推拉式浅槽盐酸酸洗机组设备选型及参数设定

推拉式浅槽盐酸酸洗机组设备选型及参数设定推拉式浅槽盐酸酸洗机组设备选型及参数设定摘要:介绍了带钢推拉式浅槽紊流盐酸酸洗机组的设备组成及布置，并根据实践经验，就机组设备及相关系统装置的选型、具体结构、参数选择等进行了介绍，并提出了建议。1机组设备组成、布置及参数设定1.1设备组成及布置带钢推拉式浅槽紊流盐酸酸洗机组主要设备及其布置如图1所示。1.2酸洗槽入口拉辊的设置当拆卷张力小于30kN时，张力可由拆卷机和矫直机形成，每个酸槽长度为12.5m，酸槽和冲洗槽夹送辊传动电机功率为5.5kW，酸槽入口可不设拉辊，穿带顺畅，无卡带、堆带现象。当拆卷张力大于35kN时，由拆卷机和矫直机难以形成张力，每个酸槽长19m以上，酸槽和冲洗槽夹送辊传动电机功率为5.5kW，此时酸槽人口需设拉辊。一是拉辊可与拆卷和矫直机共同形成拆卷张力，二是穿推带通过较长酸槽时较平稳。1.3机组尾部圆盘剪的设置酸洗带钢剪边断面存在应力集中，冷轧时边部产生微裂纹，甚至有大于1mm深的裂纹。冷轧压下率过大，带钢边部也易产生较大裂纹。如果热轧带钢边部光整无破损，酸洗带钢可不剪边。但热轧带卷在堆放吊运等过程中常有破裂、窝边等损伤。此外，由于带钢头尾约7~8m长度内宽差较中部大10mm，同时宽差变化不定，因此现在机组尾部还需设圆盘剪，待热轧带钢宽差一致且稳定、带卷吊运文明、边部无损伤时，可考虑不设圆盘剪。1.4机组长度和宽度设备选型和布置是决定机组长度的主要因素。设备选型应在既满足生产需要、又方便操作的基础上，尽量选择轻便、结构简单、设备间距紧凑的设备。对于生产2~4mmX800~1300mm普碳钢带、产量为20~25万t/a的推拉式浅槽紊流盐酸酸洗机组，若其酸液总酸度为130~150g/L,Fe2+浓度为120~140g/L，酸液温度为68~75?，酸槽每侧2个喷酸孔，喷酸量为50m3/h，酸液以0.5MPa压力形成紊流，酸液深度为220mm，酸洗30s后带钢表面呈金属本色。若冲洗速度为70m/min，3段冲洗，4个喷管，冲洗槽长可为9m，则该机组长度为80m较标准。机组头尾宽度的确定取决于热带最大宽度、热带长度方向形状及对中和纠偏装置作用的效果。近年来，热轧带钢尺寸精度有较大提高，宽度偏差为+10mm，头尾7~8m内宽度偏差为+20mm，约10%带钢头尾8m左右有豆角弯，取直后可宽出100〜150mm。因此，机组头尾宽度应取最大带钢宽度加400mm。1.5机组操作面高度机组操作面高度应使岗位操作人员能俯视到带钢的运行状态，因此以600~700mm为宜。2设备选型设备选型应遵循生产适用、结构简单、操作简便、维护容易的原则。2.1钢卷座热轧钢卷座和酸洗成品钢卷座可为相同结构，钢卷座置放卷数根据酸洗跨的吊车数量而定。一般酸洗跨装2台吊车，钢卷座置放2卷即可。钢卷座一般为鞍型，若钢卷最大外径为中O1800~O2100mm，则座上口宽为1000mm,下口宽600mm，座长等于带钢最大宽度的2倍加300mm间距。钢卷座为焊接框架结构。热轧钢卷座上面应加钢垫板，酸洗成品钢卷可加塑料垫板。垫板应分段布置，既便于更换又节省材料。2.2上卸卷小车上卸卷小车由车体、受卷鞍座组成。受卷鞍座宽度小于钢卷座下口宽度，一般为:500rnm，受卷鞍座角为30?，长度等于钢卷最小宽度。小车移动通过液压马达驱动。受卷鞍座通过液压缸升降。其升降高度为能使最小外径钢卷内径中心对准拆卷机悬臂卷筒中心加80〜100mm。受卷鞍座应能降至钢卷座下口200mm，由此尺寸可确定小车地沟深度。卸卷小车受卷鞍座上应装托钢卷自由空转辊，用于卷取钢卷收带尾时承托钢卷转动，避免拉倒小车。