CN109628944A - 一种不锈钢带的退火酸洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢带的退火酸洗系统，包括加热机构、空冷机构、水冷机构、干燥机构、第一电解槽、第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽、漂洗设备和烘干设备，其中，所述加热机构包括入口密封段、预热区、加热区和出口密封段，所述加热区设有加热喷嘴，所述加热喷嘴喷出火焰对不锈钢带进行加热处理，并产生烟气；所述预热区通过烟气的对流和辐射对不锈钢带进行预热处理；所述干燥机构的热源为加热机构产生的烟气和余热。所述第一电解槽、第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽对不锈钢带进行电解和三级酸洗处理。采用本发明，结构简单，简化传统的退火酸洗工艺，制得的不锈钢带成品力学性能好。而且，消耗热能较小，节能效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢技术领域，尤其涉及一种不锈钢带的退火酸洗系统。
背景技术
不锈钢带是超薄不锈钢板的延伸物，主要是满足不同工业部门工业化生产各类金属或机械产品的需要而生产的一种窄而长的钢板，其广泛应用于高技术产业、IT产业、以及航空、航天产业，附加值高，但轧制工艺难以掌握，因为在初次轧制后不锈钢带内部会产生内应力，这样就影响了精轧出来的效果，对成品的成形也有较大影响，不同的成品对硬度的要求不同，这样又加大了轧制工艺难度，生产效率低，成材率不高。
为了去除轧制后产生的应力，多数采用退火工艺，然而，现有的退火工艺的退火温度和维持时间较长，这导致生产效率急剧降低。而且，退火过程中容易发生断带、材质不良、硬度分布不均匀、表面品质差、表面划伤等问题。此外，现有的退火工艺的退火温度高，消耗的热能较大，不利于节能环保。
公开号为CN 106244783 B的中国专利,公开了《一种不锈钢带钢连续生产方法》，包括冷轧、退火、除锈、平整等步骤，其中，冷轧后的带钢进行连续退火处理，共四个阶段：预热阶段：带钢从自然温度升至380℃，预热时间20s；升温阶段：带钢从380℃升温至1130℃，升温时间40s；保温阶段：带钢温度维持在1130℃，保温时间8s；降温阶段：带钢进入空气冷却段，冷却时间7s，温度降至400℃，随后进入水雾冷却段，冷却时间10s，温度降至200℃，最后进入水冷冷却段，冷却时间3.5s，温度降至80℃以下。
上述退火工艺需要控制精准，生产难度较高，通过上述退火工艺可以去除不锈钢带的残余应力，但是，预热到380℃只需要20s，带钢从380℃升温至1130℃，升温时间也只需40s，预热和升温都是需要单独的热源，而且，降温阶段也是快速冷却，降温容易不均匀，这样导致不锈钢带的力学性能还不够理想，其延伸率仅为46-55％，此外，表面光洁度为Ra0.6-0.8，外观也不够光亮。
此外，在不锈钢和耐酸合金钢轧制和退火过程中在带钢表面会形成铁鳞或氧化物层。铁鳞层由铬铁氧化物、铁氧化物和其他合金元素的氧化物组成。他们的混合比例由钢成分、退火条件(温度，加热周期和气氛)和其他参数决定。
铁鳞层中的大部分金属氧化物以尖晶石的形式存在，极难在酸中溶解。而且，在有些情况下在铁鳞层下会形成某种成分和厚度的无铬带。为了保证带钢表面的性质，表面的铬含量必须和带钢内的一致。铁鳞层和无铬带通过在各种溶液中的多级酸洗从带钢表面去除。
现有的酸洗工艺大多简单设置了酸洗条件，而在酸洗过程中，会涉及到酸排放，不利于节能减排。公开号为CN 106244783 B的中国专利,公开了《一种不锈钢带钢连续生产方法》，包括冷轧、退火、除锈、平整等步骤，其中，退火后的带钢进行除锈处理，共三个阶段：拉矫破鳞阶段：带钢经拉矫破鳞机，使带钢产生1.2％的延伸率，带钢表面的氧化皮断裂剥落；电解阶段：将拉矫破鳞后的带钢浸没在中性盐硫酸钠电解液中，电解温度80℃，硫酸钠浓度220g/L，pH值5.5，电解时间30s；酸洗钝化阶段：将电解后的带钢浸没在硝酸和氢氟酸混合溶液中进行酸洗，硝酸浓度150g/L，氢氟酸浓度30g/L，酸洗温度58℃，除去带钢表面氧化锈皮。
上述酸洗条件中，不同速度或厚度的不锈钢带容易对酸的浓度产生波动，无法在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，造成酸洗工艺的酸排放量较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种不锈钢带的退火酸洗系统，消耗热能较小，节能效果显著，制得的不锈钢带成品力学性能好，平整度好，硬度均匀，粗糙度小，外观明亮高档。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种不锈钢带的退火酸洗系统，可以根据不同速度或厚度的不锈钢带对酸的排废量进行调整，在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，从而减少酸排放，实现节能减排。
为了解决上述问题，本发明提供的一种不锈钢带的退火酸洗系统，包括：
用于对不锈钢带进行加热的加热机构，其中，所述加热机构包括入口密封段、预热区、加热区和出口密封段，所述入口密封段和出口密封段将预热区、加热区封装为一封闭机构，所述加热区设有加热喷嘴，所述加热喷嘴喷出火焰对不锈钢带进行加热处理，并产生烟气，以使不锈钢带从T1加热到1160℃，且不锈钢带在1080℃以上的温度至少有15秒；所述预热区通过烟气的对流和辐射对不锈钢带进行预热处理，以使不锈钢带从30℃加热到T1，T1＝250-300℃；
