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文檔簡介
酸洗機械設備和工藝介紹酸洗機械設備和工藝介紹資料第一部分:設備介紹酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗設備大體分為三部分:1入口設備:帶鋼卷供給設備、開卷機、直頭機、分切剪、焊接機、入口活套、拉矯機、各種輥系;2工藝段設備:酸洗槽、清洗槽、擠干輥、干燥器、酸霧洗滌裝置等;出口設備:出口活套、月牙剪、圓盤剪等。(主視圖、俯視圖)酸洗機組設備組成酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機組入口段設備
帶鋼供給設備(包括1#步進梁、2#步進梁、對中裝置)根據(jù)首鋼冷軋廠冷軋系統(tǒng)的整個生產(chǎn)計劃安排,由熱軋卷庫內吊車把要軋制的鋼卷依次吊放到酸洗-軋機聯(lián)合機組的1#入口步進梁上。步進梁上的鋼卷通過步進梁運輸,和在運輸過程中人工確認鋼卷號、拆除捆帶,然后將鋼卷輸送到梭車上。其主要由提升機構和橫移機構組成。測寬測徑裝置位于NO.2步進梁第三卷位處,進行測量鋼卷寬度直徑,為后序工作作準備。其主要組成部分為機架、導桿、接觸板、寬度測量臂和驅動裝置。酸洗機械設備和工藝介紹資料地輥站位于No.2步進梁的定梁上,安裝在滾動軸承上,其主要作用是拆除鋼卷捆帶時使用。開卷器開卷器位于2#步進梁4#卷位的旁邊,主要用于拆捆帶和對帶頭進行預彎,便于鋼卷帶頭順利通過穿帶導板。梭車梭車位于No.2步進梁后,用來接收步進梁傳輸來的鋼卷,然后將鋼卷按需要分配到兩個鋼卷小車上,同時梭車具有旋轉90°功能,便于鋼卷小車接收鋼卷。酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料鋼卷小車鋼卷小車是將鋼卷從梭車鞍座上運送到開卷機卷筒上。鋼卷小車的形式有地坑式和地平式:地坑式小車壽命較長,可以自動對中,自動上卷,但地坑上需活動蓋板,人工操作有一定的危險性;地平式小車壽命較短,不能自動上卷、對中,但因為是在地平上,所以操作較安全。首鋼酸連軋線采用地坑式鋼卷小車。鋼卷小車由三部分組成:軌道,車體,提升機構。開卷機開卷機用于將成卷的帶鋼展開,使之可進行進一步的加工。為了保證機組的連續(xù)運行,在酸洗線上一般設置兩臺開卷機。開卷機將帶鋼支撐在一個可漲縮的卷筒上:鋼卷由鋼卷小車送到卷筒上時,卷筒的扇形塊漲開,將鋼卷內圓緊緊撐住,保證鋼卷不會滑動或轉動。在帶頭與上一卷帶尾焊接之后,開卷機提供張力(通過一個張力計反饋張力),以保證帶鋼平穩(wěn)地進入工藝線。
酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料外支撐
外支撐機構由液壓控制動作,在開卷時防止由鋼卷重量引起的芯軸彎曲。外支撐由基架、支撐軸承、曲柄系統(tǒng)組成
壓輥
鋼卷裝到開卷機芯軸上后,壓輥就壓到鋼卷上。壓輥安裝在鋼卷后面的移動架上,其定位是由與架子相連的液壓缸來實現(xiàn)的。壓輥同開卷機芯軸一起轉動,使帶鋼頭部穿過直頭機。鋼卷尾端從1#開卷機上甩尾后,壓輥接著轉動直到帶鋼從直頭機穿帶完成。
防皺輥
防皺輥位于開卷機后面低一些的位置上。在開卷過程中,鋼卷外徑在不斷減小,因此,防皺輥必須以恒定的距離跟蹤鋼卷的外徑。防皺輥為表面強化的固熔鋼,由滾動軸承支撐。調節(jié)由液壓缸來實現(xiàn)。防皺輥的更換由專用的輔助設備來完成,更換時將輔助設備放到鋼卷小車上來實現(xiàn)換輥。酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料直頭機直頭機用來矯直帶鋼頭部和尾部,使之達到焊機的焊接條件。穿帶時,通過直頭機的上輥與下輥嚙合來矯直帶鋼。
對中側導輥
在穿帶和運行過程中,對帶鋼進行引導和對中。帶鋼對中裝置由液壓驅動,通過裝在液壓缸上的位置傳感器,根據(jù)2級機傳來的數(shù)據(jù)可以自動調整與帶鋼相對應的寬度。
分切剪采用液壓驅動的下切式分切剪,用于剪去破損的或超差的來料端部,便于焊接,同時也可以分卷和切去帶尾。該分切剪的布置使得上剪刃在液壓缸的一個行程下就可以完成一個剪切周期(上下一次算一個周期)。這樣使得分切剪動作平穩(wěn),沖擊小,剪切周期短。該分切剪還配有自動剪刃間縫調節(jié)系統(tǒng)。液壓控制的刀刃打開裝置和刀刃滑道調整裝置使得換剪周期大大縮短,能夠實現(xiàn)剪刃快速更換和離線維修(修磨和加墊片)。酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料轉向夾送輥(1#、2#)1#轉向夾送輥位于酸洗線的上軋制線,在入口分切剪和焊機之間,與轉向輥一樣用來將上軋制線的帶鋼頭端轉到下軋制線上。轉向夾送輥包括兩個輥:上驅動輥的提升與下降由液壓缸完成,下輥是惰輥,起轉向作用。啟動上輥便是夾送輥作用,用來穿帶。運行時,上輥抽出;下輥用來作轉向輥,將帶鋼從上軋制線轉到下軋制線上。初次穿帶時,上輥抽出。穿帶時,若檢測到帶鋼頭,上輥應用;若檢測到帶鋼尾端離開夾送輥,上輥再次抽出。2#轉向夾送輥位于下軋制線的入口處,下軋制線過料臺和焊機之間。它接收從上軋制線來的帶鋼頭端并將其轉向送到下軋制線。它還可以充當夾送輥的作用,將帶鋼送到焊機處。酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機組入口段設備
