推拉式酸洗机组简介.pdf

推拉式酸洗机组简介一、酸洗的主要作用及种类一、酸洗的主要作用及种类1.原料：需要酸洗的冷轧带钢是以热轧带卷为原料。冷轧前，必须清除热轧带卷表面的氧化铁皮，以免冷轧时将其压入轧件表面，影响轧件表面质量。原料：需要酸洗的冷轧带钢是以热轧带卷为原料。冷轧前，必须清除热轧带卷表面的氧化铁皮，以免冷轧时将其压入轧件表面，影响轧件表面质量。2.2.酸洗的主要作用就是：去除带钢表面的氧化铁皮(除鳞)，为下一步冷轧生产创造有利条件，使其更好地满足冷轧要求。它能够保证带钢光洁，使轧机不受损害，从而生产出合格的冷轧带钢。酸洗的主要作用就是：去除带钢表面的氧化铁皮(除鳞)，为下一步冷轧生产创造有利条件，使其更好地满足冷轧要求。它能够保证带钢光洁，使轧机不受损害，从而生产出合格的冷轧带钢。3.3.氧化铁皮的去除有机械除鳞和化学除鳞两种方法。在酸洗机组上往往同时使用这两种方法，而以化学除鳞法为主，机械除鳞法为辅。氧化铁皮的去除有机械除鳞和化学除鳞两种方法。在酸洗机组上往往同时使用这两种方法，而以化学除鳞法为主，机械除鳞法为辅。4.4.常用的机械除鳞法是将带钢反复弯曲变形，由于氧化铁皮与基铁的塑性不同，而使氧化铁皮不同程度地从带钢表面上剥落或产生裂纹；氧化铁皮组织的疏松和剥离能有效的使酸洗的酸液渗入到氧化铁皮内层，以加快化学除鳞的速度。常用辊式矫正机可作为一种机械除鳞设备。常用的机械除鳞法是将带钢反复弯曲变形由于氧化铁皮与基铁的塑性不同，而使氧化铁皮不同程度地从带钢表面上剥落或产生裂纹；氧化铁皮组织的疏松和剥离能有效的使酸洗的酸液渗入到氧化铁皮内层，以加快化学除鳞的速度。常用辊式矫正机可作为一种机械除鳞设备。5.5.常用的化学除鳞法有硫酸酸洗法和盐酸酸洗法。常用的化学除鳞法有硫酸酸洗法和盐酸酸洗法。6.6.硫酸酸洗法的优点是成本低，废酸可以充分利用，硫酸的运输和存放方便。但是，带钢酸洗质量差，酸洗速度低。硫酸酸洗法的优点是成本低，废酸可以充分利用，硫酸的运输和存放方便。但是，带钢酸洗质量差，酸洗速度低。一、酸洗的主要作用及种类（续）一、酸洗的主要作用及种类（续）7.7.盐酸能溶解全部氧化铁皮，而不产生酸洗残渣。并且盐酸基本上不腐蚀基体金属，故酸洗后板面平滑、银亮。所以盐酸酸洗法具有产品质量好、生产能力高、金属和酸的损失少、成本低等优点。但盐酸腐蚀性强，对防腐材料的耐腐蚀性有特殊的要求，同时盐酸储存和运输不如硫酸方便。盐酸能溶解全部氧化铁皮，而不产生酸洗残渣。并且盐酸基本上不腐蚀基体金属，故酸洗后板面平滑、银亮。所以盐酸酸洗法具有产品质量好、生产能力高、金属和酸的损失少、成本低等优点。但盐酸腐蚀性强，对防腐材料的耐腐蚀性有特殊的要求，同时盐酸储存和运输不如硫酸方便。8.8.近年来，由于盐酸废酸回收处理技术的发展（也就是酸再生技术的发展），盐酸酸洗法得到了较为广泛的应用。近年来，由于盐酸废酸回收处理技术的发展（也就是酸再生技术的发展），盐酸酸洗法得到了较为广泛的应用。一、酸洗的主要作用及种类（续）一、酸洗的主要作用及种类（续）二、酸洗机组的种类及特点二、酸洗机组的种类及特点目前，世界上采用的带钢酸洗方法主要有三种：即单卷酸洗法、连续酸洗法和半连续酸洗法。