邯钢冷轧薄板工程施工技术总结 - 图文(2)

空气。从喷嘴喷出的热空气温度控制在120℃左右，最高不超过130℃，由温度传感器进行监控。蒸汽凝结水则回收到漂洗槽内，以供循环利用。

3.3.2 酸洗介质选择

对大多数连续卧式酸洗槽而言，人们往往采用盐酸来进行酸洗，这实际上也就是一种化学酸洗法，通过活泼性较强的酸与氧化铁皮之间的化学反应来去掉氧化皮。

上世纪六十年代以前，人们较多的是采用硫酸酸洗法。这是因为硫酸在常温下较稳定，不易挥发，运输贮藏也较方便，价格也便宜。而盐酸在常温下不够稳定，容易挥发，对人体和设备的腐蚀性较大，运输贮藏不太方便，价格也比硫酸高。但使用硫酸酸洗也有它的缺陷性，主要是酸洗板的表面质量不太好，废酸也不能被完全回收利用，尤其是使用硫酸酸洗时钢板的损耗较大。据统计，使用硫酸酸洗时，基铁的损耗量约为0.6% ~ 0.7%，而使用盐酸酸洗时，基铁的损耗量约为0.4% ~ 0.5%。以邯钢年产130万吨冷轧板计算，使用盐酸酸洗比用硫酸酸洗每年将少损失约2600吨钢板。人们之所以优先选择盐酸作为酸洗剂，就是因为盐酸对铁的溶解速度远低于它对氧化铁皮的溶解速度。而如果选择硫酸作为酸洗剂的话，那么情况就刚好相反。这也就是为什么用盐酸酸洗比用硫酸酸洗钢铁损耗低的缘故。

随着现代工业技术的不断发展，人们已经找到了盐酸废液的再生方法，废酸可以被再次完全回收利用，并可以得到工业价值较高的磁性铁粉，生产成本大大降低。尤其是用盐酸酸洗的带钢表面质量明显优于用硫酸酸洗的带钢，酸洗效率也已大幅度提高。因此，目前各生产厂已经把采用盐酸酸洗作为一种首选。

本生产机组的酸洗段就是采用盐酸作为酸洗剂，并建有配套的盐酸再生站。

3.3.3 酸洗原理及方法 3.3.3.1 酸洗原理介绍

氧化铁皮在酸洗槽内被除掉，实际上是通过以下三种途径来实现的，即化学溶解作用、机械剥离作用和氢的还原作用。

3.3.3.1.1 溶解作用

当带钢进入酸洗槽后，在流动盐酸的作用下，带钢上的氧化铁皮便开始与酸发生反应。FeO与Fe 2O3

和Fe 3O4都是难溶于水的碱性氧化物，但却易溶于盐酸。反应过程如下：

FeO + 2HCI === Fe CI2 + H2O

Fe 2O3 + 6HCI === 2 Fe CI3 + 3H2O

Fe 3O4+ 8HCI === 2 Fe CI3 + Fe CI2 + 4H2O

其中，FeO与盐酸的反应速度最快，Fe 2O3和Fe 3O4与盐酸的反应速度较慢。这种方法实际上也就是通过盐酸对碱性金属氧化物的溶解作用来去除氧化皮的。

3.3.3.1.2 机械剥离作用

由于在氧化铁皮的里层还夹杂着部分铁原子，当表面的氧化铁被溶解后，盐酸溶液便会顺着一些细微的裂逢和孔隙渗透到里层，里面的铁原子（含基铁在内）也会与盐酸发生化学反应：

Fe + 2HCI === Fe CI2 + H2 ↑

反应产生的氢气大量汇集形成一定的内压力并从里面膨胀，促使氧化铁皮从基铁表面脱落下来。这种去除氧化皮的方法实际上也就是一种机械剥离作用。在酸洗过程中，这种机械剥离作用往往起着很大的作用。但是，从生产的角度讲，我们又不希望有过多的铁与盐酸发生反应，因为这样会造成铁与酸的大量损耗，不仅会增加生产成本，而且会因为过酸洗而造成带钢表面的质量缺陷，如凹坑等。更为严重的是，如果酸液里氢气含量过多，部分氢原子就会渗透到带钢里面去而造成氢脆，从而影响产品的加工性能和使用性能，这是生产过程中应该避免的。