用于对不锈钢带进行空冷处理的空冷机构；
用于对不锈钢带进行水冷处理的水冷机构；
用于对不锈钢带进行干燥处理的干燥机构，所述干燥机构与加热机构相连接，利用加热机构产生的烟气和余热进行干燥处理；
对不锈钢带进行电解处理的第一电解槽，所述第一电解槽的介质为Na2SO4溶液；
与第一电解槽相连接，对不锈钢带进行第一次酸洗处理的第一酸洗槽，第一酸洗槽的介质为HNO3和HF的混合物；
与第一酸洗槽相连接，对不锈钢带进行第二次酸洗处理的第二酸洗槽，第二酸洗槽的介质为HNO3和HF的混合物；
与第二酸洗槽相连接，对不锈钢带进行第三次酸洗处理的第三酸洗槽，第三酸洗槽的介质为HNO3和HF的混合物；
与第三酸洗槽相连接，对不锈钢带进行漂洗的漂洗设备；
与漂洗设备相连接，对不锈钢带进行烘干的烘干设备。
作为上述方案的改进，所述退火炉的长度为200-240m，不锈钢带的传输速度为160-220m/min，所述退火炉设有至少7套板温计，包括第一板温计、第二板温计、第三板温计、第四板温计、第五板温计、第六板温计和第七板温计；
所述第一板温计设于距离退火炉入口的90-100m处，用于将温度控制在580-620℃；
所述第二板温计设于距离退火炉入口的115-125m处，用于将温度控制在1080℃；
所述第三板温计设于距离退火炉入口的135-145m处，用于将温度控制在1100-1160℃；
所述第四板温计设于距离退火炉入口的150-155m处，用于将温度控制在950-980℃；
所述第五板温计设于距离退火炉入口的180-188m处，用于将温度控制在400-460℃；
所述第六板温计设于距离退火炉入口的200-210m处，用于将温度控制在室温-180℃；
所述第七板温计设于距离退火炉入口的210-220m处，用于将温度控制在室温-70℃。
作为上述方案的改进，所述第四板温计与第五板温计均设在所述退火炉的空冷段，所述第四板温计与第五板温计之间的空冷段，不锈钢带的冷却速率＞50℃/s；
所述第二板温计和第三板温计均设在所述退火炉的加热段，所述第四板温计与第五板温计之间的加热段，不锈钢带的加热速率维持在8-12℃/s。
作为上述方案的改进，所述空冷机构包括第一空冷单元、第二空冷单元、第三空冷单元、第四空冷单元、第五空冷单元、第六空冷单元、第七空冷单元和第八空冷单元，所述第一空冷单元、第二空冷单元、第三空冷单元、第四空冷单元、第五空冷单元、第六空冷单元、第七空冷单元和第八空冷单元依次对不锈钢带通过空气进行冷却处理。
作为上述方案的改进，所述第一空冷单元和第二空冷单元的排烟流量为180000-220000m3/h，排烟的排放温度为180-200℃，压力为140-160daPa；
所述第三空冷单元和第四空冷单元的排烟流量为250000-280000m3/h，排烟的排放温度为110-140℃，压力为140-160daPa；
所述第五空冷单元和第六空冷单元的排烟流量为240000-260000m3/h，排烟的排放温度为80-100℃，压力为140-160daPa；
所述第七空冷单元和第八空冷单元的排烟流量为230000-250000m3/h，排烟的排放温度为60-85℃，压力为140-160daPa。
作为上述方案的改进，所述第一空冷单元和第二空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；
所述第三空冷单元和第四空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；
所述第五空冷单元和第六空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；
所述第七空冷单元和第八空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同。
作为上述方案的改进，所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽上均设有用于检测不锈钢带的厚度d的厚度检测器，用于检测不锈钢带宽度a的宽度检测器以及用于检测不锈钢带的速度v的速度检测器；
所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的排废机构设有流量调节装置，所述流量调节装置控制HNO3和HF的混合物的排废量V＝(4ml/m3-6ml/m3)*(d*a*v)。
作为上述方案的改进，所述第一电解槽的Na2SO4溶液的浓度＜200g/L，金属离子的浓度＜15g/L，温度为75-85℃，电流密度为0-20A/dm2，六价铬的浓度＜5g/L,悬浮物含量＜4g/L；
所述第一酸洗槽的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃；
所述第二酸洗槽的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃；
所述第三酸洗槽的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃。
作为上述方案的改进，所述第一电解槽连接有第一废气处理系统，用于对电解处理后排出第一废气进行回收处理；
所述第一废气处理系统包括风机、深度喷淋区、液滴分离器和除雾器，电解处理和硫酸钠再生来的废气通过风机被引到深度喷淋区，在深度喷淋区第一废气与洗涤溶液接触，并通过液滴分离器和除雾器实现液滴分离，其中，深度喷淋区的洗涤溶液为脱盐水。
