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文檔簡介

1、第二部分不銹鋼生產工藝概述1、不銹鋼的冶煉和澆鑄不銹鋼的生產大體可分為煉鋼(冶煉和澆鑄)和加工(開坯、熱軋、冷軋、制管、拔絲等)兩個階段。冶煉和澆鑄屬于生產的前部工序。在這一工序中不僅決定了生產鋼種的化學成分,而且對保證產品質量、降低生產成本、提高生產效率等也具有至關重要的作用。1.1 不銹鋼煉鋼工藝的基本特點主要概括為以下4 點: 要求對冶煉化學成分嚴格控制; 妥善解決降碳和保鉻的矛盾;降低煉鋼成本是冶煉工藝的一個重要課題; 保證產品的表面質量。不銹鋼的冶煉方法有代表性的煉鋼方法有:電弧爐( EF )單煉法 AOD 法 VOD 法RH-OB 法轉爐頂底復合吹煉法其中,上述 2、3 種方法仍占

2、主導地位。不銹鋼連鑄的工藝特點不銹鋼連鑄一般都和精煉爐配套,對鋼水的化學成分和溫度嚴格控制;為防止鋼水的二次氧化,在連鑄過程中采取無氧化保護澆鑄;對鋼水包、中間包、滑動水口、進入式水口等使用的耐火材料有嚴格的要求,要求適當選材,精心管理;選擇合適的保護渣;嚴格控制連鑄過程中因結晶器的振動而在鑄坯表明產生的振痕,因深振痕難以在熱扎中完全消除;鐵素體鋼澆鑄中必須使用電磁攪拌,促進凝固過程中的鋼液有序流動,以破壞柱狀晶而增加等軸晶;馬氏體不銹鋼連鑄坯在300 以上要裝入退火爐中退貨或緩冷;鐵素體不銹鋼板坯需在溫態進行清理。1.2 酒鋼不銹鋼煉鋼主要設備工藝技術參數EAF 、精煉轉爐、LF 由 SMS

3、 DEMAG公司提供,單流板坯連鑄機由VAI 公司提供。主要設備的技術參數如下。 鐵水預處理處理能力: 35 萬噸 /年脫磷能力: 0.015 (最小 ) EAFEAF 爐型:高阻抗AC EAFEAF 公稱容量:100 t最大出鋼量:110 t爐內殘余鋼水量: 0 t廢鋼及合金的加入方式:打開爐蓋,采用料斗一次全部加入出鋼時間: 65min變壓器容量:70 MVA ( 為適應現有的電網容量,在開機時,變壓器容量將被限定在小于 63 MVA)吹氧方式:由機械手從爐門吹氧,加入碳粉和FeSi 粉。 精煉轉爐( AOD )公稱容量:110 t爐膛內部尺寸:67.1m 3出鋼方式:鋼水和渣同時從爐口分

4、開出爐。出鋼時間: 65min LF1 座 LF,公稱容量為110 t 鋼水升溫速度:3 °C/Minute鐵合金加入系統增碳最小化增氮最小化 板坯連鑄機型式:直弧型連鑄機連鑄機數量:1每臺鑄機流數:1弧形段半徑:9000 mm豎直段長度: 2520 mm冶金長度(設備 ):25.3 m設計生產板坯厚度:150 250 mm實際生產板坯厚度:160 / 220 mm(冷狀態)板坯寬度: 800 1600 mm 冷狀態板坯切割長度:5000 mm 12000 mm引錠系統:向上穿引錠板坯最大單重: 32 t1.3 生產工藝流程鐵水預處理 EAF AOD(L)LF1.4 產品大綱產品大綱

5、(按照鋼種劃分)鋼種標準典型鋼號產量 (t/a)比例 (%)奧氏體不銹鋼AISI304420,00070奧氏體不銹鋼AISI31660,00010奧氏體不銹鋼AISI304L, 316L60,00010鐵素體不銹鋼AISI43060,00010合計600,000100產品大綱(按照板坯規格劃分)鋼板坯寬度 mm合計厚度寬度范圍800 10001100 13501350 1600號(mm)典型寬度9001200150010 4 t/a16010kt3.6307.2601.2101220AISI3002210kt8.420215012.630427001610kt0.72401.08600.001

6、.83AISI04002210kt0.84202.1501.26304.270總計10kt22.31.3852.315.0625.160.010062、酒鋼不銹鋼熱軋生產酒鋼不銹鋼的熱軋生產采有爐卷軋機完成,爐卷技術改造項目由VAI(UK)為項目技術總負責和主要機械、液壓設備供貨商, SIEMENS 為電器設備供貨商 ,加熱爐為中國賽迪公司設計制造,不銹鋼產品為爐卷項目的主要產品之一。爐卷軋機是一種兩邊帶有保溫爐、 在一個機架上進行可逆式多道次軋制的軋機,保溫爐爐內溫度一般為800 1100 。爐卷軋機的優點:由于設有保溫爐,軋制中帶鋼的邊部得到保溫,軋出的帶鋼邊部形狀較好,并可調節帶鋼的終軋

