冷軋汽車板生產(chǎn)PPT演示課件

冷軋汽車板生產(chǎn),1,主要內(nèi)容,第一章緒論第二章酸洗第三章冷軋第四章熱處理,2,第二章酸洗,2.1連續(xù)式酸洗機(jī)組概述2.2帶鋼表面氧化鐵皮2.3酸洗原理與影響酸洗的因素2.4現(xiàn)代連續(xù)式酸洗機(jī)組的工藝與設(shè)備2.5推拉式酸洗2.6帶鋼酸洗技術(shù)的新發(fā)展,3,2.1連續(xù)式酸洗機(jī)組概述,熱軋帶鋼酸洗的必要性：1)在大壓下量的條件下軋制，氧化鐵皮會壓入帶鋼的基體；影響冷軋板表面質(zhì)量和加工性能，造成廢品；2)氧化鐵皮破碎后進(jìn)入冷卻潤滑軋輥的乳化液系統(tǒng)，會損壞循環(huán)設(shè)備，縮短乳化液的使用壽命；3)損壞表面粗糙度很低、價(jià)格昂貴的冷軋輥。,酸洗設(shè)備的形式：半連續(xù)酸洗機(jī)組、連續(xù)臥式酸洗機(jī)組、連續(xù)塔式酸洗機(jī)組,4,2.1.1半連續(xù)酸洗機(jī)組(推拉式酸洗機(jī)組),操作過程：帶鋼板卷經(jīng)開卷機(jī)開卷后，隨之進(jìn)入矯直機(jī)矯直帶鋼，以保證帶鋼順利通過機(jī)組，被矯直的帶鋼經(jīng)酸洗槽內(nèi)的酸液除掉其表面的氧化鐵皮；隨后進(jìn)入清洗槽，以除去帶鋼自酸槽中帶去的殘酸，再經(jīng)過熱風(fēng)烘干裝置將其表面烘干，最后經(jīng)過剪切、切掉頭尾舌頭并在卷取機(jī)上卷成帶鋼卷。,5,半連續(xù)酸洗機(jī)組沒有頭部的剪切機(jī)(拉矯機(jī))、焊接機(jī)、活套車(活套坑)等設(shè)備，而且輸送輥道和拉料輥的數(shù)目也比連續(xù)酸洗機(jī)組少得多，機(jī)組的機(jī)械設(shè)備壓縮到了最低限度，因而造價(jià)便宜；同連續(xù)酸洗機(jī)組相比，半連續(xù)酸洗機(jī)組設(shè)備的簡化，大大縮短了機(jī)組的長度，減少了占地面積，提高了機(jī)組的生產(chǎn)率，并簡化了操作，同時(shí)生產(chǎn)的帶鋼品種也較多。得到了一定程度的推廣應(yīng)用。缺點(diǎn)：不能并卷。冷軋廠生產(chǎn)能力小時(shí)，可以采用。,6,2.1.2連續(xù)臥式酸洗機(jī)組,帶鋼連續(xù)地通過盛有酸液的酸洗槽。為了使過程連續(xù)，將后一卷帶鋼的端頭與前卷帶鋼的尾端焊接起來，再從酸洗槽通過，待帶鋼卷到一定的重量，切斷帶鋼，并把卷成的帶鋼卷卸下。,連續(xù)式機(jī)組的三個(gè)組成部分(三段)：1)原料準(zhǔn)備段：上料、拆卷、破碎帶鋼表面氧化鐵皮、矯直、切頭切尾、焊接、光整；2)酸洗工藝段：拉矯、酸洗、漂洗、烘干；3)酸洗成品段：剪邊、涂油、卷取及卸下帶鋼卷。,7,操作過程：被送到機(jī)組的帶鋼卷經(jīng)帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機(jī)的開卷機(jī)將帶鋼端頭拆開、矯直并被送入鍘刀剪刀切掉帶鋼頭尾，再將切完頭尾的帶鋼送入閃光對焊機(jī)，將前后兩條帶鋼的端頭焊接起來，焊接處的焊縫通過焊機(jī)自身的光整機(jī)(拉刀)進(jìn)行光整，然后拉料輥將帶鋼送入頭部活套車(坑)中貯存，以備酸洗工藝段生產(chǎn)。