目前，世界上采用的带钢酸洗方法主要有三种：即单卷酸洗法、连续酸洗法和半连续酸洗法。单卷酸洗法是一种最原始、最简单的酸洗方法，其特点是不需开卷，但需松卷后进行酸洗，酸洗质量差，生产效率低，目前几乎被淘汰。单卷酸洗法是一种最原始、最简单的酸洗方法，其特点是不需开卷，但需松卷后进行酸洗，酸洗质量差，生产效率低，目前几乎被淘汰。连续式酸洗是一种高产优质，发展较快的酸洗方法，它是通过在机组上设置焊机和活套装置，使工艺段在换卷时不停机，保证机组连续运行，但机组长，设备复杂，投资较高。连续式酸洗是一种高产优质，发展较快的酸洗方法，它是通过在机组上设置焊机和活套装置，使工艺段在换卷时不停机，保证机组连续运行，但机组长，设备复杂，投资较高。半连续式酸洗是相对于单卷式和连续式而言的，由于它不需设置焊机(或设置简易焊机如缝合机等)和大容量活套，因此，在换卷时要停机，这种方法最适合于产量在2090万t/a的生产。半连续式酸洗是相对于单卷式和连续式而言的，由于它不需设置焊机(或设置简易焊机如缝合机等)和大容量活套，因此，在换卷时要停机，这种方法最适合于产量在2090万t/a的生产。三、推拉式酸洗机组的主要特点三、推拉式酸洗机组的主要特点1.1.推拉式浅槽紊流酸洗机组是目前发展起来的使用最为广泛的半连续式酸洗机组之一。推拉式浅槽紊流酸洗机组是目前发展起来的使用最为广泛的半连续式酸洗机组之一。2.2.所谓推拉式酸洗机组是靠开卷机和各处的夹送辊将带钢向前推进的，当带钢头部被卷取机咬入后，带钢被拉着进行酸洗，故称之为推拉式酸洗。所谓推拉式酸洗机组是靠开卷机和各处的夹送辊将带钢向前推进的，当带钢头部被卷取机咬入后，带钢被拉着进行酸洗，故称之为推拉式酸洗。3.3.推拉式酸洗机组具有设备简单、重量轻、能耗少、占地面积小、操作方便、生产灵活、节省投资等优点。推拉式酸洗机组具有设备简单、重量轻、能耗少、占地面积小、操作方便、生产灵活、节省投资等优点。4.4.由于推拉式酸洗机组除头、尾部外，均处于无张力状态节省了许多张力辊组，也简化了机组的张力控制。由于推拉式酸洗机组除头、尾部外，均处于无张力状态节省了许多张力辊组，也简化了机组的张力控制。5.5.采用浅槽式紊流酸洗工艺，可显著缩短酸洗时间，提高酸洗效率。采用浅槽式紊流酸洗工艺，可显著缩短酸洗时间，提高酸洗效率。四、盐酸酸洗的特点四、盐酸酸洗的特点1.1.盐酸能完全溶解全部（即3层）氧化铁皮，而不产生酸洗残渣。盐酸能完全溶解全部（即3层）氧化铁皮，而不产生酸洗残渣。2.2.盐酸基本上不腐蚀基体金属，故经盐酸酸洗后的板面平滑、银亮,无酸洗痕迹,不会发生过酸洗。盐酸基本上不腐蚀基体金属，故经盐酸酸洗后的板面平滑、银亮,无酸洗痕迹,不会发生过酸洗。3.3.盐酸酸洗的铁损比硫酸酸洗低20%，盐酸酸洗铁损量为酸洗带钢量的0.4%0.5%，硫酸为0.6%0.7%，这样，年产量100万吨带钢的酸洗车间，用盐酸酸洗，每年就可以少损失2000吨钢板。盐酸酸洗的铁损比硫酸酸洗低20%，盐酸酸洗铁损量为酸洗带钢量的0.4%0.5%，硫酸为0.6%0.7%，这样，年产量100万吨带钢的酸洗车间，用盐酸酸洗，每年就可以少损失2000吨钢板。四、盐酸酸洗的特点（续）四、盐酸酸洗的特点（续）4.4.