3.3.3.1.3 还原作用

除了酸的溶解作用和机械剥离作用以外，在酸洗槽内同时还有另外一种化学反应在发生，在加快酸洗的进程。我们已经知道，因铁与酸反应而产生了大量的氢气。其中一部分氢原子相互结合成氢分子而逸出，另有一部分氢原子则依靠其自身的化学活泼性和强还原性，将高价铁的氧化物和溶液里的

高价铁盐还原成为低价铁的氧化物和低价铁盐。其反应机理如下：

Fe 2O3 + 2［H］ === 2 FeO + H2O Fe 3O4 + 2［H］ === 3 FeO + H2O Fe CI3 +［H］ === FeCI2 + HCI

而生成的FeO是很容易被盐酸溶解掉的。通过这种方式又可以清除掉相当一部分氧化铁皮，同时还可以减少酸的消耗。

3.3.3.2 酸洗方法

3.3.3.2.1 酸洗段技术工艺参数

带钢酸洗质量的好坏与盐酸溶液的浓度、温度和酸在板带与酸洗液界面层间的扩散速度等因素直接相关。酸洗槽的每个槽段都有一个用玻璃钢制成的酸循环罐（30m3），并配备有各自单独的循环系统。各槽段的工艺参数控制如表4所示：

表4： 槽 段 Ⅰ段 酸洗槽 Ⅱ段 Ⅲ段 Ⅰ、Ⅱ段 漂洗槽 Ⅲ、Ⅳ段 Ⅴ段 20 长度 （m） 30 30 30 HCI含量 （克/升） 30 ~ 40 80 ~ 100 160 ~ 180 10 ~ 20 2 ~ 5 Fe离子 含量 （克/升） 120 ~ 130 80 ~ 90 10 ~ 30 3 ~ 5 1 ~ 2 HCI温度 （℃） 75~85 75~85 75~85 40~80 40~80 40~80 石墨换热器 （套） 3 2 2 无 无 无 7 循环泵 （台） 4 3 3 酸溶液的浓度越高，酸洗速度就越快，酸洗时间也就越短。刚开始酸洗时，每个酸洗槽内加的都是总酸度为200克/升（浓度约为18%）的新酸。由于带钢通过第一段酸槽时被洗掉的氧化铁皮最多，因而被消耗掉的酸也最多，相应地溶液中铁离子的浓度也就最大。随着盐酸浓度的不断下降，酸洗速度也逐渐减慢。当溶液中铁离子的含量超过了它在该温度下的溶解度时，有一部分铁盐将会结晶析出，沉积在带钢的表面上，成为酸液与氧化铁皮之间的隔离带，既影响了酸洗的效果，又污染了带钢。如果盐酸浓度过高，又容易形成FeCI2饱和溶液。同时，饱和溶液中的FeCI2很容易引起HCI的挥发，降低酸洗液的浓度，造成生产上不必要的浪费。

3.3.3.2.2 酸洗浓度与温度自动控制系统

为了保证最佳的酸洗效果，在1# 酸循环罐内设置了一套溶液电导率在线检测装置，以便对循环系统中的氢离子和铁离子浓度进行监控。在生产过程中，如果溶液电导率检测装置测得1# 酸循环罐内的铁离子浓度达到了预设定值，表明1# 酸洗槽内的酸液必须开始更新，否则会影响酸洗效果。这时，自动控制系统便开始启动，即1# 酸循环罐内的酸排出，通过废酸泵排往酸再生站。再生酸便通过管道首先流进3# 酸罐内，再从3# 酸罐流进2# 酸罐内，然后流进1# 酸罐内，通过不断置换直到达到设定的浓度为止。3个酸循环罐之间也是相互级联的。酸罐之间的酸液交换是通过安装在罐间管道上的气动阀门来控制，由自动控制系统根据测定的电导率及液位信号来给出阀门的开闭指令。

酸洗液温度的高低直接影响到带钢酸洗的效果。温度太高或太低，都不利于酸洗。温度太低，酸洗缓慢；温度太高，又会加快酸液的蒸发。所以，控制一个合适的酸洗温度是非常必要的。根据邯钢冷轧厂的生产实际，最佳酸洗温度控制在75℃ ~ 85℃之间。既能防止带钢欠酸洗，又能防止过酸洗。酸液温度的调节是通过安装在石墨换热器蒸汽管道上的温控阀来实现的。通过控制进入换热器的蒸汽流量来调节酸洗液的温度，由计算机控制系统自动调节。一旦槽内带钢出现断带现象或突然停车事故