作为上述方案的改进，所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽连接有第二废气处理系统，用于对酸洗处理后排出的第二废气进行回收处理；
所述第二废气处理系统包括氢氟酸洗涤塔和脱氮装置，先通过氢氟酸洗涤塔去除第二废气中的酸成分，直至其降到限制值后，再通过脱氮装置降低氮氧化物。
实施本发明，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的一种不锈钢带的退火酸洗系统，其退火段包括加热机构、空冷机构、水冷机构和干燥机构，其结构简单，通过加热机构的预热、加热处理，以及空冷机构和水冷机构的均匀冷却，有效修复带钢在轧制中产生的塑性变形破坏的晶相组织，细化晶格组织，大大改善了冷轧后的机械加工性能，制得的不锈钢带成品力学性能好，平整度好，硬度均匀，粗糙度小，外观明亮高档，有效避免发生断带、材质不良、硬度不均、表面品质差、表面划伤等问题，提高了产品的成材率。所述不锈钢带成品力学性能好，屈服强度为300-350MPa，抗拉强度为700-750MPa，拉伸率为60-70％，硬度为170-190HV。
(2)本发明加热机构包括入口密封段、预热区、加热区和出口密封段，其中，预热区所用的热源为烧嘴喷出的火焰产生的烟气对流和辐射，实现了炉区高温废气的循环利用，通过烟气余热利用以及将预热的助燃空气运用到助燃，节能效果显著。而且，所述加热区产生的烟气和余热还可以对不锈钢带进行干燥处理，对烟气进行二次利用。
(3)本发明不锈钢带利用烟气的对流和辐射从30℃缓慢加热到250-300℃，再从250-300℃快速升温至1160℃，且不锈钢带在1080℃以上的温度至少有15秒即可，合理控制升温时间，简化了退火工艺，缩短了高温退火时间，提高生产效率。
(4)所述空冷机构包括第一空冷单元、第二空冷单元、第三空冷单元、第四空冷单元、第五空冷单元、第六空冷单元、第七空冷单元和第八空冷单元，不锈钢的空冷处理由8个控制单元来实现，通过平稳的冷却来保证带钢的平整度并且避免碳化物沉淀，使带钢塑性增大，延伸率可达60-70％，不锈钢成品表面粗糙度小，光亮平直。
(5)本发明的酸洗段，通过设定第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的排废量V与钢带在第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的介质中的表面积S之间的关系，V＝(4g/m3-6g/m3)*(d*a*v)，从而可以根据不锈钢带的速度和厚度，得到钢带在酸洗介质中的实时表面积，然后对排废量进行实时调整，在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，从而减少酸排放，同时降低电能消耗，实现节能减排。
(6)本发明还可以根据排废量，来对第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的HNO3和HF的混合物的加入量进行调整，从而对铁鳞层和无铬带进行高效去除。
(7)本发明第一电解槽连接有第一废气处理系统，可以对电解处理后排出第一废气进行回收处理，而且，第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽连接有第二废气处理系统，用于对酸洗处理后排出的第二废气进行回收处理，有效对酸洗过程中的排放物进行回收处理，节能减排。
附图说明
图1是本发明不锈钢带的退火段的结构示意图。
图2是图1所示加热机构的结构示意图。
图3是图1所示空冷机构的结构示意图。
图4是图1所示水冷机构和干燥机构的结构示意图。
图5是本发明板温计的安装位置示意图。
图6是本发明不锈钢带的酸洗段的结构示意图。
图7是图6所示漂洗设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供的一种不锈钢带的退火酸洗系统，包括退火段和酸洗段。
如图1所示，所述退火段包括加热机构1、空冷机构2、水冷机构3和干燥机构4，其中，所述加热机构1包括入口密封段11、预热区12、加热区13和出口密封段14，所述入口密封段11和出口密封14段将预热区12、加热区13封装为一封闭机构，所述加热区13设有加热喷嘴，所述加热喷嘴喷出火焰对不锈钢带进行加热处理，并产生烟气，以使不锈钢带从T1加热到1160℃，且不锈钢带在1080℃以上的温度至少有15秒；所述预热区通过烟气的对流和辐射对不锈钢带进行预热处理，以使不锈钢带从30℃加热到T1，T1＝250-300℃。
优选的，入口密封段11的长度为1-3m、预热区12的长度为25-35m、加热区的13长度为55-80m、出口密封段14的长度为2-5m。入口密封段11为入口密封设备，入口密封段11设有废气循环系统，用于将加热区的烟气排放至此处，烟气中的热量通过对流和辐射被预热段回收一部分。所述出口密封段14为出口密封设备。
本发明不锈钢带利用烟气的对流和辐射从30℃缓慢加热到250-300℃，再从250-300℃快速升温至1160℃，且不锈钢带在1080℃以上的温度至少有15秒即可，本发明通过合理控制升温时间，有效修复带钢在轧制中产生的塑性变形破坏的晶相组织，细化晶格组织，大大改善了冷轧后的机械加工性能，制得的不锈钢带成品力学性能好，平整度好，硬度均匀，粗糙度小，外观明亮高档，有效避免发生断带、材质不良、硬度不均、表面品质差、表面划伤等问题，提高了产品的成材率。并且简化了退火工艺，缩短了高温退火时间，提高生产效率。
