探析冷軋廠酸洗工藝階段的常見故障及優(yōu)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(lián)合機(jī)組時(shí)酸洗工業(yè)階段常見的設(shè)備故障，并且分析了故障產(chǎn)生的原因，進(jìn)而提出了工藝優(yōu)化方案，為實(shí)際生產(chǎn)過程中酸洗工藝段的日常維護(hù)提供了良好示范。一般情況下，酸洗段常出現(xiàn)問題的設(shè)備有耐酸泵、耐酸蝶閥、熱交換器和機(jī)組中設(shè)備間的傳輸管道。如果對工藝過程中的設(shè)備故障不加以認(rèn)真對待，生產(chǎn)產(chǎn)品廢品率會升高，產(chǎn)品會表面會出現(xiàn)“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(chǎn)效率。優(yōu)化生產(chǎn)過程中的機(jī)組設(shè)計(jì)方案，降低故障發(fā)生率，才能提高降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力。

關(guān)鍵詞：冷軋廠；酸洗工藝；常見故障；方案優(yōu)化

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

目前，為了提高國內(nèi)鋼材生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力，國內(nèi)生產(chǎn)基地都采用酸洗-冷軋聯(lián)合機(jī)組的設(shè)計(jì)，聯(lián)合機(jī)組的采用能使工廠年產(chǎn)量達(dá)到百萬噸以上。其中酸洗階段的主要任務(wù)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(hù)好酸洗工藝段的設(shè)備對于整個(gè)加工過程都有重要意義。本文以德國公司SMS DEMAGG公司設(shè)計(jì)的機(jī)組為例，通過對酸洗工藝段常見故障進(jìn)行分析，優(yōu)化酸洗工藝流程。

1 酸洗工藝階段的具體生產(chǎn)流程

經(jīng)過酸洗技術(shù)的不斷改進(jìn)，目前酸洗階段采用的工藝都是淺槽紊流酸洗技術(shù)。與傳統(tǒng)的深槽酸洗和淺槽酸洗相比，紊流酸洗具有許多優(yōu)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(tǒng)，設(shè)備得到精簡；整個(gè)機(jī)組張力均勻，帶鋼在機(jī)組的運(yùn)行狀況較之前更加流暢；酸洗通道內(nèi)使用較少的酸液，有利于酸液的工作循環(huán)；酸洗時(shí)間大大縮短。

整個(gè)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(gè)酸洗槽構(gòu)成。酸洗槽的入口和出口上都安裝有噴桿，側(cè)噴嘴安裝在酸洗槽的側(cè)面，噴嘴的安裝調(diào)整了酸液的紊流速度，也確定了酸槽中的工藝速度是滿負(fù)荷的。每個(gè)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(gè)酸洗槽都配套安裝有一個(gè)循環(huán)罐。循環(huán)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(yùn)送到酸洗槽。酸洗槽內(nèi)的鋼都具有特殊涂層并且附加耐酸磚襯保護(hù)。酸洗槽蓋放置在水封槽上。外槽蓋主要是由玻璃鋼做成，內(nèi)槽蓋是采用浸入式設(shè)計(jì)，材料是PP材料。內(nèi)槽蓋在外槽蓋的卡槽內(nèi)安裝。內(nèi)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(qū)動實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)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(jìn)行提供酸液的主要設(shè)備，耐酸泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)才能為酸液紊流提供足夠的動力。經(jīng)過在循環(huán)罐內(nèi)的加壓，酸液通過熱交換器進(jìn)入到酸洗槽的噴桿和側(cè)面噴嘴處。該聯(lián)合機(jī)組采用的耐酸泵是來自于MUNSCH公司的單機(jī)械密封耐酸泵。泵殼和葉輪是采用PPH材質(zhì)，工作過程中硬顆粒對其磨損較為嚴(yán)重，而且其熱穩(wěn)定性也不好，易變性。泵內(nèi)動靜環(huán)一般采用碳化硅材質(zhì)。由于泵殼和葉輪的材料特殊，耐酸泵一般會出現(xiàn)機(jī)封漏酸、泵殼磨損等問題。