自由空转辊用实心锻钢，直径O180~O200mm，长度等于鞍座长度减掉两端轴承座长度。自由辊居中间，加工成2个间距为300mm的沟槽，槽宽600mm，深25~30mm。用于捆卷穿过带钢腰部。2.3拆卷机悬臂式卷筒张力拆卷机为四棱锥扇形板胀缩径结构。据经验，①750mm的悬臂卷筒胀缩范围确定为中O720~Q760mm较为合理，同时卷简端部应加工成45?锥型，以便于钢卷套进卷筒。卷筒长度确定取决于热轧钢卷卷形，钢卷无塔形时，卷筒长度应大于带钢最大长度300mm。另外，卷筒应能轴向移动？（100〜150）mm，用于调整钢卷对准机组中心线，以防带钢偏斜。为防止拆卷过程中带钢跑偏，在卷筒和拆卷引料辊之间不能形成张力，拆卷张力应在卷筒、矫直机和前方拉辊之间形成。卷筒胀缩、轴向移动通过液压缸驱动。卷筒传动采用变频调速电机。当最大卷重为25t，拆卷后张力为30kN，电机功率选择50kW较适宜。2.4拆头压辊压辊不需传动，是自由空转辊，辊压下拆头时靠钢卷旋转而转动。辊身直径①200mm,辊身长等于带钢最小宽度。压辊升降用气缸驱动，不用液压驱动，以防漏油滴在钢卷上不利酸洗。2.5拆头刮刀刮刀既能升降又能伸出后退，为平板焊接结构。其升起高度与卷筒上外径最大钢卷高度相等或略高50mm，降至最低高度与卷筒上外径最小钢卷高度相等或略低50mm。刮刀伸出长度为450~500mm。刮刀长度应是当其升起时与卷筒上外径最大钢卷相距50~70mm，与引料辊相距30~50mm，其宽度为带钢最小宽度。刮刀上表面应镶酚醛或环氧树酯护板，厚度为25mm，以防止划伤带钢下表面。2.6引料辊引料辊用于将钢卷头部引入矫直机。钢辊硬度HRC55〜60，辊径为①250〜①300mm。上辊传动并能升降，下辊为自由空转辊;正常拆卷时起托带作用，避免划伤带钢。辊升降通过气缸驱动。上辊传动采用变频调速电机。其功率为18kW，可满足牵引2~4mmX1300mm带钢的需要。2.7九辊矫直机九辊矫直机可矫直厚2~4mm带钢，矫直辊直径①150mm，辊身长度大于带钢最大宽度300mm，辊面硬度HRC55~60。上下矫直辊辊缝采用电动调整。用制动三相异步电机，功率1.5kW，转速400r/min，可满足快速微调需要。2.8编码辊编码辊直径为①150mm，长500mm，可气动升降。其为1#拉辊酸洗槽、冲洗槽至2#拉辊间带钢运行跟踪器。设定以切角剪为起点算出这一区间距离的绝对值，用切角剪动作作为绝对值编码器复位信号，用距离计算绝对值编码器脉冲数，由脉冲信号通过PLC计算发信号至气动阀，使拉辊和各夹送辊压下，并通过辊端旁装配的接近开关检测各上辊是否已压下。同时，在机组头尾部控制台触摸屏上显示出以上动作及带头运行中所处的位置。从而带钢在此区间的运行状态及是否卡钢都在控制台操作人员的监视中。为使拉辊和各夹送辊及时发挥推拉带钢作用，当带头通过拉辊及各夹送辊约500ram时，上辊应压下。2.9切头切尾剪切头切尾剪为下切式斜切液压剪。上剪刃斜度15?剪刃厚20mm，宽60mm，长度大于带钢最大宽度300mm。剪刃材质为4CrW2Si，硬度HRC50~55，上下剪刃开口度80mm，能满足少数50mm高浪瓢度带钢顺利通过。由于目前生产的带钢头尾端呈圆弧状，需剪切150mm左右，因而无需设摆动台和板头箱。2.10切角剪带头经少许剪切后两边或一边已留下月牙形圆弧，因而不需要切角。若切头后某一边留下月牙形圆弧，需切另一边角。因此，在机组每侧装一台切角剪。两侧剪床在各自液压缸驱动下能同时合并和分开，每侧能单独前进和后退，带头两边可同时或单独剪角，剪切带角为45?。用上切式液压剪，剪掉的板角能靠自重落下。而用下切式液压剪，剪掉的板角可能落在剪床上。剪床下面需设轻便板角流槽，其尽头应放置能盛l00kg左右的收集箱。