不锈钢冷带退火酸洗的工艺及设备的研究

上海交通大学硕士学位论文 不锈钢冷带退火酸洗的工艺及设备的研究 姓名：程玲俐申请学位级别：硕士 专业：材料科学与工程 指导教师：吴建生;王东方20080607上海交通大学硕士学位论文(2008)不锈钢冷带退火酸洗的工艺及设备的研究不锈钢冷带退火酸洗的工艺及设备的研究摘 要随着我国国民经济的高速增长，近年来我国不锈钢的市场需求呈快 速增长趋势。从产品表面质量和生产成本上看，由于国内生产技术在一 定程度上还落后于国外的一些生产厂，如新日铁、米塔尔、AK 公司、蒂 森克虏伯等，一些高、精、尖的产品仍旧需要进口。到目前为止，国内几家大型不锈钢生产厂所建设的近 10 条冷轧不锈 钢退火酸洗机组均从国外引进，仅有少部分设备是国内合作制造，我国 自主集成生产设备的能力是相当的薄弱。由此，掌握冷轧不锈钢带钢的退火和酸洗工艺，提高自主设计、集 成不锈钢冷带退火酸洗生产设备的能力，优化生产设备配置，对提高我 国生产高质量的冷轧不锈带钢产品，降低生产成本、节约能源，满足人 民对不锈钢产品日益增长的需求，甚至降低冷轧不锈带钢的进口量，提 高我国出口不锈钢产品的能力都有重要的意义。本文基于国内某一大型不锈钢冷轧厂的不锈钢冷带退火酸洗机组， 针对其生产工艺和设备选型，并结合多条其它酸洗机组的分析、比较和 研究，为今后我国自主集成不锈钢退火酸洗线提供条件。为了提高连续退火炉的生产效率和节能效果，采用较大的温度落差I进行加热，以大大地缩短加热时间，减少带钢氧化，使带钢表面受热均匀一致，以保证带钢组织与性能的均匀一致。卧式退火炉将加热段炉膛 上部全部连通，使烟气全部流入预热段对带钢进行预热，充分利用烟气 余热，提高炉子的热效率，节约能源。为使奥氏体不锈钢产品的耐腐蚀 性不受明显的影响，在 850500之间必须快冷，其冷却速度和含碳量 有着密切的关系，随着碳含量的增加，冷却速度越快。奥氏体不锈钢的酸洗工艺为Na2SO4(电解)酸洗混酸(HNO3+HF)酸 洗，铁素体和马氏体的酸洗工艺为Na2SO4(电解)酸洗HNO3(电解)酸 洗。 “V”型浅槽体的设计使酸液从槽体两侧顺着带钢直接喷射到带钢的 上下表面，增加酸液与带钢直接接触的时间，缩短酸洗时间，减少酸耗， 提高酸洗效果。为保护环境，在设计中对酸洗段的每段工艺槽配置了相应的废气处 理等系统，使废气处理达标后排放。为节约能源，清洗段采用漂洗水溢 流循环使用的工艺，缩短清洗时间，降低水耗量。废酸处理系统采用 PYROMARS 处理工艺将废混酸和废 HNO3 统一收集后进行再生处理，并 重新利用。对于机组产生的有害的 NOx 废气，在设计时应用 NOx 氧化还原法将废气进行收集、过滤净化处理后达标排放，保护了大气环境。关键词：冷轧不锈钢，退火，酸洗，工艺设备，能源，环境保护IISTUDY ON PROCESS AND EQUIPMENT OF ANNEALING AND PICKLINGFOR COLD-ROLLED STAINLESS STRIPABSTRACTWith the development of our national economy, the demandment of stainless steel from national market has being raised at high speed during the recent years. From the requirement of the quality and cost of the stainless steel product, some product with high quality and other precisional productis still imported from oversea because our nationaltechnical drops behind some oversea plants such as, Shin Nippon Seitetsu of Japan、Mittaland Arcelor ofKorea、AK of America、Thyssen Krupp Steel of Germany.Up to now, about 10 annealing and pickling lines for cold rolled stainless strip built in the several our national steel plants are imported from oversea. And