具体的，如图2所示，所述加热区13包括第一加热分区131、第二加热分区132、第三加热分区133、第四加热分区134、第五加热分区135、第六加热分区136、第七加热分区137、第八加热分区138、第九加热分区139、第十加热分区140；每个加热分区均安装有烧嘴，所述烧嘴喷出火焰，对不锈钢带进行加热处理。
所述第一加热分区131的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为6500-7000kw，炉顶温度为1200-1280℃；所述第二加热分区132的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为6300-6800kw，炉顶温度为1200-1280℃；所述第三加热分区133的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为5400-6000kw，炉顶温度为1200-1280℃；所述第四加热分区134的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为4800-5300kw，炉顶温度为1200-1280℃；所述第五加热分区135的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为4000-4300kw，炉顶温度为1200-1280℃；所述第六加热分区136的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为3500-4000kw，炉顶温度为1200-1280℃；所述第七加热分区137的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为2500-3200kw，炉顶温度为1190-1260℃；所述第八加热分区138的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为1400-2000kw，炉顶温度为1150-1220℃；所述第九加热分区139的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为1200-1800kw，炉顶温度为1150-1220℃；所述第十加热分区140的烧嘴数量为10-16个，烧嘴功率为1200-1800kw，炉顶温度为1150-1220℃。
本发明经过10个加热分区来实现对不锈钢带的加热控制，加热控制精准。而且，10个加热分区的烧嘴功率都是根据不锈钢带的性能设定的，烧嘴功率逐渐减少，平稳的加热可以保证不锈钢带的力学性能。
优选的，为了保证加热效果，所述加热区还设有助燃风机和排气风机，所述助燃风机的流量为60000-68000m3/h，压力为12-18KPa，进风温度为20-30℃；所述排气风机的流量为180000-210000m3/h，压力为2-3KPa，出风温度为150-250℃。
所述加热区的炉顶设有陶瓷纤维模块，其多孔率为93-98％，厚度为200-500mm。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点。本发明将炉顶加设陶瓷纤维模块，可以改善加热区的保温效果和耐热效果，且其绝热性佳，有利于保证生产的安全，改善生产车间的环境。
如图3所示，所述空冷机构2包括第一空冷单元21、第二空冷单元22、第三空冷单元23、第四空冷单元24、第五空冷单元25、第六空冷单元26、第七空冷单元27和第八空冷单元28，所述第一空冷单元21、第二空冷单元22、第三空冷单元23、第四空冷单元24、第五空冷单元25、第六空冷单元26、第七空冷单元27和第八空冷单元28依次对不锈钢带通过空气进行冷却处理。本发明空冷机构2由8个控制单元来实现，长度为8*(6m-9m)＝48m-72m，优选为8*7m＝56m，通过平稳的冷却来保证带钢的平整度并且避免碳化物沉淀，保证了不锈钢成品的质量。
优选的，所述第一空冷单元21和第二空冷单元22的排烟流量为180000-220000m3/h，排烟的排放温度为180-200℃，压力为140-160daPa；
所述第三空冷单元23和第四空冷单元24的排烟流量为250000-280000m3/h，排烟的排放温度为110-140℃，压力为140-160daPa；
所述第五空冷单元25和第六空冷单元26的排烟流量为240000-260000m3/h，排烟的排放温度为80-100℃，压力为140-160daPa；
所述第七空冷单元27和第八空冷单元28的排烟流量为230000-250000m3/h，排烟的排放温度为60-85℃，压力为140-160daPa。
更佳的，所述第一空冷单元21和第二空冷单元22的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；所述第三空冷单元23和第四空冷单元24的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；所述第五空冷单元25和第六空冷单元26的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；所述第七空冷单元27和第八空冷单元28的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同。
本发明空冷段由8个控制单元来实现，且创新性地将邻近的两个空冷单元的冷却条件设为相同，通过平稳的冷却来保证带钢的平整度并且避免碳化物沉淀，使带钢塑性增大，延伸率可达60-70％，不锈钢成品表面粗糙度小，光亮平直。
而且，本发明可以根据热需求来调整不锈钢带的冷却，从而调节风机输入端的压力，防止不锈钢带变形。而压力的设定值可以根据红外高温计测量的不锈钢带温度来自动修正，红外高温计设在空冷段的出口，具体的结构设置如下：
