冷轧带钢酸连轧机组设备技术探讨

  随着汽车、家电等行业的不断发展，市场对冷轧宽带钢的产量需求越来越大，尤其对产品质量的要求越来越高，这带动了冷轧宽带钢等生产工艺与设备的快速发展与更新。本文对冷轧宽带钢酸洗退火新技术予以介绍。
    由于冷轧薄板应用领域的拓展和相关行业对其品种、质量的苛刻要求，促使冷轧薄板生产技术与装备不断进步与更新。技术发展表现在扩大产品品种规格、改善产品质量并提高带钢尺寸精度和性能、提高生产能力、提高生产线自动化控制水平等方面。从冷轧原料准备到冷轧过程中的酸洗、轧制、退火等各个环节都不断涌现出新的生产工艺和生产设备。本文着重介绍一下酸洗除鳞、退火及联合生产方面的新技术。
    1.带钢除鳞新技术
    1.1.浅槽盐酸酸洗除鳞技术   
    自从开发了盐酸废液的处理与回收系统后，世界各国普遍采用浅槽盐酸酸洗代替老式的硫酸酸洗机组。主要原因为:1)盐酸比硫酸具有更强的除鳞效果，盐酸酸洗机组前部不用破鳞装置可以简化酸洗设备;2)盐酸酸洗比硫酸酸洗更容易去除氧化铁皮，可以得到高质量的酸洗带钢;3)浅槽酸洗槽进行排酸比较容易，如有断带发生，可以很快排出酸液，不易产生过酸洗;4)盐酸再生系统回收效率高，可达99%，大大地降低了酸的耗量，每生产It带钢仅耗酸3. 5 kg。
    1.2.湍流式酸洗除鳞技术   
    湍流式酸洗机组工作时酸洗液送入很窄的酸洗室缝中，使酸洗液在带钢表面上形成湍流状态，因此不存在浅槽、深槽概念。在张力状态下带钢运行，酸洗液的流动方向与带钢的运行方向相反，具有酸洗速度高和酸洗质量好的特点。   
    1.3.推式酸洗技术   
    适用于中小产量的推式酸洗是将开卷的钢卷经过切头和切角，一卷一卷地通过机组进行酸洗、清洗、烘干，然后进行切边、涂油和卷取。   
    它与连续酸洗比较具有如下优点:   
    1.3.1.机组设备简单，投资省。它没有焊机、入出口活套、拉伸弯曲矫直机等设备，机组长度多在100 m以内，占地小，基建费用少。  
    1.3.2.酸洗带钢品种多，适应性强，适用不锈钢、高碳钢、普碳钢及有色合金等。其厚度适应范围大，连续酸洗厚度不超过7mm，推式酸洗可过10- 12 mm。   
    1.3.3.工艺简单，生产工人与连续酸洗机组比较可减少。   
    1.3.4.推式酸洗必须采用浅槽，因而具有浅槽酸洗的优点。   
    1.4.喷浆除鳞(金属无酸除鳞ND)技术   
    ND方法是日本石川岛播磨重工业公司从1973年起着手研究的。此法是高压水流通过扁缝式喷嘴，将铁砂矿浆加速混合，形成一束高能量浆液铁砂流冲击带钢的表面，产生“水锤”作用将氧化物打碎、剥落。此工艺除有使喷嘴磨损严重，且不易调整浆液浓度的缺点外，有如下优点:
    1.4.1.对环境无化学和粉尘污染。
    1.4.2.原料为烧结铁矿粉，价格低廉并可回收作烧结矿。
    1.4.3.钢板表面加工质量高，对不锈钢可省去表面研磨工序。
    1.5.机械除鳞(A PO)技术   
    APO为铁粒磨料除鳞的缩写，通过冷硬铸铁颗粒的摩擦作用除鳞。前苏联与原西德共同开发研制出三套APO装置的连续式机组于1989年在切列波维茨车钢铁厂试车投产。能源消耗、操作维修成本和投资都大大降低，除鳞质量、环保、生产周期上都优于酸洗方式。
    2.退火技术的新发展   
    2.1.全氢罩式炉退火由于在740度时氢的热传导系数为氮的6.5倍，氢的动力粘度只有氮的50%，因此，在强对流型的罩式退火炉中采用纯氢作保护气体，可以提高钢卷加热和冷却速度40%-50%。 
    2.2.连续退火技术连续退火技术的出现，以其优势使传统的罩式炉退火技术发生根本变革。该技术可将电解清洗、退火、平整、精整等工序在一条机组中完成，节约投资并缩短生产周期;减少钢卷中间运输引起的擦伤、折边，消除罩式退火时出现的粘接现象，提高成材率;带钢板形及机械性能易控制，能提高产品质量。   
    3.新的联合生产工艺   
    按过去的传统生产方式，用于汽车和家电等产品的冷轧钢板生产工艺，热轧后一般要经过酸洗、冷轧、清洗、退火、冷却、平整及检查精整等七道工艺，而且这些工序都是各自独立分开操作的。因此存在着各工序之间对带钢钢卷需要搬运的问题，还要留出足够的中间存放场地，增加了设备和操作人员，使物流不能连续畅通，实现不了流水作业。特别是因多次穿带和甩尾，增大了带钢头尾的切损量，致使金属收得率降低，生产周期延长。   
    近年来，由于世界钢铁市场竞争日趋激烈，用户对冷轧钢板生产提出了多品种、小批量、高质量、低成本和交货快的新要求。为满足上述要求，如何简化或合并现有分散的生产工艺，将各道工序连接起来，实现联合生产，缩短工艺流程，这是各国冷轧厂多年渴望解决的技术难题，也是冷轧带生产技术综合发展的方向。随着薄带连铸和冷轧技术的开发应用，实现薄带连铸一冷连轧联合作业已变为现实。
    3.1.冷连轧机的各种联合机组   
    3.1.1.酸洗一冷轧线的联合生产布置形式有垂直布置、中心线错开平行布置、同一中心线布置三种。从1981年以来世界上已有十余套改造和新建的成功范例。   
    3.1.2.机械除鳞一冷轧联合机组80年代在日本八幅钢厂投产。日立制作所还将机械除鳞与酸洗合并使用，大大减少了酸洗时间，提高联合机组速度。   
    3.1.3.酸洗一冷轧一连续退火联合生产于1987年由日本新日铁成功连接，使整个冷轧生产过程全连续化，堪称冷轧技术发展的一个里程碑，可将常规从热轧钢卷到冷轧成品的12天生产周期缩至20分钟。之后美国NLAND公司和日本新日铁合资兴建了世界上第二套酸洗一冷轧一连续退火联合生产线，年产量达127万t。
    3.2.薄带连铸一冷连轧联合机组  
    薄带连铸新工艺取得成功后，使取消热轧板带过程将连铸一冷连轧生产连续化成为可能，将薄带连铸机和4,- 5架轧机联合，可建设年生产能力50,- 150万t的机组，建设周期和投资节省25 %~80%。
 
    随着时代的发展，对冷轧板产品品种、质量和生产效率等的要求越来越高，广泛使用酸洗退火及联合生产新技术，使冷轧带钢的产量及质量将越来越好。