16mm厚熱軋無(wú)錫不銹鋼退火酸洗機(jī)組設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1前言

　　近年來(lái)，我國(guó)成為無(wú)錫不銹鋼生產(chǎn)增長(zhǎng)速度最快和消耗最大的國(guó)家，為了降低成本、提高能源利用效率、保護(hù)環(huán)境，不銹鋼生產(chǎn)廠家紛紛采用先進(jìn)的退火酸洗技術(shù)。本文介紹了某廠新建的16mm厚熱軋無(wú)錫不銹鋼退火酸洗機(jī)組的工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)特點(diǎn)，這是國(guó)內(nèi)乃至世界帶鋼規(guī)格最厚的熱軋無(wú)錫不銹鋼退火酸洗機(jī)組，其技術(shù)居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　2機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)及工藝流程

　　2.1機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

　　機(jī)組型式：連續(xù)臥式退火酸洗機(jī)組

　　生產(chǎn)鋼種：奧氏體、鐵素體、馬氏體

　　鋼卷厚度：2.00-16.00mm

　　鋼卷寬度：1200-1600mm

　　機(jī)組速度：

　　入口段：max.60m/min

　　工藝段：max.30m/min

　　出口段：max.60m/min

　　喂料速度：

　　max.30m/min(2-6mm)

　　max.10m/min(7-16mm)

　　2.2機(jī)組工藝流程

　　機(jī)組工藝流程為：人工上卷→開卷→收紙→矯直→剪切→焊接→月牙剪→入口活套→退火爐→破鱗→拋丸→刷洗→硫酸酸洗→混酸酸洗→刷洗→漂洗→熱風(fēng)干燥→平整→出口活套→檢查→剪切→卷取→送紙→打捆→稱重→人工卸卷。

　　機(jī)組包括2套開卷機(jī)、1套卷取機(jī)、7套張力輥、退火爐、酸洗段。

　　3無(wú)錫不銹鋼化學(xué)成分

　　該機(jī)組能生產(chǎn)的鋼種包括奧氏體、鐵素體、馬氏體無(wú)錫不銹鋼，其典型牌號(hào)化學(xué)成分。

　　4退火和酸洗工藝

　　4.1退火工藝

　　4.1.1退火工藝介紹

　　熱軋后的馬氏體不銹鋼通過(guò)退火使馬氏體分解為鐵素體和球狀碳化物。碳化物的析出、聚集、球化需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此這種鋼的熱軋卷退火通常選用罩式爐。熱軋后的鐵素體不銹鋼幾乎總有一些馬氏體，因此往往也選用罩式爐。熱軋后的奧氏體不銹鋼通過(guò)退火使碳化物溶解和快速冷卻防止再析出，故只能選擇連續(xù)退火爐。

　　4.2酸洗工藝

　　本機(jī)組酸洗工藝：硫酸→硝酸+氫氟酸→硝酸+氫氟酸→硝酸+氫氟酸。酸洗工藝參數(shù)。5機(jī)組設(shè)備組成及設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　5.1入出口段主要設(shè)備組成及設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　5.1.1入出口段主要設(shè)備組成

　　入口段有兩臺(tái)開卷機(jī)，為了適應(yīng)焊機(jī)，每臺(tái)開卷機(jī)帶有完整的送料、矯直和剪切設(shè)備。與No.1開卷機(jī)配套的卷紙機(jī)由交流齒輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，采用雙錐頭形式，并調(diào)節(jié)卷紙張力。

　　焊機(jī)采用全自動(dòng)氬弧焊機(jī)，焊接帶厚為2-16mm，并實(shí)現(xiàn)等離子切斷沖孔，具有焊接周期短，焊接強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

　　入出口活套為臥式雙層，最大有效套量為180m，可以滿足工藝段的連續(xù)運(yùn)行。活套由主小車和移動(dòng)支撐小車組成。

　　出口段設(shè)備包括檢查室、分切剪、折彎?rùn)C(jī)、一臺(tái)卷取機(jī)以及送紙機(jī)等。

　　5.1.2入出口段設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　1)開卷機(jī)和卷取機(jī)卷筒結(jié)構(gòu)

　　帶鋼厚度大，導(dǎo)致總張力大，開卷機(jī)和卷取機(jī)卷筒所受的力矩大。為了滿足最大規(guī)格帶鋼的正常運(yùn)行，開卷機(jī)和卷取機(jī)卷筒均采用實(shí)心軸。

　　2)入口段穿帶

　　本機(jī)組帶厚最大可達(dá)到16mm，在上工序卷取打捆后，帶頭已發(fā)生塑性變形。在本機(jī)組開卷時(shí)，帶頭需用開卷器將帶頭壓平，以利于穿帶。因此，每臺(tái)開卷機(jī)均配有高強(qiáng)度的鏟刀和反彎輥，利用鏟刀和反彎輥的動(dòng)作將已發(fā)生塑性變形的彎曲帶頭壓平，便于后面的穿帶和剪切。

　　3)入出口活套

　　本機(jī)組包括入口和出口活套，均為雙層水平活套?；钐子芍餍≤嚭鸵恍┮苿?dòng)的支撐小車組成。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是當(dāng)活套充滿時(shí)，每個(gè)移動(dòng)支撐小車一個(gè)一個(gè)離開，通過(guò)一個(gè)特殊的裝置保持在合適的位置，這種裝置防止運(yùn)動(dòng)脫離位置，直到活套為空套時(shí)由主小車將所有支撐小車收集在一起。

　　4)折彎?rùn)C(jī)