所述第一空冷单元21、第二空冷单元22、第三空冷单元23、第四空冷单元24、第五空冷单元25、第六空冷单元26、第七空冷单元27和第八空冷单元28设有压力调节器；
所述空冷机构的出口处设有红外高温计，所述红外高温计与压力调节器相连接，用于根据红外高温计检测到的不锈钢带的温度，通过压力调节器来自动修正第一空冷单元21、第二空冷单元22、第三空冷单元23、第四空冷单元24、第五空冷单元25、第六空冷单元26、第七空冷单元27和第八空冷单元28的压力。
如图4所示，所述水冷机构3的长度为6-7m，其包括喷淋箱31，喷淋箱的长度为2-3m，所述喷淋箱31通入冷却水和压缩空气，所述冷却水的流量为15-25m3/h，所述压缩空气的流量为1200-1800Nm3/h。所述喷淋箱31把不锈钢带冷却到80℃，实现第二次的冷却处理。
所述干燥机构4包括挤干辊(图中未示出)和热风机42，所述热风机42的热源为所述加热机构1产生的烟气和余热。
所述挤干辊用来去除不锈钢带表面从水淬带来的水分。挤干辊一般包括上辊和下辊，上辊和下辊分别被气缸驱动，并可以手动或电动调节。
所述热风机42的流量为20000-60000m3/h，压力为800-1200daPa。热风干燥段的长度为6-10m，但不限于此。
作为本发明更佳的实施例，如图5所示，所述退火炉设有至少7套板温计，至少3套板温计安装在加热机构中，至少2套板温计安装在空冷机构中、至少1套板温计安装在水冷机构的入口处，至少1套板温计安装在干燥机构中。
具体的，所述退火炉的长度为200-240m，不锈钢带的传输速度为160-220m/min，所述退火炉设有至少7套板温计，包括第一板温计、第二板温计、第三板温计、第四板温计、第五板温计、第六板温计和第七板温计；
所述第一板温计设于距离退火炉入口的90-100m处，安装位置为图3所示的区域A，用于将温度控制在580-620℃，实现第一阶段的加热控制；
所述第二板温计设于距离退火炉入口的115-125m处，安装位置为图3所示的区域B，用于将温度控制在1080℃，实现第二阶段的加热控制；
所述第三板温计设于距离退火炉入口的135-145m处，安装位置为图3所示的区域C，用于将温度控制在1100-1160℃，实现第三阶段的加热控制；
所述第四板温计设于距离退火炉入口的150-155m处，安装位置为图3所示的区域D，用于将温度控制在950-980℃，实现第一阶段的空冷控制；
所述第五板温计设于距离退火炉入口的180-188m处，安装位置为图3所示的区域E，用于将温度控制在400-460℃，实现第二阶段的空冷控制；
所述第六板温计设于距离退火炉入口的200-210m处，安装位置为图3所示的区域F，用于将温度控制在室温-180℃，实现水冷控制；
所述第七板温计设于距离退火炉入口的210-220m处，安装位置为图3所示的区域G，用于将温度控制在室温-70℃，实现干燥控制。
本发明通过设定板温计布置的位置，它能够精准的测量钢带的实际温度，并依据钢带实际的温度来调整炉温设定和速度设定，保证热处理工艺的正确执行，确保钢带力学性能稳定。
所述第四板温计与第五板温计均设在所述退火炉的空冷段，所述第四板温计与第五板温计之间的空冷段，不锈钢带的冷却速率＞50℃/s，可以避免不锈钢带出现晶间敏化的现象。
所述第二板温计和第三板温计均设在所述退火炉的加热段，所述第四板温计与第五板温计之间的加热段，不锈钢带的加热速率维持在8-12℃/s，保证晶相组织全部发生了动态再结晶，应力达到了稳定值。
在不锈钢轧制和退火过程中在带钢表面会形成铁鳞或氧化物层。铁鳞层由铬铁氧化物、铁氧化物和其他合金元素的氧化物组成。他们的混合比例由钢成分、退火条件(温度，加热周期和气氛)和其他参数决定。退火后的不锈钢带通过酸洗设备进行酸洗处理，具体如图6所示，所述酸洗段包括：
对不锈钢带进行电解处理的第一电解槽5，所述第一电解槽5的介质为Na2SO4溶液；
与第一电解槽5相连接，对不锈钢带进行第一次酸洗处理的第一酸洗槽6，第一酸洗槽6的介质为HNO3和HF的混合物，所述第一酸洗槽6设有第一加料机构61和第一排废机构62，所述第一加料机构61注入预设量的HNO3和HF的混合物，所述第一排废机构62排出预设量的HNO3和HF的混合物，以使第一酸洗槽的介质循环流动；
与第一酸洗槽6相连接，对不锈钢带进行第二次酸洗处理的第二酸洗槽7，第二酸洗槽7的介质为HNO3和HF的混合物，所述第二酸洗槽7设有第二加料机构71和第二排废机构72，所述第二加料机构71注入预设量的HNO3和HF的混合物，所述第二排废机构72排出预设量的HNO3和HF的混合物，以使第二酸洗槽的介质循环流动；
与第二酸洗槽7相连接，对不锈钢带进行第三次酸洗处理的第三酸洗槽8，第三酸洗槽8的介质为HNO3和HF的混合物，所述第三酸洗槽8设有第三加料机构81和第三排废机构82，所述第三加料机构81注入预设量的HNO3和HF的混合物，所述第三排废机构82排出预设量的HNO3和HF的混合物，以使第三酸洗槽的介质循环流动；
与第三酸洗槽8相连接，对不锈钢带进行漂洗的漂洗设备9；
与漂洗设备9相连接，对不锈钢带进行烘干的烘干设备10；
其中，所述第一电解槽5的介质为Na2SO4溶液，Na2SO4溶液的浓度＜200g/L，金属离子的浓度＜15g/L，温度为75-85℃，电流密度为0-20A/dm2，六价铬的浓度＜5g/L,悬浮物含量＜4g/L。
优选的，所述第一电解槽5的Na2SO4溶液的浓度150-200g/L，金属离子的浓度＜15g/L，温度为75-85℃，电流密度为5-10A/dm2，六价铬的浓度0.5-1.5g/L,悬浮物含量＜4g/L。
