碳鋼推拉式酸洗機組的酸洗技術及工藝特點

胡永光（武漢山力板帶技術工程有限公司，湖北 武漢 430000）

碳鋼推拉式酸洗機組的酸洗技術及工藝特點

胡永光
（武漢山力板帶技術工程有限公司，湖北 武漢 430000）

摘 要：為了達到酸洗質量，提高酸洗效果，節約酸洗成本，本文針對目前使用較多的碳鋼推拉式酸洗機組的工藝技術特點進行闡述，對推拉式酸洗機組的用戶及設計人員提供一些參考和幫助，解決一系列實際生產問題。

關鍵詞：酸洗機組；夾送輥及九輥矯直機；淺槽紊流；五級漂洗

1 前言

酸洗機組是帶鋼冷軋加工生產的第一道工序，主要是通過一定溫度和濃度的酸液清洗掉帶鋼表面的氧化鐵皮和污垢，為下道工序準備合適的原料卷。下面從酸洗機組酸洗原理及目前最新最成熟的酸洗工藝技術進行闡述，如何提高酸洗質量，達到酸洗效果，降低生產成本。

2 酸洗原理

酸洗是通過一定溫度和濃度的酸液浸泡帶鋼，使酸液與帶鋼表面氧化物發生反應，達到去除帶鋼表面的氧化鐵皮和污垢的目的。目前使用最多的最有效的碳鋼酸洗方式是用一定溫度和濃度的稀鹽酸來酸洗帶鋼。帶鋼表面的氧化物主要有FeO，Fe2O3，Fe3O4等，與鹽酸反應如下：

FeO+2HCl=Fecl2+H2O

Fe2O3+6HCl=2Fecl3+3H2O

Fe3O4+8HCl=2Fecl3+Fecl2+4H2O

反應后生成的鐵的化合物及水留在酸液里，當酸液的濃度低于一定濃度，鐵離子濃度高于一定濃度后，酸液就作為廢酸處理后排放。

表1

3 碳鋼推拉式酸洗機組的生產工藝

酸洗機組的原料鋼卷為熱軋鋼卷，酸洗機組生產線上主要應用了以下工藝技術：

3.1 夾送輥及九輥矯直機破磷矯直技術

輥式矯直機的矯直原理是通過矯直輥來反復彎折帶鋼，一方面除去帶鋼表面部分鐵銹，另一方面也使帶鋼表面氧化鐵皮變疏松，便于酸液的浸入，增加酸液與氧化物的接觸面積，提高酸洗效率。

矯直機使用的好壞對酸洗鋼卷質量及酸液的消耗是有很大影響的。由于帶鋼厚度跨度一般為1.8～4.5mm，矯直輥直徑設計了4根Ф130與5根Ф190的兩種不同規格，可以兼顧進行矯直不同厚度的帶鋼，當帶鋼厚度變化后人工調整上矯直輥的壓下量，增加矯直效果。機組整個運行中矯直機是一直投入運行，確保板型及破磷效果，提高產品質量。矯直機與夾送輥由同一套電機帶動減速機驅動，這樣可以減少兩者之間的速差，防止帶鋼拱帶。

3.2 帶鋼預清洗及倒帶沖洗技術

在酸槽入口的1#及2#擠干輥之間布置了一組噴嘴，噴嘴噴射沖洗水。帶鋼前進時噴水沖掉帶鋼表面灰塵及鐵銹。當帶鋼后退時，噴水沖洗掉帶鋼表面的殘留酸液，防止酸液腐蝕入口段的機械設備。

3.3 新型酸槽設計配合淺槽紊流酸洗技術

現在新設計的酸槽內酸液高度一般為0.5m左右，和以前深槽酸洗結構相比，一方面可以節約用酸量，還可以提高酸液加熱速度。同時遇到故障時也可以快速排掉槽內酸液。酸洗槽設有酸液注入、酸液回流及排放口，由熱交換器加熱后的酸液從酸槽槽壁兩側噴入，根據酸洗機理，帶鋼向前運行時，酸液通過酸泵從酸槽側面逆向沖洗帶鋼，配合酸槽的特殊結構設計，每個槽內設置的噴孔數量不同，噴流與帶鋼呈逆向運動，使酸液在槽內形成較強的紊流狀態，強化酸洗效果，有效提高酸洗效率，節約酸洗成本。為了使帶鋼在槽內呈液膜滑行，設計了向上噴孔，將消除帶鋼擦傷。槽蓋與槽體之間采用新型結構設計，每段酸槽只有1～1.5個槽蓋，槽蓋與槽體之間采用水封，有效減少酸霧滲透到大氣中，減少環境污染，減少酸液損耗。酸槽槽蓋上設有觀察孔，根據需要緩蝕劑可以通過該孔加入。

3.4 酸循環罐酸濃度階梯式配置技術

每個酸洗槽均配備一個帶有熱交換器的循環回路，其作用是：正常工作時向酸洗槽供送一定的濃度和溫度酸液，酸液通過酸液循環泵不斷循環流動并經石墨熱交換器加熱使之保持在設計溫度范圍內。

