CN117305850A - 一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，所述控制方法如下：步骤1：拉矫机运行方式调整，步骤2：工艺段张力设定优化，步骤3：工艺段加减速度速率优化，步骤4：张力调整速率优化，步骤5：酸槽托石结构改进，步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，通过上述，实现机组工艺段的稳定生产；该方案实现连续酸洗产品的稳定生产，减少了生产设备异常重大故障的发生，同时酸槽划伤控制稳定，酸槽划伤降级率由改进前的0.24％减少至0.05％左右，提高了产品效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，属于热轧酸洗板(卷)生产技术领域。
背景技术
某连续酸洗机组采用三段式浅槽紊流酸洗工艺，经过多年来持续满负荷生产运行，随着机组产品规格的拓展以及工艺段PPH酸槽的长期连续使用导致槽体膨胀变形，正常生产过程中经常出现带钢下表两侧细线状划伤，总体上带头尾出现频次较高，缺陷局部有手感影响实物质量的提升。且为了保证机组生产稳定，避免出现断带事故，焊缝过拉矫机大多数采用辊缝打开处理，导致带头尾板形不良部分得不到改善，通过酸槽时更容易对酸槽底部托石造成损坏，进而导致带钢下表面出现划伤。出现酸槽划伤后生产操作方面被迫采取提高工艺段张力、降低生产速度维持生产，同时将缺陷部分在机组出口通过分卷方式切除，严重影响机组产能的发挥和质量的提升。
经检索中国专利及相关论文文献，未发现与热轧酸洗板(卷)酸槽划伤缺陷控制技术直接相关的文献资料，其他有一定相关性的专利分析如下：
申请公布号CN215856353U的中国专利，申请公开了一种延长酸洗槽托石使用寿命的机构，通过调整回酸口位置分布或在回酸口上设置换向器，消除酸液回流对带钢产生的漩涡引力及对酸槽底部托石的磨损，以延长托石使用寿命。此专利未说明适用的酸洗产品规格范围，主要围绕减少托石消耗所做的改进进行论述，且指出其托石的使用不会产生划伤。该专利未涉及连续酸洗工艺热轧酸洗板(卷)酸槽划伤控制技术。
论文《连续酸洗机组生产厚料通板问题分析及改进》(冶金设备2020年6月第3期)，从酸槽内带钢垂度分析了酸槽划伤缺陷产生原因，并论述通过增加漂洗段出口4#张力辊传动以提高工艺段张力后取得的划伤改进效果，但并未对酸槽划伤产生多方面的根本原因及系统性全方位的改进做介绍，对酸槽托石结构优化细节描述不如本发明专利技术介绍的更细致。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，该方案实现连续酸洗产品的稳定生产，减少了生产设备异常重大故障的发生，同时酸槽划伤控制稳定，酸槽划伤降级率由改进前的0.24％减少至0.05％左右，提高了产品效益。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，所述控制方法如下：
步骤1：拉矫机运行方式调整，
步骤2：工艺段张力设定优化，
步骤3：工艺段加减速度速率优化，
步骤4：张力调整速率优化，
步骤5：酸槽托石结构改进，
步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，
步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，通过上述步骤，实现机组工艺段的稳定生产。
进一步地，步骤1：拉矫机运行方式调整，具体如下：
首先，大功率(12kW)激光焊接的焊缝过拉矫机采用“小压下量”控制改善带头尾板形质量，对激光焊接的焊缝过拉矫机采用“小压下量”控制技术，将带头尾约15m过拉矫机时弯曲单元、矫直单元插入量由完全打开状态通过L1基础自动化系统自动调整到5mm(小压下量状态)，对带头尾板形进行一定程度的改善，带头尾约15m之外按L2过程控制系统下发值执行。该方案中L1基础自动化系统是指生产机组电气自动化控制系统，负责控制机组所有单体设备动作及全线生产运行的一套自动控制系统，L2过程控制系统是指生产机组主要工艺设备过程参数控制系统，负责机组全线主要工艺设备工艺参数的设定，然后下发给给L1基础自动化系统去执行的。
