JISCO冷軋工藝設備冷退火酸洗線

JISCO冷軋工藝設備冷退火酸洗線為退火酸洗連續(xù)生產(chǎn)線，以20輥軋機軋制后的帶卷為原料，主要為消除冷加工硬化并滿足產(chǎn)品綜合力學性能、表面質(zhì)量的要求，產(chǎn)品一部分為成品，經(jīng)后續(xù)處理成為2B、2D、No.3、No.4、HL等產(chǎn)品，另一部分作為軋機原料，進行二輪軋制處理。2.1設計參考年生產(chǎn)能力：18萬噸年工作時間：7200ｈ綜合成材率：98.5％2.2原料、產(chǎn)品品種與規(guī)格原料冷軋機軋后鋼卷材質(zhì)：AISI300、400系列寬度：750～1350mm厚度：0.3～3.0mm產(chǎn)品執(zhí)行標準：DIN、ASTM、JIS、GB等材質(zhì)：AISI300、400系列寬度：750～1350mm厚度：0.3～3.0mm2.3主要工藝流程入口帶卷鞍座、小車→開卷機→紙帶收卷機→直頭機→入口切頭剪→焊機→預處理段（熱水洗、堿洗）→入口活套→退火爐→冷卻段→干燥段→電解酸洗→混酸洗→漂洗段→干燥段→出口活套→檢查臺→夾送輥→切頭剪→卷取機→墊紙機→鋼卷小車工藝配置簡圖見圖1圖12.4處理線主要工序簡介入口段有兩個開卷站，每個站包括帶卷、帶卷裝載小車（有帶卷直徑、寬度測量功能）、開卷機、紙帶卷取機、開卷器、直頭機和切頭剪等設備，用于帶卷的裝載、喂料和焊接。鋼卷存儲鞍座功能：存儲待處理原料結構特點：V型鋼結構表面襯聚亞氨酯鋼卷運輸上料小車功能：將鋼卷從存儲鞍座運輸至卷取機并裝到卷取機芯軸上結構特點：由液壓缸驅動抬升平臺，抬升平臺上安裝有2個不驅動的托輥，用來支撐鋼卷；行走機構由電機減速箱通過鏈輪、鏈條驅動；在不驅動的行走輪上裝有脈沖發(fā)生器，對小車行程精確定位。紙帶卷取機功能：開卷機開卷作業(yè)中，將鋼卷中襯紙進行卷取。結構特點：卷取機芯軸為氣動式漲縮芯軸，由變速電機驅動；安裝有光電檢測元件檢測紙帶工作情況（斷帶檢測）；芯軸頭部裝有外支撐軸承。開卷機功能：初始穿帶時使鋼卷轉動，正常工作時為帶材提供后張力；具有帶材自動對中控制。結構特點：芯軸4段楔塊設計，旋轉液壓缸對芯軸實施漲縮；卷軸安裝在主減速箱內(nèi)，主減速箱安裝在機座滑道上，由感應元件檢測帶材對中情況，CPC液壓缸進行對中調(diào)整；聚亞氨酯涂層的壓輥由液壓馬達驅動，液壓缸調(diào)節(jié)抬升和壓下；芯軸頭部裝有外支撐軸承。穿帶臺及壓輥功能：引導帶頭從開卷機到矯直機入口夾送輥；壓輥幫助喂料，使帶頭進入夾送輥。結構特點：穿帶臺為可伸縮形，分別由液壓缸實施帶臺伸縮、升降；聚亞氨酯涂層的壓輥，液壓缸調(diào)節(jié)抬升和壓下。夾送輥及矯直機功能：夾送輥主要是穿帶時給矯直機喂料提供動力；矯直機矯直帶材頭部，便于穿帶、切頭及焊接。結構特點：夾送輥為聚亞氨酯涂層輥，下輥為惰輥固定安裝，上輥為驅動輥可調(diào)節(jié)，由電機通過減速機及接軸驅動，液壓缸調(diào)節(jié)抬升和壓下；5輥矯直機3個下輥安裝在下機座內(nèi)，2個上輥安裝在可通過轉軸打開的上機座內(nèi)；上機座在完成穿帶及直頭后，可由液壓缸快速打開，成斜開口型；2個上輥可根據(jù)不同帶厚，由螺旋千斤頂為執(zhí)行機構，獨立調(diào)節(jié)壓下及抬升量；5輥由電機通過減速機、分配箱及接軸驅動。夾送輥及切頭剪功能：夾送輥主要是穿帶時給切頭剪喂料提供動力，剪切時定位帶頭；切頭剪用于切除帶卷頭、尾部分，便于焊接時焊接縫隙的對中。