,8,酸洗過程貯存在頭部活套內(nèi)的帶鋼由拉料輥拉出，并被連續(xù)地送入酸洗槽進(jìn)行酸洗。酸洗后清除掉氧化鐵皮的鋼板在漂洗槽中經(jīng)高壓水沖洗、毛刷刷洗除去帶鋼自酸洗槽中帶出的殘酸，再進(jìn)入烘干裝置將帶鋼表面烘干，而后經(jīng)拉料輥將帶鋼送入尾部活套之中。貯存在尾部活套內(nèi)的帶鋼經(jīng)拉料輥拉出，然后送入圓盤剪進(jìn)行剪邊。被剪下來的毛邊用圓盤剪下方的碎邊剪剪碎，裝箱集中運(yùn)走。剪邊的帶鋼經(jīng)涂油機(jī)涂油后，最后由浮動(dòng)式張力卷取機(jī)將帶鋼卷成鋼卷。當(dāng)鋼卷卷到規(guī)定重量時(shí)，則使用尾部的剪切機(jī)將帶鋼切斷。被切斷的帶鋼卷好之后，經(jīng)打捆，并用步進(jìn)式或鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)送入軋鋼工段，以進(jìn)行冷軋生產(chǎn)。鹽酸作為酸洗介質(zhì)在臥式酸洗機(jī)組普遍采用。在高速機(jī)組上除安裝有2臺開卷機(jī)、2臺圓盤剪、大儲量的活套裝置、2臺卷取機(jī)之外，還配有計(jì)算機(jī)，以控制機(jī)組的整個(gè)工藝操作。,9,10,2.1.3連續(xù)塔式酸洗機(jī)組帶鋼連續(xù)在立式塔中運(yùn)行時(shí)，將熱鹽酸溶液噴射到帶鋼表面，以去除帶鋼表面氧化鐵皮的酸洗方法。帶鋼在塔內(nèi)由下而上，然后再由上而下運(yùn)行一個(gè)或幾個(gè)來回，形成所謂的單套或多套連續(xù)塔式酸洗。塔式酸洗機(jī)組的頭部和尾部設(shè)備的組成和參數(shù)，一般與臥式酸洗機(jī)組沒什么區(qū)別。機(jī)組中部有酸洗段、清洗段和干燥段。酸洗段有單套塔、雙套塔和多套塔等形式，一般采用單套酸洗塔或雙套酸洗塔，單套塔允許高度較高，雙套塔一般都在30m以下。下圖為典型的單套鹽酸塔式酸洗機(jī)組。酸洗塔像一個(gè)豎井，由幾個(gè)塔節(jié)組成，塔節(jié)用工程塑料或者玻璃鋼制成，塔頂上有塑料或者玻璃鋼蓋。在單套塔中，為使被酸洗的帶鋼能垂直運(yùn)動(dòng)，在塔的上部裝有一個(gè)襯膠的導(dǎo)輥，下部則有2個(gè)導(dǎo)輥。在塔的第3-5節(jié)上裝有帶孔的管道，酸液從孔內(nèi)噴射到帶鋼表面上。塔的下部與收集槽連在一起，酸液從帶鋼上流入槽內(nèi)，收集槽同樣是用工程塑料或者玻璃鋼制成。在帶鋼的入口處或者出口處，設(shè)有吹風(fēng)裝置，用以清掃帶鋼表面殘酸或者防止落下的酸液向塔外飛濺。塔內(nèi)由抽風(fēng)機(jī)造成負(fù)壓，以保證塔內(nèi)具有良好的密封性能，不使酸霧外溢。,11,12,在酸洗參數(shù)相同的條件下，噴射時(shí)間要比浸泡酸洗時(shí)間縮短一半(左圖)噴射到帶鋼表面上酸液壓力越大，酸洗效果越好(右圖)。,13,塔式連續(xù)酸洗機(jī)組的缺點(diǎn)：1)中部有一個(gè)高高的酸洗塔，塔式吊車無法通過，使中部的一些設(shè)備和塔身維修不方便，增加了檢修時(shí)間；2)塔內(nèi)的帶鋼對中比較復(fù)雜，尤其是有鐮刀彎的帶鋼，而且塔越高對鐮刀彎的要求也越高；3)帶鋼在塔內(nèi)斷帶時(shí)，重新穿帶困難；4)帶鋼在較高的塔內(nèi)運(yùn)行時(shí)，往往會產(chǎn)生較大的擺動(dòng)，有時(shí)還會打壞噴酸的噴嘴。