时，所有向槽内供酸管道上的切断阀将立即自动关闭，槽内液体在重力作用下3分钟内将排空，全部进入到酸循环罐内。此时，酸液只在酸泵与酸罐和部分管道之间的小范围内循环，以保持酸液适当的能量。

在酸洗槽每个槽段的入口和出口各设有一个大流量喷射梁，入口侧喷射梁上布置有1排共13个喷嘴，出口侧喷射梁上布置有2排共25个喷嘴，在槽体中部的两侧还交错布置有3个侧喷嘴。所有喷嘴都布置在带钢的上面。生产时，喷嘴的喷射压力为1.5bar ~ 3.5bar，这也是形成强紊流的一个必备条件。下表为生产过程中实际检测到的一些数据。

表5： 1# 酸洗槽 带钢 厚度(mm) 带钢 宽度(mm) 运行 酸洗速度温度m/min (℃) 70 140 220 70 140 220 60 120 180 50 100 150 40 90 130 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 入口喷嘴压力(bar) 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 出口喷嘴压力(bar) 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 酸洗温度(℃) 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 2# 酸洗槽 入口喷嘴压力(bar) 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 出口喷嘴压力(bar) 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 酸洗温度(℃) 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 3# 酸洗槽 入口喷嘴压力(bar) 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 1.8 2.1 2.4 出口喷嘴压力(bar) 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 2.1 2.4 2.7 1.8~2.3 930 ~ 1680 930 ~ 1680 930 ~ 1680 930 ~ 1680 930 ~ 1680 2.3~3.0 3.0~3.8 3.8~4.2 4.2~5.0 漂洗部分由五级漂洗和一个预漂洗组成，每级漂洗都有一个自循环系统，并且五级漂洗水逆板带的前进方向级联。漂洗水就利用车间的蒸汽凝结水，温度为40~80℃。为保证水源的洁净，在蒸汽凝结水总管上设置了电导率检测装置。在漂洗第4段还设置了PH值检测装置，漂洗水的PH值控制在6.5 ~ 7.5之间。废漂洗水由第1段的液位显示控制排放。

四、轧机区生产工艺

4.1 轧机区设备介绍 4.1.1设备布置

邯钢冷轧酸轧线F1 ~ F5机架全部采用的是 6辊CVC串列式冷轧机，与连续酸洗线连接，构成酸

洗冷轧联合机组。轧机单片牌坊重104吨，单片牌坊立柱横截面积约为5005 cm2。在轧机的出口配有双卷筒的卡伦赛（Carrousel）卷取机和带钢离线检查台。F1 ~ F5机架的压下全部采用液压AGC缸控制，该系统具有控制精度高，动态响应快，反应灵敏，没有滞后等优点。轧机的工作辊采用小直径辊（φ470~φ420），这样就可以通过较小的轧制压力来获得较大的压下量，从而可以减少轧机的动力能耗。每个机架设置了2个液压AGC缸，由伺服阀控制。每个缸体上都安

装了1个辊缝位置传感器（SONY磁尺），控制精度为±1μm。

每个机架的最大轧制力为2500吨。整个机组技术由德国西马

克·德马格公司提供。该公司的CVC技术是当前世界上最先进的冷轧技术之一，其设计理念是以板型控制为主，利用带“S”形辊型中间辊的轴向窜动，来实现辊缝形状的连续变化，以最终达到控制板形的目的。邯钢冷轧F1 ~ F5轧机除了中间辊具有轴向窜动、正负弯辊功能外，工作辊也具有正负弯辊功能。轧辊工作示意图如上所示。酸轧机组的设备配置和控制技术具有二十世纪九十年代末期的世界先进水平,机组具有很强的厚度和平直度控制能力。与其他冷轧技术相比，6辊CVC轧机可以更容易地控制带钢的边浪、中浪、1/4浪及复合浪等各种板形缺陷。

轧机控制系统由下列执行机构组成： ? F1 ~ F5机架的液压AGC缸

? F1 ~ F5机架的工作辊的正负弯辊 ? F1 ~ F5机架的中间辊的正负弯辊 ? F1 ~ F5机架中间辊轴向移动 ? F5机架工作辊热凸度多区冷却控制 轧机生产工艺技术参数如表4、表5所示：