2.1.1 機(jī)封漏酸

耐酸泵機(jī)封漏酸會導(dǎo)致酸液流失，對設(shè)備進(jìn)行腐蝕，影響生產(chǎn)效率。機(jī)封漏酸一般有以下原因：泵殼0型圈老化；生產(chǎn)過程中泵機(jī)為空轉(zhuǎn)，將機(jī)封燒毀；工作過程中酸液內(nèi)的小顆粒雜質(zhì)令泵機(jī)工作是發(fā)生微量偏移，接觸面配合不好，酸液泄露。泵殼0型圈老化時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行更新，若是機(jī)封漏酸是，則應(yīng)及時(shí)更換機(jī)封，以免造成更多的設(shè)備損壞。

2.1.2 泵殼磨損

由于泵機(jī)PP殼材質(zhì)較弱，會出現(xiàn)漏酸情況。在實(shí)際維護(hù)過程中，發(fā)現(xiàn)過泵殼體內(nèi)有耐酸磚，所以日常生產(chǎn)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(shí)的反應(yīng)時(shí)間。所以維護(hù)中要做到定時(shí)清理酸洗槽和管道內(nèi)的污染物和小顆粒。

2.1.3 酸泵機(jī)工作故障

酸泵機(jī)的工作過程中一般出現(xiàn)的故障有：耐酸泵機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大，泵機(jī)電機(jī)報(bào)警，酸液壓力不足，無法保證酸液的及時(shí)供給。

①在實(shí)際生產(chǎn)過程中，泵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音較大最精彩的原因是軸承部位出現(xiàn)問題。泵機(jī)軸承對中度差，聯(lián)軸器彈性塊損壞或者軸承損壞都會造成機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)噪音變大。另外還有容易忽視的原因是泵強(qiáng)隨酸液進(jìn)入硬顆粒雜質(zhì)。一般情況下，只要調(diào)整或者更換軸承就能解決噪音大的問題，如果進(jìn)入雜質(zhì)，則需要拆解甭提，進(jìn)行清理工作。

②如果泵機(jī)軸承沒有問題，而電機(jī)報(bào)警。一般是由于泵內(nèi)葉輪磨泵前殼體，造成泵內(nèi)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(huán)壓力不足，則是由于葉輪磨損嚴(yán)重導(dǎo)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(jìn)行在線修理，需要關(guān)閉整個(gè)機(jī)組進(jìn)行檢修，將大大影響檢修過程中聯(lián)合機(jī)組的聲場效率。由于蝶閥鋼襯為聚四氟乙烯的材質(zhì)，而且酸液中經(jīng)常會出現(xiàn)硬質(zhì)顆粒，一旦蝶閥法辦被硌破，酸液進(jìn)入到閥板內(nèi)芯，則會導(dǎo)致鋼制閥軸和基座受到腐蝕，造成漏酸。如果閥體漏酸發(fā)生，則為時(shí)已晚必須停止整個(gè)酸洗段。所以在日常工作中需要特別注意這種情況。及時(shí)清理位于較低位置的蝶閥，將酸液留下的硬質(zhì)顆粒和管道內(nèi)藏的東西進(jìn)行定期檢查，保證蝶閥的正常工作。

2.3 熱交換器故障

機(jī)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(shè)備。酸液加熱到恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度時(shí)，制作工藝才能高效的進(jìn)行。熱交換器在工作過程中會出現(xiàn)頂部冒水或者熱交換器工作報(bào)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(dāng)壓緊螺絲就可恢復(fù)密封程度。熱交換器報(bào)警是由于冷凝水出口管路上電導(dǎo)率檢測的檢測值超過限定值，產(chǎn)生這種情況是因?yàn)槭珘K在使用過程中產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致蒸汽通道與酸通道互通。石墨塊產(chǎn)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(xiàn)，在工藝程序設(shè)計(jì)方案執(zhí)行時(shí)，工作時(shí)應(yīng)該保證酸液開始流通時(shí)再慢慢打開蒸汽閥門；停機(jī)時(shí)必須保證進(jìn)氣閥門徹底關(guān)閉，這樣操作才能避免冷凝水對石墨產(chǎn)生沖擊。