當酸洗機組因事故停車時，酸液3分鐘內可從酸槽排至循環罐內。事故處理完畢后，酸液用泵送入酸洗槽。

根據不同生產產量，確定不同酸洗槽數量及長度，以5段酸槽酸洗線為例，酸溶液的循環流向與帶鋼運行方向相反，溶液從5#循環罐流到1#循環罐，故1#循環罐中的酸濃度最低，而5#循環罐中的酸濃度最高。各循環回路之間設逆流供酸設施保持各罐的設定液位。1#循環罐中酸液濃度經檢測降為廢酸時，將廢酸排向酸再生站，同時酸再生站的再生酸泵自動啟動向5#循環罐內補充。

各酸循環罐內酸液濃度配置范圍見表1。

這樣，各酸槽內酸液濃度形成一定梯度，有效提高酸洗效率，節省酸耗。

3.5 五級循環漂洗技術

漂洗槽位于酸槽出口處，用于清洗從酸洗槽出來的帶鋼表面的殘留酸液。

整個清洗槽共分5級清洗，串聯連接。清洗槽各段之間各設一對擠干輥，出口設兩對擠干輥，使帶鋼帶出的清洗水量達到最小。

酸洗槽與清洗槽接口合一，避免了腐蝕。

清洗槽設有脫鹽水注入口、清洗水回流口及排空口。正常運行時，槽內各級均有循環噴管，用于對帶鋼表面進行強力噴洗。

清洗水循環系統設在酸洗機組工藝段傳動側，其作用是：正常工作時向清洗槽供送一定溫度的熱水（脫鹽水）。將帶鋼清洗到達標準值。

正常工作時清洗水由第5級清洗槽逐級流入第1級，并向第5級連續補充新水（冷凝水或脫鹽水）。因此，可以保持清洗水量和水溫。第1、2、3、4、5級槽內各設有噴淋集管，用于循環噴淋。此外，第5段將另有一個進水口，用于供熱水（冷凝水或脫鹽水）。每根噴淋集管均配備有足夠數量的噴嘴，以使噴流能覆蓋所需的帶鋼噴洗寬度。

每一級槽對應設置有清洗水循環泵組。機組運行正常時，用冷凝水直接對鋼板的上下表面進行噴淋沖洗，清洗后的水流入槽內，當第5級槽內水位高于溢流堰后，向第4級槽，第3級、第2級、第1級槽溢流，清洗水向前一級溢流，最后作為清洗廢水自流排放到清洗廢水收集罐，再用泵抽排到鹽酸再生站。

在5#清洗槽上設有溫度檢測裝置，以確保清洗水溫度為設定值85℃，控制加熱器自動工作。

在5#清洗槽還設有電導率檢測裝置，檢測值將在控制室顯示。并由此檢測值自動調節進入最后一級清洗槽的冷凝水的量。當5#槽內電導率超標后，就需要從5#槽內增加漂洗水，1#槽內往外排放漂洗廢水。這樣，既可以達到清洗效果，也節約了用水消耗。

3.6 三級酸霧洗滌處理技術

帶鋼在酸洗槽內酸洗過程中，產生大量的鹽酸氣體。為了排除這部分有害氣體，設置一套酸霧排氣系統，該系統是將酸洗槽、清洗槽、循環罐、冷凝水罐以及酸液存儲配置系統的含酸氣體，經風管送入酸霧洗滌塔內凈化后，由風機抽出，再經煙囪排至室外大氣。通常選用一臺對流填充洗滌塔，塔體為FRP材料，塔體內有三層填料，填料材質為PP，入口帶有冷卻裝置，保證排放氣體達到環保排放標準。

3.7 帶吹邊功能的熱風干燥器

漂洗槽出口的帶鋼經過雙擠干輥擠干后，帶鋼邊部剩下水份較多，通過配置吹邊裝置吹掉邊部水份，再通過熱風干燥器烘干，這樣能快速烘干帶鋼。

3.8 圓盤剪前配置手動對中及自動對中相結合，保證糾偏精度，提高機組速度

為保證帶鋼的切邊質量，當帶頭送至圓盤剪入口時，由于此時自動糾偏還未投入，特配置一套手動糾偏裝置，保證帶頭順利對中進入圓盤剪。機組正常運行后，手動對中打開，自動對中投入，隨時對帶鋼進行糾偏，確保帶鋼高速有效運行。

結語

目前國內推拉是酸洗機組大多數全部或部分使用了以上技術，采用推拉式酸洗技術對帶鋼進行酸洗，與連續式酸洗機組比較，具有設備簡單、占地面積小、工藝操作方便、生產靈活、節省投資等優點，是國內中小型民企的理想選擇。

參考文獻

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[3]成大先.機械設計手冊（第五版）[M].北京： 化學工業出版社，2008.

[4]朱云.冶金設備[M].北京：冶金工業出版社， 2009.

中圖分類號：TG35

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