there are only a little of equipment is manufactured in domestic factories l according to the drawings designed by foreigner. That is say, the ability of designing and manufacturing the whole process line by ourself is very poor.So, it is very important for us to improve the quality of the stainless strip product, low cost, decrease the consumption of energy, strengthen the power of produce stainless steel product, reduce the quantity of import product and meet the increasing demand of national markert through grasping the process technology of annealing and pickling for cold rolled stainless strip, improving the ability of designing and manufacturing the whole annealing and pickling line by ourself and optimizing the equipment.This thesis is based on one annealing and pickling line for cold-rolled stainless strip5built in one great national plant. According to analyzing, comparing and studying the process and equipment choosed of the line and other several lines, offer some advantaged condition for designing and manufacturing the whole annealing and pickling line by ourself in the future.Heating the strip in the furnace via great temperature drop in order to reduce the heat time, to decrease the oxid created on the strip face, to unify the heating and the character of the strip and to increase the efficiency of the furnace and low the consumption of energy. In order to make all the heated exhaust gas go back to the pre-heating section to pre-heating the strip and to improve the efficiency of the furnace and reduce the consumption of the energy, each section of the furnace should be connected together to make the heat can used by each other. And in order to low the affect on the character ofanti-erod of steel, within the temperature zone between 850500, the austenitic stainlesssteel should be cooled quickly. According to the relationship between cooling rate and percent of carbon in the steel we can