激光焊機焊機的功能就是把帶鋼縫合在一起,從而形成連續(xù)的作業(yè)線生產(chǎn),激光焊機在酸洗連軋機組是關鍵設備,它直接影響著機組的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量,本項目中選用的是日本三菱技術革新后的激光焊機。利用激光束聚焦獲得的高功率光斑投射工件,熔化金屬焊接,激光焊接是一種新型的焊接方式,具有高深寬比,焊縫寬度小,熱影響區(qū)小,變形小,焊接速度快。焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡單處理工序。焊縫質量高,無氣孔,可減少和優(yōu)化母材質雜,組織焊后可細化,焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母材金屬??删_控制,聚焦光點小,可高精度定位,易實現(xiàn)自動化??蓪崿F(xiàn)某些異種材料間的焊接。
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轉向輥轉向輥用來將帶鋼導向到所需要的方向。有的轉向輥帶有壓緊輥,用來幫助喂料。
糾偏輥糾偏輥是在帶鋼運行過程中,將帶鋼的中心線與設備的中心線對齊。通常糾偏輥有單輥式、雙輥式和三輥式張力輥在酸軋聯(lián)合機組中,各個工藝段區(qū)間帶鋼常常需要選取不同的張力,以適應不同工藝要求。張力輥裝置就是用于在連續(xù)帶鋼生產(chǎn)線上實現(xiàn)張力調節(jié)的一種設備。張力輥的原理為:帶鋼包繞在張力輥上,在其包繞接觸處(即包角處)產(chǎn)生磨擦力,使出口張力與入口張力按某種規(guī)律變化,借此改變張力值,對機組實現(xiàn)張力控制。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機組入口段設備
入口活套入口處的帶卷、帶頭尾、焊接等操作,需要帶鋼停留一定時間,為了使帶鋼在酸洗槽中不停留,需要有儲存一定量帶鋼的裝置。通過活套車在活套軌道上往復行走,可達到儲存帶鋼或釋放帶鋼的目的。在酸洗線上,一般設置三個活套,其中,入口活套帶鋼儲存量最大。三個活套裝置的機構基本相同?;钐紫到y(tǒng)由活套車、活套車驅動裝置、活套門、底部帶鋼支撐輥、穿帶裝置和換輥裝置組成。
酸洗機械設備和工藝介紹資料活套車活套有雙層活套車和單層活套車等多種形式,活套車上帶有轉向輥、無驅動的滑輪及活套車末端支撐輥。活套車的移動利用鋼絲繩通過滑輪來完成?;钐总噹в熊囕?,可以在軌道上移動,活套車軸向導向只用一個軌道來進行,軸向導向的輥子通過偏心輪來調整?;钐总噹в锌刂茖Р?,用來驅動活套門的開和關。酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料活套門
活套門用于運輸存儲的帶鋼,安裝在活套車行進方向的兩邊,通過杠桿由活套車來完成進出擺動?;钐组T在末端位置有自鎖功能,通過一個彈簧輪和一個凸輪來實現(xiàn)自鎖,每個活套門在末端都處于安全機械位置。
酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料活套車驅動系統(tǒng)
利用鋼絲繩通過無驅動的滑輪及驅動的轉向滑輪來完成對活套車的驅動。主要特點1.利用鋼絲繩通過無驅動的及驅動的轉向滑輪驅動活套車,活套車的兩邊都有鋼絲繩。2.三個獨立驅動單元:布置在松弛側和張力側之間,鋼絲繩繞在獨立的驅動滑輪上。3.松弛側-活套車的一端施加帶鋼張力和較低的鋼絲繩張力;張力側-活套車的另一端施加較高鋼絲繩張力。4.松弛側和張力側的鋼絲繩錨固在固定點?;钐总囃ㄟ^驅動滑輪可以在固定點之間前后移動。5.通過液壓缸,在松弛側的鋼絲繩施加預張力。鋼絲繩預張力使鋼絲繩繃緊并防止它在滑輪上打滑。酸洗機組入口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機械設備和工藝介紹資料拉矯機拉矯機布置在入口活套后,酸洗槽前。帶鋼進入拉矯機,在張力的作用下經(jīng)過反復彎曲,在拉伸和彎曲的疊加作用下,產(chǎn)生彈塑性拉伸變形,不僅使熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮去除或疏松,從而降低酸液的消耗量及提高機組速度,而且通過對帶鋼的拉伸能改善熱軋板形。由于拉伸矯直機具有矯直效果好、殘存應力小、所需的矯直張力小、操作簡便等優(yōu)點,在現(xiàn)代化的板帶材生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應用,已逐步成為板帶材精整工序中不可缺少的組成部分。(布置圖、結構圖、傳動、換輥裝置)酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機組工藝段設備這些設備一般布置在酸洗機組的中部。酸洗工藝段與酸再生是相輔相成的,缺一不可。酸洗線產(chǎn)生的廢酸必須經(jīng)酸再生機組經(jīng)過一系列物理、化學方法處理后,再返送回工藝段使用。這樣既充分利用了酸資源,還生成了副產(chǎn)品氧化鐵粉,同時對環(huán)境保護也有很大好處。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機組工藝段設備紊流酸洗槽酸洗槽是紊流酸洗系統(tǒng)中的一個主要組成部分,其主要功能是去除帶鋼表面的氧化物層。整個酸洗槽分成3段,每段長30米,還有一個2.5米長的預漂洗槽。長時間停車后,把帶鋼從漂洗段拖出的情況下,使用預漂洗槽進行清洗。酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗槽酸洗線的漂洗段設計成5級沖洗。漂洗槽分為5個噴淋段,每段設有兩組噴淋管,一組噴淋管為正常生產(chǎn)時向鋼板噴射的漂洗水;另一組噴淋管為事故時向鋼板噴射脫鹽水。漂洗槽還設有酸霧排放口,以防止酸霧逸散。各段之間設有擠干輥,使帶鋼帶出的漂洗水量達到最小,擠干輥配有可鎖定的由PP制成的雙作用滑行門凹口。另外在酸洗段還有與酸洗槽及漂洗槽相配套的循環(huán)加熱系統(tǒng),擠干輥、換熱器、烘干系統(tǒng)等。(酸洗工藝段三維圖)酸洗機組工藝段設備酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗機組出口段設備