2.4 各設(shè)備間連接管道的故障

管道是整個(gè)酸洗工藝段的“經(jīng)脈”，管道的通暢是酸洗能夠順利進(jìn)行的基本保障。管道堵塞將會嚴(yán)重影響酸液輸送，由于管道內(nèi)經(jīng)常會遺留各種各樣的臟東西、雜物如酸液中的硬質(zhì)顆粒，管道內(nèi)壁材料的脫落物等，比較容易在閥門處發(fā)生堵塞。特別是剛剛開始生產(chǎn)的聯(lián)合機(jī)組，在正式投產(chǎn)之前一定要進(jìn)行管道清理，保證酸液的正常流動。管道內(nèi)偶爾還會出現(xiàn)PP纏繞將玻璃鋼復(fù)合管道端凸緣脖頸處向外翻酸液結(jié)晶物的情況，產(chǎn)生結(jié)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(shí)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(shè)備易發(fā)生的問題

在酸洗過程中的主要設(shè)備故障排除之外，酸洗工藝的輔助設(shè)備也定時(shí)的進(jìn)行檢查和維修。各個(gè)部位的正常運(yùn)轉(zhuǎn)才能保證整個(gè)工藝流程的順利進(jìn)行。以下是在機(jī)組運(yùn)行過程中針對實(shí)際產(chǎn)生的問題討論：

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

②擠干輥帶來的機(jī)器噪音。擠干輥工作一段時(shí)間之后會產(chǎn)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(dǎo)致的振動，發(fā)現(xiàn)情況后只要盡早更換擠干輥即可。

③定期對外槽蓋和PP內(nèi)槽蓋進(jìn)行檢查，檢查其是否有裂紋或者劃傷情況。如果外槽蓋產(chǎn)生浸酸現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)檢查從何處漏酸，馬上進(jìn)行防腐處理，損壞嚴(yán)重的槽蓋直接更換。內(nèi)槽蓋由于其特殊形式，應(yīng)定期檢查槽蓋內(nèi)是否產(chǎn)生積水狀況，若有積水，應(yīng)及時(shí)打開槽蓋，使冷凝水排出。

3 結(jié) 語

通過對酸洗工藝段中各個(gè)設(shè)備可能發(fā)生的故障進(jìn)行原因分析，并根據(jù)故障產(chǎn)生原因，及時(shí)有效的優(yōu)化和維修措施，可以避免生產(chǎn)過程中由于機(jī)器故障而出現(xiàn)較多的殘次品，能得到較高的產(chǎn)品合格率。同時(shí)也能優(yōu)化生產(chǎn)過程中酸液和脫鹽水等輔料的消耗，實(shí)現(xiàn)某些生產(chǎn)過程的循環(huán)，能高效的利用生產(chǎn)材料。對工藝段的常見故障分析后，制定適合的檢修計(jì)劃，能提高生產(chǎn)效率。但是本文的研究難免存在一定的局限性，僅僅對設(shè)備故障進(jìn)行了分析，沒有結(jié)合生產(chǎn)的產(chǎn)品的具體情況進(jìn)行分析，例如產(chǎn)品出現(xiàn)欠酸洗情況應(yīng)該對工藝規(guī)程如何進(jìn)行調(diào)整，如何進(jìn)行預(yù)防；生產(chǎn)帶鋼表面出現(xiàn)“停車斑”情況，除了設(shè)備故障的問題，應(yīng)在工藝規(guī)程中如何進(jìn)行調(diào)整，這些都是今后筆者的研究方向，需要進(jìn)一步深入理解冷軋-酸洗聯(lián)合機(jī)組各個(gè)工藝生產(chǎn)情況。

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