淺析罩式爐退火影響冷軋商品卷表面清潔度的因素及控制措施

徐建生,矯東利,王毅明

(新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠)

前言

隨時我國環保法規的不斷健全、完善與快速推進,在冷軋商品卷在后續處理技術也在逐漸改進、優化,由前期的磷化前處理工藝逐步轉化為鋯化前處理工藝,以減少磷對環境污染,工件在鋯化前必須進行除油脂、銹蝕物、氧化皮以及表面調整等預處理。 特別是涂漆前打底用鋯化還要求作表面調整,使金屬表面具備一定的“活性”,形成一層納米級的無機薄膜,達到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。 這就要求冷軋商品卷具有更高的清潔度。反射率作為帶鋼表面清潔度表征數據,成品卷反射率須達到80%以上方可達到客戶使用要求,而八鋼公司冷軋卷在罩式爐退火前,無脫脂工藝處理,因此退火后帶鋼表面炭黑殘留量較大,冷軋商品卷反射率相對較低,清潔度無法滿足客戶的需求,本文從冷軋生產的各環節系統性分析影響帶鋼表面清潔度的原因,并制定了一系列措施,帶鋼表面清潔度得到大幅提升。

1 八鋼公司冷軋工藝流程

八鋼公司冷軋卷工藝流程如下:熱軋卷(原料)—酸洗—冷軋—退火—平整—重卷剪切涂油—成品交貨。 八鋼公司冷軋卷在罩式爐退火前,未進行脫脂工藝處理直接進行光亮退火。 其中軋機為5連軋機組,乳化液A 系統為1#～4#軋機提供乳化液,B 系統為5#軋機提供乳化液。

2 影響帶鋼表面清潔度原因分析

2.1 軋機機組的影響

軋機軋制出來的冷硬卷反射率是影響商品卷反射率的主要因素,而影響冷硬卷反射率的主要因素為乳化液的各性能指標,吹掃裝置的吹掃效果,帶鋼出口板形與卷取張力的控制。

2.2 罩退機組的影響

罩退機組作為關鍵性機組,主要發揮著光亮退火關鍵性任務,退火工藝不完善,退火操作過程的控制,爐臺、內罩、對流板沾附的炭黑清潔不及時都會影響帶鋼表面的清潔度。

2.3 平整機組的影響

經退火后,大量細小的鐵粉、殘碳等污物殘留在鋼板表面。 在平整過程中,通過平整液的沖洗,鋼板表面的殘留物被平整液清洗,使鋼板表面的鐵粉、殘碳等殘留物去除,從而使帶鋼表面清潔度的提高。 影響帶鋼板面清潔度主要因素有平整液噴嘴、平整液流量、平整液濃度、吹掃裝置的壓縮空氣的打理、吹掃裝置的角度及吹掃裝置本體的吹掃效果。

2.4 重卷機組的影響

影響帶鋼表面清潔度的主要要從輥系的周期性清潔、保養為出發點,防止輥系沾附的異物復制至帶鋼表面,從而影響帶鋼表面清潔度。

3 提高帶鋼表面清潔度的措施

3.1 酸洗及乳化操作控制

酸聯軋機組除了常規參數控制,主要控制帶鋼表面乳化液的殘留,同時為罩式爐機組退火做充分準備。

(1)生產前一個班對軋機的乳化液各項指標落實,乳化液A 系統:濃度目標2%(范圍1. 8% ～2.2%),皂化值140～160 mg(KOH)/g,雜油含量≤20%,鐵粉含量≤200×10-6,乳化液溫度要求:50 ～60℃,PH 值要求:6.0～6.5,電導率＜300us/cm;乳化液B 系統:乳化液濃度目標1. 2% (范圍1% ～1.5%),皂化值140～160 mg(KOH)/g,雜油含量≤15%,鐵粉含量≤150×10-6。

(2)對酸洗工序酸液溫度、濃度及擠干輥狀態進行嚴格管控,并提高酸洗后帶鋼的漂洗效果,防止酸洗的氯離子流入至乳化液系統,乳化液B 系統氯離子不得高于20×10-6,否則進行底排處理。

(3)生產前確保末架軋機吹掃裝置正常,帶鋼表面不允許存在乳化液殘留,軋機出口吹掃壓力>0.6MPa。 噴嘴不允許缺失堵塞,軋機出口牌坊冷凝水不得滴落至帶鋼板面上。

