带钢脱脂生产线.doc

热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百四十年的历史了。然而，热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。 热镀锌板的生产工序主要包括：原板准备镀前处理热浸镀镀后处理成品检验等。按照习惯往往根据镀前处理方法的 不同把热镀锌工艺分为线外退火和线内退火两大类，即： 湿法 （单张钢板热镀锌法） 线外退火 单张钢板热镀锌法 热镀锌 惠林（Wheeling）法（带钢连续热镀锌法） 线内退火 森吉米尔（Sendzimir）法（保护气体法） 改良森吉米尔法 美钢联法（同日本川崎法） 赛拉斯（Selas）法 莎伦（Sharon）法 2 线外退火：就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前，首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火，这样，镀锌线就不存在退火工序了。钢板在热镀锌之前必须保持一个无氧化物和其他脏物存在的洁净的纯铁活性表面。这种方法是先由酸洗的方法把经退火的表面氧化铁皮清除，然后涂上一层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成的溶剂进行保护，从而防止钢板再被氧化。 （1）湿法热镀锌：钢板表面的溶剂不经烘干（即表面还是湿的）就进入起表面覆盖有熔融态溶剂的锌液进行热镀锌。此方法的缺点是： a.只能在无铅状态下镀锌，镀层的合金层很厚且粘附性很坏。 b.生成的锌渣都积存在锌液和铅液的界面处而不能沉积锅底（因为锌渣的比重大于锌液而小于铅液），这样钢板因穿过锌层污染了表面。因此，该方法已基本被淘汰。 （2）单张钢板：这种方法一般是采用热轧叠轧板作为原料，首先把经过退火的钢板送入酸洗车间,用硫酸或盐酸清除钢板表面的氧热镀锌法化铁皮。酸洗之后的钢板立即进入水箱中浸泡等待镀锌,这样可以防止钢板再氧化。后经过酸洗、水清洗、挤干、烘干、进入锌锅（温度一直保持在445465）热镀锌，再进行涂油和铬化处理。这种方法生产的热镀锌板比湿法镀锌成品质量有显著提高，只对小规模生产有一定价值。 （3）惠林法热：该连续镀锌生产线包括碱液脱脂、盐酸酸洗、水冲洗、涂溶剂、烘干等一系列前处理工序，而且原板进入镀锌线镀锌前还需要进行罩式炉退火。这种方法生产工艺复杂，生产成本高，更为主要的是此方法生产的产品常常带有溶剂缺陷，影响镀层的耐蚀性。并且锌锅中的AL常常和钢板表面的溶剂发生作用生成三氯化铝而耗掉，镀层的粘附性变坏。因而此方法虽然已问世近三十年，但在世界热镀锌行业中并未得到发展。 3线内退火：就是由冷轧或热轧车间直接提供带卷作为热镀锌的原板，在热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌方法包括：森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）；赛拉斯法；莎伦法。 森吉米尔法：它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来，其线内退火主要包括氧化炉，还原炉两部份组成。带钢在氧化炉中煤气火焰直接加热到450度左右，把带钢表面残存的轧制油烧掉，净化表面。后再把带钢加热到700-800度完成再结晶退火，经冷却段控制进锌锅前温度在480度左右，最后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌，因此，森吉米尔法产量高、镀锌质量较好，此法曾得到广泛应用。 美钢联法: 它是森吉米尔法的一个变种，它仅仅是利用一个碱性电解脱脂槽取代了氧化炉的脱脂作用，其余工序与森吉米尔法基本相同。