冷轧宽带钢生产新技术.PDF

冷轧宽带钢生产新技术 刘 军 鞍钢新轧钢股份有限公司,辽宁 鞍山 114021 摘 要随着汽车、家电等行业的不断发展,市场对冷轧宽带钢的产量需求越来越大,尤其对产品 质量的要求越来越高,这带动了冷轧宽带钢等生产工艺与设备的快速发展与更新。 本文对冷轧宽带钢酸 洗退火新技术予以介绍。 关键词冷轧;带钢;技术;酸洗;退火 中图分类号TG33317 文献标识码 A 文章编号10012196X2003 0120008203 Some new production technology for cold-rolled wide strip steel L I U Jun A ISC N ew Rolling Steel Co1L td, A nshan 114021, China Abstract A long w ith the development of automobile and household electronic application, the re2 quirements for the quantity and quality of cold2rolled w ide strip steel become higher and higher, which has been promoting a quick change and renewal of the production process and equipment for cold2rolled w ide strip steel . A n introduction of the new technology on pickling and anneal for this is put forward in the paper. Key wordscold rolling;strip steel; technology; pickle;anneal 1 概述 由于冷轧薄板应用领域的拓展和相关行业对 其品种、质量的苛刻要求,促使冷轧薄板生产技 术与装备不断进步与更新。技术发展表现在扩大 产品品种规格、改善产品质量并提高带钢尺寸精 度和性能、提高生产能力、提高生产线自动化控 制水平等方面。从冷轧原料准备到冷轧过程中的 酸洗、轧制、退火等各个环节都不断涌现出新的 生产工艺和生产设备。本文着重介绍一下酸洗除 鳞、退火及联合生产方面的新技术。 2 带钢除鳞新技术 211 浅槽盐酸酸洗除鳞技术 自从开发了盐酸废液的处理与回收系统后, 世界各国普遍采用浅槽盐酸酸洗代替老式的硫酸 收稿日期2002210220 作者简介刘军,女, 34岁,高级工程师,鞍钢新轧钢股份有限 公司鞍山, 114021 酸洗机组。主要原因为 1 盐酸比硫酸具有更强 的除鳞效果,盐酸酸洗机组前部不用破鳞装置可 以简化酸洗设备 ; 2 盐酸酸洗比硫酸酸洗更容易 去除氧化铁皮,可以得到高质量的酸洗带钢; 3 浅槽酸洗槽进行排酸比较容易,如有断带发生,可 以很快排出酸液,不易产生过酸洗 ; 4 盐酸再生 系统回收效率高,可达99 ,大大地降低了酸的 耗量,每生产 1 t 带钢仅耗酸315 kg。 212 湍流式酸洗除鳞技术 湍流式酸洗机组是1983年由原西德MDS 公司开发。 工作时酸洗液送入很窄的酸洗室缝中, 使酸洗液在带钢表面上形成湍流状态,因此不存 在浅槽、深槽概念。在张力状态下带钢运行,酸 洗液的流动方向与带钢的运行方向相反,具有酸 洗速度高和酸洗质量好的特点。 按同样的酸液、温度及带钢条件,湍流式酸 洗机组的功能与传统的深槽式、浅槽式酸洗机组 对比,见表1。 MDS专家认为,用普通酸洗方法表面残余物 为200～300 mgm 2; 较好时残余物为100～200 8 重 型 机 械 2003 No11 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. mgm 2; 非常理想时残余物为50～100mgm 2。 而 湍流式酸洗很容易做到残余物≤50 mgm 2。 