冷轧酸洗与轧制技术的发展现状

冷轧酸洗与轧制技术的发展现状

章一樊

马鞍山钢铁股份有限公司

摘要：对于冷轧产品的生产来说，其中酸洗与轧制是非常重要的，它会给最终产品的质量、性能以及成本等带来直接影响。在其冷轧产品市场竞争力不断增加以及环保要求不断提升的过程中，就给其技术提出了一定要求。所以，本文就将从产品本身、竞争市场、绿色环保以及用户等方面去分析国内外该项技术的发展现状，以供借鉴参考。

关键词：冷轧；酸洗；轧制技术

引言：

冷轧产品因为自身性能优良、参数精准等优势，现阶段应用极为广泛。对于这类产品在进行生产的过程中工序一般都比较复杂，通常都需要进行酸洗、轧制、退火等等。其中酸洗的目的就是把热轧来料泡到酸液之中，将热轧之中产生的氧化铁皮去除掉。而轧制就是运用冷轧机进行轧制，以实现尺寸的精准性和良好的质量。这两道工序都能够设置在同一个机组之中，所以生产效率一般都比较高，同时成才率也很高。现阶段，在冷轧产品不断发展之下，市场竞争变得日趋激烈，而用户也对其产品环保效果提出了更高的要求，所以这就给其技术带来了一定挑战。现阶段国内外都在对其进行探索和研究，以期优化其工艺，开发出新的技术。

一、产品的日益发展使其生产必须要高强、减薄

现阶段汽车生产开始向着轻量化的方向发展，所以对于高强钢的使用比例不断增大，厚度也在不断减薄。高强与减薄的发展趋势就必须要将冷轧的轧制力提升上去，但是这也给生产带来了一些风险，即板形控制与轧辊强度。这两项内容必须要在选择轧机类型的时候进行充分考虑。

在冷轧的时候支撑辊或中间辊与工作辊之间会发生非常大的接触应力，这一旦超出轧辊的疲劳极限，就会出现裂纹、脱落，情况严重的话还会出现爆辊的严重事故[1]。所以依照经验，5Cr轧辊其接触应力不能超过2100兆帕。依照四辊以及六辊轧机其辊径进行计算的话，其单位宽度的轧制应力不能超过13Kn/mm到15Kn/mm[2]。如果其轧制力比较大的话，就会使得板形出现难以控制的情况，所以其高强钢以及超高强钢在轧制的时候其轧制力不能无限增大。另外在生产该类钢材的时候难点也比较多，可能会导致其热轧来料厚度超过规定规格，所以在核实后运用四辊和六辊的五机架连轧机就无法达到相应的生产要求。所以这就必须要加机架，或者是将辊径减小。前者是在常规的冷连轧机的前或者后增加机架，使其变成六机架，从而去分担总压下量，实现稳定轧制；而后者则是将轧机辊的直径减少，将接触弧减少，最终实现降低轧制力的目标。

二、市场竞争日益激烈使其生产必须要降低成本

生产成本是竞争力当中的重要因素，所以国内外相关企业在降低成本方面做出了很多的努力。通常影响酸洗以及轧制成本的因素包含有电量消耗、酸液消耗、成材率、辊的消耗以及乳化液的消耗。

一般乳化液系统会在泵的作用下给流体施加压力，这时候乳化液就会通过相关的管路输送到机架上的喷嘴，然后将其喷射到轧辊上，从而有效润滑和冷却[3]。为了能够整个过程中的电量消耗降低，某公司就研制出来了HTRC冷却技术，这一技术将原先喷液之中的扇形喷雾技术变成了圆形，同时运用了和轧辊紧紧贴合的乳化液进行冷却，这就有效降低了喷射的压力，由此降低了材料消耗，同时还抑制了轧机振动。另外为了将辊的消耗量降低，很多公司都开始运用高速钢轧辊。这种轧辊当中有着高强度的碳化物，所以在磨损的时候能够发挥出来骨架以及耐磨的作用，另外还能够将疲劳层轧辊的磨损量降到最低。但是这一方式会引发清洁问题，也就是轧后带钢的反射率会有效降低，残铁有所增加。为了将成材率提升上去，不仅需要将生产质量稳定下来，降低质量损失，还应该要降低头尾的切除量和切边量。

三、用户要求的日益提升使其生产必须要高精度

在冷轧生产过程中最大的追求目标就是高精度。为了能够满足需求，相关技术人员一直在不断开发新型的技术，以此来提升板形的精度、产品的厚度，最终实现提升产品质量的目的。为了能够将汽车本身的重量降低，除了运用上述的高强钢以及激光拼焊板之外，还应该要运用变厚度钢板。变厚板技术就是应用轧制当中辊缝的动态变化了，在带钢上面产生周期性的厚度变化，其加工的零件会在不同的区域之中产生不同的厚度，以此降低重量[4]。在德国某公司当中该项技术运用的是极高进度的快速动态辊缝以及张力控制、轮廓识别和剪切技术等技术，这些技术和常规的等厚产品有着很大区别，同时还具有很高的技术难度。在汽车的涂装之中对外板的要求也比较高，对于Pc和Ra等都需要加强控制。所以这就诞生了EBT电子束毛化、PDT激光毛化等相关毛化技术，进一步提升了钢板表面的质量。

四、环保指标的日益严格使其生产必须要高清洁

传统的酸洗是化学除磷，运用硫酸或者是盐酸等酸性液体去将钢表面的氧化铁皮去除掉。该项工艺之中面临的最大问题就是需要对废酸进行处理，例如其中的盐酸通过酸洗之后产生的废酸往往都需要运用酸再生工艺进行回收，使其可以变成能够再次运用的盐酸。但是不论是哪一种方式对废酸进行处理，期间都会产生污染，比如会排放颗粒料或者是酸雾等等。现阶段我们国家的环保要求越来越高，所以这些污染物的排放就变成了冷轧实现绿色生产过程中的最大阻碍。为了将这一现状予以改变，相关企业和研究单位都实施了无酸除磷的技术。比如宝钢就通过多年的研究研制出来了一种新型的机械除磷技术，被叫做BMD。该技术可以在磨料机械击打之下，将其钢表面产生的氧化铁皮彻底去除掉，同时还具有环保、操作简便以及表面优良等特点，除此之外在建设成本与生产成本方面也都有着绝对优势。现在这一技术已经在进行商业推广了，在未来势必会将酸洗工艺取代掉，从而成为新型并且主流的除磷技术。

五、结束语

总的来说，冷轧酸洗以及轧制技术是一项非常传统的工业技术，大概发展了有上百年的时间，而且近几年也没有出现了革命性的创新。但是伴随着产品规格以及品种的升级，在市场竞争力不断增强以及用户要求不断提升和环保限制之下，这一技术已经有所创新，并且还在不断进步。目前其轧制能力非常强，同时生产成本也更加低廉、产品的精准度也都非常高，并且还具有很强的环保作用。这些进步势必还会迎来更大的技术突破。

参考文献：

[1]陈涛,吴林.冷轧酸洗机组自动化控制系统探讨[J].自动化应用,2017(11):52-53.

[2]张宏霞.酸洗工艺段设备改造的优化设计[J].中国冶金,2017,27(11):57-59.

[3]孙光中,代琳娜.冷轧厂酸洗工艺设备的优化分析[J].冶金管理,2019(1):47-47.

[4]孙凯.冷轧带钢酸洗工艺缺陷及对策分析[J].冶金与材料,2018,38(05):55-56.

章一樊139228216马鞍山钢铁股份有限公司、工程师

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