酸洗和冷轧工艺.docx
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酸洗和冷轧工艺
酸洗线教程
1酸洗车间的作用
我厂一期的建设共分四条线：
酸洗。
冷轧、镀锌和彩涂。
热轧板卷（0.8-4.0,580-1680mm）
140万吨
60万吨65万吨
连续酸洗线
单机架冷轧
30万吨15万吨酸洗商品卷
30万吨连续镀锌线
30万吨
冷轧商品卷镀锌商品卷
连续彩涂线
彩涂商品卷
从上图可以看出冷轧厂所有的商品板卷首先都要进行酸洗处理，酸洗生产线即是酸洗商品卷的最后一道工序，又是其他生产线的第一道工序。
2酸洗机组的技术进步和常见的酸洗形式
2．1酸洗机组的技术进步
2．1．1湍流式酸洗
60年代以前冷轧原料的除鳞主要是用硫酸酸洗。
这种方法废酸不能完全回收，钢的损耗也较大。
1959年奥地利鲁特纳发明了盐酸酸洗废液再生方法，盐酸可以完全回收，产生的铁粉也可做高档的磁性材料，这样盐酸酸洗法成为成本低、酸洗带钢表面质量好的工艺而得到普遍发展。
这时酸洗槽由深槽逐步发展为浅槽。
1983年原西德MDS公司开发出湍流式酸洗新技术。
其特点是将酸洗液送入很窄的酸洗室槽缝中，使酸洗液在带钢表面上形成湍流状态。
这种工艺已不存在深槽的概念，带钢在一条很窄的沟槽中运行并处于张力状态，酸的流动方向与带钢的运行方向相反。
这种酸洗技术提高了酸洗效率，改善了酸洗质量。
同样的酸液温度及带钢条件，湍流式机组的功能与传统的深槽、浅槽机组3种传统酸洗方式的比较见表1-14。
自从80年代推出湍流酸洗以来，浅槽湍流酸洗机组因其造价低、酸洗事故处理时间短而很快发展起来。
原西德波鸿、澳大利亚BHP、日本住友金属、日本和歌山、日本神钢加古川冷轧厂、比利时西格马
公司等于1986-1990年先后建成并投产了湍流酸洗机组。
这种机组的年产量从60万t发展到最大达250万t。
2．1．2机械除鳞法
工序的边疆化导致复合除鳞技术的发展。
在传统的化学酸洗的基础上增加了机械方式除鳞。
机械除鳞法有：
反复弯曲法、轧制法、喷丸法、NID法及APO法等。
NID法（用高压水喷铁砂浆的除鳞法）是1973年日本石川岛播磨公司开发的，其原理是将铁砂送入高压水流，通过扁缝式喷嘴，形成铁砂流布满钢带的横向表面。
新日铁八幡厂一号酸洗机组的改造即在机组入口处增设了延伸率高达3%-7%的PV轧机进行破鳞，并采用一NID机械除鳞装置。
改造后除鳞速度由180m/min提高到250m/min，并且用NID机械除鳞装置代替酸洗槽及回收放心酸系统，可以节省投资。
NID法在日本东芝（横滨）电气公司、川崎水岛工厂，以及美国、德国、法国等均得到了实际运用。
我国昆明工学院将喷嘴除鳞技术应用于窄带钢的除鳞，使用效果很好。
重钢四厂新华通讯社轧车间用10MPa以上的高压水将浓度在60%以上的烧结用铁粉浆中喷出，在空中形成高能量水锤打到钢表面上，取得了很好的除鳞效果。
用喷浆法代替过去的喷丸法，吨钢成本降低5倍。
也可将喷砂除鳞和酸洗除鳞联合使用，如硅钢片厂70%靠喷砂除掉铁皮，30%用盐酸洗掉铁皮。
这种复合式工艺技术也是可行的。
1989年原苏联切列流维茨厂建成并投产了连续研磨除鳞（APO）生产线。
该生产线可处理厚度为1.6-4.0mm、宽度为900-1550mm、抗拉强度达650MPa的碳素钢和低合金钢带钢，最大线速度为90m/min，年产量达50-60万t。
由于不使用酸，解决了因用酸而引起的一系列生态问题，特别对不锈钢的处理，尤为优越。
这种方法就用范围广、生产成本低。
机组由通用的开卷机、焊接机、活套装置、拉伸矫直机、3个串联的APO研磨仓和卷取机组成。
设在APO仓前的拉伸矫直机使钢带产生5%以上的伸长量，使鳞皮破裂及部分脱落，然后通过APO仓，在冷模铸造的小颗粒磨料的研磨下实现除磷。
磨料是100-500um的磁性冷铸片状颗粒，在外力作用一被压入带钢表面，同时磨料一起从工作仓运往分离系统。