盐酸溶解能力比硫酸大，氧化铁皮很易溶解，易于去除,故不易引起表面酸斑，这也是盐酸酸洗板面特别光洁的原因之一。盐酸溶解能力比硫酸大，氧化铁皮很易溶解，易于去除,故不易引起表面酸斑，这也是盐酸酸洗板面特别光洁的原因之一。5.5.盐酸酸洗速率较高，为硫酸酸洗速率的2倍。盐酸酸洗速率较高，为硫酸酸洗速率的2倍。6.6.盐酸的反应能力随温度和浓度的提高会激剧提高FeCl盐酸的反应能力随温度和浓度的提高会激剧提高FeCl2 2，其中温度的提高对反应更为明显。，其中温度的提高对反应更为明显。7.7.当酸的浓度增加和温度升高时，酸洗时间减少，且随着FeCl当酸的浓度增加和温度升高时，酸洗时间减少，且随着FeCl2 2含量的增加，酸洗时间急剧减小到最小，此时FeCl含量的增加，酸洗时间急剧减小到最小，此时FeCl2 2的浓度比饱和浓度低48。的浓度比饱和浓度低48。四、盐酸酸洗的特点（续）四、盐酸酸洗的特点（续）8.最短的酸洗时间是在最短的酸洗时间是在FeCl2最佳含量的情况下得到的最佳含量的情况下得到的,即即FeCl2的浓度比饱和浓度低的浓度比饱和浓度低48。因此在酸洗生产中不采用。因此在酸洗生产中不采用FeCl2的浓度接近饱和状态的酸溶液。特别是当盐酸浓度大于的浓度接近饱和状态的酸溶液。特别是当盐酸浓度大于2022时，时，FeCl2很容易达到饱和状态。所以目前各国无论是新建或改建的盐酸酸洗机组，盐酸的浓度都不超过很容易达到饱和状态。所以目前各国无论是新建或改建的盐酸酸洗机组，盐酸的浓度都不超过20。而。而FeCL2的质量浓度控制在的质量浓度控制在140g/L以下。以下。9.盐酸的再生利用回收率高盐酸的再生利用回收率高,方便方便,造成的污染小。因为废盐酸和清洗废液可以完全再生为新酸，循环使用，从而解决了废酸污染问题。造成的污染小。因为废盐酸和清洗废液可以完全再生为新酸，循环使用，从而解决了废酸污染问题。五、推拉式酸洗工艺段的物理原理五、推拉式酸洗工艺段的物理原理1.当带钢进入第一级酸槽时，盐酸不但和带钢进行化学反应，还要进行热交换，使带钢加热，加速反应的过程。当带钢进入第一级酸槽时，盐酸不但和带钢进行化学反应，还要进行热交换，使带钢加热，加速反应的过程。2.当带钢进入第二级酸槽之前，挤干辊对带钢进行挤干，使带钢表面经反应后的生成物被挤掉，还挤掉一些污物，使带钢表面没有被酸洗掉的氧化物裸露在第二级酸槽的酸里。当带钢进入第二级酸槽之前，挤干辊对带钢进行挤干，使带钢表面经反应后的生成物被挤掉，还挤掉一些污物，使带钢表面没有被酸洗掉的氧化物裸露在第二级酸槽的酸里。3.这样不断加热，挤干，酸洗这样不断加热，挤干，酸洗，最后经过被装有上下喷头的高压冲洗水冲洗，挤干、再冲洗，最后经过被装有上下喷头的高压冲洗水冲洗，挤干、再冲洗出冲洗段，进入烘干机烘干。这样就走完了酸洗工艺段的整个历程。出冲洗段进入烘干机烘干。这样就走完了酸洗工艺段的整个历程。六、推拉式酸洗工艺段的化学原理六、推拉式酸洗工艺段的化学原理酸洗工艺段采用浸泡式酸洗形式，用盐酸酸洗工艺段采用浸泡式酸洗形式，用盐酸(HCL)作为酸洗液，能较快地溶蚀各种氧化铁皮，酸洗反应可以从外层往里进行。