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淬火油污垢处理技术及应用

日期:2009-11-2  编辑:周德聪
1 引言

我厂用15号机油作为钢板弹簧的淬火冷却介质,已有20多年的历史,三条淬火油槽生产线总容量在150吨以上,当液面下降时,就补加同样的淬火油,产品质量比较稳定。对于淬火介质的冷却,采用复波散热器水油交换进行循环冷却。但近年来散热器冷却效果变差,发现有大量的粘稠状的黑色胶体粘附在散热器片(1Crl8Ni9Ti)上,厚度d>2mm,粘结十分牢固,特别难于清洗。尽管油槽坚持每月清除一次油污,每班坚持捞渣,但散热器的清洗次数却在不断地增加,至后来发展到每月每台清洗两次,给生产安排带来诸多不便。
2 问题分析

长期使用的淬火油,经常与赤热的工件接触,引起有机介质热分解、氧化和聚合等反应,造成介质粘度增大,所有这些变化及其留在介质中的产物,都会引起介质物理性能和化学性能的变化。对于淬火工艺的影响,我们所关心的有两点:①介质变化对冷却特性的影响;②如何使散热器结垢延缓,或不结垢,并便于清洗。
2.1 介质的变化对冷却特性的影响:

我们用IVF冷却特性测试仪检测,两年半时间检测3次,其冷却性能变化不大,可满足生产需要(其冷却曲线分别如图1a、b、c所示,冷却速度和冷却时间如表1所示)。 
表1
 
                TIME [s]                    COOL RATE [℃/s]
TEMP[℃] 第一次 第二次 第三次  第一次 第二次 第三次
600        10.6   9.4    10.6    68.3   73.8   80.1
500        11.8  10.6    11.8    66.3   74.4   76.1
400        13.2  12.2    13.4    38.6   38.6   39.5
300        17.2  17.2    18.4    10.7   7.6    9.1
200        35.8  40.4    40.0    2.8    2.6    3.1
2.2 如何使淬火油结垢延缓:
围绕污垢的清洗问题,我们咨询了北京某公司,问题解决措施十分复杂,难以实施。后来,咨询了北京华立精细化工公司,在其指导下,着手从二方面展开工艺试验:①在不锈钢片上镀上聚四氟乙烯,使油垢粘不上散热器片;②加入一些添加剂,使淬火油产生杂质变慢或者不结垢。
3 试验

3.1用不粘锅(表面镀有聚四氟乙烯)加热现生产用淬火介质,随着温度升高,淬火油开始沉淀。析出大量油泥,说明淬火油出现明显的老化现象。但不能表明油垢在锅的表面粘附力变小。
3.2加入添加剂进行试验;根据温度每升高lO℃,氧化加快一倍等原理,我们选用北京华立精细化工公司提供的添加剂,模拟实际生产条件做了试验。油槽温度以平均60℃计算,将淬火油分成4个样品,分装于4个试管,1#、2#为原样,3#、4#加入添加剂,分别插入不锈钢棒l根、铁棒2个。根据时间变化,调整温度,同时观察试管内的变化。此强化试验,相当于油槽模拟生产168天,取得了第一手资料。最后确定采用最简单的办法,即按2%的比例添加北京华立精细化工公司生产的添加剂,并在添加前,对散热器进行彻底清洗,以便定时考察散热器结垢状况。
4 使用效果

在使用添加剂前,每月80%的时间内,由于结垢,散热片间隙堵塞,造成流速降低,热交换效率变差,散热器内压力达0.4MPa;油槽内油温在75-80℃;由于安全问题,工艺要求油温达80℃要停止生产,经常出现停炉降温现象,不仅影响到正常生产,而且不安全。使用添加剂后,抽样统计显示:恰逢夏季高温的50天内,生产钢板弹簧1075.52吨,从未出现停炉降温现象;散热器内压力在0.1MPa;“油温监测记录”表明,测温544次(生产时每小时测温一次)有21次温度在75℃-80℃,为3.86%,即96.14%在75℃以下。
使用添加剂半年多来,散热器散热效果很好,年底设备检修时,将散热器打开例行清洗,散热器壁上仅附着一些松散的渣滓,很容易清除,这主要是板簧淬火时剥落下的氧化皮随油带入散热器所致。可见这种淬火油污垢处理方法是成功的,技术应用是十分适宜的。保证了淬火生产线的正常生产,节约大量人力清洗,所产生的效益也十分明显。
 
作者 冯月友,方书生,朱伟军,叶昌春
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