在那里，5-15um的细鳞皮从磨料中分离出来，纯磨料又被送回研磨仓。
磨料使用2-3个月以后更换。
该厂各工段在很大程度上封闭和防尘的，还安装了除尘系统。
喷浆除鳞（NID）、APO研磨除鳞等新的机械除鳞法，具有投资省、生产成本低、污染小等优点，因此有广阔的发展前途。
它即可单独完成带钢除鳞，也可以与酸洗联合除鳞，以回忆除鳞速度，所以也适用于已有酸洗线的改造，尤其对合金钢和有色金属的除鳞，机械法比酸洗法具有更大的优势。
2．1．3推式酸洗
推式酸洗机组是靠开卷机和各处的夹送辊将钢带向前推进的，当带钢头部被卷取机咬入后，带钢被拉着进行酸洗，故准确地说，应称之为推拉式酸洗。
它有以下优点：
（a）机组设备简单、投资省。
由于它没有焊机及入、出口活套装置，所以设备组成简单，机组长度可缩短，减小占地面积，节省基建投资。
（b）生产品种多、适应性强、不锈钢、高碳钢、碳结钢，有色合金等材擀的热轧带钢均可酸洗，对带钢厚度的适应范围也大，通常连续酸洗机组带钢厚度不超过7mm，而推拉机组可以提高到10-12mm。
（c）工艺操作简单，生产工人比连续式少三分之一。
它的最大不足是没有焊接机，不能为后工序拼卷以增加卷重，但热轧卷重的增大，也已对此给以弥补。
推式机组工艺速度低，产量低，但只要酸配备必要的检测仪表及自动控制装置，进行高速酸洗是完全可行的。
美国格瑞钢公司、德国布德鲁斯特殊钢厂的机组速度已达到120m/min，我国益昌薄厂的推式酸洗机组速度已达120-180m/min。
鲁斯纳公司的一条工业性推式酸洗试验机组，其最在工艺速度可达200m/min，年产量为100万t。
2．1．4激光焊机的采用
焊机是酸洗设备中非常重要的设备，它的好坏不仅影响酸洗生产，而且影响其他工序的生产。
为此除不断完善改进闪光焊机外，某些工厂还安装了激光焊机。
闪光焊机适合于低碳钢、低合金钢、低硅钢，激光焊机适合于高碳钢、合金钢、电磁钢板、不锈耐热钢板。
从焊拦时间看，两者相差不多，激光焊机的热影响区小于闪光焊机。
激光焊机设备造价虽略高，但机组生产品种多。
一般还可同时采用两种焊机，如日本川崎公司水岛工厂2号酸洗线及千叶厂4号酸洗线，在入口段保留原有闪耀焊机，并增设了激光焊机，并根据生产品种交替使用，其焊缝轧住率两种焊机基本相当。
这对于高碳钢、硅钢、合金钢来说相当不易，水平很高。
2．2常见的酸洗形式
在冶金工厂中，带钢酸洗设备有三种形式，即半连续式酸洗（推拉式酸洗）机组、连续卧式酸洗机组和连续塔式酸洗机组。
2．2．1半连续酸洗机组
半连续酸洗机组也称推式（或推拉式）酸洗机组。
它的工艺过程是：
带钢板卷经开卷之后，随之进入矫直机矫直带钢，以保证带钢顺利通过机组，被矫直的带钢经酸洗槽内的酸液除掉其表面的氧化铁皮；随后进入清洗槽，以除去带钢自酸槽中带出的残酸，再经热风烘干装置将其表面烘干，最后经过剪边、切掉头尾舌头并在卷取机上卷成带钢卷。
半连续酸洗机组由于它没有头部的剪切机、除鳞机（或拉矫机）、焊接机、活套车（或活套坑）等设备，而且输送辊道和拉料辊的数目也比连续酸洗机组少得多，机组的机械设备压缩到了最低限度，因此它的造价比较便宜。
同连续酸洗机组比较，半连续酸洗机组设备的简化，大大地缩短了机组的长度，减少了占地面积，提高了机组的生产率，并简化了操作同时生产的带钢品种也较多。
因此半连续酸洗机组在一定程度上得到推广。
半连续酸洗机组的主要缺点是不能并卷。
因此，对于采用小卷重板卷的冷轧厂不推荐这种机组。
最后陆续兴建的热连轧机，所生产的热轧板卷重量可达15-40t，冷轧之前不再需要并卷，在此条件下，当冷轧厂生产能力不大或中等时，可以采用半连续酸洗机组。
2．2．2连续卧式酸洗机组
这种酸洗机组所以被称为连续的，是因为带钢连续地通过盛有酸溶液的酸洗槽。
为了使过程连续将后一卷带钢的端头与前一卷带钢的尾端焊接起来，再从酸洗槽通过，待带钢卷到一定重量，切断带钢，并把卷成的带卷卸下。
