探析冷軋廠酸洗工藝階段的常見故障及優化

朱艷娥　王艷艷　文赫荔

摘 要：文章著重介紹了冷軋廠中采用酸洗-冷軋聯合機組時酸洗工業階段常見的設備故障，并且分析了故障產生的原因，進而提出了工藝優化方案，為實際生產過程中酸洗工藝段的日常維護提供了良好示范。一般情況下，酸洗段常出現問題的設備有耐酸泵、耐酸蝶閥、熱交換器和機組中設備間的傳輸管道。如果對工藝過程中的設備故障不加以認真對待，生產產品廢品率會升高，產品會表面會出現“欠酸洗”、“過酸洗”“寬窄印”或“停車斑”等一系列缺陷，大大降低了生產效率。優化生產過程中的機組設計方案，降低故障發生率，才能提高降低生產成本，增強產品競爭力。

關鍵詞：冷軋廠；酸洗工藝；常見故障；方案優化

中圖分類號：TG335 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0159-02

目前，為了提高國內鋼材生產企業的生產能力，國內生產基地都采用酸洗-冷軋聯合機組的設計，聯合機組的采用能使工廠年產量達到百萬噸以上。其中酸洗階段的主要任務是洗掉帶鋼表面的氧化鐵，為冷軋工藝階段提供合適的加工材料。所以，維護好酸洗工藝段的設備對于整個加工過程都有重要意義。本文以德國公司SMS DEMAGG公司設計的機組為例，通過對酸洗工藝段常見故障進行分析，優化酸洗工藝流程。

1 酸洗工藝階段的具體生產流程

經過酸洗技術的不斷改進，目前酸洗階段采用的工藝都是淺槽紊流酸洗技術。與傳統的深槽酸洗和淺槽酸洗相比，紊流酸洗具有許多優勢。例如帶鋼以高張力通過酸洗工藝段，省去了張力單元和張力控制系統，設備得到精簡；整個機組張力均勻，帶鋼在機組的運行狀況較之前更加流暢；酸洗通道內使用較少的酸液，有利于酸液的工作循環；酸洗時間大大縮短。

整個酸洗工藝段一般分為淺槽紊流式酸洗，帶鋼平直通過。酸洗段由3個酸洗槽構成。酸洗槽的入口和出口上都安裝有噴桿，側噴嘴安裝在酸洗槽的側面，噴嘴的安裝調整了酸液的紊流速度，也確定了酸槽中的工藝速度是滿負荷的。每個酸洗槽之間都有安裝有一堆擠干輥，并且都連接著拍酸槽。每個酸洗槽都配套安裝有一個循環罐。循環管路上安裝著臥式離心泵，離心泵將酸液通過熱交換器和管道運送到酸洗槽。酸洗槽內的鋼都具有特殊涂層并且附加耐酸磚襯保護。酸洗槽蓋放置在水封槽上。外槽蓋主要是由玻璃鋼做成，內槽蓋是采用浸入式設計，材料是PP材料。內槽蓋在外槽蓋的卡槽內安裝。內槽蓋在耐酸磚上形成紊流酸洗腔，槽蓋由液壓缸通過鉸鏈驅動實現開啟和關閉功能。

2 酸洗工藝段常見故障

2.1 耐酸泵故障

耐酸泵是在酸洗階段為工藝進行提供酸液的主要設備，耐酸泵的正常運轉才能為酸液紊流提供足夠的動力。經過在循環罐內的加壓，酸液通過熱交換器進入到酸洗槽的噴桿和側面噴嘴處。該聯合機組采用的耐酸泵是來自于MUNSCH公司的單機械密封耐酸泵。泵殼和葉輪是采用PPH材質，工作過程中硬顆粒對其磨損較為嚴重，而且其熱穩定性也不好，易變性。泵內動靜環一般采用碳化硅材質。由于泵殼和葉輪的材料特殊，耐酸泵一般會出現機封漏酸、泵殼磨損等問題。

2.1.1 機封漏酸

耐酸泵機封漏酸會導致酸液流失，對設備進行腐蝕，影響生產效率。機封漏酸一般有以下原因：泵殼0型圈老化；生產過程中泵機為空轉，將機封燒毀；工作過程中酸液內的小顆粒雜質令泵機工作是發生微量偏移，接觸面配合不好，酸液泄露。泵殼0型圈老化時，要及時進行更新，若是機封漏酸是，則應及時更換機封，以免造成更多的設備損壞。

2.1.2 泵殼磨損

由于泵機PP殼材質較弱，會出現漏酸情況。在實際維護過程中，發現過泵殼體內有耐酸磚，所以日常生產過程中檢測酸液回流情況十分重要，酸液是否過濾干凈直接影響的酸液在處理帶鋼表面時的反應時間。所以維護中要做到定時清理酸洗槽和管道內的污染物和小顆粒。

2.1.3 酸泵機工作故障

酸泵機的工作過程中一般出現的故障有：耐酸泵機器運轉噪音大，泵機電機報警，酸液壓力不足，無法保證酸液的及時供給。

①在實際生產過程中，泵機運轉噪音較大最精彩的原因是軸承部位出現問題。泵機軸承對中度差，聯軸器彈性塊損壞或者軸承損壞都會造成機器運轉噪音變大。另外還有容易忽視的原因是泵強隨酸液進入硬顆粒雜質。一般情況下，只要調整或者更換軸承就能解決噪音大的問題，如果進入雜質，則需要拆解甭提，進行清理工作。