出口活套在酸洗工藝段的下方,一般布置兩個活套。1#出口活套用于帶鋼寬度及更換切邊剪剪刃時儲存一定量的帶鋼,以保持恒定的酸洗速度;2#出口活套布置在1#出口活套的下方,入口活套的上方。當冷軋機出口剪切、分卷時,該活套儲存一定量的帶鋼,以保證酸洗機組以較恒定的速度生產(chǎn)。酸洗機械設備和工藝介紹資料圓盤剪回轉式圓盤剪是用于冶金工廠連續(xù)生產(chǎn)線上的重要設備,其主要功能是剪切帶鋼的毛邊,也稱剪板機,如連續(xù)酸洗——-冷軋機組、橫切機組、縱切機組以及其它帶鋼精整機組都配置有圓盤剪。特別是用于酸洗——冷軋聯(lián)合機組上的圓盤剪,其切邊質量直接影響著冷軋帶鋼產(chǎn)品的質量。酸洗機組出口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料圓盤剪結構特點:1、刀軸不用電機驅動,而依靠圓盤剪前后設備提供的拉力進行剪切。
2、兩組機架上設置有四對刀盤,其中二對刀盤處于剪切位置,另外兩對刀盤處于備用位置,可以更換刀盤和調整剪切參數(shù);如果其中一套切邊剪和碎斷剪之間的溜槽發(fā)生廢料堵塞或發(fā)生其他故障,就可以啟用另一套備用設備,從而消除由于發(fā)生廢料堵塞而造成的對連續(xù)生產(chǎn)的影響。
3、裝有兩套機架旋轉雙速齒輪電機,由雙速齒輪電機直接傳動機架旋轉機構,在旋轉機構上裝有一個鎖緊液壓缸,當機架旋轉到位后,鎖緊液壓缸驅動一個凸狀楔形塊,將楔形塊插入機架上的楔形凹槽內,將機架鎖緊定位。需要換刀時,只需一分鐘就可將機架及備用刀盤一起旋轉180--度,并可準確定位在工作位置上。
酸洗機組出口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料圓盤剪結構特點:
4、圓盤剪具有自動調節(jié)刀刃間隙、自動調節(jié)重疊量、在生產(chǎn)線上快速回轉更換刀具等功能;裝有四套刀刃間隙調整機構和四套刀盤重疊調整機構,在剪切時可根據(jù)來料鋼板厚度的變化,通過控制系統(tǒng)自動準確地調整刀刃間隙和刀盤重疊量。5、適應剪切寬度的變化,設備上裝有寬度調整裝置,由雙速電機通過滾珠絲杠調整機架的開口度,以滿足高精度調寬的要求。6、剪刃間隙的調整、刀盤重疊量的調整以及剪切寬度的調整均選用雙速電機調整—快速粗調、慢速精調;采用彈簧——液壓鎖緊機構鎖定刀盤,從而達到既能快速更換刀盤、又能保證刀盤定位精確的要求。酸洗機組出口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料碎斷剪碎斷剪的作用是將圓盤剪剪切下來的帶鋼毛邊剪切成碎塊以便收集、裝箱和運輸。4個碎斷剪(與圓盤剪一起)分別安裝在兩個獨立的底座上,布置在帶鋼的兩側,通過萬向軸、預緊旋轉絲杠和滾動軸承調節(jié)其寬度。位置調整好后,下部卡緊裝置在液壓缸作用下與底座卡緊,以便穩(wěn)定剪切。
月牙剪當帶鋼的寬度由寬變窄時,圓盤剪的寬度也要變窄,但圓盤剪的寬度只能逐漸地調整。這就需要用月牙剪在焊縫連接處將兩條帶鋼的邊緣剪成月牙形,以便將圓盤剪的寬度逐漸變窄。一般在切邊圓盤剪的前面都要設置該裝置。(入口段設備和活套演示)酸洗機組出口段設備
酸洗機械設備和工藝介紹資料第二部分
酸洗工藝酸洗機械設備和工藝介紹資料目錄1、酸洗理論基礎(1)酸洗概述(2)酸洗原理(3)影響酸洗的因素(4)紊流酸洗(5)酸洗后序處理—漂洗工藝(6)酸洗引起的帶鋼缺陷2、首鋼1850mm酸洗工藝設計(1)1850mm工藝流程(2)1850mm化學工藝段設計描述(3)1850mm酸洗模型酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗定義酸洗是用化學方法除去金屬表面氧化鐵皮的過程,通常采用鹽酸(HCl),因此也叫化學酸洗。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗目的目的:去除熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮(鐵銹)軋制時會將氧化鐵皮壓入帶鋼基體,影響冷軋板表面質量及加工性能。氧化鐵皮破碎后進入冷卻潤滑的乳化液系統(tǒng),損壞設備并縮短乳化液使用壽命。損壞軋輥。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—除磷(氧化鐵皮)方法機械除鱗化學除鱗機械—化學聯(lián)合除鱗砂輪研磨彎曲破鱗噴丸破鱗
有酸除鱗無酸除鱗堿洗除鱗電解除鱗噴丸破鱗—酸洗拉矯—酸洗