,14,2.2帶鋼表面氧化鐵皮,氧化鐵皮是金屬在加熱、熱處理或者在熱狀態(tài)下進(jìn)行加工時(shí)形成的一層附著在金屬表面上的氧化物。由于金屬的成分、表面溫度、加熱和冷卻制度、周圍介質(zhì)含氧量等因素的不同，氧化鐵皮的成分和結(jié)構(gòu)也因之而異。在從成品機(jī)架出來的帶鋼表面上，鐵原子首先與空氣中的氧原子結(jié)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。氧化鐵皮的形成及長大速度與溫度有關(guān)：高溫下形成特別強(qiáng)烈，當(dāng)溫度低于600C，氧化鐵皮的形成實(shí)際上已經(jīng)停止。,15,16,帶鋼經(jīng)高溫處理后，在其表面產(chǎn)生的氧化鐵皮是各種相的混合體。如果鋼板表面氧化時(shí)，溫度大于570并有過量氧氣，而隨后又是相當(dāng)快的冷卻，則一般氧化鐵皮將由三層組成，直接附著在鋼鐵表面的一層是富氏體(FeO和Fe3O4固溶體)，再上面一層是Fe3O4,最上面一層是Fe2O3。氧化鐵皮一般都是這三層結(jié)構(gòu)。,氧化溫度對氧化鐵皮成分的影響，如果氧化鐵皮在570300之間急冷，那么富氏體相來不及分解，在更低的溫度下就被固定下來。緩冷是鐵皮中富氏體相只是少量存在或完全沒有。當(dāng)加熱到1000以上，特別是氧含量有限、水蒸氣或碳的氧化物含量較高的情況下，F(xiàn)e2O3被還原成Fe3O4，即：6Fe2O34Fe3O4+O2。,17,2.2.3影響帶鋼表面氧化鐵皮的因素,*終軋溫度及速度的影響鐵的氧化過程是：FeFeOFe3O4Fe2O3,隨著溫度升高，氧化速度也逐漸增大。在600800范圍內(nèi)，生成的氧化鐵皮能夠很好的阻礙鐵及氧原子的擴(kuò)散，因而，氧化速度反而不再繼續(xù)增大。當(dāng)溫度超過800時(shí)，氧化鐵皮阻礙擴(kuò)散的能力大大降低，因此，氧化速度又迅速增大。,高的軋制速度可以減少帶鋼在高溫中與空氣的接觸時(shí)間，從而也就減少了氧化鐵皮的厚度。因此，為了減少氧化鐵皮的厚度，熱軋帶鋼應(yīng)在盡可能低的溫度和盡可能高的軋制速度下進(jìn)行軋制。研究結(jié)果表明：獲得符合最佳酸洗時(shí)間的氧化鐵皮，終軋溫度應(yīng)該在850。,18,*冷卻速度的影響熱軋帶鋼表面氧化鐵皮有三層結(jié)構(gòu)：靠近基鐵內(nèi)層是富氏體，中間為Fe3O4，外層為Fe2O3。其中有利于酸洗的富氏體在575以上是穩(wěn)定的，在570以下時(shí)富氏體中FeO不穩(wěn)定，并且按照4FeO=Fe3O4+Fe分解，變成Fe3O4和Fe。當(dāng)溫度進(jìn)一步降低到300以下時(shí)，這種轉(zhuǎn)變將趨近于零。如果氧化鐵皮在570300間急冷，富氏體將來不及分解并在更低的溫度下被固定下來，從而得到有利于酸洗的富氏體結(jié)構(gòu)。