表1 湍流式酸洗与传统式酸洗功能比较 以深槽式为基准100 功 能深槽式浅槽式湍流式 酸洗时间1008065 能耗热电1007070 排气量1006060 热传导率100200700 213 推式酸洗技术 适用于中小产量的推式酸洗是将开卷的钢卷 经过切头和切角,一卷一卷地通过机组进行酸洗、 清洗、烘干,然后进行切边、涂油和卷取。 它与连续酸洗比较具有如下优点 1机组设备简单,投资省。它没有焊机、入 出口活套、拉伸弯曲矫直机等设备,机组长度多 在100 m以内,占地小,基建费用少。 2酸洗带钢品种多,适应性强,适用不锈 钢、高碳钢、普碳钢及有色合金等。其厚度适应 范围大,连续酸洗厚度不超过7mm ,推式酸洗可 过10～12 mm。 3工艺简单,生产工人与连续酸洗机组比 较可减少13。 4推式酸洗必须采用浅槽,因而具有浅槽 酸洗的优点。 5可同时酸洗几条带钢,单条的推式酸洗 带钢宽度一般为1 000～1 500mm ,最宽为2 100 mm。多条推式酸洗一般为2～6条,最多可达12 条。多条酸洗适用于中、小型钢厂生产窄带钢。 推式酸洗的最大缺点是没有焊接拼卷,故需 每卷进行送料穿带,卷重不大,且对板形要求高。 推式酸洗已在美国、英国、奥地利、德国、中国 等国家应用。 214 喷浆除鳞金属无酸除鳞NI D技术 N I D方法是日本石川岛播磨重工业公司从 1973年起着手研究的。此法是高压水流通过扁缝 式喷嘴,将铁砂矿浆加速混合,形成一束高能量 浆液铁砂流冲击带钢的表面,产生“水锤”作用 将氧化物打碎、剥落。此工艺除有使喷嘴磨损严 重,且不易调整浆液浓度的缺点外,有如下优点 1 对环境无化学和粉尘污染。 2 原料为烧结铁 矿粉,价格低廉并可回收作烧结矿。 3 钢板表面 加工质量高,对不锈钢可省去表面研磨工序。 4 本技术对除鳞2冷轧的连续化有促进作用。 1980年,新日铁八幡厂一号酸洗机组使用 N I D法试验,使酸洗速度由180 mm in提高到 250 mm in。1982年后,新日铁钢铁厂、川崎钢铁 厂陆续采用了该技术,效果很好。目前该技术已 在德国、美国、法国、意大利等国得到应用。 215 机械除鳞APO技术 A PO为铁粒磨料除鳞的缩写,通过冷硬铸铁 颗粒的摩擦作用除鳞。前苏联与原西德共同开发 研制出三套A PO装置的连续式机组于1989年 在切列波维茨车钢铁厂试车投产。能源消耗、操 作维修成本和投资都大大降低,除鳞质量、环保、 生产周期上都优于酸洗方式。 3 退火技术的新发展 1全氢罩式炉退火 由于在740℃时氢的 热传导系数为氮的615倍,氢的动力粘度只有氮 的50 ,因此,在强对流型的罩式退火炉中采用 纯氢作保护气体,可以提高钢卷加热和冷却速度 40～50。使用全氢罩式退火炉可得到优质表 面的带钢,表面质量接近于连续退火可能达到的 质量,总的能耗费用也减少30。因此,在老厂 改造时,特别是炼钢、热轧等工艺条件没有重大 改变的情况下,在国外大部分选用全氢退火炉。 2连续退火技术 连续退火技术的出现,以 其优势使传统的罩式炉退火技术发生根本变革。 该技术可将电解清洗、退火、平整、精整等工序 在一条机组中完成,节约投资并缩短生产周期;减 少钢卷中间运输引起的擦伤、折边,消除罩式退 火时出现的粘接现象,提高成材率;带钢板形及 机械性能易控制,能提高产品质量。 在连续退火技术的发展过程中,根据产品品 种的要求针对中间退火段各家陆续开发出了不同 的工艺,有CA PL、N KK2CAL、KM2CAL、CRM2 CAL等,相应形成不同类型的连续退火机组,见 表2。 4 新的联合生产工艺 按过去的传统生产方式,用于汽车和家电等 产品的冷轧钢板生产工艺,热轧后一般要经过酸 洗、冷轧、清洗、退火、冷却、平整及检查精整 等七道工艺,而且这些工序都是各自独立分开操 作的。因此存在着各工序之间对带钢钢卷需要搬 运的问题,还要留出足够的中间存放场地,增加 了设备和操作人员,使物流不能连续畅通,实现 92003 No11 重 型 机 械 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 不了流水作业。