彎曲—酸洗酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗種類鹽酸酸洗硫酸酸洗氫氟酸酸洗磷酸酸洗混合酸酸洗硝酸酸洗酸洗種類酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗技術發(fā)展深槽酸洗淺槽酸洗淺槽紊流酸洗早期。酸液深1000~1200mm。70年代中期。酸液深400~1000mm。70年代末期,1983年德國MDS公司開發(fā)了紊流酸洗。酸液深小于400mm。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—三種酸洗技術的比較參數(shù)比較深槽淺槽紊流酸洗時間*,%1008065酸霧量*,%1006060電耗量*,%1007070熱傳遞*,%100200700槽內帶鋼提升器有必要沒必要沒必要槽內帶鋼位置控制不可能準確檢測可以準確檢測可以準確檢測槽內斷帶事故處理困難,費時容易容易酸洗后帶鋼表面殘留物**,mg/m2帶鋼300~200150≤50酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗機組按帶鋼酸洗的過程分類可分為連續(xù)臥式酸洗機組、連續(xù)塔式酸洗機組和半連續(xù)式酸洗機組(它也稱推拉式或推式)。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗機組的比較:連續(xù)酸洗機組連續(xù)式酸洗機組的工藝特點是鋼卷逐卷展開后,鋼卷與鋼卷之間頭尾焊接起來連續(xù)地通過酸洗槽。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗機組的比較:推拉式酸洗機組推拉式酸洗機組酸洗,每根帶鋼經(jīng)夾送輥依次咬入,不用焊接,推送向前,直至卷取,逐卷帶鋼間斷地通過酸洗機組。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗概述—酸洗機組的優(yōu)缺點比較比較項目連續(xù)推拉設備簡單@設備重量輕@廠房高度較低@投資省@組織生產(chǎn)靈活性@酸洗時間短,加熱啟動快,調節(jié)酸液成分快@@重新啟動時無需引帶@動力剪外還可使用拉剪@改善帶鋼平直度能力較好@穿帶速度高@運行速度高@酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成氧化鐵皮是金屬在加熱、熱處理或在熱狀態(tài)進行加工時形成的一層附著在金屬表面上的金屬氧化物。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成軋件經(jīng)粗軋后沿輥道向熱連軋軋機運行時,溫度為1000℃左右,這時在軋件表面上已生成了一層薄的氧化鐵皮,而軋前高壓水除鱗機可將它們清除掉。當軋件在連軋機上軋制時,板坯在各機架軋機間暴露的時間極短,而且大的壓下阻礙了帶鋼表面上形成厚的氧化鐵皮,而所形成的氧化薄膜立即被破壞并受到水的沖洗,因此,可以說剛剛從精軋末機架出來的帶鋼,雖然溫度有780~850℃的較高溫度,但帶鋼表面的氧化鐵皮是極薄的。帶鋼從精軋末機架出來后,進入噴水裝置,而后卷成帶鋼卷并緩慢冷卻,就是在這段時間里,帶鋼表面被氧化而生成氧化鐵皮。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成結論:帶鋼表面的氧化鐵皮是熱軋帶鋼在終軋后、卷曲時及冷卻時產(chǎn)生的。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成在從精軋末機架出來的帶鋼表面上,鐵原子首先與空氣中的氧原子結合形成第一層氧化物,這層氧化物可能是致密的Fe3O4,或者是疏松的FeO。在第一種情況下,氧化鐵皮的進一步增長過程可能只靠氧和鐵的離子擴散來進行的;在第二種情況下,空氣中的氧可自由地通過多孔、疏松的氧化鐵皮,而使氧化鐵皮加厚和致密化。無論上述哪種情況,最終結果就是形成了我們通常所看到的帶鋼表面的氧化鐵皮。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成FeOFeOFe3O4Fe2O3酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成γFe+FeOFeOFeO+Fe3O4Fe3O4+Fe2O3αFe+FeOαFe+Fe3O4含氧量222426283032溫度12001000800600400Fe3O4Fe2O3鐵氧狀態(tài)圖酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—氧化鐵皮的形成氧化溫度對氧化鐵皮的影響圖溫度(攝氏度)7009001100FeOFe3O4Fe2O3體積總分子量FeOFe3O4Fe2O3酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼氧化鐵皮組織結構由于熱軋帶鋼的化學成分、軋制溫度、軋制后的冷卻速度及卷取溫度的不同,所以帶鋼表面上所生成的氧化鐵皮的結構、厚度性質亦有所不同。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼氧化鐵皮組織結構酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼氧化鐵皮組織結構紅色氧化皮表面,生成溫度570~1100℃帶鋼基體富氏體FeO磁性體Fe3O4氧化鐵Fe2O3酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼氧化鐵皮組織結構紅色氧化皮表面,生成溫度570~1100℃,但從570℃開始緩冷帶鋼基體磁性體Fe3O4氧化鐵Fe2O3酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼氧化鐵皮組織結構藍灰色氧化鐵皮表面,生成溫度大于1100℃帶鋼基體富氏體FeO磁性體Fe3O4酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼氧化鐵皮組織結構結論:經(jīng)過一般的熱軋和退火后,氧化鐵皮由FeO相組成,F(xiàn)e3O4層僅為氧化鐵皮層的4~18%,在許多情況下沒有Fe2O3。