緩冷時(shí)，鐵皮中的富氏體層隨著冷速變慢而逐漸減少，因此，帶鋼在冷卻區(qū)域冷卻速度較慢時(shí)，鐵皮中的富氏體層只有少量存在或者沒有?？炖涞姆绞剑狠敵鲚伒郎蠂娚涓邏核淮藭r(shí)，氧化鐵皮增厚較快。因此，在水蒸汽氣氛中停留時(shí)間愈長，形成的氧化鐵皮就愈多，而FeO的含量卻減少，所以，有必要準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)噴水段中的冷卻速度和盡可能減少在水中的停留時(shí)間。,19,*卷取溫度的影響卷取溫度在600700時(shí)，對鐵皮層厚度增加沒什么太大影響。然而，卷取溫度越高，帶鋼邊緣和頭尾會生產(chǎn)Fe2O3，不希望出現(xiàn)。進(jìn)一步降低卷取溫度對氧化鐵皮厚度沒什么影響，但是帶鋼邊部和尾部出現(xiàn)Fe2O3的危險(xiǎn)性減小了。同時(shí)，富氏體向Fe3O4轉(zhuǎn)化的程度也減小了。卷取溫度從700降為600度時(shí)，酸洗時(shí)間可縮短1015%。為了控制富氏體的轉(zhuǎn)化，帶鋼應(yīng)該在相當(dāng)?shù)偷臏囟认?500550度)卷取，但這樣將導(dǎo)致卷取前帶鋼水冷時(shí)間增加，從而引起氧化鐵皮厚度不均勻性的增加，F(xiàn)e3O4將增多，富氏體減少。因此，必須給軋機(jī)找出最佳帶鋼卷取溫度，以減少帶鋼在冷卻后富氏體的轉(zhuǎn)化，防止鐵皮厚度明顯增加。實(shí)驗(yàn)表明，在550590度卷取時(shí)，帶鋼上的氧化鐵皮最薄，其中的富氏體層較厚，富氏體分解最少，因而酸洗時(shí)間能夠減少。,20,2.3酸洗原理與影響酸洗的因素,酸洗是用化學(xué)方法去除金屬表面氧化鐵皮的過程，因此，也叫化學(xué)酸洗。按照生產(chǎn)方法可以分為：酸法、堿-酸法、氫化物法、電解法。在連續(xù)酸洗機(jī)組上絕大多數(shù)是使用硫酸或者鹽酸的酸洗方法。,*硫酸：H2SO4+Fe=FeSO4+H2H2SO4+FeO=FeSO4+H2O,*鹽酸：2HCl+Fe=FeCl2+H22HCl+FeO=FeCl2+H2O,21,酸洗機(jī)理：,溶解作用在鹽酸溶液中酸洗時(shí)：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2OFeO+2HCl=FeCl2+H2O在硫酸溶液中酸洗時(shí)：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2OFe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2OFeO+H2SO4=FeSO4+H2O機(jī)械剝離作用Fe+2HCl=FeCl2+H2+Fe+H2SO4=FeSO4+H2+,22,還原作用,金屬鐵與酸作用時(shí)，首先產(chǎn)生氫原子。一部分氫原子相互結(jié)合成氫分子，促使氧化鐵皮的分離。另一部分氫原子靠其化學(xué)活潑性及很強(qiáng)的還原能力，將高價(jià)鐵的氧化物和高價(jià)鐵鹽還原成易溶于酸溶液的低價(jià)鐵氧化合物及低價(jià)鐵鹽。