see greater percent of carbon in steel, higer speed of cooling required.The pickling process for austenitic stainless steel is as following: Na2SO4(electroanalysis) pickling mixed acid(HNO3+HF) mechnical pickling, and the pickling process for ferrite stainless steel is as following:Na2SO4(electroanalysis)pickling nitric acid (electroanalysis) pickling. “V”type tank can make the acid liquidspray onto the above and under faces of the strip along the two sides of the tank and increase the touch- time between acid liquid and strip, reduce the pickling time and consumption of acid liquid, improve the efficiency of pickling.To protect environment, the relative exhaust gas treatment system should be equipped to each pickling tank and ensure all the waste gas exhausted into the circumstance hasbeen controlled within the criterion. To low consumption of energy, rinsining section should apply the overflow and circulation using process to decrease the washing time and reduce the water consumption. Waste acid treatment system using the PYROMARSProcess can collect both mixed acid and nitric acid together and treat and regenerat theacid for reusing. Regard to the bad NOx waste gas, the exhaust gas treatment system using the Oxidation-deoxidize process to meet the limits of exhausting before gas exhausted into environment.KEY WORDS: cold-rolled stainless steel, annealing, pickling, process and quipment, energy, environment-protection上海交通大学硕士学位论文(2008)图目录图目录图 1- 1 十年来我国不锈钢消费量、产量、进口量 . 3图 1- 2 我国近年冷轧不锈带钢主要消费结构 . 4图 2- 1 不锈钢冷却速率与碳含量关系 . 13 图 2- 2 氧含量与空燃比的关系 . 16 图 2- 3 规格为 1.01250mm 的奥氏体 304 不锈钢的退火冷却曲线. 17 图 2- 4 规格为 1.01250mm 的铁素体 430 不锈钢的退火冷却曲线. 18 图 2- 5 奥氏体 304 不锈钢冷却速率与带钢厚度、冷却时间的关系 . 20 图 2- 6 奥氏体 304(厚 1.0mm，宽 1250mm)不锈钢的悬垂曲线 . 22 图 2- 7 A 厂的热辐射预热段. 27 图 2- 8 A 厂的预热段的气刀和气刀保护辊. 27 图 2- 9 A 厂的加热段的布置原理. 28 图 2- 10 A 厂的退火炉加热段. 29 图 2- 11 A 厂的退火炉加热段的炉膛内侧. 29 图 2- 12 A 厂加热段炉膛内的烧嘴. 30 图 2- 13 圆盘辊换辊装置示意图 . 30 图 2- 14 A 厂的圆盘辊装置. 