且氧化鐵皮層不分層的,在鐵被氧化的同時,體積增大使氧化鐵皮層出現(xiàn)裂縫和起皮,從而使生成的氧化鐵相互滲透而且是不規(guī)則的。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—有利于酸洗的氧化鐵皮影響帶鋼表面氧化鐵皮的因素終軋溫度及速度冷卻速度卷曲溫度軋輥粗糙度酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—有利于酸洗的氧化鐵皮終軋溫度和軋制速度溫度(攝氏度)400
6008001200氧化速度軋制速度
氧化時間氧化鐵皮厚度
卷曲溫度FeOFe3O4準確控制軋制速度酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—有利于酸洗的氧化鐵皮冷卻速度αFe+Fe3O4αFe+FeOFe3O4+Fe2O3FeO+Fe3O4FeOγFe+FeO含氧量222426283032溫度12001000800600400Fe3O4Fe2O3鐵氧狀態(tài)圖氧化溫度對氧化鐵皮的影響圖溫度(攝氏度)7009001100FeOFe3O4Fe2O3體積總分子量FeOFe3O4Fe2O3酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—有利于酸洗的氧化鐵皮卷曲溫度氧化溫度對氧化鐵皮的影響圖溫度(攝氏度)7009001100FeOFe3O4Fe2O3體積總分子量FeOFe3O4Fe2O3酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—有利于酸洗的氧化鐵皮軋輥粗糙度酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—有利于酸洗的氧化鐵皮結論:對酸洗有利影響的帶鋼應滿足低的終軋溫度和較高的軋制速度低的卷曲溫度較高的冷卻速度光滑的軋輥酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性酸洗可能性酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—酸洗機理溶解作用:氧化鐵皮與酸發(fā)生化學反應而被溶解。機械剝離作用:金屬鐵與酸作用生成氫氣,機械地剝離氧化鐵皮。還原作用:生成的原子氫使鐵的氧化物還原成易于酸作用的亞鐵氧化物,然后再與酸作用而被除去。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—酸洗機理Fe2O3+H2SO4→Fe2(SO4)3+H2O溶解作用FeO+H2SO4→FeSO4+H2OFe2O3+HCl→FeCl3+H2OFe3O4+HCl→FeCl3+FeCl2+H2OFe3O4+H2SO4→Fe2(SO4)3+FeSO4+H2O反應能力FeO+HCl→FeCl2+H2OFe+HCl→FeCl2+H2反應能力Fe+H2SO4→FeSO4+H2酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—酸洗機理機械剝離作用Fe2O3Fe3O4FeO基鐵Fe+HCl→FeCl2+H2(占33%)Fe+H2SO4→FeSO4+H2(占78%)酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗原理—酸洗機理還原作用Fe2O3Fe3O4FeO基鐵Fe+HCl→FeCl2+H2Fe2O3+H
→FeO+H2OFe3O4+H→FeO+H2O
FeCl3+H→FeCl2+HClHH2酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素材料物理性因素工藝因素酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素氧化鐵皮組成結構及厚度酸洗時間(標準單位)01020302015105
氧化鐵皮厚度,μm95%Fe3O4,5%Fe2O390%FeO,8%Fe3O4,2%Fe2O3870890910930
酸洗時間氧化鐵皮厚度1513119酸洗時間(標準單位)131197氧化鐵皮厚度μm酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素鋼鐵成份及合金組成使致密使疏松Mg、CaSiO2、尖晶石結構Cr2O3·FeO(不銹鋼)AlC酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素帶鋼厚度帶鋼冷卻工藝氧化鐵皮帶鋼厚度及冷卻工藝酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素酸液種類
酸液種類比較項目鹽酸硫酸1.溶解氧化物的能力快慢2.濃度提高時,去除氧化物機理主要靠溶解主要靠機械剝離3.提高酸洗效率途徑提高濃度顯著提高溫度顯著4.對帶鋼基體溶解的能力小大5.洗完好帶鋼表面的質量好差結論——總體來說,酸洗效果:鹽酸>硫酸酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素酸液溫度、濃度(以鹽酸為例)提高酸液的濃度和溫度也同樣能夠增加酸洗速度。如前所述,在鹽酸酸洗中,濃度對酸洗速度的影響大于溫度對酸洗速度的影響。例如,當酸濃度從2%增大至經(jīng)25%時,鹽酸酸洗的速度增加約10倍。當溫度自18℃升高至60℃時,鹽酸酸洗速度提高9~10倍。
