一種金屬帶酸洗預(yù)處理工藝

1、1一種金屬帶酸洗預(yù)處理工藝一、技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種金屬帶酸洗預(yù)處理工藝。具 體地說，通 過預(yù)熱或利用 金屬 帶熱軋后 的 余熱，使 金屬 帶具有 較高溫度 后，對 金屬 帶進(jìn) 行酸 洗生產(chǎn)， 從而進(jìn)一步提高洗速度、酸洗質(zhì)量，同時(shí)平衡酸洗生產(chǎn)流程中的熱負(fù)荷， 甚至可以利用金屬帶熱軋后的余熱達(dá)到節(jié)能效果。二、背景技術(shù)金屬帶在生產(chǎn)過程中表面會(huì)生成軋制狀態(tài)的氧化皮。去除氧化皮的 方法多采用酸洗法。金屬帶連續(xù)酸洗生產(chǎn)已廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)有技術(shù)中，提 高酸洗速度、酸 洗質(zhì)量的酸洗預(yù)處理工藝主要是： 在金屬帶酸洗前，采用常規(guī)的張力開卷、多輥校直等工藝來破碎金屬帶 表面氧化皮，提高酸洗速度、酸洗質(zhì)量。在連續(xù)酸洗

2、時(shí)，按酸洗先后次序，一般分低、中、高酸濃度的多級 酸槽。常規(guī)酸洗工藝條件下，金屬帶一般在低于 2020 C條件下，特別在北 方或冬季時(shí)， 金 屬 帶 溫度更低， 然后開始依次進(jìn)入低、中、高酸 濃度的 酸槽進(jìn)行酸洗。文獻(xiàn)軋鋼 20062006 年第 2323 卷第 1 1 期“推拉式酸洗 線設(shè)計(jì) 參數(shù)分析” 一文中， 按帶 鋼寬B=1200mmB=1200mm 、厚度 h=2.75mmh=2.75mm 、最高運(yùn)行速度 V V = = 3m3m / s s、帶鋼密度 P P =7800kg=7800kg / m3m3、帶鋼初始溫度 T0=20T0=20C (293K)(293K)、初始酸 洗槽長度

3、為 13.5m13.5m，其酸液溫度 T1=84T1=84 C (357K)(357K)計(jì)，經(jīng)過初始酸槽后帶鋼 的溫 升為7474C 。如 果帶鋼 初始溫度 為 5 5C ，同 樣可算出經(jīng)過初始 酸槽 后 帶鋼 的溫 升為 7272C 。 該文獻(xiàn)從理論上說明， 現(xiàn)有酸 洗工 藝并沒有充分發(fā) 揮初 始酸 槽的酸洗 能力。文獻(xiàn)河北冶金20052005 年第 5 5 期“推拉式帶鋼 酸洗 線的特點(diǎn)及其 技 術(shù)發(fā)展”一 文中， 目前許多推拉式酸 洗 機(jī)組在 酸洗段前面設(shè)置了預(yù)清洗 段， 其 結(jié)構(gòu)與漂洗段一樣， 即用熱水向帶鋼 表面進(jìn)行噴淋。 預(yù)清 洗段的 作用主要有：清洗帶鋼 表面的污物；預(yù)熱帶鋼，

4、提高帶鋼 進(jìn)入 1#1#酸循環(huán)段的溫 度 ；事故狀態(tài)下倒車時(shí)清洗 帶 鋼 表面從酸槽 中帶 出的酸液 ， 避免 造成污染。 該文獻(xiàn)介紹了酸洗線的預(yù)清洗段作用， 也說明預(yù)熱對 酸洗 的 有益作用， 但現(xiàn)有文獻(xiàn)、 技術(shù)并未對酸 洗前金屬 的溫 度值進(jìn)行說明。中 國 實(shí) 用 新 型專 利 “ 一種 冷 軋 帶鋼 電 熱 酸洗 器 （申請 號 :CN.4:CN.4） ” 涉 及 一種冷軋帶鋼電熱酸洗器，包括酸洗槽、石滾輪、刷洗刷、中和槽、滾 輪，其特征是在酸洗槽上有一對導(dǎo)電軋輥，導(dǎo)電軋輥上接有低壓電源， 中和槽中的滾輪上接有低壓電源，帶鋼連接導(dǎo)電軋輥和滾輪構(gòu)成回路， 電 流 流 過 帶 鋼 ，帶 鋼

