一种冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机及过滤方法与流程

本发明涉及冷轧乳化液的处理领域，具体涉及一种冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机及过滤方法。

背景技术：

迄今，世界上绝大多数板带冷轧机都采用循环的乳化液作为轧制过程的工艺润滑和冷却介质。金属轧制过程中，变形区里由剧烈的摩擦会产生大量的铁粉。这些铁粉除一部分残留于带钢表面之外，大部分回留于乳化液里。乳化液里铁粉的多少直接影响带钢的表面质量如辊印、黑斑、清洁性等，所以铁粉是乳化液控制和管理的最重要的参数之一。尽量保持较低的铁粉值有利于保证带钢的表面质量和维持乳液性能的稳定性。为此，磁过滤机是轧制乳化液循环系统里进行除铁作业的必需设备。

目前，冷轧乳化液系统采用的磁过滤机主要有四种：卧式磁棒机、立式磁棒机、卧式磁扳机和钢球电池过滤机。卧式磁扳机因磁板薄磁力弱除铁效率低而开始被淘汰；钢球电磁过滤机也叫himag磁滤机是日本日立公司进口设备，因除铁效率不够、造价昂贵、维护费用贵而不被推荐。所以，卧式磁棒机和立式磁棒机是当前市场的主流，二者的磁棒均为永磁而非电磁型。

磁过滤机上磁力棒上刮出来的不仅仅是铁粉，它还包含轧制油和水分。经过多次测试表明，刮出物的铁粉比轧制油比水分为约20:40:40，意味着带出大量的轧制油。这种刮出物看似黏糊糊的黑泥浆，至今还没有有效的化学或物理的方法将其逆向分解为铁粉、轧制油和水加以回收或再生利用。目前比较困扰的是：这种黑泥浆产出量大，轧制10万吨钢卷产生10-30吨；严重污染环境，乳化液车间里到处都黏着它；黑泥浆当作危废物，需付费请持安环资质的单位处理。

有必要研究一种冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机及过滤方法以有效控制乳化液内的铁粉含量。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中所存在的上述技术问题提供了一种冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机及过滤方法，能够有效控制乳化液内的铁粉含量。

为实现上述技术目的，本发明实施例的一个方面提供一种冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机，包括：

乳化液池，容纳有冷轧乳化液；

滚筒，被支撑为能够围绕其中心轴线转动的状态，所述中心轴线在水平方向延伸，所述滚筒内设有腔体，所述腔体内靠近滚筒壁处固定有至少一电磁铁，部分所述滚筒浸入所述冷轧乳化液内；

通断电装置，与所述电磁铁电连接，所述通断电装置被设置为当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述冷轧乳化液的液面下侧时向所述电磁铁供电，和当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述乳化液的液面上侧时停止向所述电磁铁供电；以及

刮板，位于所述冷轧乳化液的液面上侧，所述刮板包括与所述滚筒壁的外表面接触的边缘。

进一步地，所述冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机还包括：

气刀，所述气刀的喷气口朝向所述滚筒壁的外表面，所述气刀与所述滚筒的中心轴线延伸方向相同；

沿着所述滚筒的旋转方向，所述气刀位于所述滚筒壁的外表面与所述液面相交线至所述滚筒的顶部最高处之间。

进一步地，所述通断电装置被设置为当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述冷轧乳化液的液面下侧时向所述电磁铁供电，和当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述乳化液的液面上侧且越过所述气刀位置时停止向所述电磁铁供电。

进一步地，所述气刀位于所述滚筒的顶部的上侧，所述气刀的喷射方向向所述滚筒从所述冷轧乳化液内旋转出的一侧倾斜。

进一步地，沿着所述滚筒的旋转方向，所述刮板位于所述滚筒的顶部最高处与所述滚筒壁的外表面和所述液面相交线之间；

所述刮板倾斜设置，靠近滚筒的一侧高于远离滚筒的另一侧；

所述电磁过滤机还包括刮出物容器和称重传感器，所述刮出物容器位于所述刮板的所述另一侧的下方；

所述称重传感器与所述刮出物容器连接，用于称量所述刮出物容器内的刮出物的重量。

进一步地，所述通断电装置包括第一导电元件和第二导电元件，

电源的两极分别与所述第一导电元件和所述第二导电元件电连接；

所述电磁过滤机还包括随着所述滚筒旋转的第一碳刷和第二碳刷，所述电磁铁的一端通过第一碳刷与所述第一导电元件连接，所述电磁铁的第二端通过第二碳刷与所述第二导电元件连接，

