淺析罩式爐退火影響冷軋商品卷表面清潔度的因素及控制措施

徐建生,矯東利,王毅明

(新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠)

前言

隨時(shí)我國(guó)環(huán)保法規(guī)的不斷健全、完善與快速推進(jìn),在冷軋商品卷在后續(xù)處理技術(shù)也在逐漸改進(jìn)、優(yōu)化,由前期的磷化前處理工藝逐步轉(zhuǎn)化為鋯化前處理工藝,以減少磷對(duì)環(huán)境污染,工件在鋯化前必須進(jìn)行除油脂、銹蝕物、氧化皮以及表面調(diào)整等預(yù)處理。 特別是涂漆前打底用鋯化還要求作表面調(diào)整,使金屬表面具備一定的“活性”,形成一層納米級(jí)的無(wú)機(jī)薄膜,達(dá)到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。 這就要求冷軋商品卷具有更高的清潔度。反射率作為帶鋼表面清潔度表征數(shù)據(jù),成品卷反射率須達(dá)到80%以上方可達(dá)到客戶使用要求,而八鋼公司冷軋卷在罩式爐退火前,無(wú)脫脂工藝處理,因此退火后帶鋼表面炭黑殘留量較大,冷軋商品卷反射率相對(duì)較低,清潔度無(wú)法滿足客戶的需求,本文從冷軋生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)系統(tǒng)性分析影響帶鋼表面清潔度的原因,并制定了一系列措施,帶鋼表面清潔度得到大幅提升。

1 八鋼公司冷軋工藝流程

八鋼公司冷軋卷工藝流程如下:熱軋卷(原料)—酸洗—冷軋—退火—平整—重卷剪切涂油—成品交貨。 八鋼公司冷軋卷在罩式爐退火前,未進(jìn)行脫脂工藝處理直接進(jìn)行光亮退火。 其中軋機(jī)為5連軋機(jī)組,乳化液A 系統(tǒng)為1#～4#軋機(jī)提供乳化液,B 系統(tǒng)為5#軋機(jī)提供乳化液。

2 影響帶鋼表面清潔度原因分析

2.1 軋機(jī)機(jī)組的影響

軋機(jī)軋制出來(lái)的冷硬卷反射率是影響商品卷反射率的主要因素,而影響冷硬卷反射率的主要因素為乳化液的各性能指標(biāo),吹掃裝置的吹掃效果,帶鋼出口板形與卷取張力的控制。

2.2 罩退機(jī)組的影響

罩退機(jī)組作為關(guān)鍵性機(jī)組,主要發(fā)揮著光亮退火關(guān)鍵性任務(wù),退火工藝不完善,退火操作過(guò)程的控制,爐臺(tái)、內(nèi)罩、對(duì)流板沾附的炭黑清潔不及時(shí)都會(huì)影響帶鋼表面的清潔度。

2.3 平整機(jī)組的影響

經(jīng)退火后,大量細(xì)小的鐵粉、殘?zhí)嫉任畚餁埩粼阡摪灞砻妗?在平整過(guò)程中,通過(guò)平整液的沖洗,鋼板表面的殘留物被平整液清洗,使鋼板表面的鐵粉、殘?zhí)嫉葰埩粑锶コ?從而使帶鋼表面清潔度的提高。 影響帶鋼板面清潔度主要因素有平整液噴嘴、平整液流量、平整液濃度、吹掃裝置的壓縮空氣的打理、吹掃裝置的角度及吹掃裝置本體的吹掃效果。

2.4 重卷機(jī)組的影響

影響帶鋼表面清潔度的主要要從輥系的周期性清潔、保養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn),防止輥系沾附的異物復(fù)制至帶鋼表面,從而影響帶鋼表面清潔度。