特别是因多次穿带和甩尾,增大 了带钢头尾的切损量,致使金属收得率降低,生 产周期延长。 表2 连续退火机组[4] 工 艺 CA PLN KK2CALKM2CALCRM2CAL CA PLACCWQRQKM2CALRGCCHOWAQ 开发商新日铁新日铁日本钢管日本钢管日本川崎 日本川崎 三菱重工 比利时冶金 研究中心 首次使用厂新日铁新日铁钢管福山钢管福山川崎千叶川崎水岛柯可利尔 冷却方法气体喷射气水气水淬辊淬高速喷气 辊淬 高速喷气 热水淬 水气 冷却速度 ℃s5～3050～300500～2 000100～40030～9050～15030～2 000 产品品种˚ 注 CQ、DQ、DDQ高强度板,˚ CQ、DQ、DDQ超高强度板, CQ、DQ、DDQ高强度板,软硬镀锡钢板,电工钢板 近年来,由于世界钢铁市场竞争日趋激烈,用 户对冷轧钢板生产提出了多品种、小批量、高质 量、低成本和交货快的新要求。为满足上述要求, 如何简化或合并现有分散的生产工艺,将各道工 序连接起来,实现联合生产,缩短工艺流程,这 是各国冷轧厂多年渴望解决的技术难题,也是冷 轧带生产技术综合发展的方向。随着薄带连铸和 冷轧技术的开发应用,实现薄带连铸2冷连轧联合 作业已变为现实。 411 冷连轧机的各种联合机组 1酸洗2冷轧线的联合生产CDCM布置形 式有垂直布置、中心线错开平行布置、同一中心 线布置三种。 从1981年以来世界上已有十余套改 造和新建的成功范例。 2机械除鳞2冷轧联合机组80年代在日本 八幡钢厂投产。日立制作所还将机械除鳞与酸洗 合并使用,大大减少了酸洗时间,提高联合机组 速度。 3酸洗2冷轧2连续退火联合生产于1987年 由日本新日铁成功连接,使整个冷轧生产过程全 连续化,堪称冷轧技术发展的一个里程碑,可将 常规从热轧钢卷到冷轧成品的12天生产周期缩 至20分钟。之后美国I NLAND公司和日本新日 铁合资兴建了世界上第二套酸洗2冷轧2连续退火 联合生产线,年产量达127万t。 412 紧凑式带钢冷轧工艺 从连铸开始经热轧连轧到冷轧成品的短流程 紧凑式带钢生产工艺已成为一种发展方向,可显 著提高带钢生产的综合收得率,降低成本与能耗。 1997年12月美国SD I公司投产的CCM生 产线主要工艺及设备 1 坯料由CCM生产线经 热轧供应 ; 2 连续酸洗生产线 ; 3 CCM轧机为 双机架可逆式连轧机; 4 退火炉; 5 单机架平 整机组 ; 6 厚带材热镀锌机组 1 号; 7薄带 材热镀锌机组 2 号。 与单机架可逆式轧机相比, CCM轧机的优点 在于增加产量,减少停机时间,一次轧制可完成 两个道次;与冷连轧机相比, CCM轧机的优点在 于轧制道次上的灵活性,例如在4机架冷连轧机 上,不可能实现两个或6个道次压下量的轧制,然 而双机架CCM轧机就具有这种灵活性。 413 薄带连铸2冷连轧联合机组 薄带连铸新工艺取得成功后,使取消热轧板 带过程将连铸2冷连轧生产连续化成为可能,将薄 带连铸机和4～5架轧机联合,可建设年生产能力 50～150万t的机组,建设周期和投资节省25 ～80。 5 结束语 随着时代的发展,对冷轧板产品品种、质量 和生产效率等的要求越来越高,广泛使用酸洗退 火及联合生产新技术,使冷轧带钢的产量及质量 将越来越好。 参考文献 [1] 梁爱生 1 钢铁生产新技术[M ]1 北京冶金工业 出版社, 19931 [2] 李丽霞 1 鞍钢冷轧厂酸洗2轧机联合机组改造中新 技术应用[J ]1 钢铁, 2002,31 [3] 美1VB金兹伯格著 1 板带轧制工艺学[M ]1 北 京冶金工业出版社, 19981 [4] 西安重型机械研究所,中国重型机械工业协会,中 国重机商务网 1 重型机械[M ]1 北京机械工业 出版社, 20021 01 重 型 机 械 2003 No11 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.