进一步地，步骤2：工艺段张力设定优化，优化工艺段张力L2过程控制系统模型数据库的构建，引入带钢强度作工艺段张力影响因子。结合带钢强度范围、带钢截面积、单位张力确定最佳总张力值，较原方式仅根据带钢截面积和单位张力确定总张力考虑更全面、更符合现场实际控制需要，实现了工艺段张力通过模型自动控制，避免因生产规格切换频繁人工调整不及时或直接采用大张力持续运行导致其他问题。
进一步地，步骤3：工艺段加减速度速率优化，将工艺段升降速率设置为15m/min/s，并调整升降速点，经现场验证不影响入口焊接后充套节奏，由L1基础自动化系统自动控制，减小带钢在工艺段升降速过程中在每一段长度约21.6m的酸槽内的波动，避免带钢在升降速过程中因抖动与槽底发生碰擦。
进一步地，步骤4：张力调整速率优化，张力调整幅度设置为5kN/s。在前后不同钢种、不同规格材料生产切换时，由L1基础自动化系统按照预定位置点根据L2过程控制系统下发值自动调整，减少因生产规格切换工艺段张力调整过程中的大幅波动，实现工艺段张力同步稳步调整。
进一步地，步骤5：酸槽托石结构改进，将托石上表面宽度设置为280mm，长度985mm、高度90mm保持不变，同时对托石上下底面同一化处理，确保托石能够翻面使用，提高酸槽托石利用率及使用寿命。改进托石结构一方面可增加托石自重保持状态稳定，避免托石在酸槽内紊流的酸液作用下位置发生变化，另一方面将带钢与托石的接触方式由“点接触”、“线接触”调整为“面接触”，减少托石“集中”磨损程度。
进一步地，步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，根据酸槽标高周期性的检测结果，同步对酸洗段挤干辊标高通过增加垫片方式进行调整，补偿酸槽变形后通板线标高的变化，确保机组通板线高度恒定。
进一步地，步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，在现场验证无负面影响的情况下通过优化酸洗大小循环温度设置，将大循环温度调整至70～75℃、小循环温度降低至40～45℃，进一步减轻PPH酸槽在长时间使用过程中的变形程度，延长槽体使用寿命、减少酸槽划伤缺陷的发生。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案实现连续酸洗产品的稳定生产，减少了生产设备异常重大故障的发生，同时酸槽划伤控制稳定，酸槽划伤降级率由改进前的0.24％减少至0.05％左右，提高了产品效益；2)该技术方案实现连续酸洗工艺抗拉强度450MPa以下、7.0～8.0mm超厚规格酸洗产品国内首发及批量(≥800吨/月)稳定生产；3)本技术方案实验后，酸槽及其托石使用寿命得到显著改善。
附图说明
图1连续酸洗机组工艺段生产流程图；
图2连续酸洗工艺热轧酸洗板(卷)酸槽划伤缺陷控制流程图；
图3酸槽托石结构优化图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，所述控制方法如下：
步骤1：拉矫机运行方式调整，
步骤2：工艺段张力设定优化，
步骤3：工艺段加减速度速率优化，
步骤4：张力调整速率优化，
步骤5：酸槽托石结构改进，
步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，
步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，通过上述步骤，实现机组工艺段的稳定生产。
步骤1：拉矫机运行方式调整，具体如下：
首先，大功率(12kW)激光焊接的焊缝过拉矫机采用“小压下量”控制改善带头尾板形质量，对激光焊接的焊缝过拉矫机采用“小压下量”控制技术，将带头尾约15m过拉矫机时弯曲单元、矫直单元插入量由完全打开状态通过L1基础自动化系统自动调整到5mm(小压下量状态)，对带头尾板形进行一定程度的改善，带头尾约15m之外按L2过程控制系统下发值执行。该方案中L1基础自动化系统是指生产机组电气自动化控制系统，负责控制机组所有单体设备动作及全线生产运行的一套自动控制系统，L2过程控制系统是指生产机组主要工艺设备过程参数控制系统，负责机组全线主要工艺设备工艺参数的设定，然后下发给给L1基础自动化系统去执行的。