(4)卷取張力不得大于32kN,確保卷芯能的乳化液夠得到充分揮發。

(5)板形按照微雙邊浪控制,嚴禁存在中浪,板形儀控制設定A2 為+5～+15(寬度930～1250mm)。

(6)每次更換支撐輥時,對乳化液噴嘴進行檢查確認,確保乳化液噴嘴無堵塞,噴嘴角度符合工藝要求。

(7)注意控制酸洗機組活套量,具備5#軋機速度保持在500～800m/min,杜絕停車斑缺陷,且鋼卷溫度控制在70～90℃,使乳化液得到初步揮發。

(8)軋機機組反射率須達到60%以上,低于60%須查找原因,磁棒過濾器開啟時間及頻次由乳化液鐵粉含量決定。

3.2 罩退工藝控制

八鋼公司冷軋分廠罩退前不采用脫脂工藝,主要是利用氫氣的強還原性和密度小、導熱率高等優點,與高速旋轉的爐臺循環風機相配合,對冷軋帶鋼進行退火,得到表面清潔光亮,力學性能優良、均勻的鋼卷。 為避免污染鋼帶表面,應進行如下操作:

(1)生產前對爐臺的積灰(炭黑)清洗至本色,內罩內壁積灰每年清洗至少2 次。

(2)裝爐按照軋機生產時間順序進行裝爐,鋼種在軋機軋出后滯留時間不得超過16h。

(3)第2、3 段吹量氫量控制在25 ～30m3/h,如在400 ～550℃發生報警時,需根據報警時間的長短增加第2 或3 段吹氫時間,確保乳化液殘液得到充分揮發。

(4)鋼卷加熱時,選用狀態良好的加熱罩,以避免或減少爐臺報警次數。

(5)對加熱罩問題點全面梳理、解決,確保煤氣電動調節閥運行正常無卡阻。 燒嘴運行數量達到6個以上,確保加熱曲線與設定曲線相吻合。

(6)采用雙平臺進行退火,增設430℃保溫平臺2～3h,確保乳化液能夠徹底揮發。

3.3 平整工序技術要求

平整機組的作用為使帶鋼獲得必要的性能和表面質量,滿足后工序加工的要求。

(1)平整機組每次更換支撐輥輥系時,對平整牌坊進行徹底性清潔、清掃。

(2)生產前對平整液噴嘴進行檢查,帶鋼中部的乳化液噴嘴不得存在堵塞現象,其中生產寬度小于1000mm 的鋼卷時,可將上輥邊部2 個噴嘴做堵塞以防止平整液從帶鋼邊部的輥縫處竄出而濺落至帶鋼板面上。

(3)控制平整液濃度平整液濃度提升至3%～5%,同時平整液中部2 個噴嘴噴射孔孔徑由Φ 1.5mm 更換為Φ2.0mm,以加大平整液噴射流量。

(4)吹掃噴氣壓力>0.47MPa,吹掃角度控制值45°～60°(生產特殊鋼種時,為了進一步提高吹掃壓力,可以與軋機進行錯峰生產,利用生產酸洗商品卷或酸聯軋停車時進行生產,吹掃壓力可以提升至0.46～0.61MPa)。

(5)平整液須噴射至上下工作輥輥縫處,生產特殊鋼卷前,提前3 ～5 卷對平整液噴嘴進行調整,確保平整液噴射的均勻性。

(6)生產速度不得小于500m/min,以提高帶鋼板面清潔度。

(7)平整后的鋼卷板面反射率不合格時,在確保厚度精度的情況下,按照1.0%的延伸率再次平整一次,確保帶鋼表面能夠清洗干凈。

(8)生產該鋼種時,準備間進一步降低平整機組工作輥粗糙度,將粗糙度由3. 0μm 降低至0.7μm,即光輥軋制。

3.4 重卷工序要求

(1)每周三對重卷拉矯機輥系、涂油機涂油室進行清洗,特殊鋼種生產前擦洗各轉動輥系,尤其是拉矯機輥系、去毛刺輥輥面。

(2)清洗后須至少生產6 卷寬度1250mm 以上的普通鋼卷做過度(Q235 鋼種做過度卷最佳)。

(3)生產前須對各張力輥、轉向輥、去毛刺輥進行檢查、清洗確認,不得將油污粘附在帶鋼表面上。

(4)如來料外圈板面存在平整液殘留或油污,須在入口將外圈切除干凈,防止缺陷粘附在轉動的輥系后再次粘附在帶鋼表面上。

(5)重卷機組生產時按照合同要求控制涂油量,涂油量控制在0. 60 ～0. 70g/m2,生產前檢查確認涂油機涂油效果,發現涂油不均及時停車沖洗刀梁,必要時將刀梁拉出后用塞片進行清洗。

4 改進效果

八鋼冷軋廠采用上述措施后,冷軋商品卷反射率從2019 年不足的65%提升至現在的80%以上,目前該鋼種一次通過率由前期的50%,提升至95.5%,客戶滿意度由前期的70%提升至100%。

5 結束語

平整機組軋制清洗兩次只是做補救性措施,在正常生產過程中,要提升帶鋼板面清潔度,需要從軋機、罩退、平整、重卷各工序的關鍵過程點進行系統性控制。 要提升板面清潔度,軋機冷硬卷的清潔度至關重要,也是主要影響因素。