在原板进入作业线后，首先进行电解脱脂，而后水洗、烘干，再通过有保护气体的还原炉进行再结晶退火，最后在密封情况下进入锌锅热镀锌。这种方法因带钢不经过氧化炉加热，所以表面的氧化膜较薄，可适当降低还原炉中保护气体的氢含量。这样，对炉安全和降低生产成本有利。但是，由于带钢得不到预加热就进入还原炉中，这样无疑提高了还原炉的热负荷，影响炉子的寿命。因此这种方法并未得广泛应用。 赛拉斯法: 又称火焰直接加热法；首先带钢经碱洗脱脂，而后用盐酸清除表面的氧化皮，并经水洗、烘干后再进入由煤气火焰直接加热的立式线内退火炉，通过严格控制炉内煤气和空气的焰烧比例，使之在煤气过剩和氧气不足的情况下进行不完全焰烧，从而使炉内造成还原气氛。使其快速加热达到再结晶温度并在低氢保护气氛下冷却带钢，最后在密闭情况下浸入锌液，进行热镀锌。该法设备紧凑，投资费用低，产量高（最高可达50/小时）。但生产工艺复杂，特别是在机组停止运转时，为了避免烧断带钢，需要采用炉子横移离开钢带的方法，这样操作问题很多，所以，热镀锌工业采用此法很少。 莎伦法：1939年美国莎伦公司投产一台新型的热镀锌机组，所以也叫莎伦法。该法是在退火炉内向带钢喷射氯化氢气体并使带钢达到再结晶温度，所以也称为气体酸洗法。采用氯化氢气体酸洗，不但能去除带钢表面的氧化皮，而且同时去除了带钢表面的油脂，由于带钢表面被氧化气体腐蚀，形成麻面，所以使用莎伦法所得到的镀层粘附性特别好。但是由于设备腐蚀严重，由此造成很高的设备维修和更新费用。因而此种方法很少被采用。 改良森吉米：它是一种更优越的热镀锌工艺方法；它把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉由一个截面积较小的过道连接起来，这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉构成一个有机整体。实践证明，该法具有许多优点：优质、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识。其发展速度非常快，1965年以来新建的作业线几乎全部采用了这种方法，近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造。 随着工业的发现，热镀锌产品已经运用到很多领域，热镀锌的优点在于防腐年限长久，适应环境广泛一直是很受欢迎的防腐处理方法。被广泛运用与电力铁塔、通信铁塔、铁路、公路防护、路灯杆、船用构件、建筑钢结构构件、变电站附属设施、轻工业等。 热镀锌的防腐年限久远，但是在不同的环境中防腐年限不一样：重工业区13年，海洋50年，郊外104年，城市30年。 热镀锌原理：将铁件清洗干净，然后溶剂处理，烘干后浸入锌液中，铁与熔融锌反应生成一合金化的锌层，其流程为：脱脂-水洗-酸洗-助镀-烘干-热浸镀锌-分离-冷却钝化。 热镀锌的合金层的厚度主要取决了钢材的硅含量等化学成份，钢材的横截面积大小，钢材表面的粗糙程度，锌锅温度，浸锌时间，冷却快慢，冷轧变形等。 热镀锌的优点1、 处理费用纸：热浸镀锌防锈的费用要比其他漆料涂层的费用低；2、 持久耐用：在郊区环境下，标准的热镀锌防锈的厚度，可保持50年以上而不必修补；在市区或近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持20年而不必修补；3、 可靠性好：镀锌层与钢材间是冶金结合，成为钢表面的一部份，因此镀层的持久性较为可靠；4、 镀层的韧性强：镀锌层形成一种特别的冶金结构，这种结构能承受在运送及使用时受到机械损伤；5、 全面性保护：镀件的每一部分都能镀上锌，即使在凹陷处、尖角及隐藏处都能全面地受到保护；6、 省时省力：镀锌过程要比其他涂层的施工法更快捷，并且可避免安装后在工地上图刷所需的时间；设备简介：钢带通过式超声波清洗机，该设备是一台钢带通过式脱脂清洗机，具有脱脂、超声，喷淋，烘干，冷却、收卷等功能的新颖连续式清洗设备。