上剪刀呈15。角，其尺寸300mmX60mmX350mm，材质4CrW2Si,硬度HRC50~55。2.11立辊组立辊组不会夹伤带钢边部。每侧立辊数量要依据立辊组所处位置和作用而定。1#和2#立辊组主要起对中带钢作用，控偏作用较小，每侧设3个立辊;3#立辊组的对中和控偏作用同等重要，每侧设4个立辊。对于立辊组，两侧立辊应同步合并和分开，同步往左往右，每侧单独前进和后退，以对处于各种方位的带钢进行调整，起到对中和控偏作用。立辊组调整要求快速稳准，采用液压缸驱动。立辊为锻钢实心辊，直径①150mm，高200mm，中心距15~20mm。2.12拉辊由于穿带、卡钢、倒带时，带钢上下表面有冲洗水，因而酸槽入口拉辊应采用钢辊。由于烘干机出口温度高，也应采用钢辊。目前承担纠偏带钢的拉辊采用聚氨酯胶辊，据称可防止带钢纠偏时打滑。但带钢通过拉辊时其表面粘有聚氨酯粉沫，会污染轧制液。为此，建议采用钢辊。另外，从活套坑拉出的带钢具有充分的往两边活动性，不必担心钢辊夹着带钢纠偏打滑。但上辊压力应足够大，以满足夹带纠偏不打滑的要求。拉辊直径①250~^300mm,辊身长较带钢最大宽度大300mm,辊面硬度为HRC55~60。为便于穿带或处理堆钢事故，上拉辊能气动升降;为防止因上下辊径不同而产生相对运动，只有下辊传动，采用变频调整电机，当带钢为2~4mmX1300mm时，电机功率为18.5kW。2.13烘干箱烘干箱箱体为上下两部分，各装4~5个气刀式热风喷嘴，热风管直径为垂159mm，喷嘴口为①8mm，喷嘴距带钢150mm。为防止喷嘴划伤带钢，在距喷嘴100mm处的上下箱体上装有自由空转辊，辊标高高出喷嘴50mm。烘干用离心风机，风量30000m3/h，压力5100Pa，蒸汽压力300kPa，温度135~150?，用量1000kg/h，干燥水分量380~400kg/h。2.14CPC纠偏装置为保证带钢两边剪切宽度基本相等，需采用CPC纠偏装置，纠偏宽度范围为10〜15mm。其电控柜装在不受振动的3#拉辊旁。2.15圆盘剪带钢被卷取时圆盘剪成为拉剪。为确保上下剪刀搭接和侧间隙调后基本不变，圆盘剪刀轴向窜动间隙?0.03mm，轴与轴套间隙?0.02mm。剪刀直径为①250~^300mm，厚30mm，材质为4Crw2Si，硬度为HRC50~58。左右剪刃中间需设钢制带钢压轮，压辊直径为①250〜①300mm，液动升降;但紧靠剪刃的压轮不需要。2.16卷边机卷边卷筒为六棱框架结构，直径为①300~^350Inm,长400~450mm，可手动胀缩径，配备带边导向辊。沿机组横向移动速度为2〜3m/min。卷边张力在2kN以内，卷边最大重量为500kg左右。卷边带钢规格为2~4mmx8~10mm普碳钢。带，电机功率为20~22kW2.17三辊张力装置三辊张力装置的中间辊通过液压缸驱动升降，入、出口辊固定。对于中间辊，必须考虑传动端连杆附加重量偏重问题，因其影响两端同步。张力装置3个辊均衬15~20mm厚聚氨酯橡胶，辊径①900mm，辊身长大于带钢最大宽度300mm。人出口辊均装有衬厚15~20rnm聚氨酯、直径①250mm的压紧辊，辊身长等于带钢最小宽度，通过液压缸升降并保证同步。张力辊传动采用变频调速电机，中间辊及入、出口辊电机功率分别为55、15、37kW°2~4mmX1300mm普碳钢板的卷取张力达68kN。2.18导向装置由偏二辊组成，上辊中心线至导前下辊中心线250rnm，带头导向后准确插入卷筒钳口。上辊直径0250mm，辊身长为带钢最小宽度;下辊直径中450mm，辊身长较带钢最大宽度大300mm。辊面衬耐油聚氨酯橡胶，胶层厚15~20mm，硬度邵氏80。