步骤2：工艺段张力设定优化，优化工艺段张力L2过程控制系统模型数据库的构建，引入带钢强度作工艺段张力影响因子。结合带钢强度范围、带钢截面积、单位张力确定最佳总张力值，较原方式仅根据带钢截面积和单位张力确定总张力考虑更全面、更符合现场实际控制需要，实现了工艺段张力通过模型自动控制，避免因生产规格切换频繁人工调整不及时或直接采用大张力持续运行导致其他问题。
步骤3：工艺段加减速度速率优化，将工艺段升降速率设置为15m/min/s，并调整升降速点，经现场验证不影响入口焊接后充套节奏，由L1基础自动化系统自动控制，减小带钢在工艺段升降速过程中在每一段长度约21.6m的酸槽内的波动，避免带钢在升降速过程中因抖动与槽底发生碰擦。
步骤4：张力调整速率优化，张力调整幅度设置为5kN/s。在前后不同钢种、不同规格材料生产切换时，由L1基础自动化系统按照预定位置点根据L2过程控制系统下发值自动调整，减少因生产规格切换工艺段张力调整过程中的大幅波动，实现工艺段张力同步稳步调整。
步骤5：酸槽托石结构改进，将托石上表面宽度设置为280mm，长度985mm、高度90mm保持不变，同时对托石上下底面同一化处理，确保托石能够翻面使用，提高酸槽托石利用率及使用寿命。改进托石结构一方面可增加托石自重保持状态稳定，避免托石在酸槽内紊流的酸液作用下位置发生变化，另一方面将带钢与托石的接触方式由“点接触”、“线接触”调整为“面接触”，减少托石“集中”磨损程度。
步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，根据酸槽标高周期性的检测结果，同步对酸洗段挤干辊标高通过增加垫片方式进行调整，补偿酸槽变形后通板线标高的变化，确保机组通板线高度恒定。
步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，在现场验证无负面影响的情况下通过优化酸洗大小循环温度设置，将大循环温度调整至70～75℃、小循环温度降低至40～45℃，进一步减轻PPH酸槽在长时间使用过程中的变形程度，延长槽体使用寿命、减少酸槽划伤缺陷的发生。
具体实施例：如图1，连续酸洗机组工艺段设备包括2#张力辊1、拉矫机弯曲单元2、拉矫机矫直单元3、3#张力辊4、测张辊5、酸槽入口托辊6、酸槽入口挤干辊7、1#酸槽本体8、槽间挤干辊9、2#酸槽本体10、槽间挤干辊11、3#酸槽本体12、酸槽出口挤干辊13、1#～5#漂洗段14、烘干机15、纠偏辊16、4#张力辊17组成。本发明通过从优化拉矫机运行方式开始入手，进行系统性的改进以控制酸槽划伤的发生，下面结合具体实例对本发明所述的酸槽划伤缺陷控制方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
如图2，一种连续酸洗工艺热轧酸洗板(卷)酸槽划伤缺陷控制方法，主要包括拉矫机运行方式调整、工艺段张力设定优化、工艺段加减速度速率优化、张力调整速率优化、酸槽托石结构改进、酸洗段挤干辊标高周期测定维护、酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，通过一系列的改进，实现机组工艺段的稳定生产。
首先，如图3，将激光焊接的焊缝前后带头尾约15m过拉矫机时弯曲单元、矫直单元插入量由原系统默认值-8.0mm(即完全打开状态)通过L1基础自动化系统自动调整到5mm(小压下量状态)改善带头尾边浪等板形不良，减小焊缝前后板形不良对酸槽托石的冲击、磨损及损坏；其次，如表1，工艺段张力模型数据结构
表1：工艺段张力模型数据结构
生产钢种、规格切换时L2过程控制系统根据带钢强度范围、带钢截面积、单位张力确定最佳总张力值，并下发给L1基础自动化控制系统进行调整，实现工艺段张力通过L2过程控制系统模型自动控制，避免人工大张力持续运行导致其他生产设备运行异常故障的发生；再次，结合机组生产节奏优化工艺段升降速速率，将工艺段升降速速度变化幅度由25m/min/s调整为15m/min/s，经测算工艺段速度从最高值160mpm降低至最低速度60mpm、然后再升速至最高速度160mpm，两个速率下升、降速长度仅相差4.2m左右，并针对性地调整了升降速点，速度调整由L1基础自动化系统自动控制；再次，优化工艺段张力调整变化速率，张力调整幅度由10