在过去十年中,Tenova公司(隶属于Techint集团)与前美国Aetna标准公司、意大利Italimpianti公司和奥地利Key Technologies公司(前身是KCS)合作,并将它们在机械、生产和酸再生方面的技术及专长应用在酸洗工艺中。优化了带钢酸洗工艺。
而且,经过与路子制造商Tenova LOI Italimpianti公司合作,Tenova公司的不锈钢和电工硅钢退火酸洗线采用了最先进的技术。
1、不锈钢
位于意大利Terni的TK-AST厂于2010年建成了一条冷轧和热装不锈带钢退火酸洗线。该线由Torino搬迁至新厂址后,对炉子、电气和机械设备进行了全面升级改造,新增了“多介质”冷却段。另外,还改造了酸洗段,包括循环系统、酸再生设备和自动控制系统。改造后,该线的主要参数如下:
●热轧不锈钢(AISI200,300,400和钛)
●冷轧不锈钢(AISI200,300,400)
●热轧带钢厚度 2.0~7.0毫米
●冷轧带钢厚度 1.3~5.0毫米
●宽度 600~1500毫米
●产量最大 50吨/小时(热轧卷)
这次改造的目的是:
●提高生产率
●改善带钢质量
●减少环境影响
●减少土建工作量
1.1、带钢跟踪
为了改善带钢的运行情况,新增加了四个活套,两个车载导向辊的活套小车,还有新的在线导向辊,其中一些由电机驱动。活套隔离臂由凸轮机构控制。Tenova公司的“无划伤设计”对冷轧带钢起到保护作用。
1.2、设备
新增的余热段使在带钢进入敞口式火焰炉前先进行预热。这对冷轧带钢余热,去除残留的轧制油尤其有必要,从而取消化学清洗段。炉子废气中的热量回收利用提高了能源利用率。
炉内安装的新型“上–下”式辊座,可以做到生产状态下快速更换辊子。
创新型“多介质”冷却段由空气+轻细水雾段组成,增加了水雾段和最终冲洗段。第一段的作用是均匀带钢宽度方向的温度,防止带钢出现平直度缺陷。
1.3、酸洗段
算西段由一个硫酸除磷浅槽、一个喷酸槽和一个有很多根沉浸辊的浅槽组成。后两个槽内用的是“低污染”混合酸,不含硝酸,从而减少废水中的硝酸盐和废气中的氮氧化物。
为了改善操作条件,提高安全性,设计了循环罐、热交换器及仪表。新增的存贮缓冲罐用于管理和存贮酸液。
新刷洗装置填补最终刷洗、漂洗和干燥区。
为了继续是使用原有的两根导向–挤干辊,提高酸洗段带钢跟踪效果,对第一洗涤槽做了修改。
为了达到当地严格的环保要求,增加了一套双级酸雾排放装置。
该线的电气自动化系统也进行了全面改造,采用了Tenova公司自动化部提供的数字传动。
Tenova Key Technologies公司还开发了混酸回收新技术,回收的酸液用于使用硝酸和氢氟酸的不锈钢酸洗液。
2、硅钢
2009年中国武汉钢铁公司建成两条现代化、高产能退火酸洗线,处理高等级取向和无取向硅钢。
主要参数如下:
●热轧、冷轧硅钢(取向和无取向)(硅含量3.5%)
●厚度 1.3~3.0毫米,热轧
●厚度 1.45~1.55毫米,冷轧
●宽度 800~1300毫米
●产量最大 60吨/小时(热轧卷)
●工艺速度 30~50米/分钟
2.1、炉子和冷却段
炉子和冷却段由Tenova LOI Italimpianti公司提供,设备构成如下:
●直燃式无氧化炉,还原气氛,充足的燃气。这种炉子需要多重安全措施及后燃烧装置,保证燃气不含任何可燃烧物质和有毒成分。
●炉子的后部是加热段、均热段和/或氮气气氛慢速冷却段。直燃炉出口处需要安全可靠的气氛隔离装置。
●冷却段有多种冷却速率,根据无取向、取向或高牌号取向钢种进行调整。
出于产品质量考虑,自动控制系统采用带钢温度控制取代常规的炉温控制。由于炉内热量的传导方式主要是辐射,有一套自动的自适应算法,在线“学习”关于高温计的带钢温度测量和用热力学模型计算带钢的需要的辐射率。
2.2、酸洗段
酸洗段用的是盐酸,由一个预清洗槽,三个紊流酸洗槽,一个四级漂洗段和一台烘干机组成。浅紊流槽用于盐酸酸洗。
Tenova公司的数学模型通过计算溶液中的铁含量控制溶液的酸浓度,并通过下列输入值控制补充液体的流量:
●生产线自动化数据(带钢宽度、速度等)
●现场仪表检测数据
计算精度要达到24小时酸浓度设定值的5%~10%。系统通过改变供酸泵的启动数量控制酸洗液的紊流速率,防止过酸洗(例如,生产线降速)。
Tenova Key Technologies公司开发的最新清理装置可以分离废酸中的硅元素。
3、碳钢
连续酸洗线适用于大批量酸洗,而服务中心的小批量酸洗应选用推拉式酸洗。
3.1、连续式酸洗线