結構特點：夾送輥為聚亞氨酯涂層輥，下輥為驅動輥，固定安裝，由電機通過減速機及接軸驅動，上輥為惰輥可調(diào)節(jié)，液壓缸調(diào)節(jié)抬升和壓下；切頭剪由固定的上刀架、剪切運動的下刀架及下刀架滑道組成；下刀架由液壓缸通過肘節(jié)連桿（曲桿）機構，使下刀架沿滑道實施向上剪切運動；剪刃間隙的調(diào)整是通過手輪帶動螺旋千斤頂，經(jīng)過調(diào)整斜楔使上剪刃橫向移動來實現(xiàn)；剪切廢料由汽缸驅動的旋轉導板導入料斗。邊導對中輥功能：穿帶操作時使帶材同機組中心線保持一致（對中）。結構特點：兩個可沿導桿移動的雙立輥機架結構布置于帶材兩側，立輥為硬質(zhì)鋼輥；雙立輥機架結構由電機帶動絲桿、螺母，根據(jù)帶寬不同進行預設定位移，液壓缸可使雙立輥機架快速打開，彌補預設定位移偏差。焊機功能：其作用為焊接前后兩卷帶鋼的頭尾，以保證連續(xù)生產(chǎn)。形式：搭接滾壓焊（電阻焊）結構：入口帶鋼活套、一個板式對中裝置、一個夾緊式對中裝置、入口和出口側的支撐輥、電機驅動的C形框架、帶入口和出口夾緊裝置的搭接和傾動臺、入口夾緊裝置的橫向運動、帶廢鋼輸出裝置的雙平行剪、沖孔機、焊頭導向裝置、帶導向裝置的平整頭、DC單相焊接整流變壓器、焊接輪重新修磨裝置、一個夾緊式對中裝置、一個板式對中裝置、帶鋼出口活套、月牙剪、定位夾送輥、閉路冷卻水再冷卻裝置。目前參加交流的焊機商有德國MIEBACH公司和美國GUILD公司，其產(chǎn)品均為搭接滾壓焊機（電阻焊），采用前焊輪后滾壓的方式完成焊接及焊縫的平整。其中，MIEBACH公司阻抗焊機，焊速1—15m/min可調(diào)，焊接板厚差最大0.6mm，相對差不得超過50%。焊縫焊接強度奧氏體為退火狀態(tài)下母材的80%，鐵素體409為退火狀態(tài)下母材的60%，鐵素體430為退火狀態(tài)下母材的50%。焊縫厚度超母材厚度10%左右。GUILD公司阻抗焊機，焊速2—17m/min可調(diào)，焊接板厚差不得超過50%。焊縫焊接強度奧氏體為退火狀態(tài)下母材的85%，鐵素體為退火狀態(tài)下母材的80%，焊縫厚度超母材厚度15%左右。入口活套水平活套，位于退火爐之前，在入口段并卷焊接時，將其存儲的帶材釋放以保證生產(chǎn)的連續(xù)連續(xù)工藝段連續(xù)工藝段主要包括預處理段、退火段及酸洗段，主要完成帶卷的退火、除鱗，使產(chǎn)品滿足綜合力學性能和表面質(zhì)量等級的要求。預處理段功能：去除帶材表面的軋制油，并使殘留軋制油均勻分布于帶材表面，在退火爐中能夠均勻燃燒，不會在帶材表面因殘留軋制油分布不均勻而產(chǎn)生燃燒不均、帶材表面出現(xiàn)斑點，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。結構特點：由預清洗段（噴水）、刷洗段（刷輥）、最后清洗段、干燥段、堿液循環(huán)系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)組成。預清洗段由出入口擠干輥，清洗機箱體、噴管、噴嘴套件組成。刷洗段由出口擠干輥，刷洗機箱體、刷輥、支撐輥組成，刷輥和支撐輥為對輥。最后清洗段為3段式，由出入口及中間段擠干輥，清洗機箱體、噴管、噴嘴套件組成。干燥段由風機、蒸氣熱交換氣及熱風噴管組成。熱風溫度由蒸汽控制閥經(jīng)蒸氣熱交換氣控制。其中，擠干輥為橡膠涂層輥，下輥固定安裝，上輥汽缸調(diào)節(jié)升降，上下輥獨立由變速電機通過減速機及接軸驅動。刷輥表面為聚丙烯，可由液壓缸快速打開和壓下，通過電機、減速機及接軸驅動。支撐輥為橡膠涂層輥，可通過機械千斤頂調(diào)節(jié)工作位置，通過電機、減速機及接軸驅動。