3 提高帶鋼表面清潔度的措施

3.1 酸洗及乳化操作控制

酸聯(lián)軋機(jī)組除了常規(guī)參數(shù)控制,主要控制帶鋼表面乳化液的殘留,同時(shí)為罩式爐機(jī)組退火做充分準(zhǔn)備。

(1)生產(chǎn)前一個(gè)班對(duì)軋機(jī)的乳化液各項(xiàng)指標(biāo)落實(shí),乳化液A 系統(tǒng):濃度目標(biāo)2%(范圍1. 8% ～2.2%),皂化值140～160 mg(KOH)/g,雜油含量≤20%,鐵粉含量≤200×10-6,乳化液溫度要求:50 ～60℃,PH 值要求:6.0～6.5,電導(dǎo)率＜300us/cm;乳化液B 系統(tǒng):乳化液濃度目標(biāo)1. 2% (范圍1% ～1.5%),皂化值140～160 mg(KOH)/g,雜油含量≤15%,鐵粉含量≤150×10-6。

(2)對(duì)酸洗工序酸液溫度、濃度及擠干輥狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格管控,并提高酸洗后帶鋼的漂洗效果,防止酸洗的氯離子流入至乳化液系統(tǒng),乳化液B 系統(tǒng)氯離子不得高于20×10-6,否則進(jìn)行底排處理。

(3)生產(chǎn)前確保末架軋機(jī)吹掃裝置正常,帶鋼表面不允許存在乳化液殘留,軋機(jī)出口吹掃壓力>0.6MPa。 噴嘴不允許缺失堵塞,軋機(jī)出口牌坊冷凝水不得滴落至帶鋼板面上。

(4)卷取張力不得大于32kN,確保卷芯能的乳化液夠得到充分揮發(fā)。

(5)板形按照微雙邊浪控制,嚴(yán)禁存在中浪,板形儀控制設(shè)定A2 為+5～+15(寬度930～1250mm)。

(6)每次更換支撐輥時(shí),對(duì)乳化液噴嘴進(jìn)行檢查確認(rèn),確保乳化液噴嘴無(wú)堵塞,噴嘴角度符合工藝要求。

(7)注意控制酸洗機(jī)組活套量,具備5#軋機(jī)速度保持在500～800m/min,杜絕停車斑缺陷,且鋼卷溫度控制在70～90℃,使乳化液得到初步揮發(fā)。

(8)軋機(jī)機(jī)組反射率須達(dá)到60%以上,低于60%須查找原因,磁棒過(guò)濾器開啟時(shí)間及頻次由乳化液鐵粉含量決定。

3.2 罩退工藝控制

八鋼公司冷軋分廠罩退前不采用脫脂工藝,主要是利用氫氣的強(qiáng)還原性和密度小、導(dǎo)熱率高等優(yōu)點(diǎn),與高速旋轉(zhuǎn)的爐臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)相配合,對(duì)冷軋帶鋼進(jìn)行退火,得到表面清潔光亮,力學(xué)性能優(yōu)良、均勻的鋼卷。 為避免污染鋼帶表面,應(yīng)進(jìn)行如下操作:

(1)生產(chǎn)前對(duì)爐臺(tái)的積灰(炭黑)清洗至本色,內(nèi)罩內(nèi)壁積灰每年清洗至少2 次。

(2)裝爐按照軋機(jī)生產(chǎn)時(shí)間順序進(jìn)行裝爐,鋼種在軋機(jī)軋出后滯留時(shí)間不得超過(guò)16h。

(3)第2、3 段吹量氫量控制在25 ～30m3/h,如在400 ～550℃發(fā)生報(bào)警時(shí),需根據(jù)報(bào)警時(shí)間的長(zhǎng)短增加第2 或3 段吹氫時(shí)間,確保乳化液殘液得到充分揮發(fā)。

(4)鋼卷加熱時(shí),選用狀態(tài)良好的加熱罩,以避免或減少爐臺(tái)報(bào)警次數(shù)。

(5)對(duì)加熱罩問(wèn)題點(diǎn)全面梳理、解決,確保煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)行正常無(wú)卡阻。 燒嘴運(yùn)行數(shù)量達(dá)到6個(gè)以上,確保加熱曲線與設(shè)定曲線相吻合。