31 图 2- 15 A 厂的圆盘辊架换辊装置. 31 图 2- 16 A 厂纠偏装置示意图. 32 图 2- 17 A 厂加热段排气系统. 33 图 2- 18 A 厂的冷却干燥段布置原理. 34 图 2- 19 A 厂退火炉的干燥段. 35 图 2- 20 A 厂干燥段入口挤干辊. 35图 3- 1 A 厂采用的酸洗工艺流程 . 44 图 3- 2 A 厂采用的酸洗段设备配置原理 . 45 图 3- 3 A 厂采用的酸洗段设备 . 45 图 3- 4 A 厂碱液脱脂布置图. 47 图 3- 5 A 厂的 Na2SO4 电解酸洗段酸槽的配置. 49第 81 页 共 83 页图 3- 6 A 厂的 Na2SO4 电解酸洗槽. 50图 3- 7 A 厂的中间刷洗段的配置图. 52 图 3- 8 A 厂的 HNO3 电解酸洗段酸槽的配置 . 53 图 3- 9 最终漂洗段和干燥段的配置. 56 图 3- 10 过酸洗. 57 图 3- 11 欠酸洗. 58 图 3- 12 酸洗花纹. 58 图 3- 13 氧化铁皮残留. 59 图 3- 14 污物残留. 59图 4- 1 A 厂的废混酸回收再生工艺流程简图. 66 图 4- 2 A 厂混酸回收再生站的三维模拟图. 67 图 4- 3 Na2SO4 的回收系统工作原理. 68 图 4- 4 A 厂的 NOx 氧化还原装置 . 71 图 4- 5 A 厂的酸洗段排气烟囱. 72上海交通大学硕士学位论文(2008)表目录表目录表 1- 1 世界及中国不锈钢产量、消费量及预测. 6表 1- 2 国内几家主要不锈钢生产厂的设备引进情况. 8表 2- 1 冷却介质的比较(以水冷却工艺为比较基准) . 19表 2- 2 各炉段的长度和炉膛高度设定和带钢悬垂度. 23表 3- 1 奥氏体(304)不锈钢典型的酸洗工艺 . 41 表 3- 2 铁素体(430) 不锈钢典型的酸洗工艺 . 41 表 3- 3 A 厂的 Na2SO4 电解酸洗段的工艺参数表. 49 表 3- 4 A 厂的 HNO3 电解酸洗段的工艺参数表 . 53 表 3- 5 A 厂的混酸酸洗槽的工艺参数表. 55 表 3- 6 A 厂的最终漂洗段的工艺参数表. 56 表 3- 7 A 厂的酸洗段酸液与带钢表面的碰撞密度表. 60表 4- 1 A 厂废混酸回收再生站的工艺参数表. 66 表 4- 2 有无废酸回收再生系统时吨钢新酸耗量比较表. 67 表 4- 3 有无废 Na2SO4 回收处理系统化学介质消耗对比表. 69 表 4- 4 有无 NOx 处理系统的处理效果比较. 70上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集 体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名： 日期：年月日上海交通大学本论文使用授权说明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名： 指导老师签名： 日期：年月日日期：年月日上海交通大学硕士学位论文(2008)第一章 文献综述第一章文献综述1.1 不锈钢产业概述1.1.1 前言随着我国国民经济的高速增长，近年来我国不锈钢的市场需求呈快速增长趋 势，据统计从 2001 年到 2003 年我国不锈钢材的表观消费量平均增长率为 34.4%，2003 年达到 420 万 t，我国的不锈钢消费总量已经步入世界不锈钢消费大国行列14。近 年来我国的宁波宝新、太钢、青岛浦项、张家港浦项、酒钢、宝钢股份不锈钢分公 司、上海 SKS、广州 LISCO 相继建成投产或正在建设不锈钢热带连续退火、酸洗线 (HAPL)和不锈钢冷带连续退火、酸洗线(CAPL)，这表明我国不锈钢带钢生产技术日 趋成熟57。虽然，我国的不锈钢生产能力已经大幅度提高，但据统计，到 2010 年，我国 还存有 70 万 t 的冷轧不锈钢产品缺口量，而且从人均消费看，我国不锈钢人均消费 量为 4.8kg，世界平均水平为 5.1kg，发达国家水平为 10.6kg，刚达到世界平均水平。 另外，从产品表面质量和生产成本上看，由于国内生产技术在一定程度上还落后于 国外的一些生产厂，如日本新日铁、韩国浦项、美国 AK 公司、德国蒂森克虏伯等， 一些高、精、尖的产品仍旧需要进口 89。1.1.2 不锈钢应用领域目前我国不锈钢一般应用集中于家居和城市设施建设，今后发展将趋向建筑业、 汽车运输业、机械制造业和环保领域1013。