7、溫度;可軋制加工溫度范圍窄、難變形的鋼種及各種不銹鋼;可以在較大范圍內改變軋制道次,適合小批量多品種的生產;爐卷軋機缺點:由于頭尾每道次都少進一次保溫爐,頭尾溫度比中部大約低100 150 ,造成縱向板差大,一般相差0.5 1.0mm ;兩端的寬度大約比中間寬5mm 左右,寬度方向兩邊比中間薄,同板差達0.3 0.40mm ;由于在一架軋機上成材,表面質量、板形不如連軋機。2.1 生產規模及產品方案原料生產不銹鋼產品的原料為不銹鋼連鑄板坯。不銹鋼連鑄板坯規格 (冷熱裝爐尺寸相同):厚度: 160 mm 、220 mm寬度: 800 1600 mm (間隔 50 mm )長度: 5000 120

8、00 mm重量: 32 t (max )生產能力爐卷軋機生產線能力為60 ×104t/a 熱軋不銹鋼鋼卷。生產鋼種奧氏體不銹鋼AISI300 系列: 302 、 304 、304L 、316 、316L馬氏體、鐵素體不銹鋼AISI400 系列: 410 、 420 、430產品規格厚度: 1.8 10 mm寬度: 800 1600 mm鋼卷內徑:762 mm最大外徑:約 2100 mm最大卷重:32 t ( Max)最大單位重量:20 kg/mm2.2主要工藝設備加熱爐類型:步進式加熱爐,坯料小于6 米雙排料,大于6 米單排料。加熱能力: 150 噸/小時(冷裝)入爐溫度:環境溫度(

9、冷裝)750 (熱裝)出爐溫度: 1300 Max立輥軋機類型:全液壓驅動最大軋制力:5000KN最大額定扭矩:2*575KN ·m軋制速度:0-±2.75- ±5.5m/s傳動功率:2*900KW粗軋機類型:單機架四輥可逆式軋機最大軋制力:40000KN最大額定扭矩:2×2150 KN ·m軋制速度:0-±2.75- ±5.5m/s傳動功率:2×5000KW爐卷軋機類型:四輥可逆式軋機, 配有 CVC,WRB,HAGC功能最大軋制力:40000KN最大額定扭矩:2×875 KN ·m壓下系統:

10、液壓 AGC 壓下工作輥橫移:CVC行程:(軋鋼時 ) ±150mm(換輥時 ) ±250mm工作輥彎輥力:1800kn( 每一輥徑處 )軋制速度:0- ±4.08- ±11.9m/s傳動功率:1×11000Kw下卷取機型式:全液壓、 3 助卷棍踏步控制卷取厚度: 16mm(Max )主 傳 動: 500KW0-270/810RPM夾送輥最大速度: 13.8m/s最小卷取溫度: 500 最大卷取溫度: 750 3、不銹鋼冷軋生產3.1 冷軋生產工藝特點不銹鋼是一種高合金鋼,軋制變形抗力較大。為了進行高效率、高精度的軋制,采用剛性大的軋機,一般采

11、用多輥軋機;帶鋼在可逆式軋機上軋制時,纏繞在卷曲機上的頭尾部分得不到壓下,切掉成為次品,一般在軋前焊接引帶;不銹鋼冷軋過程中,熱扎卷要退火,冷軋過程中要中間退火,最終成品還有退火;冷軋不銹鋼是一種高級鋼材產品,對表面質量的要求十分嚴格,不僅不允許殘留前工序帶來的冶金缺陷,而且不允許有冷軋加工過程造成的明顯缺陷;平整工序不但要改善板形,生產出光潔度高的產品,對鐵素體鋼還要通過控制平整的壓下量來改善鋼板的成形加工性能。3.2 不銹鋼板帶冷軋的典型生產工藝流程奧氏體不銹鋼 (AISI300 系列 )(1) NO.1 ( 2Bm )表面成品原料鋼卷準備熱軋連續修磨成品卷軋制退火酸洗(2) 2D 、2B

12、 表面成品原料鋼卷準備熱軋連續修磨冷軋軋制退火酸洗中間冷軋連續退火酸洗冷軋成品冷軋連續退火剪切2D 卷酸洗(3) NO.3 、NO.4 、 HL 表面成品平整剪切2B 卷一般采用 2B 產品作為原料,在拋光機組拋光、脫脂后,送剪切機組剪切為小卷銷售。3.3 不銹鋼的冷軋技術軋制不銹鋼必須采用剛性大的軋機,一般有4 輥、8 輥、12 輥、20 輥軋機。其中 20 輥軋機是軋制不銹鋼的主力軋機,占世界不銹鋼軋機的90% 。目前超過1000mm 以上的寬幅的帶鋼所采用的20 輥軋機有 92 臺,。20 輥軋機世界上目前有兩大機型,一種是森吉米爾機型,另一種是SUNDWIG 的四立柱型,森吉米爾又分整

