王海燕，梁振威，时海涛，费彩华
(唐山钢铁股份有限公司冷轧薄板厂，河北唐山063000)
摘要：介绍了唐山钢铁股份有限公司冷轧薄板厂酸洗车间的工艺设备特点及存在问题，针对其不足对酸洗工艺、设备、车间管理进行了优化。优化后产品合格率、成材率提高，原材料消耗降低，并为实现产品结构重大调整奠定了基础。
关键词：冷轧带钢；酸洗；工艺优化；设备优化
中图分类号：TG335．21 文献标识码：B 文章编号：1003-9996(2007)05-0035-03
Optimization of Technology and Equipment of Pickling of Cold Rolling Plant of Tangshan Iron and Steel Co．，Ltd．
WANG Hai-yan，LIANG Zhen-wei，SHI Hai-tao，FEI Cai-hua
(Tangshan Iron＆Steel Co．，Ltd．，Tangshan 063000，China)
Abstract．．The characteristics of technology and equipment of pickling of Cold Rolling Plant of Tangshan Iron and Steel Co．，Ltd．were introduced．In view of its problems，the technology，equipment and management were optimized．The rate of yield and passed products can be increased，and material consumption can be decreased．
Key words：cold rolled strip；pickling；technology optimization；equipment optimization
1酸洗工艺及设备特点
1．1酸洗工艺
唐山钢铁股份有限公司冷轧薄板厂酸洗线引进了意大利达涅利公司的技术，该生产线为三段一式连续酸洗生产线，具有备用漂洗槽和五段式漂洗，装备有2台开卷机、1台克莱希姆焊机、1台破鳞机、1台转塔式切边剪、1台平整机、1台涂油机、1台卷取机和3个用于连续操作的活套。酸洗方式为盐酸浅槽紊流连续高效酸洗。酸洗车间作为唐钢冷轧薄板厂的“龙头”车间，其产品可用于冷轧、热镀锌或直接作为酸洗商品卷外卖。其生产工艺流程为：步进梁(称重、去捆带)一中间小车一1#或2#入口钢卷小车一测径或测宽一l#或2#开卷机一1#或2#矫头机一双切剪上或下线一克莱希姆焊机一入口活套一破鳞机一备用漂洗单元一三段式酸洗槽一五段式漂洗槽一干燥器一平整机一出口活套一切边剪(碎边剪)一去毛刺机一检查站一静电涂油机一出口剪一卷取机一出口钢卷小车-打捆机-1#或2#出口运输车一入库。
1．2酸洗设备
整条酸洗生产线分为3部分：入口段、工艺段和出口段。从破鳞机开始，包括三段式酸洗、五段式漂洗、烘干设备一直到平整机前(不包括平整机)为工艺段。
1．2．1破鳞机
破鳞机具有2个功能：一是通过拉伸纠正带钢的板形；二是延伸工艺使带钢两面的氧化铁皮产生均匀的裂解、松动，从而使后序的酸洗更有效。破鳞机由2个上预弯辊箱、2个下预弯辊箱和1个防横弯辊箱组成，采用两弯两矫湿式除鳞的形式，最大张力为400kN，最大延伸率为3．O％。
1．2．2酸洗段
酸洗段由3个长34m的酸槽组成，前面设有用于倒车时冲洗带钢表面的备用漂洗单元，酸槽之间由一套挤干辊隔开。采用盐酸酸洗，新酸液浓度为18％，酸洗方式为紊流浅槽酸洗。另外，设有3个60m3卧式储酸罐分别为3个酸槽供酸，罐与罐间采用级联连接。盐酸通过酸槽与酸罐之间的石墨热交换器加热后注入酸槽。在3#酸罐设有新酸注入点，在1#酸罐设有酸分析仪、排废酸泵。当1#酸罐酸液达到设定浓度时，废酸排放至酸再生车间，再生酸返回3#酸罐。酸再生车间的再生能力平均为7m3／h。另外，一套缓蚀剂喂人系统用于将缓蚀剂喂入3#酸罐，如果缓蚀剂连续喂入，带钢在酸液中的停留时间可超过2mm而不过酸洗。