近年来，不锈钢制品越来越多地进入中国家庭，如不锈钢餐具、厨具、各种不 锈钢器皿和太阳能热水器、高位水箱、热水器以及防盗门窗等。从目前的发展状况 看，中国不锈钢最大消费领域是家庭消费，这与 GDP 的增长和人们生活水平的提高 息息相关。第 78 页 共 83 页同时，随着我国城市化进程的加快，城市建设和城市美化过程中大量使用不锈钢。尤其是大城市和沿海城市，使用不锈钢的数量超过欧美国家，如不锈钢旗杆、 街道护栏、过街天桥、指示牌、垃圾桶、广告牌、候车亭、交通指挥亭等基本实现 不锈钢化。中国特钢企业协会不锈钢分会常务会长李成表示，中国城市化的过程就 是扩大使用不锈钢的过程。当前我国不锈钢应用具有两方面特点：一是以板材为主，特别是冷轧板材。主 要为用不锈钢板材再加工成焊管和制成不锈钢制品，以适合家庭和城市使用。二是 从沿海地区向内地城市，从城市向农村扩展的发展路线。今后广大农村地区将是不 锈钢很大的潜在应用市场。业内人士对未来我国不锈钢发展的应用领域有如下预测：建筑业、汽车运输业、 机械加工制造业、环保领域。1.2 我国不锈钢发展的回顾及展望1.2.1 我国不锈钢发展的回顾改革开放前的 30 年是低速发展阶段：这一时期国内只有几家骨干特钢厂生产不 锈钢，产量低，每年产量约 15 万吨。不锈钢市场以工业和国防尖端部门需要为主， 基本上靠国产，生产能力与需求基本平衡。钢种基本上仿前苏联标准，产品以长材 为主。上世纪 80 年代初至 90 年代初期进入发展期：我国不锈钢消费开始进入家庭和 城市建设，民用需求快速上升，但国内不锈钢产量每年俳徊在 30 万吨左右，国产不 锈钢在数量、质量、品种上满足不了市场需求，特别是板材的需求缺口很大，每年 不得不大量进口。近十年来中国不锈钢得到飞速发展：进入 90 年代中期，我国国民经济的快速发 展拉动不锈钢消费的增长，消费量连年提高，从 1995 年的 75 万吨发展到 2005 年的522 万吨，十年增长六倍，2001 年我国已成为世界第一大不锈钢消费国。国内生产 跟不上消费增长，进口量逐年上升，2003 年达 300 万吨。由于市场消费的拉动及政府的关注和支持，我国不锈钢产业进入快速发展阶段，国家重点不锈钢企业形成“南宝北太”的局面，中外合资不锈钢企业纷纷落户中国，民营不锈钢厂像雨后春笋遍地 开花。国内不锈钢生产技术也不断提高，引进了国外 90 年代末先进的工艺技术和设 备。近四年来国内消费增势开始减缓，加上国内产量逐年提高，因此进口量出现下 降趋势。我国十年来不锈钢消费量、产量、进口量如图 1-1 所示15。十年来我国不锈钢消费量、产量、进口量700600500万吨40030020010019971998199920002001200220032004200520060表观消费量 粗钢产量 进口量年份图 1- 1 十年来我国不锈钢消费量、产量、进口量15Fig 1-1 Consumption, output and import of stainless steel of our country within ten years1.2.2 我国不锈钢产业的现状2005 年国内不锈钢粗钢、钢材产量急剧增长；2005 年不锈钢粗钢产量达到 522 万吨，比 2004 年增加 214 万吨，涨幅为 68。其中 Ni-Cr 系（300 系列）330.4 万吨， 占 62.36%，Cr 系（400 系列）81.1 万吨，占 22.34%；Cr-Mn 系（200 系列）81.1 万 吨，占 15.3%15。2005 年不锈钢材产量 450.8 万吨，比 2004 年增加 184 万吨。其中板材 347.6 万 吨；长材 68.5 万吨；无缝管 31.6 万吨；其它 3.1 万吨。板材中，宽板卷 244 万吨， 增加 124 万吨，涨幅为 103.33%；窄带 103.6 万吨，增加 43.5 万吨，涨幅为 72.38%15。冷轧板卷（宽度600mm）203 万吨，比 2004 年增加 52 万吨，涨幅为 34.44%。进口减少，出口增加，自给率进一步提高；2005 年不锈钢进口量仍居高位，达250 万吨，但同比降低 20.13，出口 90.4 万吨，同比增加 122.64%。国产不锈钢材 自给率达到 60，比 2004 年提高 10；冷轧宽板自给率达到 85，比 2004 年提高141415。我国近年冷轧不锈带钢主要消费结构如图 1-2 所示。