工作时，依次通过脱脂槽，超声波漂洗槽，高压喷淋漂洗室、烘干室，冷却室等流程后出料，回液经净化处理可循环使用，上罩内的雾气经吸雾风机抽出后外排出到总排气管道中去。该机具有工位多，功能全，结构合理，操作方便，清洗效果好的优点，这对于流水线零件的清洗，改善劳动环境，提高清洗和吹干质量，具有重要的意义。产品详细信息一、 适于本机组之主要参数:1. 钢带材质： 不锈带。2. 材质质量： 国产正品钢卷3. 钢带厚度： 0.25-1.2mm4. 钢带宽度： 508mm 5. 钢卷内径： 508mm6. 钢卷外径：（最大）：1500mm7. 钢带重量： 进料最大卷重6吨，出料最大重6吨。8. 速度： 0-20m/min（按实际操作时为准、速度可调）9. 使用总功率 （ ）KW，正常运行功率（ ）Kw10.电原：动力电源380V/50HZ11.主动力：收卷机AC15kW， S辊动力：AC11kW配精密减速机12.生产线方向：以客户提供进料方向为准，13.机组颜色：（电脑灰 ）（以客户要求为准）二、 设备特点：1. 清洗效率高，容易切水干燥，从而既节省电能；又减少故障率。深入理解设计的除油、过滤系统实用有效；安装抽风吸雾，确保不串雾不串气影响操作者；各部分空间布局合理均留有维护通道，外观简洁美观。洁净度要求:2. 外观要求： 零件内外表面无锈迹，无油，无水份3. 清洗工艺:工艺流程：进料-脱脂-超声波水洗-高压喷淋清洗-烘干-冷却-出料4. 结构组成本机由放卷机、进料S辊、脱脂机、清洗系统、高压喷淋清洗，烘干系统、冷却，油水分离器、后S辊、收卷机、等组成。5. 为便于维护保养，在喷淋清洗、烘干工位设有检修门，检修门密封应良好，确保清洗液不外泄，检修门与主机运行互锁，调试及设备维护时应开关方便灵活。凡与液体接触的地方均采用优质不锈钢6. 基本工艺参数： 三、 成品参数1. 钢卷内径： 508mm2. 钢卷外径：1500mm：3. 卷取错层： 2mm4. 成品塔形： 3mm（除带头尾几圈不计）四、 设备组成：1. 液压开卷机 1组 2. 前S辊 1组3. 精密矫平机 1组4. 脱脂机 1组5. 超声波清洗机 1组6. 高压冲洗机 1组7. 烘干箱 1组8. 强冷机 1组9. 后S辊 1组10.收卷机 1组11.液压系统 1台12.电控系统 1套热镀锌带钢清洗工艺探讨王业科黄幼知摘要：基于对清洗工艺的探讨，分析了各因素对带钢清洗效果、清洗控制、清洗运行稳定性的影响，以及如何进行清洗净化度检验和清洗设备选择。关键词：热镀锌；带钢清洗；工艺中图分类号：TG306文献标识码：ADiscussion on the cleaning technology of hot galvanized stripWANG Ye-ke, HUANG You-zhi(Steel Rolling Dept., Chongqing Iron & Steel Designing Institute, Chongqing 400013, China)Abstract：The paper analyzed the influence factors on cleaning effect, control and stability, and pointed out how to inspect the strip cleanness and choose equipment.Key words：hot galvanizing; strip cleaning; technology1概述轧制后的冷轧带钢表面附有许多轧制油、机油、铁末和灰尘等污物。改良森吉米尔法热镀锌工艺虽能大部分清除带钢表面的轧制油，但不能清除残存的固体颗粒。这些固体颗粒是产生炉辊结瘤，进而在其表面产生压痕及划伤，影响带钢表面质量的主要原因。而未能完全挥发的油脂，退火后还会成为残留碳化物，既有损外观，又导致锌层附着力差，影响产品的竞争能力。