5、自身 的 電阻 產(chǎn) 生 熱量 ，使 帶鋼 表面 的 鹽 酸溶 液 活化 ，除去帶鋼表面的氧化層，該專利的優(yōu)點(diǎn)是耗能低，節(jié)省鹽酸，減少環(huán)境 污染。該專利在現(xiàn)有酸洗技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了酸洗過程中對酸洗金屬的電 加熱的裝置，可提高酸洗效率。2現(xiàn)有技術(shù)的不足之處是：1 1、由 于 初 始 級 酸 槽 中 的 酸濃 度 低 ，金 屬 帶 溫 度 低，大 量 消 耗 的 初 始 級酸 槽 的 酸 液 熱 量，初 始 階 段的 酸 洗 效果 較 差 ，金 屬帶 最終 的酸 洗 速 度 、 酸洗質(zhì)量主要依賴于后續(xù)的中、高酸濃度的酸槽。2 2、盡 管 目前 許 多推 拉 式 酸洗 機(jī) 組 在酸 洗 段 前面 設(shè)置

6、了 預(yù) 清 洗 段 ，其 結(jié)構(gòu)與漂洗段一樣，即用熱水向帶鋼表面進(jìn)行噴淋，其主要功能是預(yù)清 洗 ，由 于 預(yù) 清 洗 段 一 般 較 短 ，約 13m13m ，其 預(yù) 熱 作 用 并 不 明 顯 。要 達(dá) 到 本 發(fā)明的效果，預(yù)清洗段長度須延長至約 13m13m 以上，熱水溫度約 8585 C 以上。3 3、一 般 來 說 ，在 連 續(xù) 酸 洗 機(jī) 組 中 ，低 酸濃 度 的 初始 級 酸 槽 酸 液 具 有 85958595C 的溫度，該部位的能介設(shè)備的熱負(fù)荷也很高，這使得整個(gè)酸洗機(jī) 組 中 的 熱 負(fù) 荷 分 配不均 ，同時(shí)初 始 級 酸槽 酸 溫 太高 ，酸 液的 揮發(fā) 也 增 加 。4

7、4、由 于 酸 洗 前 金 屬 帶 溫 度低 ，特 別 在 北 方 或 冬 季時(shí) ，金 屬 帶 溫 度 更 低 ，金 屬 帶 與 酸 液 界 面 存 在 動(dòng) 態(tài) 的 熱 平 衡， 在 初 始 級 酸 槽 中 ， 金 屬 帶 氧 化 皮與 酸 液 界 面 的 溫 度 是 梯 度 升 溫 過 程 ， 因 金 屬 帶 溫 度 低 ， 初 始 級 酸 槽 的 酸洗 能 力 并 未 充分發(fā) 揮 。5 5、當(dāng) 金屬 帶 在 酸 液 中 的 溫 度 接 近 酸 液 酸 液 溫 度 時(shí) ，中 國 實(shí) 用 新 型 專利 “ 一 種 冷 軋 帶 鋼電熱 酸 洗 器 （申 請 號 :CN.4:CN.4） ”的 效

8、果 不 明 顯 。三 、 發(fā) 明 內(nèi) 容本 發(fā) 明 的 目 的 是 ：通 過 預(yù) 熱 或 利 用 金 屬帶 熱 軋 后 的 余 熱 ，使 金 屬帶 具 有 較 高 溫 度 后 ，對 金屬 帶 進(jìn) 行 酸 洗 生 產(chǎn) ， 在 金 屬 帶 進(jìn) 入 低 酸 濃 度 的 初 始 級 酸 槽 時(shí) ， 金 屬 帶 與初 始 級 酸 槽 中 酸 液 的 溫 度 相 同 或 接 近 ， 金 屬 帶 不 吸 收 或 少 吸 收 初 始 級 酸槽 中 酸 液 熱 量 ， 提高 初 始級 酸 槽 中低 濃度 酸 液 的 酸 洗 效 果。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：由 于金 屬氧 化皮 與 酸液的 反 應(yīng)溶 解速