所述第一导电元件和/或所述第二导电元件具有缺口，所述缺口的位置对应于所述刮板与所述滚筒壁的外表面接触的位置。

进一步地，所述电磁铁为多个，多个所述电磁铁围绕所述中心轴线均匀布设。

本发明实施例的另一方面提供一种冷轧乳化液的电磁过滤方法，主要包括以下步骤：

将滚筒的部分置于冷轧乳化液内，其中，所述滚筒的腔体内安装有电磁铁；

转动所述滚筒，当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述冷轧乳化液的液面下侧时向所述电磁铁供电；当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述乳化液的液面上侧时停止向所述电磁铁供电；

利用刮板刮除滚筒壁外表面的吸附物。

进一步地，利用刮板刮除滚筒壁外表面的吸附物的步骤之前，还包括以下步骤：

使用气体吹落所述滚筒壁外表面的液体，其中，在经过所述气体之前，保持所述电磁铁通电。

进一步地，利用刮板刮除滚筒壁外表面的吸附物的步骤之后，还包括以下步骤：

称量刮出物的重量。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过带有电磁铁的滚筒能够将冷轧乳化液内分散的铁粉吸除，当电磁铁靠近的滚筒壁旋转至冷轧乳化液的液面下侧时，向电磁铁供电，电磁铁获得磁性，能够吸附冷轧乳化液内的铁粉。当与所述电磁铁靠近的所述滚筒壁旋转至所述乳化液的液面上侧时停止向所述电磁铁供电，则可以通过刮板刮出滚筒壁外表面的吸附物。

进一步地，利用气刀能够除去滚筒壁外表面携带混合物中的液体成分，一方面对轧制油和水进行了回收利用，另一方面对滤出的铁粉进行了提纯，为下一步对铁粉进行回收处理提供了便利。

本发明实施例的电磁过滤机及过滤方法能够大量减少铁粉油泥的产出量，改善环境，更科学有效地控制冷轧乳化液内的铁粉含量。

附图说明

图1为本发明的冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机的侧视图。

图2为本发明的冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机的主视图。

图3为本发明的冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机的电磁铁通断电工作原理示意图。

图4为本发明的冷轧乳化液的电磁过滤方法的流程图。

附图标记说明

1-乳化液池；101-溢流口；201-电动机；202-减速机；203-第一支撑轴承；204-第一导电元件；2041-第一端部；2042-第二端部；205-滚筒；206-转轴；207-第二导电元件；208-第二支撑轴承；301、302、303、304-电磁铁；4-气刀，5-刮板；6-刮出物容器，7-称重传感器，801、802、803、804第一碳刷；901、902、903、904-第二碳刷；10-电源，aa’-中心轴线，11-阀门，12-流量计。

具体实施方式

通过解释以下本申请的优选实施方案，本发明的其他目的和优点将变得清楚。

如图1至图3所示，一种冷轧乳化液的滚筒式电磁过滤机，包括乳化液池1、滚筒205、通断电装置和刮板5。

乳化液池1容纳有冷轧乳化液，上述乳化液池1例如可以具有敞开的上端口用于放置滚筒205。在乳化液池1的顶部设置溢流口101，来稳定冷轧乳化液的液位。冷轧乳化液可以由管道流回乳化液的净液箱中。

在乳化液池1的底部可以设置阀门11，阀门11的一端与脏液箱连接，由脏液箱向乳化液池1提供冷轧乳化液。在阀门11与脏液箱连接的管路上还可以设置流量计12，流量计12能够显示电磁过滤机处理冷轧乳化液量的指标。

滚筒205被支撑为能够围绕其中心轴线aa’转动的状态，中心轴线aa’在水平方向延伸。可以在乳化液池1的两侧设置支撑结构，滚筒205的两端与上述支撑结构可转动连接。

在一些实施例中，该电磁过滤机包括电动机201、减速机202、第一支撑轴承203、转轴206和第二支撑轴承208。转轴206与滚筒205同轴且固定连接，转轴206与滚筒205具有相同的中心轴线aa’。本实施例中，中心轴线aa’在水平方向延伸，但也可以与水平面之间具有一定的夹角。通过转轴206能够支撑滚筒205和驱动滚筒205转动。转轴206的两端从滚筒205的两端伸出，分别与第一支撑轴承203和第二支撑轴承208连接。第一支撑轴承203通过支撑结构与乳化液池1的侧壁连接，第二支撑轴承208通过支撑结构与乳化液池1的另一侧壁连接。电动机201的输出端与减速机202的输入端传动连接，减速机202的输出端转轴206传动连接。由此，电动机201的输出端转动时，能够带动滚筒205围绕其中心轴线aa’转动。上述第一支撑轴承203和第二支撑轴承208例如可以为带座轴承，便于安装。