不锈钢带的铁鳞层部分由铁基氧化物组成，可以通过电解工艺有效去除。酸洗在硫酸钠电解质的水溶液中发生。工艺使用直流电源。电解液除鳞是通过中性导体系统带钢阳极和阴极交替极化的结果。因此，不锈钢带通过第一电解槽，可以去除Fe2O3、NiO和Cr2O3，相应的金属离子(Fe3+、Cr3+、Ni2+)通过水解作用在中性溶液中形成氢氧化物，即溶解的铁鳞、铁离子和一部分镍和铬离子以氢氧化物污泥的形式沉淀，同时，形成铬酸盐。电解酸洗后对带钢表面在刷机单元中进行漂洗和刷洗，铁鳞残留物和氢氧化物污泥颗粒被去除。
所述第一酸洗槽6的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃。优选的，所述第一酸洗槽6的HNO3的浓度为100-130g/L，HF的浓度为10-40g/L，金属离子的浓度＜25g/L，温度为45-60℃。
所述第一酸洗槽6进行第一级酸洗处理，第一级酸洗后残留的铁鳞由复杂的铁、铬、镍氧化物组成，本发明使用硝酸和氢氟酸的混合物来去除这些复杂的氧化物，以及无铬层。
所述第二酸洗槽7的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃。优选的，所述第二酸洗槽7的HNO3的浓度为100-130g/L，HF的浓度为10-40g/L，金属离子的浓度＜25g/L，温度为45-60℃。
所述第三酸洗槽8的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃。优选的，所述第三酸洗槽8的HNO3的浓度为100-130g/L，HF的浓度为10-40g/L，金属离子的浓度＜25g/L，温度为45-60℃。
由于带钢酸洗的高质量要求，混酸工艺以三级进行。在最后一个酸洗槽中最后一部分氧化物被去除。同时进行表面的平整，通过强氧化的硝酸保证高质量的酸洗。所述第一电解槽5、第一酸洗槽6、第二酸洗槽7、第三酸洗槽8的介质的参数设置，应当根据不同型材来设定，从而达到最佳的酸洗效果。
现有的酸洗工艺大多简单设置了酸洗条件，不同速度或厚度的不锈钢带容易对酸的浓度产生波动，无法在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，造成酸洗工艺的酸排放量较大。
发明人在创新过程中意外的发现，当排废量与钢带在第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的介质中的实时体积达到某一关系值时，可以在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，既可以对铁鳞层和无铬带进行高效去除，又可以减少酸的排放。具体的，假设第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的排废量为V，钢带在第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的介质中的体积为V1，则V＝(4ml/m3-6ml/m3)*V1。其中，不锈钢带的厚度为d，宽度为a，速度为v，V1＝d*a*v，单位为m3/min。
为了在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，所述第一酸洗槽2、第二酸洗槽3、第三酸洗槽4上均设有用于检测不锈钢带的厚度d的厚度检测器，用于检测不锈钢带宽度a的宽度检测器以及用于检测不锈钢带的速度v的速度检测器；
所述第一酸洗槽2、第二酸洗槽3、第三酸洗槽4的排废机构设有流量调节装置，所述流量调节装置控制HNO3和HF的混合物的排废量V＝(4ml/m3-6ml/m3)*(d*a*v)。
需要说明的是，所述厚度检测器、宽度检测器、速度检测器和流量调节装置的具体型号选择和安装方式、安装位置，依据现有技术设计即可。
当V＜4ml/m3*V1时，金属离子的消耗量过大，影响铁鳞层和无铬带的去除效果，电能消耗也较大；当V＞6ml/m3*V1时，酸的消耗量过大，增加了酸的排放，不能达到节能减排的效果。
最佳的，所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的排废量为V，钢带在第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的介质中的体积为S，则V＝5ml/m3*(d*a*v)。可以根据不锈钢带的速度和厚度，得到钢带在酸洗介质中的实时体积，然后对排废量进行实时调整，在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到最佳平衡点，大大减少了酸排放，同时降低电能消耗，实现节能减排，并有效去除铁鳞层和无铬带。
所述不锈钢带厚度优选为0.3-3mm、传输速度优选为100-200m/min。所述不锈钢带在酸洗过程中的传输速度及酸洗时间也应该根据不同型材而进行优化调整。
作为一优选的实施例，所述第一酸洗槽的排废量分别为25-40ml/min，所述第二酸洗槽的排废量为15-30ml/min，第三酸洗槽的排废量为15-30ml/min。
所述第一酸洗槽加入HNO3和HF的混合物的量为35-55g/L，所述第二酸洗槽加入HNO3和HF的混合物的量为35-55g/L，所述第三酸洗槽加入HNO3和HF的混合物的量为30-50g/L。
作为一更佳的实施例，所述第一酸洗槽的排废量分别为30-35ml/min，所述第二酸洗槽的排废量为20-25ml/min，第三酸洗槽的排废量为20-25ml/min。
