CN107983770A

CN107983770A - 一种不锈钢的热酸洗生产工艺

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Publication number: CN107983770A
Application number: CN201610961408.4A
Authority: CN
Inventors: 朱继乔; 胡军; 朱国荣
Original assignee: Fujian Wang Wang Industrial Co Ltd
Current assignee: Fujian Wang Wang Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-05-04
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: CN107983770B

Abstract

本发明提供一种不锈钢的热酸洗生产工艺，包括以下步骤：1)开卷，采用开卷机对钢卷原料进行开卷；2)裁切，采用液压剪刀剪去不合格钢带；3)焊接，采用激光焊接机将裁剪好的钢带头尾进行焊接；4)轧制，钢带进入三台轧机进行连续轧制；5)脱脂，采用脱脂设备对轧制后的钢带除去表面的轧制油以及氧化锈皮；6)退火，钢带从中间活套进入退火炉进行退火；7)除磷，采用破磷机对退火后的钢带进行除磷；8)研磨刷洗，采用研磨刷洗设备对除磷后的钢带进行研磨刷洗；9)电解，研磨刷洗后的钢带进入电解区进行电解；10)酸洗，电解后的钢带进入酸洗区进行酸洗；11)收卷，酸洗后的钢带通过收卷机进行收卷。本发明减少酸用量，减轻环境污染，使产品表面光滑，富有光泽。

Description

一种不锈钢的热酸洗生产工艺

技术领域

本发明涉及不锈钢的加工领域，尤其涉及不锈钢的热酸洗生产工艺。

背景技术

传统的黑皮钢带生产工艺流程如下：

传统的白皮钢带生产工艺流程分为以下两种:

1)中厚板生产流程(板厚>0.90mm)的生产流程如下：

2)薄板生产流程(板厚<0.90mm)的生产流程如下：

其中，热轧黑皮钢卷，经过连轧轧制、退火酸洗，对钢带进行固溶化退火和去除表面的锈皮，以恢复不锈钢的特性和再加工性能。热轧黑皮钢卷，经过连轧轧制、退火酸洗后生产的产品为2E成品(黑皮钢带)，需要再经过再次连轧轧制、退火酸洗、除磷，得到中厚板2B成品(白皮钢带)。如果需要更薄的2B成品(白皮钢带)，还需要再经过一次或多次的往复轧制和退火酸洗。

上述不锈钢生产工艺流程可制取两种钢带，即：黑皮钢带与白皮钢带，其中，在制取黑皮钢带时，不需要进行除磷处理，黑皮钢带未经除磷，钢带表面黯淡，呈灰黑色，而且，连轧轧制后直接酸洗，钢带表面粗糙；在制取白皮钢带时，退火后进行除磷使得钢带表面光泽如镜；但是，由于除磷时使用抛丸机消除钢带表面氧化皮后直接酸洗；这样生产的产品表面粗糙，无法达到客户使用要求。此外，传统的黑皮钢带与白皮钢带的制作过程中均需要使用大量的酸液进行酸洗除去钢带表面的氧化皮，导致加重对环境的污染；另，传统的黑皮钢带与白皮钢带的制作需要采用两条生产线制作，投资成本高，且不环保。

发明内容

本发明提供一种能够有效加快除去氧化皮速度，减少酸用量，减轻环境污染，同时保证产品表面光滑，实现黑、白皮在线切换的不锈钢的热酸洗线生产工艺。

本发明采用的技术方案为：一种不锈钢的热酸洗生产工艺，包括以下步骤：

1)开卷，采用开卷机对钢卷原料进行开卷；

2)裁切，采用液压剪刀剪去不合格钢带；

3)焊接，采用激光焊接机将裁剪好的钢带头尾进行焊接，焊接好的钢带进入入口活套；

4)轧制，钢带从入口活套出来后进入三台轧机进行连续轧制；

a)将步骤3)中的钢带通过三台轧机进行黑皮轧制，其中，三台轧机的总压下量≤50％；或者将步骤3)中的钢带通过三台轧机进行白皮轧，其中，三台轧机的总压下量均≤65％，；

b)将步骤a)中经过黑皮轧制的钢带进行轧机工艺润滑，三台轧机共用一套乳化系统S1；其中，乳化系统S1中的乳化液浓度控制在5.0％，且乳化系统S1中设有最大流量为6000L/min的过滤机，用以过滤乳化液；或者将步骤a)中经过白皮轧制的钢带进行轧机工艺润滑；其中，第一台轧机和第二台轧机共用乳化系统S1，第三台轧机使用乳化系统S2；其中，乳化系统S2中的乳化液浓度控制在3.0％，且乳化系统S2中设有最大流量为12000L/min的过滤机，用以过滤乳化液；