13、體式和分體式兩種形式,SUNDWIG 四立柱是一種全新的結構, 其特點是上下機架通過軋機上下牌坊的四個角用四個粗大的立柱連接在一起,通過立柱頂部的液壓缸實現軋機的壓下和升起,能夠使軋機快速打開和閉合, 具有很大的開口(最大達168mm ),穿帶及軋輥的更換、故障處理及維修都非常方便。新建的森吉米爾冷軋機還加大了主電機的功率,提高軋制能力 , 可以每道次18% 22% 的壓下率實行強化軋制。因此,可減少軋制道次和中間退火次數。一般要使帶鋼達到比較高的板形和厚度精度以及高的表明質量,總的變形量要求控制在 40 60% 以上,現在的 20 輥軋機,一個軋程可以達到80-88% 的總變形量。在不銹鋼的

14、冷軋生產中 ,軋制速度、軋制張力、軋制道次、壓下率、軋制油的組成、軋輥材質及表面精度等都直接影響不銹鋼表面質量。(1) 軋制速度軋制速度越高 ,軋后鋼帶表面粗糙度越大。 同時 ,由于速度高 ,會使刮油器的效果降低,使帶鋼表明殘油量增加,會使退火后材料表面會出現油斑, 因此正常情況下 ,最后道次軋制速度一般為200mpm 。(2) 軋制張力冷軋時的張力對軋制壓力有很大影響,也是影響板形和板厚的重要因素。不銹鋼冷軋需要較大的軋制張力。可逆式冷軋機的張力來自于軋機前后的卷取機。不同的軋機、不同的鋼和不同的厚度,設定不同的張力 (當然應在屈服點以下) 。森吉米爾軋機的正常軋制張力(單位張力)為:Ni

15、系鋼為 390 490Mpa ;Cr系鋼為 295 390Mpa 。一般前張力比后張力稍大, 但在生產 0.5mm 厚以下帶材時,可選用后張力等于前張力,或略大于前張力。(3) 壓下制度壓下制度包括對軋制道次、壓下量(變形率)和軋程等的規定。制定合理的壓下方案對提高軋制效率、質量和降低消耗具有重要意義。壓下制度根據軋機的特點(軋機結構、主電機功率、軋機壓力、軋輥硬度等)確定,同時也隨軋制鋼種、帶鋼尺寸及退火質量而變化。提高每個道次的壓下率,軋制道次就可以減少,從而提高軋制效率。但從改善板形和厚度角度,則以多道次小變形有利。軋制道次越多,鋼帶表面粗糙度越小 ,表面越光潔。例如 :由 3 0 鋼板

16、軋至 0 8 時 ,采用了 9 道次。壓下率越大 ,冷軋后鋼帶表面粗糙度越小。BQ 保證材要求有較高的壓下率,考慮到設備能力 ,壓下率一般為 40% 70% 。偏大的壓下率會導致制品性能異向性 ,對深拉伸加工不利。所以深拉伸材一般需進行二次軋制、退火, 每次的壓下率為 40% 60% 。如洗滌槽等在加工時受到兩向張力作用,對材料的異向性能要求較高 ,故需再軋制。為此 ,一次冷軋壓下率選擇在40% 84% 。(4) 軋制油不銹鋼冷軋也必須使用軋制潤滑劑,其目的是減少軋輥和鋼板接觸面上的磨察,減小軋制壓力和所需的動力,改善表面狀態并提高軋輥的冷卻效果。冷軋使用的潤滑劑有礦物油、棕櫚油和乳化液等,質

17、量應符合標準規定,使用前要過濾,重要的是以后退火中不能在板面上留下殘跡。軋制油的質量也影響鋼材的表面質量,一般粘度越大 , 鋼板表面粗糙度越大。(5) 工作輥冷軋機使用的軋輥必須有高的硬度、強度和高耐磨性, 同時還必須有一定的韌性。多輥冷軋機使用的軋輥材質為高鉻鋼和高速鋼。不同部位的輥子應選用不同成份的鋼。不銹鋼冷軋用工作輥一般為合金鋼和高速鋼輥,使用高速鋼軋輥的產品表面粗糙度小于合金鋼工作輥,所以 BQ 保證材及部分 BA 材需使用高速鋼工作輥。工作輥表面粗度越小、越光潔,則鋼板表面粗糙度越小 , 因此要求工作輥研磨機組狀況良好 ,工作穩定。另外工作輥的表面也不得有任何肉眼可見缺陷(裂紋、壓

18、坑、壓痕、研磨紋、螺旋紋等) 。軋輥使用前都要經過細致的研磨和檢查。在軋制過程中還要勤作檢查,發現問題立即換輥。 所以軋制不銹鋼時換輥很頻繁,一般每軋一卷要換一次有時甚至要換數次輥。故要專門設置一個研磨間。研磨工作輥的車床必須有高精度,研磨精度要求達到 5(0.005mm) 。(6) 板形控制在軋制帶鋼時, 因輥型的關系帶鋼上有時會出現中間浪或邊浪,造成成品寬度方向厚度不均。 這種產品上的缺陷會使軋制作業發生故障。為此軋制中必須進行板形控制,使軋制全過程中寬度方向的厚度不變,以生產出平直的鋼帶(板)。板形控制的基本方法是確定適當的軋輥凸度。也就是考慮鋼帶寬度方向的壓力分布特征,把軋輥磨成中間部