因此，带钢镀前的清洗很重要，一些改良森吉米尔法的热镀锌机组也设有清洗段，如攀钢热镀锌机组。近年投产的热镀锌机组也越来越倾向于采用清洗间接加热的美钢联法。2热镀锌冷轧带钢清洗的主要型式带钢清洗方法有多种，化学清洗、物理清洗、电解清洗和超声波清洗等，为了适应高速生产需要，往往将上述方式进行最佳组合。对于热镀锌机组前的冷轧带钢表面清洗，一般有下述3种型式：（1）化学清洗电解清洗物理清洗这种型式的设备组成如图1所示。其中电解清洗槽等的形状有立式槽，也有卧式槽。目前宝钢1550mm热镀锌机组等均采用这种型式。它具有清洗速度快、清洗质量高等特点，清洗后带钢的表面质量完全可以满足汽车面板的要求。图1化学清洗电解清洗物理清洗示意图1碱液喷洗槽；2碱液刷洗槽；3电解清洗槽；4热水刷洗槽；5热水清洗槽；6干燥器国外清洗段也有采用3槽的，如日本福山钢厂，清洗段由电解清洗槽、刷洗槽和清洗槽组成。（2）化学清洗物理清洗这种型式的设备组成如图2所示。这种型式投资省、清洗效果较好。攀钢冷轧连续热镀锌机组就采用这种型式。带钢在进入清洗段前，如表面含油50150mgm2（单面）、表面含铁污量65110mgm2（单面），在作业线以170mmin速度运行时，设计清洗率可达90以上。图2攀钢冷轧薄板厂CGL的入口清洗段1碱液喷洗槽；2碱液刷洗槽；3热水刷洗槽；4热水清洗槽；5干燥器（3）物理清洗 这种型式的设备组成如图3所示。其作业线短，可以清洗掉带钢表面的部分污物，清洗率只有6070，清洗效果不十分理想。图3物理清洗方式1热水高压冲洗槽；2热水高压清洗槽；3干燥器3清洗工艺对清洗质量的影响3.1清洗方法对清洗效果的影响Michael对各种清洗方法的组合进行过研究1，发现对带钢表面残留碳，去除效果依次为：浸洗刷洗电解清洗浸洗刷洗浸洗电解清洗电解清洗刷洗浸洗；而对带钢表面残留铁，去除效果依次为：浸洗刷洗电解清洗浸洗电解清洗浸洗刷洗电解清洗刷洗浸洗。3.2清洗液工作条件对带钢表面残留物的影响碱液的工作温度为6095，压力为0.10.5MPa，较高的温度与压力可增大清洗效果，但是会形成较多泡沫，使工作条件变坏，尤其是过渡到下一个处理部分时，会在中间导致带钢干燥。碱液浓度一般为25，正常使用为23，对于表面状态不良的带钢，要求浓度提高到56，超过此限，对清洗效果影响已不太明显。供碱量与带钢运行速度、带钢宽度、带钢表面清洁度等有关。清洗液的使用时间取决于清洗液的容量、浓度，从带钢表面除去的油脂量、金属颗粒和脏物量及其密度，以及带走损耗量。随着清洗液的使用，碱的浓度逐渐降低，应在一定限度内补充清洗剂至浓度恢复，使清洗继续进行。但超过限度时，即使补充清洗剂，能使含碱量恢复，但清洗所需的有效碱量不能恢复，即出现清洗液老化或疲劳。用电解清洗去除污垢可使表面活化，同时引起带钢表面电解析出其它物质。这些物质在后部工序中起有害作用，因此必须考虑有关电极极性的配列、最终电极的极性和使用液的选择。3.3漂洗条件对带钢表面残留物的影响水量越大，温度、压力越高，漂洗效果越好。考虑到水的消耗量不至于太大，一般漂洗温度95、压力为0.10.5MPa。在漂洗前段，一般采用工业水，为保证带钢的清洁性，后段要求使用脱盐水，水量与带钢运行速度、带钢宽度等有关。为减少水的消耗，后段的脱盐水可梯流至前段漂洗槽循环使用，漂洗水同样可用于碱液刷洗循环槽与碱液喷洗循环槽。3.4电解电流密度和清洗性电解电流密度通常为540Adm2。当电极尺寸数量、电解液浓度确定以后，电流密度超过1030Adm2时，清洗效果已不太明显。4主要清洗设备的选择4.1喷嘴的选择喷嘴的选择对冷轧带钢的清洗效果影响较大。通常选用扁平喷嘴，由于其结构简单，被杂质堵塞的可能性小。其射流呈扁平的扇形，喷射形状的厚度随压力、流量、喷射角和喷射距离的变化而变化。在喷射距离为300mm时，喷射厚度约为1530mm，在喷射宽度范围内，其流量分布为中间大两端小。喷嘴综合性能影响因素见表1。