濃度溫度酸洗時間酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素酸液鐵鹽偏含量酸含量增加和溫度升高時,酸洗時間可減少,且隨著FeCl2含量的增加,酸洗時間急劇減少到最小,此時FeCl2的濃度比飽和濃度低4%~8%。以后,酸洗時間又急劇增加,一直到FeC12達到飽和,酸洗時間最長。酸溶液溫度越低,酸洗時間的最小值也就越明顯。最短的酸洗時間是在FeCl2最佳含量的情況下得到的,即FeCl2的濃度低于飽和濃度4~8%。FeCl2含量酸洗時間
某濃度酸液在一定溫度下,酸洗時間隨鐵鹽含量的變化曲線酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素機械拉矯影響帶鋼經(jīng)拉伸矯直機反復彎曲變形后,由于氧化鐵皮與基鐵的塑性不同,氧化鐵皮將會不同程度地從帶鋼表面上剝落下來或產(chǎn)生裂縫,因此,破鱗將能明顯地增加酸洗速度。實驗指出,用硫酸酸洗時,采用破鱗機可減少10%~50%的酸洗時間。酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素紊流影響因素在連續(xù)酸洗機組中,酸槽內的酸溶液不僅受酸槽結構和噴頭壓力的影響,還受到在酸溶液中運動的帶鋼和酸洗時生成的氫氣所攪動。因此,凝聚在帶鋼表面上的蒸氣及附著在表面上的氫氣泡會被及時除掉,也會使鋼材附近的酸溶液不斷更新,酸液成分保持均勻,同時也能更好地讓酸與帶鋼表面接觸,這樣可以使酸洗過程進行得更快更好,從而提高了酸洗速度。關于紊流,后面有詳細講解酸洗機械設備和工藝介紹資料影響酸洗的因素其它最后應當指出的是,一些含碳量較高強度較大的中、高碳鋼,為了便于軋制,在酸洗之前都要進行退火處理(初退火)。這些經(jīng)過初退火的帶鋼,長時間(大約24小時)在高溫(約780℃)下加熱,使得鋼板表面的氧化膜加厚,加之鋼中的硅、鉻等元素的原子在高溫下較多地從鋼板內部向外擴散并與鋼板表面的氧原子結成難溶的氧化物,從而增加了酸洗的困難。為了除去這些初退火后帶鋼表面生成的氧化鐵皮,就必須增加酸的濃度、延長酸洗時間或采用混合酸酸洗(如硫酸、酸洗時加入食鹽,形成硫酸和鹽酸的混合酸)。酸洗機械設備和工藝介紹資料紊流酸洗引言熱軋帶鋼的表面鐵鱗與酸液的化學反應速度受多方面因素的影響,如酸液的濃度和溫度、鋼板表面溫度等,不可能無限制的提高。但另一方面,在實用的范圍內,通過提高酸洗速度,達到促進擴散,使鋼板表面溫度迅速達到酸液的溫度,這樣就必須加快鋼板表面的物質傳遞,即酸和化學反應物的擴散,改善傳導率。其方法就是使酸液在帶鋼表面形成高速紊流,促進物質傳遞,達到使鋼板表面急速升溫的目的,從而大大縮短酸洗時間。酸洗機械設備和工藝介紹資料紊流酸洗形成紊流的條件工藝結構帶鋼帶鋼速度V酸液噴頭壓力酸液流動酸液噴頭壓力+酸洗機械設備和工藝介紹資料紊流酸洗工藝影響方面帶鋼速度噴頭壓力酸液流動紊流效果酸洗機械設備和工藝介紹資料紊流酸洗酸洗槽結構影響方面紊流酸洗槽由具有特殊幾何形狀的水平通道組成。為獲得紊流,對通道的輪廓是有要求的,一般把酸洗槽制成"扁管"形,管內充滿酸液,“管”的高度只有150mm左右,因此內充液量也較少。幾個槽子形成一定長度的酸洗槽,應用了浸漬式的內蓋,以保證帶鋼上表面的氧化鐵皮能較好的溶解,大大節(jié)約了能源和減少酸霧量。在循環(huán)泵作用下酸液能快速循環(huán),強化酸液的紊流,從而強化了酸液和帶鋼之間的傳熱傳質。特別是由于強化了傳熱,縮短了酸洗時間,從而提高了酸洗速度。從圖上可以看出,紊流酸洗槽里面形成水平溝道的斷面是酸液形成紊流的先決條件。溝道的上頂蓋即內蓋與外蓋通過鉤頭聯(lián)接。同外蓋一樣,內蓋沿酸槽的長度方向分段串列布置,它可因酸液的紊流程度上下輕微跳動。內蓋的作用一方面是使酸液流動的通道狹窄,另一方面可以保證不會出現(xiàn)游離酸的蒸發(fā)表面,減少酸霧量。酸洗機械設備和工藝介紹資料紊流酸洗紊流酸洗的主要特點帶鋼以高張力平直通過酸洗工藝段時,整個機組的張力達到最佳化,結果取消了一些張力單元(酸洗槽前、烘干機后的張力輥)和專門的張力控制系統(tǒng)(垂度控制和擺動輥)。整個機組高而均勻的張力保證了拉矯機處于最佳的張力分布,而且使帶鋼通過機組的運行狀況得以改善。特殊的槽蓋(帶有浸漬式的內蓋)和有輪廓的酸洗槽形成紊流酸洗通道。在酸洗通道內有較少的酸液(液位約150mm),有利于酸液的循環(huán)和充分利用。同時,發(fā)生事故時,僅需2~3分鐘就可以排空酸洗槽內的酸液。在優(yōu)化的酸洗條件下,酸洗通道內形成高效率的紊流,通過紊流可以快速加熱帶鋼和徹底去除帶鋼表面的氧化鐵皮微粒,提高帶鋼表面的清潔度。
縮短酸洗時間。由于酸液在循環(huán)系統(tǒng)中具有高的動能,可以使酸液很快滲入到鐵皮的縫隙中,加快了酸洗速度。與深槽和淺槽相比,紊流酸洗的時間最短。在相同的酸洗速度下,紊流酸洗槽長度較傳統(tǒng)的酸洗槽要短;而對于相同長度的酸洗槽,酸洗速度就會增加;在速度不變的情況下,可以相應地降低酸液的溫度。減少廢酸量在連續(xù)深槽或連續(xù)淺槽酸洗的實際操作中,廢酸中鐵離子濃度達到120g/L時,需排放到酸再生區(qū)進行處理。而在紊流酸洗的操作中,廢酸中鐵離子的濃度允許達到125~165g/L時,才可排放到酸再生區(qū)進行處理,并可保證帶鋼酸洗質量。這是由于紊流酸洗時,酸液與帶鋼表面的鐵鱗能充分進行化學反應,廢酸量的減少意味著所需廢酸再生裝置能力的減少,既可節(jié)約建設投資,也可減少環(huán)境污染。減少槽內帶鋼跑偏量由于帶鋼通過的斷面狹窄,帶鋼在槽內幾乎是在液面上平行拖過,所以帶鋼能以很高的張力(大約9.8~11.8MPa)在槽內運行,從而可使帶鋼跑偏量減至25mm;而在深槽酸洗中由于帶鋼呈無張力運行,因而跑偏量有時可達200mm多。