1．2．3漂洗段
漂洗段为五段级联式漂洗。第1段漂洗室前有预漂洗室，以减少带钢进入漂洗区时酸的含量并保持带钢湿润。第4段漂洗室的漂洗水压力高于其他段的压力，以便在最后～段漂洗时将带钢彻底漂洗干净。各漂洗室间由一套挤干辊隔开，第5段漂洗室出口有2套挤干辊，以减少进入后面烘干段的水分。第3段和第5段漂洗室内，通过直接喷入蒸汽来加热漂洗水以利带钢干燥。一个lOm3的漂洗水储存罐为漂洗段供水。一套缓蚀剂喂人系统将缓蚀剂喂入第3段漂洗室，这种缓蚀剂用于当带钢停于漂洗槽时防止产生酸斑。
1．2．4烘干系统
烘干系统用来干燥漂洗段出口的带钢。干燥过程分2个阶段：第1段使用高压空气气刀吹扫，以清除带钢边部水分。生产线上、下面各安装2片气刀。第2段为热空气干燥。气刀充入热空气，工作温度约为130℃，以吸收带钢残留水分。生产线上面安装4片气刀，下面安装2片气刀。
1．2．5酸物排放系统
该系统用于排放酸洗槽和漂洗槽及其循环系统中的酸雾，并将酸雾排放到大气前预先进行清洗，以使整个车间的操作过程酸浓度值及向大气排放浓度低于法定要求值。
2酸洗工艺段的优化
2．1酸洗工艺段存在的问题
在酸洗生产过程中曾出现一些问题：如多次发生酸泵损坏；脱盐水和缓蚀剂消耗量较大；废漂洗水中铁离子和自由酸含量高；酸罐级联不畅影响各酸罐浓度梯度；酸洗板质量波动大、合格率不高；槽盖密封水进入酸罐造成酸液浓度低；酸雾排放不畅造成设备腐蚀等。在使用和吸收国外先进技术的基础上，经过实践摸索，对上述问题做出以下分析：
(1)原设计考虑不周，未在酸泵入口处安装过滤装置，致使碎胶皮和碎耐酸砖进入酸泵并造成多台酸泵损坏。
(2)漂洗段的漂洗水喷射到槽盖密封水槽中直接导致1#酸罐酸液浓度降低。当漂洗水使用量加大时，废水量增加，超出地坑泵外排废水能力，造成废水外流。
(3)缓蚀剂靠人工加入，添加量很难把握，经常发生缓蚀剂添加量过大造成浪费，同时还对酸再生除硅系统的中和反应起到抑制作用，影响除硅效果。
(4)挤干辊换辊周期长，挤干效果差，废漂洗水中含酸含铁高，导致中和废酸用碱费用增大，降低了再生酸质量。
(5)酸洗生产过程中酸罐之间因级联不畅导致各酸罐浓度梯度不能保持。
2．2酸洗工艺段优化方案实施
2．2．1 酸洗工艺段的设备改进及优化控制
(1)缓蚀剂添加系统实现自动控制
现改用缓蚀剂计量泵计量，并按补充再生酸量(体积流量)的1％添加，从而在保证缓蚀剂有效性的同时，有效地降低了缓蚀剂的消耗。
(2)酸罐与酸泵之间加装过滤器
碎胶皮和碎耐酸砖进入酸泵造成多台酸泵叶轮、酸泵机械密封频繁损坏，而酸泵机械密封损坏后，酸泵密封水会进入酸罐，导致酸液浓度降低。为此，通过加装过滤器，合理选择过滤孑L尺寸和过滤面积，保证了酸泵的稳定运行。
(3)1#酸槽和备用漂洗槽之间加装隔离板
由于设计不当，生产时存在1#酸槽向备用漂洗槽溅酸现象，且量较大。为此，在1#酸槽和备用漂洗槽之间加装隔离板并关闭备用漂洗槽的排放阀(设计为打开)，从而降低了排向洗涤塔的废漂洗水中自由酸和铁离子含量，也降低了向酸再生系统排放的漂洗水中的自由酸和铁离子含量。
(4)漂洗段槽盖加装遮流板
酸洗生产时，4#漂洗槽经常出现漂洗水损失，造成液位降低。因此，只有增加脱盐水量。经现场分析发现，是漂洗水喷射到槽盖密封水槽。为此，对漂洗段喷嘴的喷射角度进行改进，并在漂洗段槽盖加遮流板，使喷溅到槽盖的漂洗水全部回流到漂洗槽，使漂洗用脱盐水用量降至6m3／h。
(5)酸罐级联管道上的膨胀节改为波纹式