滚筒205内设有腔体，腔体内靠近滚筒壁处固定有至少一电磁铁。其中，靠近滚筒壁也可以表述为偏离中心轴线aa’一段距离。电磁铁靠近滚筒壁，这样电磁铁靠近的滚筒壁处能够形成较强的磁场，而远离该电磁铁的滚筒壁的磁场则较弱。电磁铁可以为一个，也可以为多个，本实施例中，电磁铁为四个，四个电磁铁围绕中心轴线aa’均匀布设。电磁铁的延伸方向与滚筒205的中心轴线aa’的延伸方向相同。在滚筒205的两端设有盖板，盖板在滚筒205的两端将其内部的腔体密封，避免冷轧乳化液进入到腔体内。

部分滚筒205浸入冷轧乳化液内。通过上述电磁铁形成的磁力作用，浸入冷轧乳化液内的部分滚筒205能够吸附冷轧乳化液的铁粉。

通断电装置与电磁铁电连接，通断电装置被设置为当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至冷轧乳化液的液面下侧时向电磁铁供电，和当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至乳化液的液面上侧时停止向电磁铁供电。

如图1所示，本实施例中电磁过滤机的电磁铁为四个，分别为电磁铁301、302、303、304。下面以电磁铁301为例进行说明，电磁铁301随着滚筒205顺时针旋转，当电磁铁301旋转半径ob位置时，向电磁铁301通电，电磁铁301产生磁场，开始吸附冷轧乳化液内的铁粉。当电磁铁301继续随着滚筒205旋转，当电磁铁所靠近的滚筒壁旋转至半径oe位置时(也可以适当提前至半径od位置)停止向电磁铁301供电，电磁铁301退磁，进而便于将滚筒壁的外表面所吸附的铁粉取下。

为了便于取下铁粉，本实施例的电磁过滤机还包括刮板5，该位于冷轧乳化液的液面上侧，刮板5包括与滚筒壁的外表面接触的边缘。可以利用刮板5的边缘将滚筒壁外表面的铁粉刮下。由于此时电磁铁失电、退磁，便于将铁粉刮下。

需要强调的时，滚筒205从冷轧乳化液旋转出时，滚筒壁的外表面携带的不仅仅是铁粉，而是轧制油、水分和铁粉的混合物。为了去除吸附物内所含的液体成分，本发明设置了气刀4。

具体地，气刀4与滚筒205的中心轴线aa’延伸方向相同，气刀4的喷气口朝向滚筒壁的外表面，利用气刀4能够除去滚筒壁外表面携带混合物中的液体成分，一方面对轧制油和水进行了回收利用，另一方面对吸附的铁粉进行了提纯，为下一步对铁粉进行回收处理提供了便利。

在一些实施例中，气刀4的安装位置可以位于：沿着滚筒205的旋转方向，位于滚筒壁的外表面与液面相交线至滚筒205的顶部最高处之间(即弧线cd)。在上述区域内，借助于重力的作用，由上至下将液体吹落液体更为方便。优选地，气刀4位于滚筒205的顶部的上侧，即位置d处，气刀4的喷射方向向滚筒205从冷轧乳化液内旋转出的一侧倾斜。在滚筒205由位置c旋转位置d的过程中，部分液体在重力的作用下回落至乳化液池1内，在位置d处利用气刀4再对残留的液体进行吹落，具有较高的工作效率。

在一些实施例中，优选地，通断电装置被设置为当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至冷轧乳化液的液面下侧时(即位置b处)向电磁铁供电，和当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至乳化液的液面上侧且越过气刀4位置后(例如在位置e处)停止向电磁铁供电。这样，在弧线ce之间，电磁铁能够保持对吸附物的磁性力，便于液体在弧线cd之间回落至乳化液池1以及在位置d处利用气刀4对液体进行吹落。

进一步地，也便于将刮板5与滚筒壁外表面接触的边缘设置于弧线de上的区域。即，沿着滚筒205的旋转方向，刮板5位于滚筒205的顶部最高处(位置d)与滚筒壁的外表面和液面相交线(位置b)之间。

本实施例中，刮板5倾斜设置，靠近滚筒205的一侧高于远离滚筒205的另一侧，刮出物能够沿着倾斜设置的刮板5的上表面滑落至该另一侧。电磁过滤机还包括刮出物容器6和称重传感器7，刮出物容器6位于刮板5的另一侧的下方，刮出物沿着刮板5的上表面滑落至刮出物容器6内。称重传感器7与刮出物容器6连接，用于称量刮出物容器6内的刮出物的重量。

通过上述流量传感器对液体部分进行计量，以及通过称重传感器7对刮出物进行计量，能够计算得出刮出物的比例，进而得到电磁过滤机的效率。也能够在一定程度上获知冷轧乳化液内的铁粉含量。