　　該設(shè)備布置在出口分切剪出口，主要用于將分切后的厚帶尾部進(jìn)行折彎，方便厚帶卷取后打捆。

　　5)出口卸卷

　　由于帶鋼較厚，而且?guī)簿砣r(shí)無(wú)張力，為了實(shí)現(xiàn)帶尾最后幾圈能卷緊，在帶尾卷取前需將卸卷車壓緊鋼卷。但是卷取機(jī)卷筒每轉(zhuǎn)一圈，鋼卷直徑便增加兩倍的帶鋼厚度。這就要求卸卷車要在帶尾卷取過(guò)程中要隨鋼卷直徑的變大慢慢下降。所以，本機(jī)組的出口卸卷設(shè)計(jì)了卸卷車的隨降功能，通過(guò)鋼卷重量和卸卷車自身重量以及溢流閥的作用達(dá)到此目的。6)卷取機(jī)鉗口

　　本機(jī)組卷取機(jī)鉗口設(shè)計(jì)成兩個(gè)，使用時(shí)對(duì)應(yīng)的帶鋼規(guī)格為2-8mm和9-16mm，避免在卷取時(shí)帶頭被拉出鉗口。

　　5.2工藝段主要設(shè)備組成及設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　5.2.1退火爐及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　退火爐為臥式，以天然氣為燃料，帶鋼厚度和速度的乘積(TV值)最大為90，爐子總長(zhǎng)96m。退火段分為預(yù)熱段、加熱段、冷卻段、干燥段。

　　1)預(yù)熱段及熱交換器

　　預(yù)熱段實(shí)行無(wú)燒嘴預(yù)熱，即利用第一段加熱的煙氣引入到預(yù)熱段對(duì)帶鋼進(jìn)行預(yù)熱，再將預(yù)熱帶鋼后的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引入助燃空氣熱交換器，與助燃空氣進(jìn)行二次熱交換，使熱交換后的助燃空氣溫度最高提高到480℃。

　　2)加熱段

　　實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。燃燒采用雙交叉控制，空氣和燃?xì)饬髁堪凑湛杖急仍O(shè)定值相互控制，保持穩(wěn)定燃燒。空燃比設(shè)計(jì)為1.05-1.3，退火爐內(nèi)過(guò)剩氧濃度控制范圍為2%-6%，可減少氧化皮的生成量，從而減輕酸洗負(fù)荷。在不同的爐段之間安裝圓盤輥，共5個(gè)，實(shí)現(xiàn)在線快速換輥。

　　3)冷卻段

　　冷卻段分為四段，第一段為霧冷，第二至第四段均為水冷。為了避免碳化物的析出，在第二段冷卻出口，帶鋼溫度由約1120℃降至550℃左右。通過(guò)最終冷卻，帶鋼溫度低于80℃。冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)風(fēng)機(jī)排出廠房外。

　　5.2.2破鱗和酸洗及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　破鱗機(jī)和拋丸機(jī)聯(lián)合使用，有效的進(jìn)行酸洗前除鱗。破鱗機(jī)為干式技術(shù)，由于帶鋼繞著破鱗機(jī)小直徑工作輥彎曲的作用，入出口張緊輥在很大的張力作用下，可有效的破鱗，使得材料比較平直地進(jìn)入拋丸機(jī)和酸洗段。

　　酸洗段包括酸洗、刷洗、清洗和烘干等幾個(gè)部分組成，酸洗最大速度60m/min。刷洗的設(shè)置可有效的清理帶鋼表面的鱗片，提高酸洗效率。酸洗工藝如下：刷洗→硫酸酸洗→硝酸和氫氟酸酸洗→漂洗→干燥。

　　5.3機(jī)組其他設(shè)備及設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　機(jī)組全線設(shè)置7套張力輥和5套張力計(jì)，實(shí)現(xiàn)全線的張力控制，機(jī)組主要設(shè)備張力分布。并設(shè)有6套糾偏輥，對(duì)在線帶鋼進(jìn)行糾偏。針對(duì)帶鋼最厚為16mm，通過(guò)理論計(jì)算和國(guó)內(nèi)制造廠家的能力，全線的張力輥和糾偏輥均采用輥徑為2200mm的膠輥，減少帶鋼在彎曲時(shí)發(fā)生的塑性變形。

　　5.4節(jié)能環(huán)保

　　熱軋無(wú)錫不銹鋼退火酸洗機(jī)組會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸、廢水和廢氣。廢水主要是刷洗水和爐子冷卻段排出的水。廢酸來(lái)自硫酸和混酸酸洗系統(tǒng)。廢水通過(guò)裝有鐵鱗沉淀池等水處理設(shè)備處理后循環(huán)利用。廢酸則通過(guò)再生后循環(huán)利用。

　　硫酸酸洗槽、混酸酸洗槽、清洗槽均設(shè)有排霧管道，經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)將酸霧回收。硫酸酸霧經(jīng)過(guò)脫硫處理系統(tǒng)，混酸酸霧通過(guò)脫氮系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)處理后的氣體達(dá)標(biāo)排放。

　　退火爐設(shè)計(jì)了換熱器，助燃空氣經(jīng)過(guò)換熱器和爐內(nèi)廢氣進(jìn)行熱交換后，在爐內(nèi)和天然氣進(jìn)行燃燒，有效的利用了爐子廢水的余熱，提高退火爐的效率。

　　6結(jié)語(yǔ)

　　已建成的熱軋無(wú)錫不銹鋼退火酸洗機(jī)組在國(guó)內(nèi)已有數(shù)條，但是本機(jī)組的帶鋼規(guī)格較大，設(shè)計(jì)難度較大，和其他機(jī)組相比，有所改進(jìn)和創(chuàng)新。