在鹽酸酸洗中的反應(yīng)：Fe2O3+2H=2FeO+H2OFe3O4+2H=3FeO+H2OFeCl3+H=FeCl2+HCl在硫酸酸洗中的反應(yīng)：Fe2O3+2H=2FeO+H2OFe3O4+2H=3FeO+H2OFe2(SO4)3+2H=2FeSO4+H2SO4綜上所述，帶鋼表面上的氧化鐵皮是通過以下3種作用而被清除的：1)氧化鐵皮與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被溶解(溶解作用)；2)金屬鐵與酸作用生成氫氣，機(jī)械地剝落氧化鐵皮(機(jī)械剝離作用)；3)生成的原子氫使鐵的氧化物還原成易與酸作用的亞鐵氧化物，然后與酸作用而被除去(還原作用)。,23,*影響酸洗的因素氧化鐵皮厚度及結(jié)構(gòu)的影響酸洗時(shí)間主要取決于氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和厚度。當(dāng)終軋溫度大約為850，而卷取溫度在550590時(shí)，帶鋼上的氧化鐵皮層最薄，其中的富氏體層較厚，富氏體轉(zhuǎn)化量最少，出現(xiàn)Fe2O3的可能性最小，因而這種氧化鐵皮最容易酸洗。,24,酸溶液種類的影響帶鋼的酸洗主要采用硫酸或者鹽酸。但他們的不同點(diǎn)是：1)鐵的各種氧化物在鹽酸中的溶解速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在硫酸中的溶解速度，因此，鹽酸的酸洗速度比硫酸快得多；2)濃度較高時(shí)，鹽酸主要靠溶解作用去掉氧化鐵皮，硫酸則靠機(jī)械剝離作用除去氧化鐵皮；3)硫酸主要靠提高溫度來達(dá)到酸洗速度，鹽酸主要靠提高濃度來達(dá)到高的酸洗速度；4)鹽酸對基鐵的溶解能力低于對氧化鐵皮的溶解能力，而硫酸則相反；因此，鹽酸酸洗時(shí)鐵的損失較低；5)鹽酸酸洗的帶鋼表面質(zhì)量比硫酸酸洗的要好。,25,盡管如此，生產(chǎn)上長期以來還不用鹽酸酸洗。其原因?yàn)椋?98%的硫酸比36%的鹽酸便宜；鹽酸的腐蝕性強(qiáng)，對防腐材料的耐腐蝕性有特殊的要求，同時(shí)，鹽酸貯存和運(yùn)輸不如硫酸方便；廢酸處理問題沒有解決。,1959年，奧地利魯茲那公司發(fā)明了一種鹽酸廢液回收方法，以及新的耐酸材料的出現(xiàn)，和硫酸與鹽酸價(jià)格發(fā)生了變化，鹽酸洗液在新建或者改建的酸洗機(jī)組上得到了廣泛的采用。,26,酸溶液濃度和溫度的影響,硫酸濃度在25%時(shí)，具有最大的酸洗速度；不論硫酸濃度如何，提高酸液溫度對減少酸洗時(shí)間都有明顯的影響；溫度的升高比提高濃度具有更突出的影響；用硫酸酸洗時(shí)，一般采用高的溫度和2025%濃度的硫酸這一酸洗條件，使機(jī)組發(fā)揮較大的能力。,27,鹽酸酸洗時(shí)，提高酸液的濃度和溫度也同樣能夠增加酸洗速度；提高濃度對酸洗速度的影響，鹽酸遠(yuǎn)大于硫酸；提高溫度對酸洗速度的影響，鹽酸略小于硫酸。,28,由于帶鋼在鹽酸溶液中的酸洗速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在硫酸溶液中的酸洗速度，因此，近年來世界各地新建或改建的高效率酸洗機(jī)組中普遍采用鹽酸溶液作為酸洗介質(zhì)，而不用硫酸溶液作為酸洗介質(zhì)。