盐酸所具有的作用：作为酸洗液，能较快地溶蚀各种氧化铁皮，酸洗反应可以从外层往里进行。盐酸所具有的作用：1.溶解作用：溶解作用：Fe2O3+6HCL=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCL=2FeCl3+FeCl2+3H2OFeO+2HCL=FeCl2+H2O2.剥离作用：剥离作用：Fe+2HCL=FeCl2+H2 3.还原作用：还原作用：Fe2O3+2H=2FeO+H2OFe3O4+2H=3FeO+H2O2FeCl3+H2=2FeCl2+2HCL去除氧化铁皮的化学反应过程去除氧化铁皮的化学反应过程Fe（铁基）（铁基）FeO(氧化亚铁氧化亚铁)FeFe3O44 FeO=Fe3O4+Fe HCL HClFe3O4(磁铁矿磁铁矿)Fe2O3(赤铁矿赤铁矿)FeO+2 HCl=FeCl2+H2OFe3O4+8 HCl=FeCl2+2 FeCl3+4 H2OFe2O3+6 HCl=2 FeCl3+3 H2OFe+2 HCl=FeCl2+H2七、推拉式酸洗工艺段系统原理图七、推拉式酸洗工艺段系统原理图带有酸再生站的酸洗线带有酸再生站的酸洗线酸洗和漂洗循环过程（三级、四级）酸洗和漂洗循环过程（三级、四级）总酸度 200g/l游离酸浓度45g/l铁离子浓度 120g/l游离酸浓度 105 g/l铁离子浓度 75 g/lHCL 32%(370g/l)总酸度总酸度 200g/l(18%)游离酸浓度游离酸浓度 193 g/l铁离子浓度铁离子浓度 5g/l新水新水废酸再生酸新酸1 级1 级酸洗段酸洗段漂洗段漂洗段2 级2 级3 级漂洗水氧化铁粉Fe2O3酸再生车间废气废气3 级4 级游离酸浓度 140 g/l铁离子浓度 45 g/l酸洗过程（三级、四级）酸洗过程（三级、四级）1号酸循环罐3号酸循环罐酸再生站废 酸漂洗水再生酸氧化铁粉冷凝水罐来自热交换器的冷凝水来自热交换器的冷凝水废气系统漂洗段酸洗段烘干机2号酸循环罐八、推拉式酸洗机组的速度、酸洗液的浓度和温度八、推拉式酸洗机组的速度、酸洗液的浓度和温度1.盐酸与氧化铁的反应能力和速度随温度的升高和浓度的增大而加快。提高浓度对酸洗速度的影响，盐酸远大于硫酸；提高温度对酸洗速度的影响，盐酸略小于硫酸。因此在盐酸溶液中酸洗时应采用增大浓度，而不过分提高温度的方法。盐酸与氧化铁的反应能力和速度随温度的升高和浓度的增大而加快。提高浓度对酸洗速度的影响，盐酸远大于硫酸；提高温度对酸洗速度的影响，盐酸略小于硫酸。因此在盐酸溶液中酸洗时应采用增大浓度，而不过分提高温度的方法。2.但盐酸是易挥发性酸，大大限制了酸洗的温度和速度，盐酸的浓度也受到了限制，酸洗机组的速度一般设定在但盐酸是易挥发性酸，大大限制了酸洗的温度和速度，盐酸的浓度也受到了限制，酸洗机组的速度一般设定在l80m/min以下。盐酸的浓度以下。盐酸的浓度180g/l以上，酸洗的温度以上，酸洗的温度6090(5585)。7075以上，每升高以上，每升高1215，酸洗时间减少一半。，酸洗时间减少一半。3.