表6（轧辊技术参数）： 外 形 尺 寸 （ mm ） 每个辊径的最大弯辊力 正弯辊 无 +650 KN +650 KN 负弯辊 无 －450KN －450KN 最大窜辊量 （ mm ） 无 ±120 无 轴承类型 滚动轴承 滚动轴承 滚动轴承 +

支 撑 辊 φ1400~φ1300×1780 （略带CVC） 中 间 辊 （CVC辊） 工 作 辊

表7（轧制工艺技术控制参数）： 最大张力（KN） 最大转速（m/min） 最大轧制力矩（KNm） 齿轮传动比 主电机额定功率（KW）

F1轧机 1000 93.3 2.667:1 4400 φ560~φ510×2020 φ470~φ420×1780 F2轧机 1000 82.6 2.346:1 4400 F3轧机 800 59.2 1.688:1 4400 F4轧机 800 46.1 1.303:1 4400 F5轧机 105 1250 44.3 1.273:1 4400 4.1.2 CVC 轧机简介

CVC (Continuously Variable Crown)轧机是在HC轧机的基础上发展起来的一种新型轧机，其关

键技术是轧辊具有连续变化凸度的功能，能准确有效地使工作辊间空隙曲线与轧件板形曲线相匹配，减少带钢横断面的不均匀延伸，增大了轧机的适用范围，可获得良好的板形。其主要特点为：1）一次磨成的轧辊可代替多次磨成不同曲线的轧辊组。2）可提供连续变化的轧辊凸度，辊缝形状可无级调节，具有较宽而灵活的调节范围。3）板形控制能力较强。

CVC 的基本原理是将工作辊辊身沿轴线方向一半磨削成凸辊型，另一半磨削成凹辊型，整个辊身呈S型或花瓶式轧辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴向对称分别移动上下工作辊，以改变所组成的孔型，从而控制带钢的横断面形状而达到所要求的板形。

CVC轧机的作用与一般带凸度轧辊相同，但是凸度可通过轴向移动轧辊在最小和最大凸度值之间进行无级调节，再加上弯辊装置，可扩大板形调节范围。当轴向移动距离为±50 ~ ±150mm时，其辊缝变化可达400 ~ 500μm，再加上弯辊作用，调节量可达600μm左右，这是其它轧机无法达到的。

按轧辊的数目，CVC轧机可分为CVC二辊轧机、CVC四辊轧机和CVC六辊轧机三种。CVC四辊轧机的工作辊上带有S形曲线并可轴向移动，可传动工作辊或者支撑辊。而CVC六辊轧机的S形曲线一般在中间辊上，也可以在工作辊上，一般采用工作辊传动或中间辊传动。邯钢的冷轧的CVC六辊轧机就是中间辊为CVC辊，采用工作辊传动的方式。

CVC 轧机的工作原理如下：

(a) (b) (c)

CVC轧机的工作原理图

(a)正凸度控制；(b)中和凸度控制；(c)负凸度控制

+

邯钢冷连轧机组采用的是由德国西马克·德马格公司提供的CVC技术，该技术是在原有CVC技术

+

的基础上进行了优化和改进，是西马克·德马格公司目前最先进的冷轧专利技术。CVC轧机是CVC轧

+

机的改进型，相对于传统型的CVC技术，CVC主要有以下几项优化和改进。即在CVC轧机的基础上主要增加了以下技术：1、优化了CVC曲线的工作区段，使S形辊型趋于平缓化（中间辊的最大直径与最小直径相差1.1488mm），以减小轧制中的轴向力，使辊系更加稳定；2、增加了CVC辊型曲线的高次方项，辊型曲线由3次方函数改进为5次方函数，使CVC曲线更趋实用，扩大了板形设定范围；3、在支撑辊上也磨削CVC补偿辊形，从而有效地减少了辊耗，减少了换辊次数； 4、开发了边降控制技术即EDC(Edge Drop Contron)技术，其基本原理是在工作辊辊身的端面挖空一段，以降低轧辊端面的刚度，再与工作辊的窜辊相配合，降低板带边部的变形压力，从而增强了对带钢边部厚度的控制能力。EDC技术适用于生产对边降要求严格的电工钢等。邯钢冷轧厂目前对于这项技术做了预留，以便将来发展。

4.1.3轧机区主要检测设备介绍

张力测量仪：共6套，F1机架前1套，F1 ~ F5机架后各1套

X射线测厚仪：共4套，F1机架前后各1套，F5机架后2套（1用1备） 激光测速仪：共3套，F1机架前后各1套，F5机架后1套

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