ANDRITZ、VAI集團設有脫脂或預處理段，而POSCO集團根據(jù)其實際生產(chǎn)經(jīng)驗未設此段。脫脂或預處理段的設置，是為了確保產(chǎn)品表面質(zhì)量，根據(jù)大多數(shù)不銹鋼生產(chǎn)廠家的做法，冷線應設預處理段，該段要設計成具備熱水沖洗功能，必要時也可使用堿脫脂。退火爐區(qū)主要包括預熱段、加熱段、初冷段、終冷段、干燥段及相應的排煙、抽風、冷卻系統(tǒng)。對不進行光亮退火的冷軋成品或半成品鋼卷進行退火，鋼帶在退火爐內(nèi)按工藝要求加熱后進行氣（氣霧）冷后干燥，以消除上道工序產(chǎn)生的加工硬化、組織缺陷、通板性能差值較大、板形不良等缺陷，從而得到要求的顯微組織、力學性能、工藝性能和板形。同時，通過爐膛氣氛的最優(yōu)化控制，不但提高燃燒效率，而且在鋼帶表面生成最適宜的氧化層，為后續(xù)的酸洗創(chuàng)造有利條件。(詳細介紹見6－退火爐段介紹)酸洗段去除鋼帶表面氧化層，并使鋼帶表面鈍化，增加耐蝕性。酸洗段包括硫酸酸洗段、硝酸/氫氟酸混合酸洗段、清洗干燥段。（詳細介紹見7－酸洗段）出口段出口段包括為卷取機提供反拉張力的張緊輥、檢查站、剪子、導向輥、卷取機、紙帶開卷設備、卸卷小車及相關的存儲和稱重設備。卷取機功能：提供和控制工作時帶材的卷取張力；具有帶材自動對中控制，保證卷取的對中精度。結構特點：芯軸3段或4段楔塊設計，旋轉液壓缸對芯軸實施漲縮；卷軸安裝在主減速箱內(nèi)，主減速箱安裝在機座滑道上，由感應元件檢測帶材對中情況，CPC液壓缸進行對中調(diào)整；聚亞氨酯涂層的壓輥為惰輥，液壓缸調(diào)節(jié)抬升和壓下；裝有卸卷推板，由液壓缸提供動力；芯軸頭部裝有外支撐軸承。皮帶助卷器功能：薄規(guī)格帶材（1mm或0.8mm以下）初始卷取時，必須借助于皮帶助卷器，進行建立張力前的卷取，此時卷取機芯軸鉗口不使用或芯軸加裝套筒。結構特點：框架式C型結構，在C型結構內(nèi)由若干導向輥支撐環(huán)形皮帶組成，C型框架由液壓缸驅動運行；C型結構上有液壓缸驅動的卷取機芯軸包裹臂，在卷取作業(yè)時包裹臂壓下，使皮帶緊緊包住芯軸或套筒；皮帶張緊輥在助卷器工作時由液壓缸推動壓緊皮帶，由液壓馬達提供輔助動力。出口儲料活套在出口段設備停機實施分切、取樣等操作時，用來存儲在線生產(chǎn)的帶材，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。退火爐段退火段退火爐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(jīng)過換熱器熱交換后進入排氣系統(tǒng)。加熱段有交錯安裝的燒嘴，該燒嘴利用預熱到450℃的空氣和燃氣充分混合燃燒，將鋼帶加熱到退火溫度。退火溫度、時間、冷速、線速是退火最重要的控制參數(shù)，不銹鋼退火溫度一般在780～1200℃。在每個加熱段之間均設有輪盤輥系統(tǒng)，起支撐帶鋼作用，可保證在任何必要的情況下不停產(chǎn)快速安全更換支撐輥。通過爐膛內(nèi)氣氛的最優(yōu)化控制，既提高燃燒效率又在鋼帶表面生成適宜的氧化層，為后續(xù)的酸洗工序創(chuàng)造有利條件。空燃比是燃燒管理的重要指標，既要保證燃氣充分燃燒，又要使空氣量盡可能接近理論空氣量，以減少熱損失。冷卻段冷卻段分初冷段和終冷段，可以采用氣冷或氣＋氣霧冷，按工藝要求的冷卻速率將帶鋼冷卻至80℃以下，既須保證板形又須滿足力學性能的要求。退火過程的冷卻對材料的性能和板形有很大的影響，而且不同的鋼種和板厚冷卻條件不同，因此在設定冷卻條件時必須慎重，尤其薄帶鋼極易變形，更要控制冷卻速度和冷卻均勻性，有更嚴格的冷卻制度。