目前，推拉式酸洗机组的主要技术特性范围为：带钢厚度目前，推拉式酸洗机组的主要技术特性范围为：带钢厚度1.513mm，带钢宽度，带钢宽度1002100mm，机组的速度范围为，机组的速度范围为10200m/min，最高年产量约，最高年产量约100万万t。九、浅槽紊流酸洗的特点九、浅槽紊流酸洗的特点1.酸洗时，每个酸槽的酸液是各自分开的，使得酸槽内游离酸浓度较高；另外，带钢在小容积槽内高速运行，以及泵的强大循环力，使浅槽内酸溶液在带钢表面产生剧烈的搅动（湍流）。酸洗时，每个酸槽的酸液是各自分开的，使得酸槽内游离酸浓度较高；另外，带钢在小容积槽内高速运行，以及泵的强大循环力，使浅槽内酸溶液在带钢表面产生剧烈的搅动（湍流）。2.酸循环系统这样不断地往带钢表面和酸洗槽内注酸，式浅槽内的酸溶液在带钢表面产生剧烈的搅动（湍流），使带钢附近的酸溶液不断更新，酸液成分保持均匀。正是由于酸溶液的不断流动，使酸溶液成为均匀体，进而形成紊流，使得酸洗均匀。所以，浅槽紊流式酸洗既提高了酸洗质量，又提高了酸洗速度。酸循环系统这样不断地往带钢表面和酸洗槽内注酸，式浅槽内的酸溶液在带钢表面产生剧烈的搅动（湍流），使带钢附近的酸溶液不断更新，酸液成分保持均匀。正是由于酸溶液的不断流动，使酸溶液成为均匀体，进而形成紊流，使得酸洗均匀。所以，浅槽紊流式酸洗既提高了酸洗质量，又提高了酸洗速度。3.事故停机时，酸槽中的酸液可在事故停机时，酸槽中的酸液可在3分钟之内排空并循环加热保持酸温。分钟之内排空并循环加热保持酸温。十、串级逆流热水漂洗的特点十、串级逆流热水漂洗的特点1.串级逆流漂洗可在保证水冲洗效果的前提下，大大降低水耗。串级逆流漂洗可在保证水冲洗效果的前提下，大大降低水耗。2.酸溶液中盐酸浓度为酸溶液中盐酸浓度为200g/L，从最后一个漂洗槽出来的带钢表面上的浓度不大于，从最后一个漂洗槽出来的带钢表面上的浓度不大于50mg/L。如果冲洗效率为。如果冲洗效率为100的话，则要稀释的话，则要稀释4000倍。倍。3.为了改善各级冲洗效率，各级冲洗水都进行多次循环，并以固定的水量加压喷射到带钢表面上，这样，冲洗效率几乎可达为了改善各级冲洗效率，各级冲洗水都进行多次循环，并以固定的水量加压喷射到带钢表面上，这样，冲洗效率几乎可达100。4.在冲洗水量固定的情况下，影响冲洗效果的两个因素是：冲洗水的含氧量和冲洗水的硬度。在冲洗水量固定的情况下，影响冲洗效果的两个因素是：冲洗水的含氧量和冲洗水的硬度。十、串级逆流热水漂洗的特点十、串级逆流热水漂洗的特点(续续)5.解决冲洗水的含氧量，可以在最后一级冲洗时采用热水冲洗，这样不但有效地减少冲洗水的溶解氧，而且可以降低水的粘度，提高离子在水中的活动能力，使冲洗更加有效，同时还能提高被冲洗带钢的自身温度，使带钢在挤压掉水分之后，更容易干燥。解决冲洗水的含氧量，可以在最后一级冲洗时采用热水冲洗，这样不但有效地减少冲洗水的溶解氧，而且可以降低水的粘度，提高离子在水中的活动能力，使冲洗更加有效，同时还能提高被冲洗带钢的自身温度，使带钢在挤压掉水分之后，更容易干燥。6.解决冲洗水的硬度，可以使用脱盐水。解决冲洗水的硬度，可以使用脱盐水。7.因此因此,为了保证均匀为了保证均匀,良好的冲洗效果良好的冲洗效果,必须使用热的去离子水进行冲洗必须使用热的去离子水进行冲洗,冲洗水量要充足冲洗水量要充足,冲洗状态要尽量稳定。