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、價格昂貴的冷軋輥。,酸洗設(shè)備的形式：半連續(xù)酸洗機組、連續(xù)臥式酸洗機組、連續(xù)塔式酸洗機組,4,2.1.1半連續(xù)酸洗機組(推拉式酸洗機組),操作過程：帶鋼板卷經(jīng)開卷機開卷后，隨之進入矯直機矯直帶鋼，以保證帶鋼順利通過機組，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上卷成帶鋼卷。,5,半連續(xù)酸洗機組沒有頭部的剪切機(拉矯機)、焊接機、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)酸洗機組少得多，機組的機械設(shè)備壓縮到了最低限度，因而造價便宜；同連續(xù)酸洗機組相比，半連續(xù)酸洗機組設(shè)備的簡化，大大縮短了機組的長度，減少了占地面積，提高了機組的生產(chǎn)率，并簡化了操作，同時生產(chǎn)的帶鋼品種也較多。得到了一定程度的推廣應(yīng)用。缺點：不能并卷。冷軋廠生產(chǎn)能力小時，可以采用。,6,2.1.2連續(xù)臥式酸洗機組,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)式機組的三個組成部分(三段)：1)原料準備段：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：被送到機組的帶鋼卷經(jīng)帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機的開卷機將帶鋼端頭拆開、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，將前后兩條帶鋼的端頭焊接起來，焊接處的焊縫通過焊機自身的光整機(拉刀)進行光整，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，裝箱集中運走。剪邊的帶鋼經(jīng)涂油機涂油后，最后由浮動式張力卷取機將帶鋼卷成鋼卷。當鋼卷卷到規(guī)定重量時，則使用尾部的剪切機將帶鋼切斷。被切斷的帶鋼卷好之后，經(jīng)打捆，并用步進式或鏈式運輸機送入軋鋼工段，以進行冷軋生產(chǎn)。鹽酸作為酸洗介質(zhì)在臥式酸洗機組普遍采用。在高速機組上除安裝有2臺開卷機、2臺圓盤剪、大儲量的活套裝置、2臺卷取機之外，還配有計算機，以控制機組的整個工藝操作。,9,10,2.1.3連續(xù)塔式酸洗機組帶鋼連續(xù)在立式塔中運行時，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，然后再由上而下運行一個或幾個來回，形成所謂的單套或多套連續(xù)塔式酸洗。塔式酸洗機組的頭部和尾部設(shè)備的組成和參數(shù)，一般與臥式酸洗機組沒什么區(qū)別。機組中部有酸洗段、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組。酸洗塔像一個豎井，由幾個塔節(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動，在塔的上部裝有一個襯膠的導(dǎo)輥，下部則有2個導(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)機造成負壓，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，噴射時間要比浸泡酸洗時間縮短一半(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)酸洗機組的缺點：1)中部有一個高高的酸洗塔，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，重新穿帶困難；4)帶鋼在較高的塔內(nèi)運行時，往往會產(chǎn)生較大的擺動，有時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)下進行加工時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)：高溫下形成特別強烈，當溫度低于600C，氧化鐵皮的形成實際上已經(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，溫度大于570并有過量氧氣，而隨后又是相當快的冷卻，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散，因而，氧化速度反而不再繼續(xù)增大。當溫度超過800時，氧化鐵皮阻礙擴散的能力大大降低，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行軋制。研究結(jié)果表明：獲得符合最佳酸洗時間的氧化鐵皮，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以下時富氏體中FeO不穩(wěn)定，并且按照4FeO=Fe3O4+Fe分解，變成Fe3O4和Fe。當溫度進一步降低到300以下時，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，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，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?；此時，氧化鐵皮增厚較快。因此，在水蒸汽氣氛中停留時間愈長，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間。,19,*卷取溫度的影響卷取溫度在600700時，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的危險性減小了。同時，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，酸洗時間可縮短1015%。為了控制富氏體的轉(zhuǎn)化，帶鋼應(yīng)該在相當?shù)偷臏囟认?500550度)卷取，但這樣將導(dǎo)致卷取前帶鋼水冷時間增加，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。實驗表明，在550590度卷取時，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,酸洗機理：,溶解作用在鹽酸溶液中酸洗時：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2OFeO+2HCl=FeCl2+H2O在硫酸溶液中酸洗時：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2OFe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2OFeO+H2SO4=FeSO4+H2O機械剝離作用Fe+2HCl=FeCl2+H2+Fe+H2SO4=FeSO4+H2+,22,還原作用,金屬鐵與酸作用時，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)活潑性及很強的還原能力，將高價鐵的氧化物和高價鐵鹽還原成易溶于酸溶液的低價鐵氧化合物及低價鐵鹽。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，機械地剝落氧化鐵皮(機械剝離作用)；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)的影響酸洗時間主要取決于氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和厚度。當終軋溫度大約為850，而卷取溫度在550590時，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。但他們的不同點是：1)鐵的各種氧化物在鹽酸中的溶解速度遠遠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，鹽酸主要靠溶解作用去掉氧化鐵皮，硫酸則靠機械剝離作用除去氧化鐵皮；3)硫酸主要靠提高溫度來達到酸洗速度，鹽酸主要靠提高濃度來達到高的酸洗速度；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。其原因為：,98%的硫酸比36%的鹽酸便宜；鹽酸的腐蝕性強，對防腐材料的耐腐蝕性有特殊的要求，同時，鹽酸貯存和運輸不如硫酸方便；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)，和硫酸與鹽酸價格發(fā)生了變化，鹽酸洗液在新建或者改建的酸洗機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，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，一般采用高的溫度和2025%濃度的硫酸這一酸洗條件，使機組發(fā)揮較大的能力。,27,鹽酸酸洗時，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遠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，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。當酸液中的鐵鹽含量超過其溶解度時，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。,當酸液濃度較低(10%)，F(xiàn)eSO4含量在80g/L以下時，如果鐵鹽含量增大，則酸洗速度急劇降低；而當鐵鹽含量超過80g/L時，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(1520%)，溶液中的亞鐵鹽含量對酸洗速度幾乎沒有影響。當酸溶液溫度較高時，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，酸溶液中的硫酸亞鐵含量大時，酸洗后帶鋼表面上殘留的亞鐵酸鹽數(shù)量也將增多，特別是當含量超過溶解度時，大量的鐵鹽會使帶鋼表面編的很臟。,因此，酸洗時酸液中硫酸亞鐵絕對不允許超過其溶解度。實際上，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。,鹽酸酸洗時鐵鹽含量的影響,31,2.4現(xiàn)代連續(xù)式酸洗機組的工藝與設(shè)備,32,某冷軋廠連續(xù)淺槽鹽酸酸洗機組示意圖,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?？傊}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)酸洗機組的主要參數(shù)應(yīng)考慮以下幾點：1)機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)機組的生產(chǎn)能力，規(guī)定酸洗時間。厚度2.22.5mm的帶鋼，臥式酸洗的平均時間為2730s較為合適；帶鋼厚度增加，酸洗時間可適當增加。臥式酸洗的溫度一般為6090，在溫度選擇時應(yīng)注意，在7075以上，每升高1215，酸洗時間減少一半。,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；歐洲標準：一般：300200mg/m2帶鋼；好：200100mg/m2帶鋼；非常好：10050mg/m2帶鋼。,4