9、度與 溫度 有關(guān) ，所 以，高 溫可 以 促進(jìn)酸洗速度提高。金屬帶在開卷前或酸洗前均勻預(yù)熱，或者利用金屬帶熱軋后的余熱， 使金屬帶在較高溫度條件下，在傳統(tǒng)酸洗生產(chǎn)線上酸洗去 除表面氧化皮。進(jìn)入初始級酸槽前的金屬帶溫度在 50855085 C時(shí)為最佳。本發(fā)明的 有益效果是：1 1、金屬 帶與酸液界面能很快達(dá)到熱平衡， 金屬帶不吸收或少吸收初 始級 酸槽 中酸 液熱量，3使初 始級酸槽 中低濃度 酸液的 酸洗能力明顯提高。 進(jìn)入初始級酸槽前的金屬帶溫度達(dá)到 50855085 C C ,將極大發(fā)揮初始級酸槽 中低濃度酸液的 酸洗效果。2 2、初始 級酸 槽的 能介設(shè)備的 熱負(fù)荷明顯降 低， 使得整個(gè)

10、酸洗生產(chǎn)流 程中的 熱負(fù)荷分配較均勻， 從而提高連續(xù)酸 洗生產(chǎn)線的 酸洗工藝 調(diào)節(jié)能 力、酸洗速度、酸洗質(zhì)量。3 3、如果利用金屬 帶熱軋后的 余熱， 將達(dá) 到 節(jié)能效果。四、附圖說明圖 1 1 所示為 酸液溫 度對金 屬 帶表面氧化皮酸洗時(shí)間的 影響。圖 2 2 所示為 實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的 酸 洗生產(chǎn)線實(shí)例示意圖。圖 中：1-1-酸 洗前的 金屬 帶；2-2-矯直或破鱗裝置；3-3-預(yù)熱裝置；4-4-預(yù)清洗段；5-5-初始 級酸 槽； 6-6-中濃度 級酸 槽；7-7-高濃度 酸槽 ；8-8-漂洗烘干段；9-9-酸洗后的 金 屬 帶 。 五、具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式如下：圖 1 1 是酸液溫度對

11、 金屬 帶 表面氧化皮酸洗時(shí)間的 影響，顯然，酸液溫 度 在 2525 C 以 下 時(shí) ，氧 化 皮 與 酸 液 的 反 應(yīng) 速 度 極 其 緩 慢 ； 酸 液 溫 度 在 75857585 C 時(shí) ，氧化皮與酸液的 反應(yīng)速度幾乎達(dá) 到 飽和值，再升高酸 液溫度 ， 能耗 顯著增加 ， 而反應(yīng) 速 度的 提高 將越 來越有限 。在 實(shí)際生產(chǎn)中，金屬 帶在 初始 級酸 槽中時(shí)，金 屬 帶與低濃度酸 液溫 差 大， 金 屬 帶 氧化皮與酸液界面溫度 是“梯度 式”升溫過程， 而氧 化皮與 酸液的 反應(yīng)速度 決定于氧化皮與酸 液界面的 溫 度。 減小或基本消 除金 屬 帶氧化皮與酸液的 溫 差， 便可快速提高界面溫 度， 從而提高酸洗 反應(yīng)速 度、酸洗質(zhì)量。金 屬 帶 在 開 卷 前 或 酸 洗 前 均 勻 預(yù) 熱 ，金 屬 帶 的 除 可 以 利 用 金 屬 帶 熱 軋后的余熱外，預(yù)熱方式可以通過熱水（汽）浴、熱空氣烘烤、遠(yuǎn)紅外輻 射等方式，使金屬帶在較高溫度條件下進(jìn)入低酸濃度的初始級酸槽時(shí)， 金屬帶與初始級酸槽中酸液的溫度相同或接近，金屬帶不吸收或少吸收 初始級酸槽中酸液熱量。酸洗前，金屬帶自身溫度在 50855085 C時(shí)效果最佳。下面結(jié)合典型實(shí)例進(jìn)一步說明