上辊传动通过液压马达（也可采用不传动的型式），液压缸升降。2.19浮动卷取机浮动卷取机为四棱锥扇形板胀缩悬臂式卷筒结构。卷筒直径根据拆卷卷简直径而定。若其直径为①610rnm，卷筒可缩径至①580mm，卷筒长度大于带钢最大宽度300mm。当卷取钢卷最大重量为25t，卷取张力为68kN时，应在卷简轴端设活动支撑，配备轻便推钢装置。卷筒在EPC浮动装置控制下，可轴向浮动？100mm。卷筒胀缩径、浮动、活动支撑及推钢装置均通过液压缸驱动。2.20酸洗槽及酸液循环系统为减少夹送辊数量，增加酸槽有效长度，建议每个槽长20〜30m，槽宽大于带钢最大宽度400rnm，槽深:酸液深220ram时，槽深400~420mm;酸液深150mm时，槽深350~370mm。酸槽每侧有4~5个酸液喷孔，孔中心距槽底高度为酸液深度的1/3，孔喷酸角度为30?~45?。当酸液流量为50~100m3/h、扬程为30~50m时，孔径为①80~^100mm。孔径变小时，酸的紊流状况增强。酸槽酸溢流孔、放空孔及酸槽末端胶辊从带钢挤下来的酸液流出孔，一律置于槽侧。酸槽防腐衬里:酸槽为钢壳体，内衬厚4mm丁基橡胶，麻面耐酸砖片厚20~40mm、底面和侧臂为厚40mm磨光和锯光花岗岩板。前后槽联接上下坡用安山岩或花岗岩。槽底面花岗岩板砌布形状见图2,利于酸液紊流形成，减轻带钢和花岗岩板摩擦，利于穿带，延长花岗岩板寿命。每个酸槽设2处丁基橡胶伸缩缝。用YJ型呋喃胶泥粘结。酸槽水密封，酸气冷凝水从密封槽溢流回酸槽。槽盖用增强聚丙烯或玻璃钢均可。每个槽末端设一个1000mm长盖并能液压升降，以便处理穿带卡钢事故，盖子间用O型橡胶圈密封。酸槽入出口设双挤酸夹送辊。入口双胶辊中间备有上下冲洗水，用于冲洗倒带。酸槽各挤酸夹送辊衬20mm厚耐酸橡胶，直径①300~^330mm。下辊传动用变频调速电机，功率5.5kW。上辊气动升降。夹送辊入口装有导板，倾角10?~12?。其出口标高要低于上辊升起高度20mm，防止带头挫伤辊面。酸液循环加热源为圆块孔式石墨热交换器。其酸液进槽管上加一蝶阀，各酸喷管不用加阀，以实现换热器和酸循环缸之间的小循环加热。小循环加热管及槽末端酸液流出管与酸液溢流管联接。酸液循环缸为透明玻璃钢，容积为酸槽酸容积的1.5倍。缸支撑鞍座与缸吻合接触，否则缸盛酸时易出现裂纹。酸循环泵为钢衬F4离合式密封泵。酸加热可自动调节和显示。缸及泵无需液位和压力显示。2.21冲洗槽及水循环系统冲洗槽分为3段，每段上下各有4个喷管，槽长9m。喷管直径①70mm，喷孔中心距200mm，喷管中心距350mm。喷管距带钢表面500mm。上喷管用聚丙烯管，下管为不锈钢管。每段冲洗槽设一具有溢流孔的隔离墙和一对夹送挤水辊。各夹送辊问装有安山岩托板。夹送辊入口需装导板。冲洗槽出口装双夹送挤水辊。辊径及传动同酸槽。冲洗槽的有效宽度、密封及盖子均同酸槽。防腐衬里为钢壳体内衬3mm厚丁基橡胶，65mm厚耐酸砖，YJ型呋喃胶泥粘结。槽高度1300~1500mm。冲洗水循环缸用透明玻璃钢，缸容积为每段冲洗槽容积的1.3倍。各缸分别加热并显示温度，循环泵为钢衬F4离合式密封泵。流量50m3/h，扬程30〜50m。缸和泵无需液位和压力显示。2.22排风系统排风机采用离心式钛风机。若酸槽总长度为63m，酸液温度为70〜75?，冲洗槽长9mm，水温为70?，风机排风量为180003/h，全压0.045MPa，转速1450r/min，酸、水槽无泄漏现象，处于适当负压下工作，则无酸气外逸现象。洗涤水循环缸为透明玻璃钢，容积10m3。酸气洗涤塔为玻璃钢，直径①2000mm，高8000mm。排风管道及烟囱为玻璃钢。洗涤水循环泵为钢衬F4离合式密封泵。排风管道及烟道不用法兰联