隨著汽車、家電等行業的不斷發展,市場對冷軋寬帶鋼的產量需求越來越大,尤其對產品質量的要求越來越高,這帶動了冷軋寬帶鋼等生產工藝與設備的快速發展與更新。本文對冷軋寬帶鋼酸洗退火新技術予以介紹。
由于冷軋薄板應用領域的拓展和相關行業對其品種、質量的苛刻要求,促使冷軋薄板生產技術與裝備不斷進步與更新。技術發展表現在擴大產品品種規格、改善產品質量并提高帶鋼尺寸精度和性能、提高生產能力、提高生產線自動化控制水平等方面。從冷軋原料準備到冷軋過程中的酸洗、軋制、退火等各個環節都不斷涌現出新的生產工藝和生產設備。本文著重介紹一下酸洗除鱗、退火及聯合生產方面的新技術。
1.帶鋼除鱗新技術
1.1.淺槽鹽酸酸洗除鱗技術
自從開發了鹽酸廢液的處理與回收系統后,世界各國普遍采用淺槽鹽酸酸洗代替老式的硫酸酸洗機組。主要原因為:1)鹽酸比硫酸具有更強的除鱗效果,鹽酸酸洗機組前部不用破鱗裝置可以簡化酸洗設備;2)鹽酸酸洗比硫酸酸洗更容易去除氧化鐵皮,可以得到高質量的酸洗帶鋼;3)淺槽酸洗槽進行排酸比較容易,如有斷帶發生,可以很快排出酸液,不易產生過酸洗;4)鹽酸再生系統回收效率高,可達99%,大大地降低了酸的耗量,每生產It帶鋼僅耗酸3. 5 kg。
1.2.湍流式酸洗除鱗技術
湍流式酸洗機組工作時酸洗液送入很窄的酸洗室縫中,使酸洗液在帶鋼表面上形成湍流狀態,因此不存在淺槽、深槽概念。在張力狀態下帶鋼運行,酸洗液的流動方向與帶鋼的運行方向相反,具有酸洗速度高和酸洗質量好的特點。
1.3.推式酸洗技術
適用于中小產量的推式酸洗是將開卷的鋼卷經過切頭和切角,一卷一卷地通過機組進行酸洗、清洗、烘干,然后進行切邊、涂油和卷取。
它與連續酸洗比較具有如下優點:
1.3.1.機組設備簡單,投資省。它沒有焊機、入出口活套、拉伸彎曲矯直機等設備,機組長度多在100 m以內,占地小,基建費用少。
1.3.2.酸洗帶鋼品種多,適應性強,適用不銹鋼、高碳鋼、普碳鋼及有色合金等。其厚度適應范圍大,連續酸洗厚度不超過7mm,推式酸洗可過10- 12 mm。
1.3.3.工藝簡單,生產工人與連續酸洗機組比較可減少。
1.3.4.推式酸洗必須采用淺槽,因而具有淺槽酸洗的優點。
1.4.噴漿除鱗(金屬無酸除鱗ND)技術
ND方法是日本石川島播磨重工業公司從1973年起著手研究的。此法是高壓水流通過扁縫式噴嘴,將鐵砂礦漿加速混合,形成一束高能量漿液鐵砂流沖擊帶鋼的表面,產生“水錘”作用將氧化物打碎、剝落。此工藝除有使噴嘴磨損嚴重,且不易調整漿液濃度的缺點外,有如下優點:
1.4.1.對環境無化學和粉塵污染。
1.4.2.原料為燒結鐵礦粉,價格低廉并可回收作燒結礦。
1.4.3.鋼板表面加工質量高,對不銹鋼可省去表面研磨工序。
1.5.機械除鱗(A PO)技術
APO為鐵粒磨料除鱗的縮寫,通過冷硬鑄鐵顆粒的摩擦作用除鱗。前蘇聯與原西德共同開發研制出三套APO裝置的連續式機組于1989年在切列波維茨車鋼鐵廠試車投產。能源消耗、操作維修成本和投資都大大降低,除鱗質量、環保、生產周期上都優于酸洗方式。
2.退火技術的新發展
2.1.全氫罩式爐退火由于在740度時氫的熱傳導系數為氮的6.5倍,氫的動力粘度只有氮的50%,因此,在強對流型的罩式退火爐中采用純氫作保護氣體,可以提高鋼卷加熱和冷卻速度40%-50%。
2.2.連續退火技術連續退火技術的出現,以其優勢使傳統的罩式爐退火技術發生根本變革。該技術可將電解清洗、退火、平整、精整等工序在一條機組中完成,節約投資并縮短生產周期;減少鋼卷中間運輸引起的擦傷、折邊,消除罩式退火時出現的粘接現象,提高成材率;帶鋼板形及機械性能易控制,能提高產品質量。
3.新的聯合生產工藝
按過去的傳統生產方式,用于汽車和家電等產品的冷軋鋼板生產工藝,熱軋后一般要經過酸洗、冷軋、清洗、退火、冷卻、平整及檢查精整等七道工藝,而且這些工序都是各自獨立分開操作的。因此存在著各工序之間對帶鋼鋼卷需要搬運的問題,還要留出足夠的中間存放場地,增加了設備和操作人員,使物流不能連續暢通,實現不了流水作業。特別是因多次穿帶和甩尾,增大了帶鋼頭尾的切損量,致使金屬收得率降低,生產周期延長。
近年來,由于世界鋼鐵市場競爭日趨激烈,用戶對冷軋鋼板生產提出了多品種、小批量、高質量、低成本和交貨快的新要求。為滿足上述要求,如何簡化或合并現有分散的生產工藝,將各道工序連接起來,實現聯合生產,縮短工藝流程,這是各國冷軋廠多年渴望解決的技術難題,也是冷軋帶生產技術綜合發展的方向。隨著薄帶連鑄和冷軋技術的開發應用,實現薄帶連鑄一冷連軋聯合作業已變為現實。
3.1.冷連軋機的各種聯合機組
3.1.1.酸洗一冷軋線的聯合生產布置形式有垂直布置、中心線錯開平行布置、同一中心線布置三種。從1981年以來世界上已有十余套改造和新建的成功范例。
3.1.2.機械除鱗一冷軋聯合機組80年代在日本八幅鋼廠投產。日立制作所還將機械除鱗與酸洗合并使用,大大減少了酸洗時間,提高聯合機組速度。
3.1.3.酸洗一冷軋一連續退火聯合生產于1987年由日本新日鐵成功連接,使整個冷軋生產過程全連續化,堪稱冷軋技術發展的一個里程碑,可將常規從熱軋鋼卷到冷軋成品的12天生產周期縮至20分鐘。之后美國NLAND公司和日本新日鐵合資興建了世界上第二套酸洗一冷軋一連續退火聯合生產線,年產量達127萬t。
3.2.薄帶連鑄一冷連軋聯合機組
薄帶連鑄新工藝取得成功后,使取消熱軋板帶過程將連鑄一冷連軋生產連續化成為可能,將薄帶連鑄機和4,- 5架軋機聯合,可建設年生產能力50,- 150萬t的機組,建設周期和投資節省25 %~80%。
隨著時代的發展,對冷軋板產品品種、質量和生產效率等的要求越來越高,廣泛使用酸洗退火及聯合生產新技術,使冷軋帶鋼的產量及質量將越來越好。