19、分稍凸的形狀。凸度的大小要根據軋機的情況設定。除此之外,國內一些先進軋機,還采用了其它控制板形的方法。例如利用軋制產生的熱量造成熱凸度和利用液壓彎輥技術控制凸度。當然,板形好壞也受其它一些操作因素影響,例如張力和壓下的適當控制等。這要靠操作經驗掌握。判斷板形好壞,通常是由操作人員目測或手摸,精確的做法是在軋機上安裝板形檢測儀。(7) 軋制精度冷軋不銹鋼板應厚度均勻,偏差小,這是衡量產品質量一個重要指標。改善鋼板的厚度, 很大程度依靠提高冷軋的軋制精度。即既要設法減小和消除厚度不均,又要盡量縮小厚度偏差范圍。鋼板厚度不均是由兩方面的原因造成的:一是冷軋母材不良,如熱軋卷的厚度不均及坯料退火不良導

20、致帶鋼長度方向的變形抗力不均等;二是冷軋自身造成的,如張力變化、速度變化、軋輥偏心、軋輥軸承部分的油膜厚度變化等。對于前者,除要求前部工序改進外,還應在冷軋中設法消差。對于后者,則要靠不斷改進冷軋操作。為監視冷軋中的厚度變化現代化的冷軋機上都裝有測厚儀(X射線測厚儀、 射線測厚儀等),并能進行厚度顯示。有的軋機還裝設了厚度記錄儀,由記錄紙動態記錄每卷鋼軋制過程中的厚度變化。多輥軋機由于機架剛度大,對板厚的矯正能力強, 熟練的操作工手動操作就能軋出較高精度的鋼板。盡管如此,為進一步提高軋制精度,許多軋機裝上了自動厚度控制裝置(AGC )。這種裝置有三種控制方式。預測壓下控制方式( FF- AGC

21、 )。 即檢測入口側的板厚,用計算機準確地控制壓下裝置和壓下量,根據入口厚度修訂壓下。這種控制的目的是修正原板的厚度不均。壓下監控方式(壓下監控 AGC ) 即檢測軋制后的板厚,并將該板厚與目標板厚反饋給壓下裝置,進行壓下修正,使軋制后的板厚接近目標值。這種控制方式的目的修正偏差的水平。張力監控方式 (張力監控 AGC ) 其控制目的與壓下監控 AGC ,不過控制對象為張力,主要用于薄規格帶鋼的軋制。(8) 冷軋時其他質量控制要點確定合理的換輥周期 ,對工作輥需細心研磨、檢查,防止輥印 ;加入優質墊紙 ,軋制速度下降 ,防止油斑。二輥、三輥擦拭器定期維護,張力控制 ,防止摩擦痕。縮短鋼卷冷軋后

22、至退火前滯留時間,可防止污染。對于厚板 ,為防止鋼板出現墊紙痕 ,一般冷軋時最后道次不加墊紙;薄板只在鋼卷頭尾部加墊紙。3.4 連續退火酸洗技術90 年代各國新建的連續退火酸洗線,在技術方面的發展趨勢是(1) 提高生產線的處理速度 ,以提高生產率 ,冷軋連續退火酸洗線的速度已達到 150 /min ,一般控制在 ;(2) 普遍在退火爐上采用節能措施,例如 :把退火爐的余熱帶加長 , 利用排氣提高余熱效果 ,熱效率可達 63 67%;(3) 在酸洗上采用中性鹽電解和堿電解組合的新技術 ,可適應多品種不銹鋼的高速除鱗并提高表面質量 ;(4) 在冷軋帶鋼的連續退火酸洗作業線后面 ,可以增加平整機 ,

23、張力矯直機及圓盤切邊機等在線設備 ,可省略精整工序。連續退火酸洗生產線是整個不銹鋼制造過程中極為重要的環節, 酒鋼有兩條退火酸洗線,即熱退火酸洗線和冷退火酸洗線,具體的設備配置在后面有闡述,從退火和酸洗角度來說, 工藝設備主要由連續式退火爐、中性鹽電解、混酸三部分設備組成。目前除鱗方法有 :硫酸電解、硝酸電解、中性鹽電解、熔融鹽處理法等工藝。中性鹽電解方式 ,即鋼帶在運行過程中交替變換極性, 來溶解氧化鐵皮中的鉻氧化物 ,不易溶解的鐵氧化物 ,可在隨后的二級混酸中洗去。下面就具體條件下影響產品質量的主要因素予以說明。退火工藝退火目的為使不銹鋼材獲得最佳的使用性能或為不銹鋼材用戶進行冷、熱加工創