干燥段干燥段功能是吹干冷卻段遺留在帶鋼上的水分，該功能通過風機向帶鋼噴吹熱風來實現(xiàn)，熱風由蒸汽/空氣熱交換器預熱空氣獲得。加熱/冷卻通常由數(shù)學模型根據(jù)原料情況自動控制，也可進行手動設置。在操作站內(nèi)可以根據(jù)相關處理數(shù)據(jù)監(jiān)視鋼帶在退火爐加熱和隨后的冷卻情況。鋼帶的處理工藝可以在數(shù)模中預設定，處理工藝同時作為識別碼的一部分。在退火爐入口處預留有事故水箱，用于意外斷帶時退火爐入口段帶鋼的冷卻。退火爐保溫材料耐火和保溫材料選擇適當、爐襯結構合理，是改善爐子熱工性能和提高爐襯使用壽命的重要因素。熱交換器換熱器為氣----氣熱交換裝置，位于輻射預熱段和排風機之間的廢氣管道內(nèi)，入口最大氣體溫度850℃，出口最大氣體溫度500℃。主要作用：提高燃料的理論燃燒溫度加快升溫速度顯著節(jié)約燃料，提高燃燒效率減少煙氣排放量有利保護環(huán)境廢氣排放見圖2輪盤輥輪盤輥為加熱段之間帶鋼支撐輥，其主要作用、特點：支撐帶鋼，避免過大懸垂度密封性好，有效控制爐內(nèi)氣氛快速安全不停產(chǎn)更換支撐輥輪盤輥示意圖見圖3燒嘴燒嘴為超低NOX排放燒嘴，預熱后的助燃空氣和燃氣充分混合后燃燒，可獲得最佳的燃燒和最快的加熱速度。燒嘴示意圖見圖4酸洗段酸洗段工藝酸洗成份ANDRITZPOSCO硫酸洗Na2SO4（g/l）150～220220（max）金屬（g/l）/15（max）工藝溫度（℃）65～8590（max）混酸洗HNO3（g/l）100～220130～150HF（g/l）0～6020～40（304）5～10（409）金屬含量（g/l）/35工藝溫度℃40～6550～60（304）35～40（409、430）級聯(lián)清洗分段刷洗五段1、2、3和4、5段四段漂洗：噴淋、雙刷洗、噴淋、熱漂洗最后一段酸度20mg/l5%HNO3、1.5%HF最后一段溫度85℃85℃（max）漂洗水脫鹽水或冷凝水/帶鋼干燥干燥介質(zhì)熱空氣120℃/加熱介質(zhì)蒸汽間接加熱蒸汽間接加熱酸洗段配置序號設備名稱數(shù)量規(guī)格、型號備注1電解酸洗電解槽1L*W*H=32500*2000*600/循環(huán)罐260m3D=3500L=6000/熱交換器2750/400kW板式循環(huán)泵4+2Q=300m3H=30mPP廢酸洗液輸送泵1+1Q=10m3/hH=15mSS/PP2Na2SO4準備站準備罐120m3D*H=2500*4000/循環(huán)泵1+1Q=10m3/hH=15mPP3刷洗裝置循環(huán)罐110m3SS循環(huán)泵1+1Q=30m3/hH=30mPP4混酸酸洗01酸洗槽1L*W*H=20000*2000*600/循環(huán)罐235m3D*H=3000*5000PVDF/FRP熱交換器2300kW石墨循環(huán)泵2+1Q=150m3/hH=25mPE/PVDF廢酸輸送泵1+1Q=10m3/hH=15mPP/PVDF5混酸酸洗02酸洗槽1L*W*H=20000*2000*600/循環(huán)罐235m3D*H=3000*5000PVDF/FRP熱交換器2300kW石墨循環(huán)泵2+1Q=150m3/hH=25mPE/PVDF廢酸輸送泵1+1Q=10m3/hH=15mPP/PVDF6混酸酸洗03酸洗槽1L*W*H=20000*2000*600/循環(huán)罐235m3D*H=3000*5000PVDF/FRP熱交換器2300kW石墨循環(huán)泵2+1Q=150m3/hH=25mPE/PVDF廢酸輸送泵1+1Q=10