設備重量輕從前面的結構分析中得知,紊流酸洗的液面很淺,只有150mm左右,整個槽的深度只有1000mm左右;而深槽酸洗的酸液面深1200mm,槽深近2000mm。所以,可明顯看出紊流酸洗的設備重量大大減少。酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗工藝為什么要進行酸洗后漂洗冷軋帶鋼生產(chǎn)過程中,酸洗后的帶鋼表面上帶有一定量的殘余酸液,其成分與末段酸洗槽成分相同,一般總酸值為200g/L,鐵離子為30g/L,游離酸為160g/L。這些表面殘留的酸液若不及時清洗,一方面,帶到軋機里后,影響乳化液系統(tǒng)的pH值,較多的Cl-會造成乳化液破乳現(xiàn)象,影響乳化液的潤滑性能,另一方面,帶鋼表面殘留的酸液會在帶鋼表面引起如下反應:2HCl+Fe=FeCl2+H2 (1)FeCl2+2H2O=Fe(OH)2+2HCl (2)2Fe(OH)2+H2O+1/2O2=2Fe(OH)3(3)Fe(OH)3為棕紅色的沉淀物,不穩(wěn)定易分解。Fe(OH)3=FeO(OH)+H2O (4)FeO(OH)即是水銹,有時即使酸洗后帶鋼表面看起來很干燥,反應也能發(fā)生,這主要是因為空氣的濕度為反應提供了足夠的水。軋制前帶鋼表面的水銹對軋制過程極其有害并且會嚴重影響冷軋產(chǎn)品的表面質量,因此要減少帶鋼表面殘留的酸液。酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗工藝漂洗需考慮的問題對于從酸槽末段出來的一定的帶鋼來說,漂洗效果受以下幾個因素影響:漂洗用水漂洗槽數(shù)量漂洗過程控制噴淋系統(tǒng)及其狀態(tài)擠干輥狀態(tài)泵和過濾系統(tǒng)狀態(tài)酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗工藝漂洗用水漂洗水循環(huán)系統(tǒng)設在酸洗機組工藝段傳動側,其作用是:正常工作時供給漂洗槽一定溫度的熱水。主要采用冷凝水。漂洗水選用冷凝水原因有二:冷凝水水中溶解物質少。若使用普通水,水中的各種溶解物質會最終殘留在帶鋼表面形成水印。而水中的Cl-會增加末段漂洗槽中Cl-的總量,使帶鋼表面產(chǎn)生水銹。漂洗段排出的漂洗水中,因為含有少量鹽酸,不能直接排放掉,要進行回收,一般用作鹽酸再生過程中的吸收水。如果使用普通水,再生酸中的雜質含量會增加,導致廢酸中雜質含量增高,最終導致氧化鐵粉中雜質含量增高,影響氧化鐵粉的等級。酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗工藝漂洗槽數(shù)量如圖所示,漂洗過程采用反向梯流法,即漂洗水打到漂洗槽末段,其運動方向與帶鋼的運動方向相反,形成梯流,從第一段出來經(jīng)漂洗罐收集起來。理論假設以上三種條件各段相同,則帶鋼從每一段出來后,帶鋼上下表面所“攜帶”的液體量是一樣的,稱其為“攜帶量”。理論上,攜帶量相等,用q平表示。正常情況下各段之間的漂洗水梯流量相等,用F表示,那么可以推導出漂洗水梯流量有以下公式:由此可見,漂洗段數(shù)量越多,漂洗水的用量越少。當然,也應該同時考慮到,隨著漂洗段數(shù)量的增多,投資和維修費用也隨之增加酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗工藝漂洗過程控制液位控制溫度控制電導率控制控制漂洗槽及其相應罐(冷凝水罐、脫鹽水罐、漂洗水罐等)的液體液位漂洗需準確控制漂洗水中Cl-的濃度,然而準確地檢測Cl-的濃度是十分困難的。電導率與Cl-濃度(鹽酸濃度)有一定的關系,如圖所示。通常就采用在線電導率檢測的方法來反映漂洗水中Cl-的含量。
漂洗工藝中,溫度的控制也很關鍵。提高漂洗水的溫度可以降低水的粘度,提高離子在水中的活動(擴散)能力,使漂洗更加有效。酸洗機械設備和工藝介紹資料漂洗工藝噴淋系統(tǒng)及其狀態(tài)擠干輥狀態(tài)泵和過濾系統(tǒng)狀態(tài)噴淋系統(tǒng)狀態(tài)噴淋系統(tǒng)要考慮正常生產(chǎn)與停車兩種狀態(tài)。正常生產(chǎn)采用冷凝水進行沖洗帶鋼,停車噴淋時采用脫鹽水。擠干輥狀態(tài)為保證漂洗末段的電導率達到要求,在預漂洗槽安裝了兩套擠干輥,防止酸洗末槽的酸液帶入漂洗槽。擠干輥不得有機械損傷及過量磨損,其壓力應大小適當。生產(chǎn)中擠干輥的狀態(tài)一定要保證良好。它是各段之間攜帶量相等的前提,如果擠干輥襯膠老化或出現(xiàn)脫膠,一定要及時更換。泵和過濾系統(tǒng)狀態(tài)泵狀態(tài)會影響漂洗水噴嘴的壓力及流量而影響噴洗效果,過濾系統(tǒng)狀態(tài)不好,會導致漂洗液中顆粒度大的雜質增加,以致堵塞噴嘴。酸洗機械設備和工藝介紹資料酸洗后引起的帶鋼缺陷