kN/s降低到5kN/s，在前后不同钢种、不同规格材料生产切换时，由L1基础自动化系统按照预定位置点根据L2过程控制系统下发值自动调整，减少因生产规格切换工艺段张力调整过程中的大幅波动；再次，优化酸槽托石结构，将托石上表面宽度由90mm增加至280mm，长度、高度保持不变，同时对托石上下底面同一化处理，确保托石能够翻面使用，提高酸槽托石利用率及使用寿命，现场实际改进应用情况；再次，根据酸槽标高周期性的检测结果，同步对酸洗段挤干辊标高通过在轴承座上增加不同厚度的钢板或垫片进行调整，补偿酸槽变形后通板线标高的变化，确保机组通板线高度恒定；最后，在经现场验证无负面影响的情况下通过优化酸洗大小循环温度设置，将大循环温度由常规80℃左右降低至70～75℃、小循环温度由50℃降低至40～45℃，进一步减轻PPH酸槽在长时间使用过程中的变形程度，延长槽体使用寿命、减少酸槽划伤缺陷的发生。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (8)
1.一种连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：
步骤1：拉矫机运行方式调整，
步骤2：工艺段张力设定优化，
步骤3：工艺段加减速度速率优化，
步骤4：张力调整速率优化，
步骤5：酸槽托石结构改进，
步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，
步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，通过上述步骤，实现机组工艺段的稳定生产。
2.根据权利要求1所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤1：拉矫机运行方式调整，具体如下：
首先，大功率(12kW)激光焊接的焊缝过拉矫机采用“小压下量”控制改善带头尾板形质量，对激光焊接的焊缝过拉矫机采用“小压下量”控制技术，将带头尾约15m过拉矫机时弯曲单元、矫直单元插入量由完全打开状态通过L1基础自动化系统自动调整到5mm(小压下量状态)，对带头尾板形进行一定程度的改善，带头尾约15m之外按L2过程控制系统下发值执行。
3.根据权利要求1所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤2：工艺段张力设定优化，优化工艺段张力L2过程控制系统模型数据库的构建，引入带钢强度作工艺段张力影响因子。
4.根据权利要求2所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤3：工艺段加减速度速率优化，将工艺段升降速率设置为15m/min/s，并调整升降速点，经现场验证不影响入口焊接后充套节奏，由L1基础自动化系统自动控制，减小带钢在工艺段升降速过程中在每一段长度约21.6m的酸槽内的波动，避免带钢在升降速过程中因抖动与槽底发生碰擦。
5.根据权利要求3所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤4：张力调整速率优化，张力调整幅度设置为5kN/s。
6.根据权利要求3所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤5：酸槽托石结构改进，将托石上表面宽度设置为280mm，长度985mm、高度90mm保持不变，同时对托石上下底面同一化处理。
7.根据权利要求3或4所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤6：酸洗段挤干辊标高周期测定维护，根据酸槽标高周期性的检测结果，同步对酸洗段挤干辊标高通过增加垫片方式进行调整，补偿酸槽变形后通板线标高的变化，确保机组通板线高度恒定。
8.根据权利要求5所述的连续酸洗工艺热轧酸洗板/卷酸槽划伤缺陷控制方法，其特征在于，步骤7：酸液大小循环温度根据实际酸洗质量的调整优化，通过优化酸洗大小循环温度设置，将大循环温度调整至70～75℃、小循环温度降低至40～45℃。
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