(rùn)滑，
因此軋制油系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)劣直接影響到軋機(jī)的生產(chǎn)
能力，影響到軋制后帶鋼的表面質(zhì)量。

目前用于冷軋不銹鋼板卷的多輥軋機(jī)都采用具
有自動(dòng)反沖洗功能的濾油機(jī)對(duì)軋制油進(jìn)行過(guò)濾(也
稱 Su PA M IC 過(guò)濾系統(tǒng) )，酒鋼不銹鋼冷軋的 2 臺(tái)四立
柱 20 輥軋機(jī)采用 的就是 sU PA M IC 過(guò)濾 系統(tǒng) ，它具有
過(guò)濾精度高、流量大、使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。影響過(guò)濾系
統(tǒng)運(yùn)行 的關(guān)鍵 因素有軋制油的選擇 、濾芯選擇 、系統(tǒng)
流量設(shè)定、自動(dòng)反沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。該系統(tǒng)共有 3 個(gè)
主過(guò)濾罐，每個(gè)容積約為 17 m 。，內(nèi)置 5 層平臺(tái)的濾芯
架 ，3 個(gè)罐內(nèi)共計(jì) 12390 個(gè) SuPA M IC 濾芯，過(guò)濾能力
1100O L／m in ，過(guò)濾精度達(dá)到 2 m ，其 中濾芯是該 系統(tǒng)
中*關(guān)鍵的部件 ，本文結(jié)合酒鋼四立柱 2O 輥軋機(jī)軋
制油過(guò)濾系統(tǒng)針對(duì)流量設(shè)計(jì)對(duì)過(guò)濾器濾芯壽命 的影
響進(jìn)行分析。

2 軋制油過(guò)濾 系統(tǒng)的工作原理及濾芯結(jié)構(gòu)
2．1 軋制 油過(guò)濾 系統(tǒng)的工作原理(圖 1)
軋制油過(guò)濾系統(tǒng)分為兩部分 ：過(guò)濾 系統(tǒng)和反 沖洗
系統(tǒng)。
空氣

圖 1 軋制油過(guò)濾系統(tǒng)工作原理
1) 過(guò)濾過(guò)程簡(jiǎn)述
完成冷卻和潤(rùn)滑工藝的軋制油通過(guò)軋機(jī)牌坊下
的積油盤(pán)流回臟油箱，臟油被泵送到一次過(guò)濾系統(tǒng)的
主過(guò)濾罐，臟油通過(guò)濾芯的過(guò)濾層到達(dá)過(guò)濾罐的干凈
側(cè)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的凈油泵送回干凈油箱。在此過(guò)程中，臟
物附在濾芯外表面和進(jìn)入濾芯的濾層 ，此臟物通過(guò)反
沖洗被排掉。
2)反沖洗過(guò)程簡(jiǎn)述
為了保證主過(guò)濾罐內(nèi)濾 芯工作 的正常和濾芯的
壽命 ，系統(tǒng)每隔一定時(shí)間必須對(duì)主過(guò)濾罐內(nèi)的濾芯進(jìn)
行一次反沖洗 ，反沖洗前該罐先停止過(guò)濾，反沖洗即
沿軋制油過(guò)濾的反向由壓縮空氣對(duì)濾芯進(jìn)行吹掃，附
在濾芯外表面和進(jìn)人濾芯濾層的臟物將被壓縮空氣
吹離濾芯。被吹掉的臟物連同噴淋沖洗的臟油由泵送
到二次過(guò)濾系統(tǒng) ，在二次過(guò)濾 系統(tǒng) 中 ，被過(guò)濾掉的臟
物將被排掉 ，可再利用的殘油送 回到臟油箱。

2．2 濾芯的結(jié)構(gòu)及原理
圖 2 是濾芯的外觀及斷面尺寸 ，外徑 55 m m ，長(zhǎng)
400 mm (是 目前標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì))。軋制油過(guò)濾系統(tǒng)工作時(shí)臟油依靠抽吸力從濾材外部(B 、c )方向進(jìn)入，經(jīng)過(guò)濾
材過(guò)濾后的干凈油從 A 管內(nèi)被泵抽出。軋制油中90％
的金屬顆粒和非金屬顆粒被阻在過(guò)濾層的外表面 ，少
量的小金屬顆粒和非金屬顆粒從濾材的外部向內(nèi)深
入，反沖洗時(shí)濾芯外表面顆粒全部被清除，濾材內(nèi)部
韻 大部分小顆粒被吹出 ，濾材 內(nèi)部會(huì)殘留很小量的顆
粒。隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的增加，濾材內(nèi)部殘留小顆粒
的量會(huì)成比例增加，當(dāng)濾材內(nèi)部殘留小顆粒的量累積
到一定量時(shí) ，濾芯 的進(jìn)出 口壓差就很 高 ，濾芯的通 過(guò)
流量下降，當(dāng)進(jìn)出壓差達(dá)到 O．03 M Pa且經(jīng)過(guò)反沖洗壓
差無(wú)改變時(shí)，濾芯必須全部更換。