缺陷輕微中等嚴重欠酸洗輕微的,像花紋般呈明顯的帶狀,其面積<總面積的1/10呈明顯的帶狀,其面積<總面積1/5過酸洗表面輕微暗色表面暗色較明顯,暗色分布呈帶狀分布,暗色面積<總面積1/10表面暗色較明顯,暗色面積<總面積1<5停車斑停車時間<10min,表面輕微發(fā)黃10min≦停車時間<20min,表面呈明顯黃斑停車時間≧20min,整個板面呈黑色邊裂邊裂長度<1℅邊裂長度<5℅邊裂長度<10℅折皺從邊部起算<10mm長的,觸摸有輕微粗糙感從邊部起算<15mm長的,觸摸有粗糙感的從邊部起算<20mm長的,觸摸有粗糙感的擦劃傷不連續(xù),<50mm,比鉛筆芯細,無粗糙感不連續(xù),>50mm,比鉛筆芯粗,觸摸有輕微粗糙感的≤1/4厚度公差連續(xù)的或束狀的,比鉛筆芯粗,深度≤1/2厚度公差異物壓入細小的,無粗糙感覺的缺陷極淺的,顆粒較小的較深的,間斷出現(xiàn)的氣孔深度<1/10板厚深度<1/8板厚深度<1/5板厚氧化鐵皮壓入觸摸無感覺,尺寸極小觸摸有輕微粗糙感,較淺,能磨去觸摸有明顯粗糙感,加深的,不易磨去表面夾雜顆粒尺寸,仔細觀察才可見雜質顆粒較大,較明顯,在板面分布面積<總面積1/10明顯呈連續(xù)帶狀分布,面積<總面積1/5酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm酸軋工藝流程酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm酸軋工藝流程原料1#步進梁2#步進梁梭車1#鋼卷小車2#鋼卷小車1#開卷機2#開卷機1#入口夾送輥2#入口夾送輥1#直頭機2#直頭機2#對中3#對中1#分切剪2#分切剪1#轉向夾送輥2#轉向夾送輥焊機1#糾偏1#轉向輥1#張力輥1#入口活套(含2#糾偏)3#糾偏2#轉向輥(含1#測張)拉矯機(帶2#、3#張力輥)三段式酸洗槽五級漂洗槽烘干機1#出口活套4#糾偏(含2#測張)5#精糾偏月牙剪6#糾偏圓盤剪(含碎邊剪)4#張力輥帶鋼檢查站(含3#、4#、5#轉向輥)6#轉向輥(含3#測張)2#出口活套7#糾偏7#轉向輥8#糾偏5#張力輥4#測張夾緊輥橫切剪測厚冷連軋板形儀出口夾送輥飛剪轉向輥卡羅塞卷取1#出口鋼卷小車1#出口步進梁2#出口鋼卷小車打捆檢查站2#、3#、4#出口步進梁1#對中酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計總體設計思想要將熱軋帶鋼卷表面的復雜的氧化鐵皮洗干凈,酸洗工藝需從以下主要幾點考慮。第一,進行酸洗,采取什么樣的介質來酸洗,采取什么方法來酸洗,并如何優(yōu)化酸洗工藝。第二,酸洗完成以后,帶鋼表面帶有酸液,如何將這些酸液清洗掉,此過程即為漂洗。第三,漂洗后,帶鋼處于濕態(tài),如何將帶鋼烘干。第四,酸洗及漂洗過程中,存在酸霧排放問題,如何將這些酸霧有效的處理及排放。第五,整個酸洗、漂洗、烘干及排霧工藝當中,存在著介質的供給、排放、有效處理及管線如何布置等問題,須考慮這些輔助設施。
酸洗工藝1、酸洗段2、漂洗段3、烘干機4、酸霧排放系統(tǒng)酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計總體設計參考酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計酸洗段設計組成酸洗段組成酸洗槽循環(huán)罐配管3段式酸洗槽擠干輥酸槽外蓋酸槽內蓋操作平臺配管循環(huán)泵廢酸泵換熱器閥現(xiàn)場儀表酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計酸洗段設計工藝圖此圖解釋見下頁酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計酸洗段設計描述新酸被打到3#循環(huán)罐,酸液通過3個循環(huán)罐間的管道自然梯流原理,依次進入2#、1#循環(huán)罐。在1#循環(huán)罐測量Fe2+濃度,廢酸達到130g/l左右時,便打開廢酸泵,打到ARP。從1#循環(huán)罐出來的酸液管道上配有手動開關閥,然后通過VVVF泵將酸打到石墨換熱器,鹽酸的溫度靠調節(jié)蒸汽量來實現(xiàn)。這里產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)電導率檢測合格后至冷凝水罐,否則排至地坑。從換熱器出來后,鹽酸被打至1#酸洗槽的入口及出口處噴梁,噴頭的壓力通過VVVF泵來調節(jié)。從圖上可以看出,1#循環(huán)罐區(qū)有3個換熱器,其中2、3#循環(huán)罐區(qū)各有2各來為酸液進行預加熱,并在生產(chǎn)等待時作小循環(huán)。酸槽的鹽酸通過兩頭的排酸槽和槽子中央回流到循環(huán)罐。2#、3#循環(huán)區(qū)的功能類似于1#循環(huán)區(qū)。酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計漂洗段設計組成漂洗段組成漂洗槽配管預漂洗槽及5段式漂洗槽擠干輥酸槽蓋收集槽操作平臺配管循環(huán)泵換熱器閥現(xiàn)場儀表酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計漂洗段設計工藝圖酸洗機械設備和工藝介紹資料1850mm化學工藝段設計漂洗段設計描述從冷凝水罐來的冷凝水靠泵通過兩種方式補充到漂洗槽第5段,一種方式是靠第5段的噴頭直接噴到帶鋼表面,另一種方式是直接補充到第5段。后者的流量靠第1段的液位檢測、第4段的PH值檢測和第5段的電導率檢測來控制。然后漂洗水逆著帶鋼方向向前梯流,再從漂洗槽第1段回流到漂洗水罐。漂洗槽每一段的漂洗水通過漂洗水自重、泵來完成自循環(huán),并通過噴頭將漂洗水噴到帶鋼表面。停車時,脫
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