5)脱脂，采用脱脂设备对轧制后的钢带除去表面的轧制油以及氧化锈皮，再将钢带挤干后进入中间活套；

6)退火，钢带从中间活套进入退火炉进行退火，改变钢带的相组织，增加钢带的延展性和韧性；

7)除磷，采用破磷机对退火后的钢带进行除磷，使得钢带表面的氧化锈皮与钢带基体脱离，从而除去钢带表面的氧化锈皮；

8)研磨刷洗，采用研磨刷洗设备对除磷后的钢带进行研磨刷洗，进一步除去钢带表面的油脂和氧化锈皮；

9)电解，研磨刷洗后的钢带进入电解区进行电解，以电解的方式进一步除去钢带表面的氧化锈皮，其中电解区分为三段，且电解的电流范围为0～5000A；

10)酸洗，电解后的钢带进入酸洗区进行酸洗，其中，酸洗区分为两段，第一段采用HF去除钢带表面的氧化铁皮，第二段主要包括HNO₃，使得钢带的表面形成一层钝化膜；

11)收卷，酸洗后的钢带进入出口活套，再从出口活套进入平整机后，通过收卷机进行收卷；当卷径达到设定值大小时，通过分切剪对钢带进行剪切。

进一步地，步骤4)中，给乳化系统S2供应乳化液时，停止加入轧制油，直接把乳化液浓度降至3.0％，从而实现黑皮轧制和白皮轧制的在线切换。

进一步地，步骤7)中，破鳞机包括两组弯曲辊、两组矫直辊和四组辊盒；两组弯曲辊用以去除钢带表面的氧化铁皮，同时消除钢带的边浪；两组矫直辊消除钢带的C翘和L翘；通过调整四组辊盒的插入量来控制钢带的板型、去除氧化锈皮，其中，四组辊盒的插入量为0～90。

进一步地，步骤9)中，采用的电解液为脱盐水与Na₂SO₄的混合溶液，密度为1.14g/cm₃，pH值的范围为4～8。

进一步地，步骤9)中，电解的温度为60℃～65℃。

进一步地，步骤10)中，酸洗的温度为50℃～60℃。

相较于现有技术，本发明的不锈钢的热酸洗的生产工艺，通过在轧制步骤中设计乳化系统S1和乳化系统S2；黑皮轧制时，由乳化系统S1对钢带进行轧机工艺润滑；其中，三台轧机共用一套乳化系统S1；白皮轧制时，采用乳化系统S1和乳化系统S2对钢带进行轧机工艺润滑；其中，第一台轧机和第二台轧机共用乳化系统S1，第三台轧机使用乳化系统S2。其中，乳化系统S2供应乳化液时，只需给乳化系统S2停止加入轧制油，直接把乳化液浓度降至3.0％，从而实现黑皮轧制和白皮轧制的在线切换；仅需一条生产线便可制作黑皮钢带和白皮钢带，降低生产成本。而且，白皮轧制时，钢带经过三台轧机连轧工艺，厚度可以达到1.1mm，无需再经过中间的退火酸洗；从而减少不锈钢生产工艺步骤，简化生产工艺，降低生产成本。

此外，将经过除磷后的钢带进行电解，然后再进行酸洗，避免传统的不锈钢生产工艺单靠酸洗步骤来去除氧化铁皮，有效减少酸液的使用量，降低对环境的污染；而且使得酸洗后的钢带表面光滑，且富有光泽，缩短了生产时间。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1：本发明不锈钢的热酸洗生产工艺的流程图；