4%(交通运输)5%(化工、环保)2%(其他)33%(制管)12%(轻工机械)8%(建筑装潢)12%(家用电器)制管 厨房设备、器皿、餐具 家用电器建筑装潢 轻工机械 化工、环保 交通运输 其他24%(厨房设备、 器皿、餐具)图 1- 2 我国近年冷轧不锈带钢主要消费结构1415Fig 1-2 Main consumption frame of cold-rolled stainless steel of our country within recent years 14151.2.3 我国不锈钢发展的展望根据不锈钢占钢铁总量的比例关系进行预测：中国上世纪 90 年代初至 2003 年的不锈钢消费量占全国粗钢产量的比例逐步上 升，随着近几年国内粗钢产量的迅速增加，其比例有所回落，目前国内不锈钢消费 量占全国粗钢产量比例在 1.4%1.5%左右。预计到 2010 年国内粗钢产量在 5.55.8 亿吨左右，届时不锈钢的表观需求量为810870 万吨左右。目前发达国家的不锈钢消费量占粗钢消费总量的比例一般在 2%以上，高于国内消费比例。如果参考发达国家的水平，以 2%的消费比例计算，我国 2010 年的不锈 钢消费量在 11001200 万吨左右。根据不锈钢人均表观消费量进行预测： 目前世界不锈钢人均消费量的平均水平为 5 公斤左右，发达国家平均在 10 公斤左右。过去我国不锈钢人均消费水平远远低于国际平均水平，在经历了 20012003 年这一具有明显的“补课式追赶”阶段后，目前国内不锈钢人均消费量已达到世界平 均水平，为 4.8 公斤左右。随着不锈钢消费领域的多样化和消费升级以及中国经济的迅速发展，国内不锈 钢的人均消费将会持续增加，若按照年增幅 10%的速度平稳发展，2010 人均消费量 达到 7.0 接近发达国家消费水平，以届时 14 亿左右人口计算，消费总量为 980 万吨， 假定 2010 年后以 7%的速度增加，则 2012 年人均消费量为 8.01，费总量达 1121.4 万吨。通过上述三种方法的预测，预计 2010 年表观消费量在 8101200 万吨左右，消 费增幅基本保持与国民经济同比的增速。表 1-1 为世界及中国不锈钢产量、消费量及 预测情况。表 1- 1 世界及中国不锈钢产量、消费量及预测35Table 1-1 World other countries and Chinas Output， consumption and forecast of stainless steel 35年份20042005200620102015(预测)（国外预测数）世界产量(万吨)24402474284033503900年增长 4.5人均(公斤/人)4.064.14.65.46.1中国消费量(万吨)4475225958101200年增长 8.0人均(公斤/人)3.54.04.87.09.8年增长 7.01.3 国内外不锈钢带的生产工艺流程目前世界上冷轧不锈钢带的生产工艺主要有 3 种：传统冷轧不锈钢带生产工艺； 直接轧制退火酸洗不锈钢带生产工艺；全连续式 5 机架冷连轧生产工艺1618。1.3.1 传统冷轧不锈钢带生产工艺传统冷轧不锈钢带生产工艺具有较悠久的历史，目前世界上大多数冷轧不锈钢 带生产厂家基本上都采用该生产工艺，国内生产厂家，如太钢、张家港浦项、宁波 宝新、上海 SKS 也均采用该生产方式。其工艺特点是采用单机可逆的多辊轧机进行 一个或多个轧程的冷轧轧制，然后进行退火、酸洗、平整等工序。该工艺成熟可靠、应用广泛，较适宜表面质量要求高及品种多而规模不大的生产。主要工艺机组有罩式退火炉、热带退火酸洗机组、多辊冷轧机组、冷带退火酸洗机组、平整机组等独 立机组。1.3.2 直接轧制退火酸洗不锈钢带生产工艺该工艺是 20 世纪 90 年代初国际上新开发的冷轧不锈钢生产方式，即热轧不锈 钢原料卷直接经过轧制、退火、酸洗连续生产设备生产冷轧不锈钢带。为降低生产 成本，顺应不锈钢市场激烈竞争，该生产工艺应运而生。即使在冷轧不锈钢产品价 格处于低谷时，该工艺方式仍能在市场中占有一定的优势。但该工艺生产的产品规 格偏厚，最薄规格为 1mm，适应市场所需产品规格范围较窄，适宜于大规模生产较 单一的产品，产品表面质量相对略低1922。1.3.3 全连续式 5 机架冷连轧生产工艺全连续式 5 机架冷连轧生产工艺是目前世界上冷轧不锈钢带生产新兴发展方向。 该生产工艺与传统生产工艺的区别在于其核心生产机组采用了与碳钢轧机相类似的 最先进 4 辊、6 辊组合或全 6 辊连轧机，替代了传统的多辊单机可逆式轧机，具有生 产产量高，轧制成材率高等特点。同时该工艺还能用来生产碳钢、硅钢等多品种， 适应市场变化能力强，可充分发挥规模经济效益，降低单位生产成本，且其占地面 积较传统工艺也有所减少。