冲洗状态要尽量稳定。十一、其它特点十一、其它特点1.过热蒸汽较饱和蒸汽在相同压力下温度高，且冷凝水少。过热蒸汽较饱和蒸汽在相同压力下温度高，且冷凝水少。2.盐酸溶液温度控制在盐酸溶液温度控制在6090C(5585)。7075以上，每升高以上，每升高1215，酸洗时间减少一半。，酸洗时间减少一半。3.厚度为厚度为2.22.5mm的钢板，卧式酸洗的平均酸洗时间取的钢板，卧式酸洗的平均酸洗时间取2730s较为合适。带钢厚度增加，酸洗时间可适当增加。较为合适。带钢厚度增加，酸洗时间可适当增加。4.在酸槽出口处，被两对挤干辊挤干后，带钢表面上仍留有约在酸槽出口处，被两对挤干辊挤干后，带钢表面上仍留有约1050ml/m2的残酸液膜。这层液膜的成分相同于最后一个酸槽的酸液。的残酸液膜。这层液膜的成分相同于最后一个酸槽的酸液。总酸度 200g/l游离酸浓度45g/l铁离子浓度 120g/l游离酸浓度 105 g/l铁离子浓度 75 g/l游离酸浓度 70 g/l铁离子浓度 100 g/l带有酸再生站的酸洗线带有酸再生站的酸洗线酸洗和漂洗循环过程（四级、五级）酸洗和漂洗循环过程四级、五级）HCL 32%(370g/l)总酸度总酸度 200g/l(18%)游离酸浓度游离酸浓度 193 g/l铁离子浓度铁离子浓度 5g/l新水新水废酸再生酸新酸1.stage1.stage酸洗段漂洗段2.stage3.stage2.stage3.stage漂洗水氧化铁粉Fe2O3酸再生车间废气废气储酸站储酸站4.stage4.stage5.stage游离酸浓度 140 g/l铁离子浓度 45 g/l酸洗过程（四级、五级）酸洗过程（四级、五级）circulationtankcirculationtankcirculationtankcirculationtankregeneration plantwithacid storagewaste acidrinse waterregenratedacidoxidecondensatetankcondensate fromheat exchangeexhaust systemrinsing sectionpickling sectiondrier原料原料入口存放台入口存放台上卷小车上卷小车切角剪切角剪切头剪切头剪开卷机开卷机压辊及铲头导板压辊及铲头导板侧导对中及转向辊侧导对中及转向辊九辊矫直机九辊矫直机入口导板台入口导板台退带水冲洗退带水冲洗酸洗槽酸洗槽漂洗槽漂洗槽烘干机烘干机1夹送辊夹送辊活套及对中活套及对中2夹送辊夹送辊侧导对中侧导对中二辊纠偏二辊纠偏CPC切边圆盘剪切边圆盘剪废边卷取机废边卷取机三辊张力辊三辊张力辊静电涂油机静电涂油机转向夹送辊转向夹送辊穿带导板穿带导板卸卷小车卸卷小车出口存放台出口存放台吊运存放吊运存放侧导对中侧导对中推拉式酸洗机组工艺流程图推拉式酸洗机组工艺流程图卷取机及压辊卷取机及压辊切尾剪切尾剪推拉式酸洗机组工艺布置简图推拉式酸洗机组工艺布置简图开卷机转向夹送辊 九辊矫直机酸洗槽漂洗槽活套三辊张力辊卷取机圆盘剪切头剪烘干机切尾剪废边卷取机工业水1酸罐2酸罐3酸罐酸再生冷凝水箱脱盐水蒸汽洗涤塔新酸洗涤塔