图2：本发明不锈钢的热酸洗生产工艺的系统图；

图3：本发明两套乳化系统与三台轧机的连接示意图；

图4-1：本发明乳化系统S1对应第一台轧机和第二台轧机的原理图；

图4-2：本发明乳化系统S1对应第三台轧机的原理图；

图5：本发明乳化系统S2对应第三台轧机的原理图。

各部件名称及其标号

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参照图1和图2，本发明的不锈钢的热酸洗生产工艺，包括以下步骤：

1)开卷，采用开卷机30对钢卷原料进行开卷。

接着进行步骤2)裁切，采用液压剪刀31剪去不合格钢带。

接着进行步骤3)焊接，采用激光焊接机32将裁剪好的钢带头尾进行焊接，焊接好的钢带进入入口活套33。

其中，步骤1)中采用两台开卷机30，为双开卷模式，同时，步骤3)中的激光焊接机32把前、后两卷钢带的头、尾进行焊接，从而实现连续生产。

然后进行步骤4)轧制，钢带从入口活套33出来后进入三台轧机F1、F2、F3进行连续轧制；轧制步骤如下：

首先进行步骤a)将步骤3)中的钢带通过三台轧机F1、F2、F3进行黑皮轧制，其中，三台轧机F1、F2、F3的总压下量≤50％；使得三台轧机F1、F2、F3在轧制钢带时更好地控制钢带的板型。由于黑皮钢带的表面较为粗糙，如果使用粗糙度大的工作辊会增大黑皮钢带与工作辊之间的摩擦力，造成轧制力过大。因此，仅需将根据实际生产的需要，将三台轧机F1、F2、F3中的每一个工作辊的表面粗糙度进行调整Ra为0～1μm，优选为0.5μm，使其既可保证黑皮钢带在工作辊上不会打滑，又不会造成轧制力过大，从而保证生产流程顺畅无阻。此外，还可以通过调整每台轧机F1、F2、F3的压下率分布，张力大小，工辊的粗糙度以及横移的位置等来保证轧机适应不同材料不同轧制力需求的情况下对板型以及轧制稳定性的需求。

或者将步骤3)中的钢带通过三台轧机F1、F2、F3进行白皮轧，其中，三台轧机F1、F2、F3的总压下量均≤65％；使得三台轧机F1、F2、F3在轧制钢带时更好地控制材料的板型。由于白皮钢带的材质较软，且第一台轧机F1的压下量大，因此，需要将第一台轧机F1工作辊的表面较粗糙，Ra1设计为1μm>Ra1>0.5μm，Ra1优选为0.8μm；第二台轧机F2的工作辊Ra2的值设计在Ra1>Ra2>0.5μm，防止其工作辊粗糙度大会造成白皮钢带前滑，Ra2优选为0.6μm；第三台轧机F3的工作辊的Ra3设计为0<Ra3<0.2μm，是为了保证白皮钢带的板面品质，Ra3优选为0.15μm。

其中，三台轧机F1、F2、F3均为18辊轧机，其轧制负荷能力强。

接着进行步骤b)将a)中经过黑皮轧制的钢带进行轧机工艺润滑，三台轧机F1、F2、F3共用一套乳化系统S1；其中，乳化系统S1中的乳化液浓度控制在5.0％，且乳化系统S1中设有最大流量为6000L/min的过滤机3，用以过滤乳化液。请参照图3，黑皮轧制时，启动乳化系统S1的三台泵21、22、23，打开供应阀门13，关闭供应阀门14，打开回液阀门15，关闭回液阀门16，使用乳化系统S1给三台轧机F1、F2、F3同时供应乳化液。