②如果泵機軸承沒有問題，而電機報警。一般是由于泵內葉輪磨泵前殼體，造成泵內前殼體表面毛糙，阻力增大，一般將表面重新磨平即可。

③酸液循環壓力不足，則是由于葉輪磨損嚴重導致，更換葉輪即可。

2.2 耐酸蝶閥的故障

在酸洗過程中，在中間管道上會安裝蝶閥，起到酸液隔離備用泵的效果。蝶閥如果不能正常工作，則無法進行在線修理，需要關閉整個機組進行檢修，將大大影響檢修過程中聯合機組的聲場效率。由于蝶閥鋼襯為聚四氟乙烯的材質，而且酸液中經常會出現硬質顆粒，一旦蝶閥法辦被硌破，酸液進入到閥板內芯，則會導致鋼制閥軸和基座受到腐蝕，造成漏酸。如果閥體漏酸發生，則為時已晚必須停止整個酸洗段。所以在日常工作中需要特別注意這種情況。及時清理位于較低位置的蝶閥，將酸液留下的硬質顆粒和管道內藏的東西進行定期檢查，保證蝶閥的正常工作。

2.3 熱交換器故障

機組采用的熱交換器是單流程塊孔式石墨熱交換器，過酸的孔徑為16 mm。熱交換器在酸洗工藝中是為酸液加熱的主要設備。酸液加熱到恰當的反應溫度時，制作工藝才能高效的進行。熱交換器在工作過程中會出現頂部冒水或者熱交換器工作報警。頂部冒水是由于交換器中的密封填充材料的老化，材料彈性效果遍地，會降低蒸汽的密封程度，只要適當壓緊螺絲就可恢復密封程度。熱交換器報警是由于冷凝水出口管路上電導率檢測的檢測值超過限定值，產生這種情況是因為石墨塊在使用過程中產生裂紋，導致蒸汽通道與酸通道互通。石墨塊產生裂紋是由于石墨在高溫和瞬間低溫下的熱漲冷縮。為防止這種情況的出現，在工藝程序設計方案執行時，工作時應該保證酸液開始流通時再慢慢打開蒸汽閥門；停機時必須保證進氣閥門徹底關閉，這樣操作才能避免冷凝水對石墨產生沖擊。

2.4 各設備間連接管道的故障

管道是整個酸洗工藝段的“經脈”，管道的通暢是酸洗能夠順利進行的基本保障。管道堵塞將會嚴重影響酸液輸送，由于管道內經常會遺留各種各樣的臟東西、雜物如酸液中的硬質顆粒，管道內壁材料的脫落物等，比較容易在閥門處發生堵塞。特別是剛剛開始生產的聯合機組，在正式投產之前一定要進行管道清理，保證酸液的正常流動。管道內偶爾還會出現PP纏繞將玻璃鋼復合管道端凸緣脖頸處向外翻酸液結晶物的情況，產生結晶物的原因一般是由于法蘭連接螺絲過緊，造成PP層開裂，在檢修時注意不要連接螺栓過緊能起到正常支撐作用就行。

2.5 酸洗工藝中其他設備易發生的問題

在酸洗過程中的主要設備故障排除之外，酸洗工藝的輔助設備也定時的進行檢查和維修。各個部位的正常運轉才能保證整個工藝流程的順利進行。以下是在機組運行過程中針對實際產生的問題討論：

①酸槽中滑石表面產生麻點，這主要是由于新酸液濃度較高，對滑石產生腐蝕。表面帶有麻點的滑石將會影響帶鋼表面的平整，生產過程中如果發生此情況應及時更換耐酸滑石。

②擠干輥帶來的機器噪音。擠干輥工作一段時間之后會產生周期性振動，這種振動如果過于劇烈會影響耐酸磚的牢固性。擠干輥由于工作過程中的磨損或者耐酸橡膠的脫落，導致的振動，發現情況后只要盡早更換擠干輥即可。

③定期對外槽蓋和PP內槽蓋進行檢查，檢查其是否有裂紋或者劃傷情況。如果外槽蓋產生浸酸現象，則應及時檢查從何處漏酸，馬上進行防腐處理，損壞嚴重的槽蓋直接更換。內槽蓋由于其特殊形式，應定期檢查槽蓋內是否產生積水狀況，若有積水，應及時打開槽蓋，使冷凝水排出。

3 結 語

通過對酸洗工藝段中各個設備可能發生的故障進行原因分析，并根據故障產生原因，及時有效的優化和維修措施，可以避免生產過程中由于機器故障而出現較多的殘次品，能得到較高的產品合格率。同時也能優化生產過程中酸液和脫鹽水等輔料的消耗，實現某些生產過程的循環，能高效的利用生產材料。對工藝段的常見故障分析后，制定適合的檢修計劃，能提高生產效率。但是本文的研究難免存在一定的局限性，僅僅對設備故障進行了分析，沒有結合生產的產品的具體情況進行分析，例如產品出現欠酸洗情況應該對工藝規程如何進行調整，如何進行預防；生產帶鋼表面出現“停車斑”情況，除了設備故障的問題，應在工藝規程中如何進行調整，這些都是今后筆者的研究方向，需要進一步深入理解冷軋-酸洗聯合機組各個工藝生產情況。

參考文獻：

[1] 池丹丹，陳會蓮，劉寶勇.淺談唐鋼冷軋薄板廠酸洗生產線PLC控制系統[J].甘肅冶金，2009，（5）.

[2] 李進，謝磊，張斌.冷軋廠酸洗工藝段常見表面缺陷及預防[J].金屬世界，2013，（2）.

[3] 葉宏勇，熊小寶，付強勇.冷軋酸軋機組設備改造[J].設備管理與維修，2013，（8）.

[4] 唐心輔.鋼鐵酸洗新工藝與質量檢測及缺陷分析控制[M].北京：冶金工業出版社，2007.

[5] 陳龍宮，黃偉.冷軋包鋼板酸洗工藝與設備[M].北京：冶金工業出版社，2005.