为了实现对电磁铁的交替通电和断电，本实施方式的电磁过滤机中，通断电装置包括第一导电元件204和第二导电元件207。电源10的两极分别与第一导电元件204和第二导电元件207电连接。电磁过滤机还包括随着滚筒205旋转的第一碳刷和第二碳刷，电磁铁的一端通过第一碳刷与第一导电元件204连接，电磁铁的第二端通过第二碳刷与第二导电元件207连接。第一导电元件204和/或第二导电元件207具有缺口，缺口的位置对应于刮板5与滚筒壁的外表面接触的位置。

具体地，上述第一导电元件204和第二导电元件207例如可以为铜环。第一碳刷和第二碳刷与铜环接触时实现电流导通。

电磁铁301的一端与第一碳刷801电连接、另一端与第二碳刷901电连接。电磁铁302的一端与第一碳刷802电连接、另一端与第二碳刷902电连接。电磁铁303的一端与第一碳刷803电连接、另一端与第二碳刷903电连接。电磁铁304的一端与第一碳刷804电连接、另一端与第二碳刷904电连接。第一碳刷801、802、803、804围绕中心轴线aa’均匀布设，能够分别与第一导电元件204连接，第一碳刷801、802、803、804能够随着滚筒205旋转。第二碳刷901、902、903、904也围绕中心轴线aa’均匀布设，能够分别与第二导电元件207连接，第二碳刷901、902、903、904也能够随着滚筒205旋转。

本实施方式中，第一导电元件204具有缺口，第二导电元件207为完整的环形。第一导电元件204的缺口位置与刮板5的位置相对应，也就是说，在电磁铁301旋转至刮板5的位置时，由于该缺口的存在，第一碳刷801不能与第一导电元件204接触，电磁铁301失电退磁，便于刮板5将滚筒壁外表面的吸附物刮下。上述缺口形成于第一导电元件204的第一端部2041和第二端部2042之间，对于上述缺口的角度不作具体的限定，可以为60°、90°、120°等角度。

本发明还提供一种冷轧乳化液的电磁过滤方法，主要包括以下步骤：

s2：将冷轧乳化液置于乳化液池1内。

s4：将滚筒205的部分置于冷轧乳化液内，其中，滚筒205的腔体内安装有电磁铁，电磁铁靠近滚筒205的滚筒壁。

s6：转动滚筒205，当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至冷轧乳化液的液面下侧时向电磁铁供电；当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至乳化液的液面上侧时停止向电磁铁供电；

s8：利用刮板刮除滚筒壁外表面的吸附物，其中，刮板5设置在冷轧乳化液的液面上侧。

通过带有电磁铁的滚筒205能够将冷轧乳化液内分散的铁粉吸除，当电磁铁靠近的滚筒壁旋转至冷轧乳化液的液面下侧时，向电磁铁供电，电磁铁充磁，能够吸附冷轧乳化液内的铁粉。当与电磁铁靠近的滚筒壁旋转至乳化液的液面上侧时停止向电磁铁供电，电磁铁退磁，则可以通过刮板5刮除滚筒壁外表面的吸附物。

另外，本实施方式中过滤方法要吸附冷轧乳化液内分散的亚微米级极细的铁粉，为了提高吸附铁粉的效率，可采用最高达11000高斯的磁感强度并通过调整电磁线圈的电流大小使磁感强度在2800-11000高斯之间可调。

在一些实施例中，利用刮板刮除滚筒壁外表面的吸附物，其中，刮板5设置在冷轧乳化液的液面上侧的步骤s8之前，还包括以下步骤：

s7：使用高压气体吹落滚筒壁外表面的液体，其中，在经过高压气体之前，保持电磁铁通电。

利用气刀4能够除去滚筒壁外表面携带混合物中的液体成分，一方面对轧制油和水进行了回收利用，另一方面对滤出的铁粉进行了提纯，为下一步对铁粉进行回收处理提供了便利。

在一些实施例中，利用刮板5刮除滚筒壁外表面的吸附物，其中，刮板5设置在冷轧乳化液的液面上侧的步骤s8之后，还包括以下步骤：

s9：称量刮出物的重量。

通过上述流量传感器对冷轧乳化液进行计量，以及通过称重传感器7对刮出物进行计量，能够计算得出刮出物的比例，进而得到电磁过滤机的效率，也能够在一定程度上获知冷轧乳化液内的铁粉含量参数。

参考本申请的优选技术方案详细描述了本申请的装置，然而，需要说明的是，在不脱离本申请的精神的情况下，本领域技术人员可在上述公开内容的基础上做出任何改造、修饰以及变动。本申请包括上述具体实施方案及其任何等同形式。