该生产工艺与直接轧制退火酸洗不锈钢带生产工艺相比， 生产的灵活性大，并且设备间相互牵制的因素大大减小。目前世界上已有多个生产 厂家采用该生产工艺生产不锈钢，主要有美国的 AK 钢铁公司 Rockport 厂、韩国浦 项钢铁公司第二冷轧厂、日本新日铁八幡厂、宝钢股份不锈钢分公司等2326。1.3.4 不锈钢带退火酸洗工艺及设备研究现状不管是中间退火酸洗还是成品退火酸洗均需在冷带退火酸洗机组上进行处 理。冷带退火酸洗工艺和设备在冷轧不锈钢产品生产中所占的比重是相当大的。但 是，到目前为止，国内几家大型不锈钢生产厂所建设的 10 多条冷轧不锈钢退火酸洗机组均从国外引进，仅有少部分设备是国内合作制造的，我国自主集成生产设备的能力是相当的薄弱。表 1-2 为国内几家主要不锈钢生产厂的设备引进情况。表 1- 2 国内几家主要不锈钢生产厂的设备引进情况Table 1-2 Explain for equipment import of domestic several factories making stainless steel不锈钢冷带退火酸洗线备注太钢1 条外商总承包，部分合作制造宁波宝新3 条外商总承包，部分合作制造上海克鲁伯1 条外商总承包，部分合作制造宝钢不锈钢1 条外商总承包，部分合作制造酒钢1 条外商总承包，部分合作制造广州联众2 条外商总承包，部分合作制造从表 1-2 可以看出，到目前为止，这些生产设备中部分设备可以由国内制造厂进行合作制造外，国内在生产设备的设计、制造方面还是相当的薄弱，我国尚且没有 一整套退火酸洗设备是自主设计、集成的。根据测算，从国外引进一套退火酸洗设 备，需投资成本约 3.54.5 亿人民币，而国内自主集成一套退火酸洗设备仅需 2.02.5 亿人民币。如果，我国掌握了不锈钢冷带的退火和酸洗工艺及设备配置，就可以 根据具体的产品工艺要求，对设备配置进行有所侧重的选择和配置，或在场地上预 留空间，节约投资降低能耗，而不象引进机组，大部分外商为节约设计修改成本， 在设备配置上进行标准配置，在很多情况下造成投资和能源的浪费。自主集成退火 和酸洗设备在大大节省投资成本的同时还会带动国内的制造业、加工业，推动国内 的经济发展。由此可见，掌握冷轧不锈钢带钢的退火和酸洗工艺，提高自主设计、集成不锈 钢冷带退火酸洗生产设备的能力，优化生产设备配置，对提高我国生产高质量的冷 轧不锈带钢产品，降低生产成本、节约能源，满足人民对不锈钢产品日益增长的需 求，降低冷轧不锈带钢的进口量，提高我国出口不锈钢产品的能力都有重要的意义。不锈钢产品的生产确实相当的重要，但是，我们不能忽略其对环境带来的负面影响。现代化大型钢铁生产厂是我国的能源消耗大户，同时也是各种废气、废水的 排放大户。所以，不断研究其生产工艺，降低能耗，降低排放量也是至关重要的。1.4 本课题研究意义及内容1.4.1 研究意义掌握冷轧不锈钢带钢的退火和酸洗工艺，提高自主设计、集成不锈钢冷带退火 酸洗生产设备的能力，优化生产设备配置，对提高我国生产高质量的冷轧不锈带钢 产品，降低生产成本、节约能源，满足人民对不锈钢产品日益增长的需求，降低冷 轧不锈带钢的进口量，提高我国出口不锈钢产品的能力都有重要的意义。1.4.2 研究内容本课题的研究内容是根据某一冷轧不锈钢生产厂的冷带退火酸洗机组的生产工 艺和生产设备，对其进行分析研究，并对该生产线的工艺和设备配置与其它现有的 退火酸洗线的工艺和设备配置进行比较，主要内容如下：1、不锈钢冷带退火和酸洗工艺及设备的研究 根据设计产量要求、产品的表面质量等级、现有场地的情况，进行如下研究：1）针对炉子的选型、TV值的确定、炉膛温度、退火炉的组成、炉段的长度计算 以及冷却介质和冷却方式的选用进行分析研究，以掌握各种退火工艺的优缺点以及 所选用的退火工艺的适用性和合理性，以及在保证产品质量的同时研究如何提高产 量和缩短炉子长度等，为今后自主设计奠定基础；2）针对酸洗工艺的选型、酸槽型式的选择、酸洗段的组成、酸洗段的长度计算 以及酸洗介质、酸洗温度和最终清洗方式进行分析研究，以掌握各种酸洗工艺优缺 点和设备配置的合理性，以及在保证酸洗质量的同时分析研究如何节约各种化学物 质的消耗和场地的占用，为今后自主设计集成创造条件。2、环保及节能措施不锈钢冷带在退火和酸洗过程中不仅消耗大量的燃料和化学介质，还会有大量 各种废气和废液的产生。为节约能源，保护环境，对机组产生的废气、废酸、废中 性盐的回收处理工艺进行研究，选用最适合机组生产需要的回收处理方式，以最大 程度降低排放浓度和排放量；同时根据实际生