具体地，请参照图4-1和图4-2，其中，使用的乳化液是由脱盐水与轧制油混合而成；乳化系统S1包第一供液系统A1和第二供液系A2，其中，开启第一供液系统A1，关闭第二供液系A2，由第一供液系统A1同时为三台轧机F1、F2、F3供应乳化液。首先往第一台轧机F1、第二台轧机F2和第三台轧机F3的净油箱1内注入轧制油，然后再由第一供液系统A1往净油箱1内注入脱盐水，一边通过多个搅拌桨7进行搅拌，一边由蒸汽加热机8对其进行加热，从而制成乳化液，通过控制轧制油的加入量来控制乳化液的浓度，使其浓度保持在5.0％。然后将配制成的乳化液同时注入到三台轧机F1、F2、F3的中间油箱2中，黑皮钢带经过三台轧机F1、F2、F3的净油箱1和中间油箱2进行润滑，洗去表面的锈皮，净油箱1中的乳化液均通过最大流量为6000L/min的过滤机3进行过滤，将颗粒大于50μm的锈渣滤去，送到第一收集箱10，而经过滤后的乳化液输送至污油箱5进行回收重新利用。三台轧机F1、F2、F3的中间油箱2的乳化液均通过磁过滤器4进行过滤，锈渣被留在滤布6上送到第二收集箱11进行收集，而经过滤后的乳化液输送至污油箱5进行回收重新利用。其中，三台轧机F1、F2、F3的净油箱1和三个中间油箱2均设有撇沫装置9，将乳化液产生的泡沫撇去。

或者将步骤a)中经过白皮轧制的钢带进行轧机工艺润滑；其中，第一台轧机F1和第二台轧机F2共用乳化系统S1，第三台轧机F3使用乳化系统S2；其中，乳化系统S2中的乳化液浓度控制在3.0％，且乳化系统S2中设有最大流量为12000L/min的过滤机12，用以过滤乳化液。请参照图3，白皮轧制时，启动乳化系统S1的泵21、22，关闭乳化系统S1的泵23，启动乳化系统S2的泵24；关闭供液阀门13，打开供液阀门14，关闭回液阀门15，打开回液阀门16，关闭短循环阀门17，使用乳化系统S1给第一台轧机F1和第二台轧机F2供应乳化液，使用乳化系统S2单独给第三台轧机F3供应乳化液。

具体地，请参照图4-1和图5，其中第一台轧机F1和第二台轧机F2共用的乳化系统S1与上述步骤相同，在此不再赘述。第三台轧机F3使用乳化系统S2，开启第三供液系统A3，第三供液系统A3的工作过程与第一供液系统A1相同，在此不再赘述；差异在于：第三供液系统A3乳化液的浓度保持在3.0％。当乳化系统S2供应乳化液时，停止加入轧制油，直接把乳化液浓度降至3.0％，从而实现黑皮轧制和白皮轧制的在线切换，简化生产步骤，降低生产成本。

接着进行步骤5)脱脂，采用脱脂设备34对轧制后的钢带除去表面的轧制油以及氧化锈皮，再将钢带挤干后进入中间活套35。其中，脱脂设备34包括多个挤干辊、多个刷洗辊、以及加热蒸汽装置。脱脂时，由加热蒸汽装置对钢带一边加热，多个刷洗辊对钢带的表面一边刷洗，洗去氧化锈皮；然后由多个挤干辊将钢带挤干后进入中间活套35。

接着进行步骤6)退火，钢带从中间活套35进入退火炉36进行退火，改变钢带的相组织，增加钢带的延展性和韧性。

接着进行步骤7)除磷，采用破磷机37对退火后的钢带进行除磷，使得钢带表面的氧化锈皮与钢带基体脱离，从而除去钢带表面的氧化锈皮。其中，破磷机37包括两组弯曲辊、两组矫直辊和四组辊盒。两组弯曲辊可以快速有效地去除钢带表面的氧化铁皮，同时消除钢带的边浪；两组矫直辊消除钢带的C翘和L翘。通过调整四组辊盒的插入量来控制钢带的板型、去除氧化锈皮，其中，四组辊盒的插入量为0～90。例如：生产黑皮时，四组辊盒的插入量控制在75～85；生产201白皮时，四组辊盒的插入量控制在70～80；生产304白皮时，插入量控制在40～55。

再接着进行步骤8)研磨刷洗，采用研磨刷洗设备38对除磷后的钢带进行研磨刷洗，进一步除去钢带表面的油脂和氧化锈皮。研磨刷洗设备38包括多个挤干辊和多个涮洗辊，刷洗辊对钢带的表面刷洗，洗去氧化锈皮；然后由多个挤干辊将钢带挤干。