24、造必要的條件,不銹鋼材在出廠前需進行熱處理。 熱軋后的退火不銹鋼熱軋后硬度都較高并有碳化物析出,馬氏體在高溫下為奧氏體,熱軋后在冷卻過程中發生馬氏體相變,常溫下得到高硬度的馬氏體。退火的目的是將這種馬氏體分解為鐵素體基體上均勻分布著球狀碳化物,以使鋼變。鐵素體鋼通常沒有奧氏體、 鐵素體之間的轉變, 在常溫和高溫下都是鐵素體組織。但當鋼中含有一定量的碳氮等奧氏體形成元素時,即使有很高的含鉻量,高溫時也會部分形成奧氏體, 在軋后冷卻過程中也會發生馬氏體轉變,使鋼硬化。因此,這類鋼的退火目的一方面是使其被拉長的晶粒變為等軸晶粒,另一方面使馬氏體分解為鐵素體和顆粒狀或球狀碳化物,以達到軟化的目的。 奧

25、氏體鋼含有大量的鎳、錳等奧氏體形成元素,即使在常溫下也是奧氏體組織。但是鋼中含碳較多時,熱軋后會析出碳化物。另外,晶粒度也會因加工而變形。這種鋼的退火就是使析出的碳化物在高溫下固溶于奧氏體中,并通過急冷使固溶了碳的奧氏體保持到常溫,同時在退火中調整晶粒度,以達到軟化的目的。 冷軋后的退火不銹鋼冷軋后發生硬化, 冷軋量越大, 加工硬化的程度越大,若將加工硬化的材料加熱到 200 400 就可消除變形應力。進一步提高退火溫度則發生再結晶,使材料軟化。冷軋后的退火包括中間退火和最終退火,其目的都是為了將硬化的材料通過再結晶而軟化,得到要求的性能。退火設備 罩式退火爐罩式爐是將鋼卷置于固定的爐臺上,扣

26、上內罩和外罩密封, 通入保護氣體加熱退火,可以為煤氣、天然氣或電,為了保證爐內溫度均勻,爐內設有循環通風裝置。 臥式連續爐臥式連續爐是目前廣為使用的退火設備,懸垂式爐廣泛用于帶鋼, 其特點是鋼帶在爐內呈懸垂狀態, 邊加熱邊前進。爐子結構由預熱段、加熱段和冷卻段構成,加熱段之間帶鋼支撐輥一般為圓盤輥形式,其主要作用為可實現不停產更換帶鋼支撐輥。退火段:退火爐一般由一個預熱段和三個加熱段組成:預熱段利用燃燒廢氣預熱帶鋼, 燃燒后的廢氣從預熱段經過換熱器熱交換后進入排氣系統。加熱段有交錯安裝的燒嘴,該燒嘴利用預熱到400 左右的空氣和燃氣充分混合燃燒,將帶鋼加熱到退火溫度,一般1100 左右。通過爐

27、膛氣氛的最優化控制,既提高燃燒效率又在帶鋼表面生成適宜的氧化層,為后續的酸洗創造有利條件。空燃比是燃燒管理的重要指標,既要保證充分燃燒, 又要使空氣量盡可能接近理論空氣量,以減少熱損失,一般控制氧含量3% 5% 左右。冷卻段:退火過程的冷卻對材料性能和板形有很大影響,不同的鋼種和板厚冷卻條件不同, 重要的是控制冷卻速度和冷卻均勻性。冷卻段分初冷段和終冷段,按工藝要求的冷卻速率將帶鋼冷卻至80以下,既要保證板形又須保證力學性能的要求,通常用的冷卻方式有風冷、氣霧冷、噴水冷卻、噴射冷卻等。從鋼種來看, 304 等奧氏體鋼在 850 500 之間需快速冷卻,否則碳化物將在晶界析出而產生敏化通常冷卻速

28、率應在20 /S,含 Ti、Nb 的奧氏體比較穩定,難于敏化,冷卻速率可以慢些。馬氏體和鐵素體鋼不宜急冷,應盡可能采用較小的冷卻速率。退火主要控制參數(1) 退火溫度退火溫度的設定隨不銹鋼鋼種而異。304 鋼一般均熱段溫度為1100 (鋼帶溫度 )左右 ,430 鋼為 900左右。相對較高的溫度可提高生產效率,但同時要求較高的運行速度 ,對設備要求較高。(2) 氧濃度退火爐內剩余氧氣的多少對氧化鐵皮的組成,有較大影響 ,從而影響酸洗效果。資料表明 ,對于 304 鋼 ,剩余氧氣濃度控制在3.5% 4.0% 時 ,氧化鐵皮生成量最低 ,易酸洗。(3) 退火速度和均熱溫度一樣 ,設備能力不同 ,退

29、火速度也不同。對于同一設備,不同帶鋼所選擇的速度與TV 值有關;酸洗酸洗也是冷軋不銹鋼板帶生產的必經工序。現代化寬帶不銹鋼生產都是將退火與酸洗設在同一機組連續作業,稱之為退火酸洗機組, 如 AP(H) 、AP(C) 等。酸洗的目的酸洗的目的是去掉熱軋及退火在鋼帶表面形成的鐵鱗,即氧化層。除此之外,酸洗另一個目的是對不銹鋼表面進行鈍化處理,賦于鋼板耐蝕性,冷軋成品的酸洗尤為重要。不過,由于不銹鋼的鐵鱗中含有與基體結合更為緊密的氧化鉻,因而酸洗困難。因此,為提高酸洗效果,必須在酸洗之前進行破鱗處理(簡稱預處理)。酸洗前的預處理酸洗前的破鱗處理有兩種方法:一是機械破鱗,通常用于熱軋卷;一是化學方法,