连续酸洗机组根据工作性质可分为3部分或称3段。
其中，上料、拆卷、破碎带钢表面氧化铁皮、矫直、切头切尾、焊接、光整为原料准备段；拉矫、酸洗、漂洗、烘干为酸洗工艺段；剪边、涂油、卷取及卸下带钢卷为酸洗成品段。
连续酸洗机组的3段，也可按照带钢的运行方向，称之为头部、中部、尾部。
由于机组各段工作性质的特殊性和工作速度上的差异，所以要将这3段紧密地联系起来，实际上这是不可能的。
为了保证各段工作的独立性，满足酸洗段的连续运行，特在机组每两段之间各设立一个活套车，以储备一定数量的带钢。
带钢的储量是不固定的，在带钢（上料），卸下带钢卷（卸料）及生产的期间内，储备量会增大或减少。
2．2．3连续塔式酸洗机组
连续塔式酸洗机组，就是带钢连续在立式的塔中运行时，将热的盐酸溶液喷射到带钢表面上，以去除带钢表面氧化铁皮的酸洗方法。
带钢在塔内由下而上，然后再由上而下运行一个来回，或几个来回，形成所谓的单套塔、双套塔和多套塔等型式，一般采用单套酸洗塔或双套酸洗塔，单套塔允许高度较高，双套塔一般都在30m以下。
塔式连续酸洗机组也有一系列的缺点。
a、是中产有一个高高的酸洗塔，桥式吊车无法通过，使生产的一些设备和和身维修不太方便，这样就增加了停车检修的时间；
b、塔内带钢的对中比较复杂，尤其是有镰刀弯的带钢，而且塔越高，对镰刀弯的要求也越高；
c、带钢在塔内断带时，重新穿带比较困难；
d、带钢在较高的塔内运行时，往往会产生较大的摆动，有时还会打坏喷酸的喷嘴。
3原材料、产品、有效作业时间及产量
3．1原材料
我厂使用的原材料是热轧薄板厂生产的热轧板卷,厚度为0.8~4.0mm,宽度为850~1680mm钢种为CQ,DQ,HSLA..它的成分及卷取温度等等对酸洗的效果,酸洗的时间起到了决定性的影响.
热轧薄板厂一般采用三高一低的轧制制度,即:
热轧前将板坯加热到1200度的高温,使AlN全部溶解,再延长加热时间一般为2.5小时,粗轧开轧温度不小于1150度,并要求连轧的开轧温度为1000摄氏度,同时保证终轧温度在860~890度左右,轧完后急冷至600度以下卷取,其核心思想是使AlN以过饱和状态溶解在钢中,也就是说对于不同的钢板,它的卷取温度主要取决于它的成分.
我厂的原料的材质与卷取温度如下:
CQ550~610
DQ550~650
HSLA550~650
由于成分和卷取温度的不同在带刚表面产生的氧化物的结构与厚度也就不同,所以酸洗时间也就不同,我厂不同品种的酸洗时间为:
卷取温度为580度的钢卷18秒
卷取温度为610度的钢卷20秒
卷取温度为650度的钢卷23秒
3．2产品
酸洗线年产的140万吨酸洗卷除65万吨直接作为商品卷外,其余大部分供冷轧作为原材料,对于冷轧而言酸洗板卷的几何尺寸.残余氯离子含量和表面的光洁度等等直接制约了冷轧后薄板的质量
原材料和成品参数见下表
原材料（入口）
产品（出口）
产量
1,468,400吨/年
1,417,000吨/年
材质
CQ,DQ,HSLA
CQ,DQ,HSLA
最大屈服强度
350Mpa
350MPa
最大拉伸强度
610Mpa
610MPa
卷取温度
550-610℃/CQ550-650℃/DQ,HSLA
钢卷头尾超标
≤10m
钢板厚度
0.8--4.0mm
0.8--4.0mm
钢板宽度
850—1680mm
820—1680mm
卷径
∮762mm
∮610/508mm
最大钢卷外径
∮2025mm
∮1950mm
最小钢卷外径
∮1000mm
∮1000mm
最大卷重
30吨
29.7吨
最大单重
18kg/mm
18kg/mm
平均单重
16kg/mm
16kg/mm
执行标准
JISG3131/CQ,DQJISG3135/HSLA
平整度
≤150I.U.
塔型
≤50mm/全
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