3 影響濾芯壽命的因素分析
軋制油的溫度、軋制油中金屬顆粒和非金屬顆粒
的量 、顆粒的大小 、臟油經(jīng)過(guò)過(guò)濾層的流速大小 、濾
材 、濾芯出油管的材質(zhì)等都將影響軋制油和濾芯的壽
命。軋制油的溫度、軋制油中的金屬顆粒和非金屬顆
粒的量 、顆粒的大小與軋制油系統(tǒng)的油品特性、生產(chǎn)
工藝、軋制的鋼種等因素有關(guān) ，在實(shí)際生產(chǎn)中影響濾
芯壽命的因素很多，而軋制油經(jīng)過(guò)過(guò)濾層的流速是影
響濾芯壽命主要因素。
3．1 軋制油在過(guò)濾層 內(nèi)流動(dòng)的動(dòng)力分析
根據(jù)計(jì)算，過(guò)濾層的外表面積為 69000 mm z，出油
管上的出油孔總面積約為 2l00 m m ，臟油從過(guò)濾層的
外表流到內(nèi)層是一個(gè)加速過(guò)程。單個(gè)濾芯的軋制油流
量與流速、加速度等關(guān)系見(jiàn)表 1(以 55 ×400 濾芯為
標(biāo)準(zhǔn)所計(jì)算的參數(shù))。
表 1 單個(gè)濾芯流量與流速的關(guān)系
單位體 外層 內(nèi)層 平均 通過(guò) 加速
積 流量 流 速 流速 速度 時(shí) 間 度
L ／m in m m ／s m m ／s m m ，s S m m ，ss
4 ．17 O ．2 6 8．7 3 4 ．5 3 ．89 2 ．18
3 ．8O 0 ．24 7 ．9 4 4 ．O 9 4 ．2 8 1．8
2 ．7 3 0 ．17 5 ．7 1 2 ．9 4 5 ．9 5 0 ．9 3
1．9O 0 ．12 3 ．9 7 2 ．O 5 8 ．54 0 ．4 5
表 1 中：?jiǎn)挝惑w積流量為每分鐘通過(guò)單位體積過(guò)
濾層的流量 ；外層流速為臟油剛接近濾芯表層時(shí)的流
速；內(nèi)層流速為竄過(guò)過(guò)濾層后的流速；通過(guò)時(shí)間為軋
制油竄過(guò)過(guò)濾層所需要的時(shí)間。
根據(jù)力學(xué)原理，在過(guò)濾過(guò)程中，軋制油在過(guò)濾層
內(nèi)流動(dòng)的動(dòng)力為 ：

式中 nr一 軋制油及金屬粉末的質(zhì)量
a — — 軋制油及金屬粉末在濾芯中的前進(jìn)加速度
參照表 1，當(dāng)單個(gè)濾芯的流量為 3．80 U m in，軋制
油中金屬粉末在過(guò)濾層的流動(dòng)動(dòng)力為 1．8 m 。當(dāng)單個(gè)
濾芯的流量為 1．90 IJ／m in 時(shí)，油中金屬粉末在過(guò)濾層
的流動(dòng)動(dòng)力為 0．45 m 。

3．2 軋制油進(jìn)入過(guò)濾層時(shí)的初始沖擊力分析
眾所周知，一定質(zhì)量的物體其運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量與速度
成正比。同樣的當(dāng)運(yùn)動(dòng)中的物體遇到阻擋物時(shí)，其速
度越高，對(duì)阻擋物的沖擊能力就越大。符合如下函數(shù)
關(guān)系 ：
s= ／(瑪x) (2)
式 中 卜 外層流速 (軋制油對(duì)濾芯表層的初始撞
擊速度 )
— —
形狀因子
從表 l 中可知，當(dāng)單根濾芯流量為 3．80 U m in 時(shí) ，
軋制油進(jìn)入過(guò)濾層的初始速度是 0．24 m ln／s；如將流量
降到．1．90 u min，軋制油進(jìn)入過(guò)慮層的初始速度是
0．12 mm ，s。相應(yīng)地軋制油對(duì)濾芯表面的沖擊能力分別
為 0．24 _ 廠(m ， )和 0．12廠(m ， )。
根據(jù)物理計(jì)算及分析可知，如軋制油通過(guò)濾芯的
流量每增加 1 倍 ，軋制油中金屬粉末在過(guò)濾層 內(nèi)的加
速度會(huì)增加 2 倍，金屬粉末在過(guò)濾層內(nèi)的流動(dòng)力也增
加 2 倍 。還有金屬粉末在接近濾芯表面時(shí)對(duì)過(guò)濾層的
初始沖擊能力增加 l 倍 。所以可 以得 出一個(gè)結(jié)論 ，當(dāng)
被過(guò)濾物 中雜物的數(shù)量 、顆粒大小及質(zhì)量相近的情況
下，單位面積過(guò)濾流量越大，其濾芯的壽命就越短。

4 流量試驗(yàn)
圖3 為在國(guó)內(nèi)其他不銹鋼廠同等軋制油過(guò)濾系
統(tǒng)的運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)，該 suPAM Ic 過(guò)濾系統(tǒng) l#、2# 罐
的流量設(shè)定均為 3600 in (單 位體積流量為 3．31
L，min)，3# 罐流量設(shè)定為 2800 I lin(單位體積流量為
2．58 IJ，m in )。