但這不是說硫酸酸洗被完全淘汰，采用何種酸洗需要考慮機(jī)組產(chǎn)量和國情條件來定。FeSO4是一種很好的化工產(chǎn)品，可從硫酸酸洗液中得到。,29,酸溶液中鐵鹽含量的影響硫酸酸洗時(shí)，基鐵和氧化鐵皮與硫酸作用生產(chǎn)硫酸亞鐵，酸液濃度降低，硫酸亞鐵濃度逐漸升高。當(dāng)酸液中的鐵鹽含量超過其溶解度時(shí)，硫酸亞鐵就析出并附著在帶鋼的表面，阻礙了酸與氧化鐵皮的接觸，降低了酸洗速度。,當(dāng)酸液濃度較低(10%)，F(xiàn)eSO4含量在80g/L以下時(shí)，如果鐵鹽含量增大，則酸洗速度急劇降低；而當(dāng)鐵鹽含量超過80g/L時(shí)，鐵鹽含量再增大，對酸洗速度沒有明顯的影響(圖2-19)。硫酸溶液濃度較高時(shí)(1520%)，溶液中的亞鐵鹽含量對酸洗速度幾乎沒有影響。當(dāng)酸溶液溫度較高時(shí)，溶液中鐵鹽含量雖然對酸洗速度有影響，但沒有溫度影響那么顯著(圖2-20),30,硫酸酸洗時(shí)，酸溶液中的硫酸亞鐵含量大時(shí)，酸洗后帶鋼表面上殘留的亞鐵酸鹽數(shù)量也將增多，特別是當(dāng)含量超過溶解度時(shí)，大量的鐵鹽會使帶鋼表面編的很臟。,因此，酸洗時(shí)酸液中硫酸亞鐵絕對不允許超過其溶解度。實(shí)際上，為了保證酸洗后帶鋼表面質(zhì)量，一般將硫酸亞鐵含量控制在低于其溶解度35%的程度。,鹽酸酸洗時(shí)鐵鹽含量的影響,31,2.4現(xiàn)代連續(xù)式酸洗機(jī)組的工藝與設(shè)備,32,某冷軋廠連續(xù)淺槽鹽酸酸洗機(jī)組示意圖,33,綜上所述，酸洗工序的作用是：1)清除熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮和污垢；2)按產(chǎn)品寬度切除熱軋帶鋼的邊部；3)檢查并清除鋼板表面不利于軋制的缺陷；4)在鋼板表面涂防銹劑(油)；5)調(diào)節(jié)鋼卷的重量。總之，鹽酸酸洗為下一步的冷軋生產(chǎn)創(chuàng)造了優(yōu)良條件，它能夠保證帶鋼光潔，使軋機(jī)不受損害，從而生產(chǎn)出合格的冷軋帶鋼。,34,35,確定連續(xù)酸洗機(jī)組的主要參數(shù)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1)機(jī)組或者車間的全年生產(chǎn)能力；2)處理帶鋼的品種(鋼種、寬度和厚度)；3)酸洗板卷的重量等。一般是根據(jù)機(jī)組的生產(chǎn)能力，規(guī)定酸洗時(shí)間。厚度2.22.5mm的帶鋼，臥式酸洗的平均時(shí)間為2730s較為合適；帶鋼厚度增加，酸洗時(shí)間可適當(dāng)增加。臥式酸洗的溫度一般為6090，在溫度選擇時(shí)應(yīng)注意，在7075以上，每升高1215，酸洗時(shí)間減少一半。,36,37,2.5推拉式酸洗,38,2.6帶鋼酸洗技術(shù)的新發(fā)展,39,40,41,三種酸洗方式的比較,前提條件：酸的溫度相同，相同的帶鋼；歐洲標(biāo)準(zhǔn)：一般：300200mg/m2帶鋼；好：200100mg/m2帶鋼；非常好：10050mg/m2帶鋼。,4