所述第一酸洗槽加入HNO3和HF的混合物的量为40-45g/L，所述第二酸洗槽加入HNO3和HF的混合物的量为40-45g/L，所述第三酸洗槽加入HNO3和HF的混合物的量为35-40g/L。
因此，本发明可以根据不锈钢带的速度和厚度，得到钢带在酸洗介质中的实时表面积，然后对排废量进行实时调整，在金属离子的消耗和酸的消耗之间达到一个平衡，从而减少酸排放，同时降低电能消耗，实现节能减排。与现有技术相比，本发明可以将酸排放量降低10-20％，将电能的消耗降低5-10％。而且，本发明还可以根据排废量，来对第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的HNO3和HF的混合物的加入量进行调整，从而对铁鳞层和无铬带进行高效去除，铁鳞层和无铬带进行去除率高达99.9％。
进一步，参见图7，所述漂洗设备9包括第一喷淋漂洗槽91、第二喷淋漂洗槽92、双刷机93、第三喷淋漂洗槽94和热喷淋漂洗槽95，所述第一喷淋漂洗槽91、第二喷淋漂洗槽92、双刷机93、第三喷淋漂洗槽94、热喷淋漂洗槽95依次连接。所述热喷淋漂洗槽设有蒸汽喷射器，漂洗水的温度＜95℃。
所述漂洗设备9将不锈钢带通过6级串级漂洗，依次包括：
将不锈钢带通过第一喷淋漂洗槽91进行漂洗，所述第一喷淋漂洗槽91包括一个单独的循环罐；
将不锈钢带通过第二喷淋漂洗槽92进行漂洗，所述第二喷淋漂洗槽92包括一个单独的循环罐；
将不锈钢带通过双刷机93进行漂洗；
将不锈钢带通过第三喷淋漂洗槽94进行漂洗，所述第三喷淋漂洗槽94包括一个单独的循环罐；
将不锈钢带通过热喷淋漂洗槽95进行漂洗，所述热喷淋漂洗槽95包括一个单独的循环罐，漂洗水的温度＜95℃；
所述不锈钢带经过6级串级漂洗后，总酸的浓度＜10mg/L，可以去除电解、酸洗后残留的物质，得到平整光亮的不锈钢带产品。
不锈钢在酸洗过程中会产生大量的废气，为了节能减排，本发明在第一电解槽5连接有第一废气处理系统51，用于对电解处理后排出第一废气进行回收处理；
所述第一废气处理系统51包括风机、深度喷淋区、液滴分离器和除雾器，电解处理和硫酸钠再生来的废气通过风机被引到深度喷淋区，在深度喷淋区第一废气与洗涤溶液接触，并通过液滴分离器和除雾器实现液滴分离，其中，深度喷淋区的洗涤溶液为脱盐水。
所述第一酸洗槽6、第二酸洗槽7、第三酸洗槽8连接有所述第二废气处理系统52，用于对酸洗处理后排出的第二废气进行回收处理；
所述第二废气处理系统52包括氢氟酸洗涤塔和脱氮装置，先通过氢氟酸洗涤塔去除第二废气中的酸成分，直至其降到限制值后，再通过脱氮装置降低氮氧化物。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
(一)不锈钢的制备方法：
1、选用厚度不锈钢带坯料；
2、对不锈钢带坯料进行上卷；
3、将上卷后的不锈钢带坯料通过入口活套传输至激光焊接机上，对不同卷不锈钢带坯料进行激光焊接；
4、将激光焊接后的不锈钢带坯料通过冷轧机进行六道次冷轧；
5、将第六道次冷轧后的不锈钢带坯料进行清洗；
6、将清洗后的不锈钢带坯料通过出口活套传输至下一工序，进行烘干、清洗，得到不锈钢带半成品；
7、将烘干后的不锈钢带半成品在退火酸洗系统里进行退火处理，其中，退火酸洗系统的参数设置如表一所示：
8、将退火处理后的不锈钢带半成品进行电解、酸洗、拉矫平整后，得到不锈钢带成品。
(二)表一，退火酸洗系统的参数设置如下：
(三)酸洗工艺参数如下：
(四)制得不锈钢带成品的性能如下：
(五)退火酸洗系统消耗能源如下：
| 项目 | 现有技术 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 消耗天然气 | 35-45J/m<sup>3</sup> | 26J/m<sup>3</sup> | 28J/m<sup>3</sup> | 29J/m<sup>3</sup> |
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，包括：
用于对不锈钢带进行加热的加热机构，其中，所述加热机构包括入口密封段、预热区、加热区和出口密封段，所述入口密封段和出口密封段将预热区、加热区封装为一封闭机构，所述加热区设有加热喷嘴，所述加热喷嘴喷出火焰对不锈钢带进行加热处理，并产生烟气，以使不锈钢带从T1加热到1160℃，且不锈钢带在1080℃以上的温度至少有15秒；所述预热区通过烟气的对流和辐射对不锈钢带进行预热处理，以使不锈钢带从30℃加热到T1，T1＝250-300℃；
用于对不锈钢带进行空冷处理的空冷机构；
用于对不锈钢带进行水冷处理的水冷机构；
用于对不锈钢带进行干燥处理的干燥机构，所述干燥机构与加热机构相连接，利用加热机构产生的烟气和余热进行干燥处理；
对不锈钢带进行电解处理的第一电解槽，所述第一电解槽的介质为Na2SO4溶液；
与第一电解槽相连接，对不锈钢带进行第一次酸洗处理的第一酸洗槽，第一酸洗槽的介质为HNO3和HF的混合物；
与第一酸洗槽相连接，对不锈钢带进行第二次酸洗处理的第二酸洗槽，第二酸洗槽的介质为HNO3和HF的混合物；
与第二酸洗槽相连接，对不锈钢带进行第三次酸洗处理的第三酸洗槽，第三酸洗槽的介质为HNO3和HF的混合物；
与第三酸洗槽相连接，对不锈钢带进行漂洗的漂洗设备；
与漂洗设备相连接，对不锈钢带进行烘干的烘干设备。
2.如权利要求1所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述退火炉的长度为200-240m，不锈钢带的传输速度为160-220m/min，所述退火炉设有至少7套板温计，包括第一板温计、第二板温计、第三板温计、第四板温计、第五板温计、第六板温计和第七板温计；
