冷軋酸連軋線酸洗穩(wěn)定性研究

王俊偉 河鋼股份有限公司唐山分公司冷軋薄板廠

1 引言

通過對缺陷產(chǎn)生生產(chǎn)情況調(diào)查和酸洗機(jī)理的研究，確定了影響酸洗表面質(zhì)量的主要原因：帶鋼過酸洗造成表面質(zhì)量不良，嚴(yán)重時在后工序產(chǎn)生黑斑缺陷。針對過酸洗產(chǎn)生機(jī)理，既酸液溫度過高、酸液濃度過高、酸洗速度過低（停車），分析缺陷產(chǎn)生時對應(yīng)的生產(chǎn)過程，確認(rèn)酸洗段運(yùn)行不穩(wěn)定是造成缺陷頻發(fā)的主要原因。通過此課題，每月可降低黑斑缺陷200噸，每年可減少損失50萬元。

2 唐鋼酸洗線介紹

河鋼唐鋼冷軋薄板廠一酸軋酸洗生產(chǎn)線，引進(jìn)了意大利達(dá)涅利公司的技術(shù)，為三段式連續(xù)紊流酸洗生產(chǎn)線，每個酸洗槽長34米，前面設(shè)有用于倒車時沖洗帶鋼的備用漂洗單元，酸槽之間由一套擠干輥隔開。采用鹽酸酸洗，新酸液濃度為18%，令設(shè)有3個60m 臥式儲酸罐分別為3個酸槽供酸，罐與罐間采用級聯(lián)連接，鹽酸通過酸槽與酸罐之間的石墨熱交換器加熱后注入酸罐。由3#酸罐加入新酸，1#罐排廢酸至酸再生，再返回3#酸罐，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。酸洗段后為五段級聯(lián)式漂洗，第1段漂洗前有預(yù)漂洗室，以減少帶鋼進(jìn)入漂洗區(qū)時酸含量并保持帶鋼濕潤。第4段漂洗室的漂洗壓力高于其他各段壓力，以便在最后一段漂洗時將帶鋼徹底漂洗干凈。各漂洗室間由一套擠干輥隔開，第5段漂洗室出口有2套擠干輥，以減少進(jìn)入后面烘干段的水分。漂洗段后為干燥系統(tǒng)，以烘干帶鋼。干燥過程分2個階段：第1段使用高壓空氣氣刀吹掃，以清除帶鋼邊部水分。生產(chǎn)線上、下面各安裝2片氣刀。第2段為熱空氣干燥氣刀充入熱空氣，工作溫度約為130℃，以吸收帶鋼殘留水分。

3 過酸洗缺陷產(chǎn)生機(jī)理

出現(xiàn)過酸洗的原因有多方面的：a)酸洗時間長，鐵的氧化物和酸反應(yīng)進(jìn)行完畢進(jìn)而腐蝕基體；b)酸液濃度高，鐵的氧化物和酸反應(yīng)速度升高，在反應(yīng)充分完畢后，帶鋼還未離開酸槽進(jìn)而腐蝕基體；c)酸液溫度高，反應(yīng)速度快；d)酸液噴射量大，酸液量充足；e)紊流度大等。

4 酸洗穩(wěn)定性研究過程

查閱附件，此條酸洗線設(shè)計(jì)最低酸洗速度為40m/min，我們在未告知作業(yè)區(qū)的情況下，以40m/min為下限對酸洗速度穩(wěn)定性進(jìn)行了四次調(diào)查：

班組 實(shí)際生產(chǎn)卷數(shù) 低于60m/min次數(shù) 降速比率丙102 116 113.73%乙75 78 104%丙95 100 105.26%丁80 84 105%

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)酸洗速度波動極為頻繁。

我們對酸洗運(yùn)行不穩(wěn)定的可能原因進(jìn)行了分析：

（1） 操作方面, 主要存在入口上卷存在失誤，上卷過程較慢；穿帶過程中帶頭卡在設(shè)備內(nèi)，無法正常穿帶等原因。

（2）原料方面，主要存在原料板型不好，例如原料鐮刀彎等，造成帶鋼跑偏；原料寬度偏窄，切邊剪區(qū)域跑邊等原因。

（3） 設(shè)備方面，主要存在糾偏故障造成酸洗段瞬間停車或降速；焊機(jī)故障導(dǎo)致焊縫質(zhì)量無法滿足要求，重焊；切邊剪錛刀等原因。

（4） 規(guī)程方面，主要有非標(biāo)寬度酸軋切邊造成酸洗段降速；焊接參數(shù)不合理造成焊縫質(zhì)量無法滿足要求等原因。

對這些原因逐一進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)活套量無法滿足酸洗段持續(xù)高速運(yùn)行，是造成酸洗運(yùn)行不穩(wěn)定的主要原因。

唐鋼冷軋薄板廠經(jīng)過幾次活套超平矯正，入口活套套量較之前取得了一定進(jìn)步，但60%左右的最大套量仍無法保證酸洗段持續(xù)高速穩(wěn)定運(yùn)行。

冷軋薄板廠酸軋線承擔(dān)著為后工序供料的任務(wù)，產(chǎn)量壓力非常大。操作工操作過程中選擇盡快排空入口活套以保證更高的機(jī)時產(chǎn)量，由于設(shè)備老化等問題，入口活套實(shí)際使用套量并不能滿足酸洗段持續(xù)高速運(yùn)行，當(dāng)套量較小時，酸洗工藝段將不得不低速生產(chǎn)或短時間停車，造成帶鋼出現(xiàn)過酸洗或停車斑缺陷。這些缺陷經(jīng)過精整退火后會出現(xiàn)黑斑缺陷，對冷軋薄板廠穩(wěn)定生產(chǎn)造成較大影響，嚴(yán)重影響了合同交期。

因此，在活套量無法完全滿足酸洗持續(xù)高速運(yùn)行的情況下，提前降低酸洗段速度，減少活套使用速率，保證入口、中間活套未達(dá)到極限套量前，酸洗段提前降速即可滿足酸洗段穩(wěn)定運(yùn)行。

為保證產(chǎn)量不受影響，通過分析入口速度與活套量的關(guān)系，確定降速時間。

穩(wěn)定運(yùn)行曲線

通過加入此程序，目前唐鋼冷軋薄板廠酸軋線酸洗速度符合率已經(jīng)達(dá)到了95%以上。對應(yīng)的過酸洗黑斑缺陷明顯降低。

5 質(zhì)量管理

此課題對自動化控制程序進(jìn)行了修改，納入自動控制系統(tǒng)。同時通過對固有的寬規(guī)格添加酸洗抑制劑、酸洗工藝段停車倒車措施進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化檢查，以確保酸洗穩(wěn)定運(yùn)行措施的實(shí)施效果。

6 結(jié)語

通過穩(wěn)定運(yùn)行研究，解決了唐鋼冷軋酸洗運(yùn)行不穩(wěn)的情況，降低了廢次降的產(chǎn)生。此研究對于設(shè)備運(yùn)行情況較差的酸軋、酸洗線有著很好的借鑒作用。