30、通常用于冷軋卷。機械破鱗處理:這種處理有2 種方法:一種是噴丸機處理;另一種是破鱗輥處理。機械破鱗噴丸處理是利用壓力和離心力使很小的鋼丸以很高速度噴射在運行帶鋼的表面進行除鱗。 噴丸機的基本結構和原理是:鋼丸通過料斗和導筒送入葉輪裝置,從正反兩面噴射; 噴射后流入下部的丸粒再通過螺旋槳、斗式提升機等循環裝置送到機體上部, 用分離器將塵土和碎丸分離出來,然后將可用鋼丸再送回葉輪裝置循環使用。 噴丸處理能力主要由葉輪裝置的輸出功率、投射量和投射速度決定,它是噴丸機最重要的機術指標。下面是熱軋卷噴丸除鱗的一個實例:鋼帶厚度: 2.0 9.0mm ;處理能力:平均40t/h ;鋼丸粒度: 0.177

31、0.500mm ;鋼丸硬度: 45 51HRC ;投射速度: 55 80m/s :投射密度: 60 80kg/m 2 。破鱗處理是利用一組輥子(包括前后夾送輥、破鱗輥、矯直輥等)使鋼帶呈“S”形反復彎曲,使帶鋼表面上的鐵鱗龜裂,以便易于剝落。這種方法不會損傷熱軋卷的表面,可代替噴丸處理或與噴丸處理組合使用。化學方法處理(熔鹽法)也稱堿洗法。 這種方法的特點是:在酸洗槽前設置堿槽和水洗槽,堿槽中裝入 NaOH 及氧化劑等鹽類(例如某廠采用的成份配比為:NaOH60% ,NaNO 330% ,NaCI10% ),形成熔融的鹽浴。鋼帶通過鹽浴侵漬,與鐵鱗發生氧化反應,改變鐵鱗的組成:同時由于體積膨脹

32、,鐵鱗上產生龜裂和鼓包。然后鋼帶進入水洗槽冷卻和沖洗, 沖洗時產生的水蒸汽又使鐵鱗發生物理性剝離,從而使下部酸洗容易進行。這種方法所以適用于冷軋卷酸洗前的預處理,還因為它能去除鋼帶表面上的油脂和其它污垢,使表酸洗更均勻。這種預處理方法的優點:( a) 熔鹽僅與不銹鋼鐵鱗發生作用,而不會侵蝕母材金屬;( b) 處理時間短;( c) 不會產生氫脆。但存在以下缺點:( a) 鹽浴溫度降到 300 以下時則固化;( b) 隨著機組速度的提高,附著在帶鋼上、被帶出的堿量急劇增加,不僅增大成本,而且污染周圍的環境;( c) 鹽槽中的侵入鐵輥容易使鋼帶表面產生缺陷。鑒于上述情況, 采用這種預處理方法時必須加

33、強操作管理,特別是對鹽浴的單耗、表面易發生的缺陷和安全等的管理。鹽浴的單耗管理就是要控制鹽分的帶出量。而影響帶出量的主要因素是機組張力、板形、鹽浴溫度刮鹽(輥刷)情況。表面易產生的缺陷包括鐵輥同步不良產生的劃傷缺陷,石棉輥、鐵輥、刮鹽輥上附著物產生的壓坑缺陷和水洗槽冷卻皺缺陷等,要設法做到早期發現, 早期處理置。特別應該注意安全問題。堿槽中NaNO 3 是危險物質, NaOH 也有劇烈腐蝕性,配裝料時要十分注意;450500 的堿液,濺到皮夫上會引起燒傷,所以往鹽浴中加料或換輥時必須采取安全措施;鹽浴進入水分, 會產生水蒸汽引起暴炸,所以換的輥子必須干燥無水份。 總之這個工序應制定嚴格的安全保

34、證措施。酸洗方法經過預處理的帶鋼送往酸洗。酸洗的方法可歸納為兩類:一類是酸侵法,二是酸液電解法,前者是普遍采用的方法,而后者是一種輔助性方法, 大多數情況都是和酸侵法組合使用。酸侵法單獨或混合使用的酸有硝酸、氫氟酸、硫酸等。硝酸是氧化劑,可促使不銹鋼鈍化,但單獨使用沒有除鱗作用。氫氟酸毒性大,不僅侵蝕鐵鱗,也侵蝕基體金屬,使表面粗糙。因此,這兩種酸都不能單獨使用,而使用它們的混合物效果最好,短時間內就可獲得良辰美景的表面,點蝕的危險也小, 所以不管是什么鋼種,大都采用這種混酸。硫酸在較高溫度下酸洗效果良好,但溫度低時卻差。所以,一般只在下列兩種情況下使用:一是為改善鉻系鋼熱軋卷的除鱗性,有時設