酸液在循环罐中的级联方向与带钢的运行方向相反。酸液的级联通过预设定的循环罐中氯化亚铁浓度和自由酸浓度自动控制，从而获得了从3#酸槽到1#酸槽酸和亚铁浓度的优化，并获得最佳酸洗时间。此外，从1#酸槽到3#酸槽亚铁的浓度梯度保证了酸液的经济利用，降低了酸耗。在酸洗生产肘，再生酸由3#酸罐加入，在1#酸罐经酸分析仪在线检测自由酸浓度和铁离子浓度，当自由酸和铁离子浓度超过设定值后自动排废酸到酸再生系统。再生酸加入到3#酸罐后，经级联管道到达2#、1#酸罐，来补充调节3个酸罐自由酸的消耗，形成生产所需的浓度梯度。当级联管道的膨胀节瘪塌后，酸罐之间级联不通畅，2#、1#酸罐之间的浓度梯度不能形成，自由酸消耗不能及时得到补充，最终将影响酸洗的质量。
(6)酸槽挤干辊内墙由胶皮挡水改为防酸PPH板门
挤干辊处内墙上用胶皮挡水，安装复杂，需打20几个眼来固定。现改用防酸PPH板制做的门，使用4个固定安装孔，减少了挤干辊更换时间，并且安装拆卸方便。
(7)预漂洗段加装酸雾排放管道
在原设计中，由于预漂洗段未安装酸雾排放管道，因此酸雾外溢造成设备腐蚀。为此，在此处加装一酸雾排放管道，以吸收多余酸雾。
(8)在槽盖密封水排泄管道上加溢流管
用于保持槽盖密封水位，防止密封水进入酸罐，使酸浓度降低，从而降低了新酸消耗。
2．2．2带钢酸洗质量的优化
(1)在漂洗槽出日处加装隔离板和导水槽在酸洗生产时，由于干燥器出口的带钢两侧表面不能完全干燥，因而影响带钢的表面质量。其产生原因是，漂洗槽出口槽盖上的水滴落到带钢表面，造成带钢表面带水。为此，在漂洗槽出口加装隔离板和导水槽，使槽盖滴落的水经导水槽流到漂洗槽内，因而减少了带钢表面残留水量，提高了带钢表面质量。
(2)对漂洗补充水(脱盐水)添加量的控制在连续酸洗线中，漂洗补充水的添加量取决于3个因素：一是漂洗水和附着在带钢表面液体的交换结果。二是漂洗段的级数和挤干辊的效果。三是带钢单位面积上允许残留Cl-的最大量。依靠喷嘴的压力和冲洗时间，在两套挤干辊之间，漂洗水和附着在带钢表面的液体交换率可达到85％～95％。增加喷嘴压力，只能轻微提高交换效果。漂洗水的消耗主要受漂洗段级数的影响，漂洗采用5级冲洗满足了工艺要求。另外，挤干辊采用lmm的凸度，提高了挤于效果，减少了漂洗水的添加量。
(3)酸洗段酸洗温度优化
在理论上，以盐酸作为酸洗介质时，酸洗温度在75～85℃时效果最好。但是，随着加热温度的升高，酸雾的挥发加快，蒸汽消耗量增加，并且对酸管道系统造成不利影响。基于以上原因，在保证酸洗效果，满足酸洗质量要求的前提下，酸洗车间将酸洗温度确定为80℃。对不同原料、不同酸洗速度，应进一步调整酸洗温度。
(4)酸洗速度的优化
在生产酸洗商品卷时根据客户要求需要进行分卷，原设计时并未考虑分卷生产，分卷、卸卷时节奏缓慢，导致出口段停车时间延长，出口活套充满，酸洗工艺段停车频繁，进而导致带钢表面产生停车斑、过酸洗等缺陷。为此，降低了工艺段速度，优化了酸洗速度控制，使得分卷生产时酸洗工艺段实现了合理降速而不必停车。
(5)投入防锈剂系统投入防锈剂之后，抑制了带钢的二次氧化，改善了带钢表面质量。
2．2．3强化管理措施
通过车间、班组加强管理，厂部及时根据优化成果下达有关质量管理的补充规定，修改完善酸洗操作规程并贯彻落实。通过强化管理，严格操作，全面提高了操作水平。
3 结语
通过对酸洗工艺段的优化及改进，酸洗车间实现了迅速达产和稳产；生产出合格的冷轧原料，且合格率、成材率稳步提高；有效地降低了新酸、缓蚀剂、脱盐水、蒸汽的消耗，合理控制了外排废水中酸的含量，降低了中和废酸用碱的消耗。漂洗水和废酸成分控制在合理范围内，为废酸再生实现高效生产提供了保证。在生产稳定后，开始了酸洗商品卷生产。酸洗工序作为冷轧厂的“龙头”工序，通过不断的工艺优化，凭借优良的工艺、先进的技术、现代化的管理必将生产出优质低耗的产品；为全面提高唐钢冷轧产品的综合竞争力和实现产品结构重大调整奠定了坚实基础。
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