(6)采用雙平臺(tái)進(jìn)行退火,增設(shè)430℃保溫平臺(tái)2～3h,確保乳化液能夠徹底揮發(fā)。

3.3 平整工序技術(shù)要求

平整機(jī)組的作用為使帶鋼獲得必要的性能和表面質(zhì)量,滿足后工序加工的要求。

(1)平整機(jī)組每次更換支撐輥輥系時(shí),對(duì)平整牌坊進(jìn)行徹底性清潔、清掃。

(2)生產(chǎn)前對(duì)平整液噴嘴進(jìn)行檢查,帶鋼中部的乳化液噴嘴不得存在堵塞現(xiàn)象,其中生產(chǎn)寬度小于1000mm 的鋼卷時(shí),可將上輥邊部2 個(gè)噴嘴做堵塞以防止平整液從帶鋼邊部的輥縫處竄出而濺落至帶鋼板面上。

(3)控制平整液濃度平整液濃度提升至3%～5%,同時(shí)平整液中部2 個(gè)噴嘴噴射孔孔徑由Φ 1.5mm 更換為Φ2.0mm,以加大平整液噴射流量。

(4)吹掃噴氣壓力>0.47MPa,吹掃角度控制值45°～60°(生產(chǎn)特殊鋼種時(shí),為了進(jìn)一步提高吹掃壓力,可以與軋機(jī)進(jìn)行錯(cuò)峰生產(chǎn),利用生產(chǎn)酸洗商品卷或酸聯(lián)軋停車時(shí)進(jìn)行生產(chǎn),吹掃壓力可以提升至0.46～0.61MPa)。

(5)平整液須噴射至上下工作輥輥縫處,生產(chǎn)特殊鋼卷前,提前3 ～5 卷對(duì)平整液噴嘴進(jìn)行調(diào)整,確保平整液噴射的均勻性。

(6)生產(chǎn)速度不得小于500m/min,以提高帶鋼板面清潔度。

(7)平整后的鋼卷板面反射率不合格時(shí),在確保厚度精度的情況下,按照1.0%的延伸率再次平整一次,確保帶鋼表面能夠清洗干凈。

(8)生產(chǎn)該鋼種時(shí),準(zhǔn)備間進(jìn)一步降低平整機(jī)組工作輥粗糙度,將粗糙度由3. 0μm 降低至0.7μm,即光輥軋制。

3.4 重卷工序要求

(1)每周三對(duì)重卷拉矯機(jī)輥系、涂油機(jī)涂油室進(jìn)行清洗,特殊鋼種生產(chǎn)前擦洗各轉(zhuǎn)動(dòng)輥系,尤其是拉矯機(jī)輥系、去毛刺輥輥面。

(2)清洗后須至少生產(chǎn)6 卷寬度1250mm 以上的普通鋼卷做過(guò)度(Q235 鋼種做過(guò)度卷最佳)。

(3)生產(chǎn)前須對(duì)各張力輥、轉(zhuǎn)向輥、去毛刺輥進(jìn)行檢查、清洗確認(rèn),不得將油污粘附在帶鋼表面上。

(4)如來(lái)料外圈板面存在平整液殘留或油污,須在入口將外圈切除干凈,防止缺陷粘附在轉(zhuǎn)動(dòng)的輥系后再次粘附在帶鋼表面上。

(5)重卷機(jī)組生產(chǎn)時(shí)按照合同要求控制涂油量,涂油量控制在0. 60 ～0. 70g/m2,生產(chǎn)前檢查確認(rèn)涂油機(jī)涂油效果,發(fā)現(xiàn)涂油不均及時(shí)停車沖洗刀梁,必要時(shí)將刀梁拉出后用塞片進(jìn)行清洗。

4 改進(jìn)效果

八鋼冷軋廠采用上述措施后,冷軋商品卷反射率從2019 年不足的65%提升至現(xiàn)在的80%以上,目前該鋼種一次通過(guò)率由前期的50%,提升至95.5%,客戶滿意度由前期的70%提升至100%。

5 結(jié)束語(yǔ)

平整機(jī)組軋制清洗兩次只是做補(bǔ)救性措施,在正常生產(chǎn)過(guò)程中,要提升帶鋼板面清潔度,需要從軋機(jī)、罩退、平整、重卷各工序的關(guān)鍵過(guò)程點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性控制。 要提升板面清潔度,軋機(jī)冷硬卷的清潔度至關(guān)重要,也是主要影響因素。