接着进行步骤9)电解，研磨刷洗后的钢带进入电解区39进行电解，以电解的方式进一步除去钢带表面的氧化锈皮，其中电解区39分为三段，且电解的电流范围为0～5000A。其中，采用的电解液为脱盐水与Na₂SO₄的混合溶液，密度为1.14g/cm₃，当电解液的密度越高，损耗就越高；当电解液的密度越低，其导电性越差。因此，将电解液的密度控制在1.14g/cm₃，使得电解液具有良好导电性能的同时，把损耗降到最低。此外，电解液的pH值的范围为4～8；当电解液的PH值低于4时，电解液呈强酸性，会先与电极板发生一系列反应，使得氧化铁皮的溶解速度变慢；当电解液的pH值高于8时，电解液呈强碱性，会发生一系列反应生成O₂，氧化铁皮的溶解速度也会变慢。除此外，电解的温度控制在60℃～65℃。当电解的温度超过65℃时，反应速率加快，会大大缩短电解时间，但同时也会缩短电解槽体与管道等设备的使用寿命；当电解的温度低于60℃时，反应速度变慢，同时Na₂SO₄容易结晶析出，会造成电解区39中泵和管道的堵塞。

再接着进行步骤10)酸洗，电解后的钢带进入酸洗区310进行酸洗，其中，酸洗区310分为两段，第一段采用HF去除钢带表面的氧化铁皮，第二段主要包括HNO₃，使得钢带的表面形成一层钝化膜。其中，酸洗的温度范围控制在50℃～60℃。当酸洗的温度大于60℃时，FeF₃沉淀会大量生成，酸洗过中生成的FeF₃沉淀极易附着住酸洗槽内部，通过水流冲刷难以剥离，清洗酸槽时也不易去除，对酸槽的寿命有很大影响当；当酸洗的温度小于50℃，反应速率低会造成酸洗不足；其中，酸洗的温度优选为55℃。

常用钢种所需酸浓度如下表：

最后进行步骤11)收卷，酸洗后的钢带进入出口活套311，再从出口活套311进入平整机312后，通过收卷机314进行收卷；当卷径达到设定值大小时，通过分切剪313对钢带进行剪切。其中，通过平整机312有效改善钢带的板型，挺高产品品质。

综上，本发明的不锈钢的热酸洗生产工艺，通过设计两套乳化系统，实现黑皮轧制和白皮轧制的在线切换；而且，无需再经过中间的退火酸洗；从而减少不锈钢生产工艺步骤，简化生产工艺，降低生产成本。此外，通过增加研磨刷洗和电解步骤，同时满足黑皮和白皮酸洗的需要；通过增加电解的步骤，避免传统的不锈钢生产工艺单靠酸洗步骤来去除氧化铁皮，需要使用大量的酸液，有效减少酸液的使用量，降低对环境的污染；而且使得酸洗后的钢带表面光滑，且富有光泽，缩短了生产时间。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种不锈钢的热酸洗生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)开卷，采用开卷机对钢卷原料进行开卷；

2)裁切，采用液压剪刀剪去不合格钢带；

2.如权利要求1所述的不锈钢的热酸洗生产工艺，其特征在于：步骤4)中，给乳化系统S2供应乳化液时，停止加入轧制油，直接把乳化液浓度降至3.0％，从而实现黑皮轧制和白皮轧制的在线切换。

3.如权利要求1所述的不锈钢的热酸洗生产工艺，其特征在于：步骤7)中，破磷机包括两组弯曲辊、两组矫直辊和四组辊盒；两组弯曲辊用以去除钢带表面的氧化铁皮，同时消除钢带的边浪；两组矫直辊消除钢带的C翘和L翘；通过调整四组辊盒的插入量来控制钢带的板型、去除氧化锈皮，其中，四组辊盒的插入量为0～90。

4.如权利要求1所述的不锈钢的热酸洗生产工艺，其特征在于：步骤9)中，采用的电解液为脱盐水与Na₂SO₄的混合溶液，密度为1.14g/cm₃，pH值的范围为4～8。

5.如权利要求1所述的不锈钢的热酸洗生产工艺，其特征在于：步骤9)中，电解的温度为60℃～65℃。

6.如权利要求1所述的不锈钢的热酸洗生产工艺，其特征在于：步骤10)中，酸洗的温度为50℃～60℃。