所述第一板温计设于距离退火炉入口的90-100m处，用于将温度控制在580-620℃；
所述第二板温计设于距离退火炉入口的115-125m处，用于将温度控制在1080℃；
所述第三板温计设于距离退火炉入口的135-145m处，用于将温度控制在1100-1160℃；
所述第四板温计设于距离退火炉入口的150-155m处，用于将温度控制在950-980℃；
所述第五板温计设于距离退火炉入口的180-188m处，用于将温度控制在400-460℃；
所述第六板温计设于距离退火炉入口的200-210m处，用于将温度控制在室温-180℃；
所述第七板温计设于距离退火炉入口的210-220m处，用于将温度控制在室温-70℃。
3.如权利要求1所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第四板温计与第五板温计均设在所述退火炉的空冷段，所述第四板温计与第五板温计之间的空冷段，不锈钢带的冷却速率＞50℃/s；
所述第二板温计和第三板温计均设在所述退火炉的加热段，所述第四板温计与第五板温计之间的加热段，不锈钢带的加热速率维持在8-12℃/s。
4.如权利要求3所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述空冷机构包括第一空冷单元、第二空冷单元、第三空冷单元、第四空冷单元、第五空冷单元、第六空冷单元、第七空冷单元和第八空冷单元，所述第一空冷单元、第二空冷单元、第三空冷单元、第四空冷单元、第五空冷单元、第六空冷单元、第七空冷单元和第八空冷单元依次对不锈钢带通过空气进行冷却处理。
5.如权利要求4所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第一空冷单元和第二空冷单元的排烟流量为180000-220000m3/h，排烟的排放温度为180-200℃，压力为140-160daPa；
所述第三空冷单元和第四空冷单元的排烟流量为250000-280000m3/h，排烟的排放温度为110-140℃，压力为140-160daPa；
所述第五空冷单元和第六空冷单元的排烟流量为240000-260000m3/h，排烟的排放温度为80-100℃，压力为140-160daPa；
所述第七空冷单元和第八空冷单元的排烟流量为230000-250000m3/h，排烟的排放温度为60-85℃，压力为140-160daPa。
6.如权利要求5所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第一空冷单元和第二空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；
所述第三空冷单元和第四空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；
所述第五空冷单元和第六空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同；
所述第七空冷单元和第八空冷单元的排烟流量、排烟的排放温度、压力相同。
7.如权利要求1所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽上均设有用于检测不锈钢带的厚度d的厚度检测器，用于检测不锈钢带宽度a的宽度检测器以及用于检测不锈钢带的速度v的速度检测器；
所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽的排废机构设有流量调节装置，所述流量调节装置控制HNO3和HF的混合物的排废量V＝(4ml/m3-6ml/m3)*(d*a*v)。
8.如权利要求1所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第一电解槽的Na2SO4溶液的浓度＜200g/L，金属离子的浓度＜15g/L，温度为75-85℃，电流密度为0-20A/dm2，六价铬的浓度＜5g/L,悬浮物含量＜4g/L；
所述第一酸洗槽的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃；
所述第二酸洗槽的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃；
所述第三酸洗槽的HNO3的浓度为80-150g/L，HF的浓度为3-40g/L，金属离子的浓度＜35g/L，温度为40-65℃。
9.如权利要求1所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第一电解槽连接有第一废气处理系统，用于对电解处理后排出第一废气进行回收处理；
所述第一废气处理系统包括风机、深度喷淋区、液滴分离器和除雾器，电解处理和硫酸钠再生来的废气通过风机被引到深度喷淋区，在深度喷淋区第一废气与洗涤溶液接触，并通过液滴分离器和除雾器实现液滴分离，其中，深度喷淋区的洗涤溶液为脱盐水。
10.如权利要求1所述的不锈钢带的退火酸洗系统，其特征在于，所述第一酸洗槽、第二酸洗槽、第三酸洗槽连接有第二废气处理系统，用于对酸洗处理后排出的第二废气进行回收处理；
所述第二废气处理系统包括氢氟酸洗涤塔和脱氮装置，先通过氢氟酸洗涤塔去除第二废气中的酸成分，直至其降到限制值后，再通过脱氮装置降低氮氧化物。
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