m3/hH=15mPP/PVDF7最終漂洗段中間循環(huán)罐14m3SS循環(huán)泵2Q=60m3/hH=30mPP最終漂洗罐3L*W*H=14500*2000*2000Steel循環(huán)泵3+2Q=30m3/hH=25mPP熱交換器1240kWSS8板帶干燥器1L*W*H=4500*2060*2010焊接鋼9冷凝系統(tǒng)冷凝罐110m3SS10排氣系統(tǒng)011//排氣扇1+114000m3/h3000Pa/中間罐13m3PP循環(huán)泵1+1Q=30m3/hH=25mPP11NOX-/煙氣凈化系統(tǒng)//12Na2SO4收集池110m3混凝土潛水泵2Q=15m3/hH=40m13混酸收集池110m3/h混凝土潛水泵2Q=15m3/hH=40m/14酸洗液處理///15Na2SO4凈化系統(tǒng)//NaHSO4準備站1//準備罐110m3/泵2Q=3m3/hH=15m/PH控制罐///泵接受罐///加料站3//渣處理1//沉淀罐/20m3/壓濾機/1．000I/泵1+1Q=3m3/hH=30m/16原料酸存儲///65%HNO3存儲罐230m3SS55%HF存儲罐130m3PVDF/FRP98%H2SO4存儲罐120m3CS/FRP/PVDF45%NaOH存儲罐120m3CS/FRP/PVDFHNO3泵2Q=5m3/hp=2bar耐酸泵HF泵2Q=5m3/hp=2bar耐酸泵H2SO4泵1+1Q=5m3/hp=2bar耐酸泵NaOH泵1+1Q=5m3/hp=2bar耐堿泵酸傳輸泵1+1Q=30m3/hp=2bar耐酸泵潛水泵1+1Q=5m3/hH=40m/收集池11m3混凝土安全淋浴11//17廢酸存儲//廢HNO3/HF存儲罐250m3PVDF/FRP酸傳輸泵1+1Q=3m3/hp=2bar耐酸泵潛水泵1+1Q=5m3/hH=40m/收集池11m3混凝土拆卸裝置2//鋼結構和操作臺///流體管道///18流體管道///蒸汽//帶保溫碳鋼生活水//鍍鋅鋼除鹽水//SSNa2SO4//PVDF/FRPHNO3/HFAcid//PP酸回收系統(tǒng)AUP2/填充樹脂床酸霧、酸液處理酸霧處理酸洗中，酸洗槽上部將產(chǎn)生酸霧，這部分酸霧需處理后排入大氣。硫酸鈉氣霧處理電解酸洗產(chǎn)生的廢氣通過風機抽到一個強烈清洗區(qū)，清洗區(qū)使用工業(yè)水來清洗，在強烈清洗區(qū)，廢氣與循環(huán)清洗水接觸，酸霧中的液滴在接下來的液滴分離器中分離和除濕，新鮮水加入到循環(huán)槽中，通過導電率控制裝置來實現(xiàn)?；焖崴犰F處理對于CAPL產(chǎn)生的酸霧在混酸處理中只有POSCO與其它三家不同，其它三家采用的方式為混酸酸霧凈化系統(tǒng)SCR，由以下兩部分組成：HF酸霧凈化系統(tǒng)，NOX凈化系統(tǒng)?；焖崴犰F中HF的含量很高，在減少NOX氣體之前，必須除去HF。HF的除去在氣體洗滌塔中進行，HF除去過程與上述H2SO4酸霧的去除過程基本一樣，這樣，混酸酸霧通過風機，抽到洗滌塔中，酸霧首先與塔中工業(yè)水接觸，含有HF的液滴在這里被清洗出來，接下來剩余酸霧在前進中被噴射水噴灑，進一步吸取含酸液滴，并在隨后的液滴分離器中分離除去液滴，混酸酸霧中的HF基本除去。HF含量首先達到規(guī)定的限制值，在后續(xù)的混酸酸霧凈化系統(tǒng)中，減少NOX.去除HF后的混酸酸霧，這時，主要含NOX，它首先進入熱交換器，使其溫度達到300℃，預熱后的酸霧向前通過燒嘴進一步被加熱，并和氨氣混合，混合后的氣體進入充滿蜂窩狀催化劑的反應室，在這里進行反應，把NOX轉化為N