俄罗斯MMK项目需要两条高产能、连续式低碳钢酸洗线,总产量超过300万吨/年。第一条线建在旧酸洗线的位置,拆除旧设备后,对基础做少量修改,并尽可能利用原有的钢结构。第二条酸洗线的酸洗液由硫酸改为盐酸,增加了新的酸洗循环设备和漂洗段。
一号线主要参数:
●原料热轧低碳钢
●厚度(毫米) 1.2~6.0
●宽度(毫米) 1050~1850
●产量(最大) 220万吨/年(405吨/小时)
●速度(米/分钟)入口800,工艺300,出口360
二号线主要参数:
●原料热轧低碳钢
●厚度(毫米) 1.2~6.0
●宽度(毫米) 1050~2350
●产量(最大) 110万吨/年(228吨/小时)
●速度(米/分钟)工艺220
3.1.1、再生设备
两台新的酸再生焙烧炉,生产能力为11000升/小时和7500升/小时,对两条线排放的废酸和漂洗废水进行再生处理。
3.1.2、机械设备
入口段特别定制了一个大功率钢卷装卸台,每小时自动吊运20个钢卷,立卷摆放,无梱带,使用原有的运输链。自动上卷装置将钢卷装到开卷机上,两道次开卷。
入口和出口的新活套小车分别为6层和4层。小车的带钢活套杆配备有无划伤隔离臂,酸洗和漂洗段出口处,活套之间都设有导向装置。
3.1.3、张力矫直机–破鳞机
张力矫直机的作用是破碎热轧带钢表面的氧化铁皮,从而使酸洗能力提高12%。由于带钢会受到最大650kN的拉伸力,带钢板型得到改善,出口张紧辊通过马达和机械差动传动系统控制。
3.1.4、工艺段
酸洗段构成:预漂洗段、四个33米长的紊流浅槽、五个串联的高压喷淋漂洗槽,一台边部空气干燥机,烟雾处理系统和控制铁离子(Fe++)浓度的酸液分析仪。
循环酸罐可以存放多种浓度的酸,这样可以显著提高酸洗效率,废酸中的金属含量高达130克/升。每个酸洗槽之间都设有溢流槽和挤干辊,减少带入下一个槽的酸液。
为了充分混合酸洗槽中加入的新酸,提高带钢与酸液之间的相对速度,循环酸的喷射方向与带钢的运行方向相反。
喷嘴排列在酸槽的两个侧壁上,每个酸槽的入口和出口侧都设置了喷淋杆,使酸液与带钢表面的氧化铁皮直接发生化学反应,把热酸液的热量直接传送到带钢上。
由于酸液由酸槽侧壁上的喷嘴喷出,带钢边部较厚的氧化铁皮一进入酸洗槽就与新酸洗液接触,而且喷嘴产生的冲击量最大。
根据检测出的铁离子密度,连续准确地确定废酸液中的铁含量,将新酸洗液的消耗量控制在较低水平。
带钢漂洗在漂洗段五个串联的喷淋漂洗槽中完成,水的补充、消耗减到最小。
3.2、零废酸推拉式酸洗
为罗马尼亚紧凑式冷轧厂和乌干达一座轧钢厂设计了适用于小型钢厂的“零废酸”推拉式酸洗及酸再生设备。零排放酸洗节约酸洗成本,而且降低水耗。
Tenova公司的零排放理念符合环境友好型企业的要求,包括节能生产和工业水再利用。这不仅可以保证工厂的无排放生产,而且对于水资源短缺的地区更具有优势。
另外,Tenova公司已经开发了全套紧凑型装置,为使用专用酸再生设备的酸洗线提供全面优化定制的解决方案。
小型低成本酸洗市场的需求不断提高,常用于服务中心,因此,需要新的方法和新的理念。
降低耗材成本越来越重要,有限的废水处理设备和严格的排放标准成为新的挑战,小企业只能凭借酸洗及酸再生技术才能应对。
传统酸洗方案需要大量的水进行中和处理。其结果不仅加大了生产成本,而且还会产生氯化物带来的损失。
零排放理念可以使废酸液的金属回收率达到99.9%,因为利用热水解原理对酸进行氧化和再生,废酸液中的金属盐在高温氧气和蒸汽的作用下转化成金属氧化物。盐酸还可以以自由和结合状态回收。
氧化副产品是高品质氧化铁粉,可作为铁酸盐和颜料行业的原料,ARP可以生产炼钢厂需要的氧化物颗粒。
Tenova公司在许多项目中都采用了这一理念,并取得了成效:
●节约投资
–不需要废水处理设备
-ARP和酸洗线共用一套洗涤系统。
●生产成本
–提高水的利用率,漂洗和废气洗涤系统合二为一。
–节省了化学品和淤泥中和处理费
–盐酸损耗为零
●环境
–符合欧盟严格的排放标准
3.3、零排放理念
Tenova公司零排放理念包括工艺槽酸洗系统(产能可达30万吨/年)和漂洗系统,部分漂洗用水来自烟雾洗涤装置。
洗涤装置有两个洗涤功能:
●酸再生设备产生的废气
●酸洗槽排气管道收集的烟尘
这种设计既符合排放要求,还不需要使用碱性化学品。漂洗段和洗涤装置产生的酸性水全部用于酸再生设备。
这种紧凑式设备可以达到最严格的环保标准,生产最优质的产品,而且投资最少,能源消耗最低。
收稿时间:2011年
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