35、置熱硫酸槽, 與硝酸、氫氟酸的混酸槽組合使用; 二是在冷軋卷退酸線上, 為中和經過堿槽處理后帶鋼上帶出的堿分, 在鹽浴水洗槽和酸洗槽之間設置硫酸槽,以提高后面酸洗槽的效力。采用硫酸酸洗時,關鍵是掌握酸液溫度。不銹鋼酸洗一般不采用鹽酸。因為鹽酸不僅侵蝕鐵鱗,也侵蝕金屬基體,即便使用,也應和硝酸混合使用, 但這種混酸對金屬基體仍有侵蝕性,導致金屬表面粗糙,因此盡量不要使用。酸侵電解法(也稱電解酸洗)電解酸洗是在僅用酸侵法難以完全除鱗的情況下所采用的一種加速除鱗的方法,與酸侵法組合使用,可提高酸洗效率。這種方法的特點是:對鋼帶整體強制酸洗,表面均勻,光澤度良好。電解酸洗中通常使用的有:硫酸電解、硝酸

36、電解、中性鹽電解等工藝。中性鹽電解方式一般作為預酸洗工藝使用,即鋼帶在運行過程中交替變換極性 ,來溶解氧化鐵皮中的鉻氧化物,不易溶解的鐵氧化物 ,可在隨后的二級混酸中洗去,可用于熱帶酸洗和冷帶酸洗。硝酸單獨作為酸侵液使用時除鱗效果很弱,但是通過電極(高硅電極)產生電流流通時,由于電化學作用使氧化膜離子化,就能進行酸洗。 不過因腐蝕性較低,除鱗能力較小,不單獨使用,一般與中性鹽電解相結合,用于酸洗冷帶,主要用于 400 系列的發白鈍化,作為后酸洗使用。硫酸電解因反應劇烈, 一般不采用,僅在處理部分表面質量較差的板帶時使用。連續酸洗線上各種酸洗方法的組合使用帶鋼酸洗是連續進行的,是將各種酸洗方法,

37、包括預處理,采取不同方式組合起來使用。組合方式根據鋼種、帶鋼表面狀態和設備條件決定。酸洗設備酸洗設備可分為酸貯藏設備、酸洗設備和廢酸處理設備三類。酸貯藏設備酸貯藏設備由貯藏罐、受酸裝置和送酸裝置構成。受酸方法一般都采用最簡單的空氣加壓方式。接受酸時罐車中加1.2Kg/cm 2的壓迫空氣將酸壓送到貯罐中。從貯罐向酸槽送酸采用兩種方法:一種是在貯罐和計量槽之間設虹吸管,利用虹吸原理送酸;一種是利用貯罐和計量槽的落差送酸。前者操作比較復雜,但是閥門、管道經過貯罐的上部, 即使發生漏酸事故, 只要切斷虹吸管酸就停止流出,可防止酸的大量流失,維修也較方便。后者操作簡單,但需在貯罐底部安裝排酸閥門。閥門和

38、管道發生異常時,不將貯罐中的酸全部放出就不能處理,不便于維修。為防止罐車和貯罐承受異常壓力,在管路和罐車(或貯罐)上要加設雙重安全裝置。另外,硫酸的凝固點高,濃度為100% 時大約為 10,濃度為 98% 時大約為 3,在冬天有凍結的危險。因此貯罐上應配置溫水或蒸汽加熱裝置,管道也要保溫。酸洗設備酸洗設備由酸槽、 刷洗機、烘干機及酸液循環系統等附屬設備構成。按用酸的種類,酸槽分為硫酸槽、硝酸-氫氟酸混酸槽、硝酸電解槽等。根據酸的特性,襯砌不同內襯或采用不同的材質。酸槽一般用鋼板制作, 內襯耐酸性的板 (如聚乙烯樹脂板),再砌耐酸磚(硫酸和硝酸電解用瓷磚,硝酸-氫氟酸混酸用碳磚,也可采用PP 槽

39、。酸液通過計量罐從酸槽的上部加入。酸液加熱采取兩種方式: 一種是向槽內通蒸汽直接加熱;一種是用熱交換器間接加熱。間接加熱方式又可分為兩種:一種是在槽內加熱, 另一種是在槽外設熱交換器, 使酸液在酸槽和熱交換器之間循環。廢酸處理設備酸液在使用中酸洗效果逐漸降低,需要排出更新。 但如果達不到規定的排放標準則會造成公害。為此, 需設置廢酸中和處理裝置, 用石灰水一類的中和劑中和沉淀,處理后的沉淀物成為泥漿。經過處理可回收一些物質。為了充分利用廢酸液, 進一步開發了廢酸回收技術。采用培燒或樹脂吸附的方式從廢液中回收硝酸和氫氟酸,送回酸洗裝置中再用。 培燒技術一般稱為酸再生,完全回收酸液中的結合酸和自由