表1喷嘴综合性能影响因素影响因素工作压力增加比重增加 粘滞度增大流体温度增加表面张力增加形状的质量提高忽略变坏提高忽略流量增加降低无影响喷射角度先增加然后减小忽略减小增加减小微粒尺寸减小忽略增大减小增大速度增加降低降低增加忽略冲击力增加忽略减小增加忽略磨损增加忽略减小无影响根据所选用喷嘴和使用液体而定。4.2刷辊的选择刷辊是易耗品，使用时要求：（1）介质温度80；（2）刷辊线速度不能太高；（3）保证清洗液的供给量；（4）刷辊的供给量一般3mm次。刷辊的区别在于刷盘的结构，刷盘大致可分为3种结构：柱状组合式：其加工工艺复杂，制作困难，但装配方便，动平衡好，调整平衡快，工作时振动小，但成本高。单片绑扎式：制造工艺简单，加工容易，成本低。但组装困难，每片刷盘的几何尺寸不易保证对称，组装后的刷辊要做动平衡实验。单片压制式：加工工艺复杂，制造困难，动平衡好，组装后的刷辊不作动平衡实验（刷盘套筒必须先作动平衡实验）。从运行稳定性方面考虑，柱状组合式刷盘结构的刷辊为首选。4.3挤干辊的选择挤干辊是带钢的脱水辊，辊的压下力影响脱水性和辊的寿命，压下力增大，脱水性提高，但辊上橡胶内部发热使寿命降低。辊及其压下力有4种选择：（1）低硬度辊、大压下力；（2）低硬度辊、小压下力；（3）高硬度辊、大压下力；（4）高硬度辊、小压下力。当主要考虑脱水性时，（1）或（3）较好；如果主要考虑寿命，则（2）或（4）较好。但在（1）或（3）情况下，压下力增加，咬夹宽度也增加，咬夹压力不按比例增高。挤干辊是在铁辊上衬橡胶，一般采用氯丁橡胶。5清洗设备的在线控制5.1电解整流器的调节带钢表面洁净时，在任何带钢运行速度下均可保持恒定电量。否则，要提高电流密度，整流器全负荷运转，并通过提高电量直至带钢表面干净为止。5.2冲洗的控制冲洗控制的重点是水温、水量、喷射压力和水质。从冲刷性和脱水性方面考虑，水温高些好，一般出口侧的冲洗水温为8095。5.3挤干辊的运转控制挤干辊通常控制其线压力，即带钢单位宽度对应的压力。线压力可随使用条件变化，一般为100300Ncm，实际使用是其12，即70150Ncm左右。5.4对焊缝的处理检测到焊缝将进入清洗段时，自动抬高所有的刷辊，待焊缝经过后，再进入正常工作位置。6带钢清洗缺陷及清洗净化度的检验带钢的清洗缺陷包括：脱水不干净、划痕、折叠及与电解槽电极接触后产生的烧痕等，目前主要依靠人工检查。目前对带钢清洗净化度的检验尚缺少统一标准和方法。由于清洗段为连续热镀锌生产线的前部工序，最终的性能指标反映在镀锌产品质量上，如表面质量、镀层结合力等。国内几条有清洗段的生产线均没有对清洗段单独进行验收。带钢净化度包括2个指标，一是带钢表面残油、油脂、微油铁粒含量，单位为mgm2（单双面均可），对汽车等高级用途的镀锌板要求其含量8mgm2（单面）；二是冲洗质量指标，即残留碱性残渣的多少。以上指标越低越好。带钢表面残油、油脂、微油铁粒含量判定一般采用擦拭法或称重法。残留碱性残渣一般采用酚酞浸湿过的干燥过滤纸放在带钢表面上，并将蒸馏水喷上去，有碱性残渣的地方呈现出紫色，即可辨认。7结语热镀锌冷轧带钢的清洗是一项较复杂的工艺，需综合考虑带钢的原始状况及热镀锌机组的运行情况，配置相应的清洗设备，确定合适的喷洗，刷洗，漂洗介质的温度、压力、流量，以求达到能耗、物耗最少，清洗效果最佳。1生产线简介：冷轧带钢在轧制过程中，出于工艺上的需要，通常用棕榈油或类似的人工合成油作为润滑剂。这种润滑剂会在带钢表面留下一层油膜，而这层油膜在退火炉中退火时，因加热分解将会出现渗碳现象和形成残渣，影响带钢成分和表面清洁，继而影响后序加工的质量。本机组的功能就是利用化学和电化学的方法，将带钢表面清洗干净，以达到后续加工的质量要求。该电解脱脂机组还可以将冷轧后的钢卷进行松卷，切除带钢尾部超厚部分，调节钢卷重量，并以合适的张力进行卷取。 2本公司设计的电解脱脂机组总体配置：（1）机组采用水平布置，循环系统布置在传动侧，利于穿带