40、酸,產物為金屬氧化物,但設備投資大,工藝控制難度也大;樹脂吸附的一般工藝流程是先將廢酸過濾,去除固體懸浮物,然后再用專用樹脂吸附,回收自由酸,回收的自由酸返回主線使用,其廢棄產物打入廢水處理廠進一步處理,以達標排放。洗工藝和質量控制不銹鋼酸洗受鋼種、帶鋼表面狀態、退火條件等因素影響,采用的工藝不盡相同應根據具體情況情況確定。中性鹽電解使用 Na2SO4 中性鹽電解的好處是酸液可再生(再生要消耗其他化學介質),不必更換 ,其損耗為帶鋼帶出的部分,而且其產品質量穩定。304 鋼中性鹽電解采用的參數:酸洗溫度為 80 左右 ,酸洗濃度為 150g/l 左右 ,PH 值為 6 5 左右 ,電流為 70

41、00 /左右。一般酸液溫度越高酸洗效果越好,但考慮設備能力 ,不應超過 88 。如果溫度低于20,部分 2 4 會開始從溶液中析出 ,從而引起管道和泵堵塞 ,所以電解酸洗段不作業時,整個系統溫度應不低于 25。酸液濃度越高 ,導電性越好 ,被剝離的氫氧化物 (廢渣 )沉淀也越快 ;但濃度太高 ,會導致放電損失。如 PH 值3, 基體金屬優先溶解 ,氧化皮溶解慢 ;PH 7 時 ,中性鹽溶液會起泡沫 ,酸洗效果降低。所以 ,生產過程中應該定期檢測PH 值 ,隨時調整。一般將電流控制在 7000 左右 ,電流密度過大時兩極優先生成2,酸洗效果降低。混酸混合酸洗的目的是去除經中性鹽電解后殘留的表面氧

42、化物并使鋼帶表面光亮。 304 鋼一般使用( HNO 3 +HF),不同的鋼種有不同的酸洗濃度和溫度配比,根據一般反應式的濃度平衡規律和許多廠家的實際經驗,混酸槽的酸液濃度,HNO 3 通常控制在 6%15% ,HF 控制在 0.2%6.0% 之間。應該指出的是HF 的濃度不能太高,否則會因過酸洗而使金屬損失增加,并使表面粗糙。另外溶液中金屬離子濃度大小也直接影響酸洗效果。一般金屬離子濃度應該低于 4 0 /。酸液實際溫度、濃度應通過具體調試來獲得,其值太低則酸洗效果不佳 ,其值太高則影響設備壽命,會出現過酸洗 ,鋼帶表面光澤度下降 ,影響防腐能力 ;溶液中金屬離子濃度提高會很快,影響酸洗效果

43、 ;酸槽中金屬泥淤積也多。其他影響因素刷洗用水 :一般應使用清潔水 ,否則易堵塞水孔 ,影響鋼帶表面刷洗 ;同時水中金屬離子濃度太高 ,也會影響水的清洗能力。設備方面 :由于連續退火酸洗線較長,軋輥數量及種類較多 , 因此軋輥表面狀態是否良好對鋼帶表面質量有極大影響,應定期維護、維修。綜上所述,酸洗工藝的核心問題是作好酸管理。除此而外,在通板過程中要勤作檢查防止缺陷的產生也很重要。電流密度的效設備長度為整個退酸機組全長的一半以上。通板過程中常使帶鋼表面產生缺陷,而且是被覆蓋的,缺陷的發現往往比較晚,因此必須強化點檢,確立質量保證體制。酒鋼酸洗工藝的布置化學反應方程式焊機其作用為焊接前后兩卷帶鋼

44、的頭尾,以保證連續生產。焊機帶有剪子和入口、 出口對中裝置,可實現帶鋼兩端準確定位和良好焊接;設有月牙剪裝置, 用于前后焊接帶鋼寬窄不一時切過渡角用,以保證帶鋼在生產線上順行。破鱗機主要通過帶鋼的反復彎曲、 拉伸來達到崩裂、破碎氧化鐵皮的目的,其主要功能:破碎氧化層、改善帶鋼平直度、粗糙度。酒鋼冷軋確定破鱗機為濕式破鱗,帶鋼經過破鱗機的拉伸彎曲作用后,鱗皮開始松動,然后由設在破鱗機內部的80 個噴嘴(上下布置)打入高壓水,以去除帶鋼表面松動的鱗皮,以達到除鱗的目的。采用本機組, 可以有效地去除帶鋼表面的氧化鐵皮,節省酸的消耗量;并且帶鋼在大張力的作用下,能產生延伸率在 2%以內的延伸量,在一定程度上可以改善帶材的板形。破鱗機輥系的支撐輥由一系列小輥子構成,每個支撐輥上由5 個輥身長度為230mm 的輥子和 1 個輥身長度為 320mm 的輥子構成, 320mm 長的輥子設置在支撐輥的外側,在每個輥系中兩個支撐輥的安裝方向相反,即320mm 的輥子安裝在不同的側

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