供稿|張維, 費(fèi)彩華, 張雙明, 秦秀貞 / ZHANG Wei, FEI Cai-hua, ZHANG Shuang-ming, QIN Xiu-zhen

內(nèi)容導(dǎo)讀

文章簡(jiǎn)要介紹了中國(guó)鍍錫基板的生產(chǎn)現(xiàn)狀和鍍錫基板的生產(chǎn)工藝流程.遷安思文科德薄板科技有限公司與東北大學(xué)聯(lián)合開發(fā)建設(shè)一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化電鍍錫基板生產(chǎn)線,80萬(wàn)t酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組可軋制0.18 mm的超薄帶鋼.文章重點(diǎn)介紹了該在建鍍錫基板生產(chǎn)裝備及工藝(酸洗-冷連軋機(jī)組、雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)組)的基本情況,對(duì)雙機(jī)架平整機(jī)組采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析.

為實(shí)現(xiàn)唐山地區(qū)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型,開發(fā)具有高技術(shù)含量和高附加價(jià)值的鋼鐵產(chǎn)品,遷安思文科德薄板科技有限公司(簡(jiǎn)稱思文科德)與東北大學(xué)聯(lián)合開發(fā)建設(shè)一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化電鍍錫基板生產(chǎn)線,80萬(wàn)t酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組可軋制0.18 mm的超薄帶鋼,鍍錫板成功投產(chǎn)后將填補(bǔ)區(qū)域空白,適應(yīng)區(qū)域市場(chǎng)的需要.

本文對(duì)我國(guó)鍍錫基板生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,并詳細(xì)介紹了在建鍍錫基板生產(chǎn)線的裝備情況.

生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,食品、輕工、汽車及家電工業(yè)等領(lǐng)域?qū)Πb材料的需求不斷增加[1].另一方面,新的包裝材料也大量出現(xiàn),為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,鍍錫板產(chǎn)品的厚度從原來(lái)的0.20~0.22 mm向0.15~0.18 mm轉(zhuǎn)變,并且對(duì)鍍錫板的機(jī)械性能、板形以及表面質(zhì)量的要求進(jìn)一步提高[2].對(duì)冷軋鍍錫基板的制造設(shè)備及工藝的要求也越來(lái)越高,寶鋼冷軋薄板廠在帶鋼一次冷軋與退火后進(jìn)一步減薄,可獲得機(jī)械性能優(yōu)異,帶材強(qiáng)度與硬度較高的二次冷軋型鍍錫基板,該產(chǎn)品的表面粗糙度與板形質(zhì)量也完全符合用戶的需要[3].

目前,國(guó)內(nèi)鍍錫板生產(chǎn)企業(yè)僅有武鋼、寶鋼、衡水薄板、中粵馬口鐵和中粵浦項(xiàng)能保持連續(xù)生產(chǎn)外,其他鍍錫板生產(chǎn)廠家均為斷續(xù)生產(chǎn),主要原因就是缺乏質(zhì)量合格的鍍錫基板,完全依賴進(jìn)口,目前市場(chǎng)上能采購(gòu)到的國(guó)產(chǎn)鍍錫基板主要來(lái)自衡水薄板公司,國(guó)產(chǎn)鍍錫基板存在很大的空缺[4].另一方面,國(guó)內(nèi)鍍錫基板的生產(chǎn)企業(yè)大多采用的是進(jìn)口設(shè)備,投資巨大,且設(shè)備維護(hù)困難.廣東中山中粵馬口鐵工業(yè)有限公司為解決鍍錫基板依靠進(jìn)口的難題,開發(fā)出一條1100 mm六輥UCM單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)組生產(chǎn)鍍錫基板[5];國(guó)內(nèi)的電鍍錫基板多采用可逆軋機(jī)生產(chǎn)的一次冷軋鍍錫基板,二次冷軋型極薄鍍錫基板僅寶鋼冷軋薄板廠引進(jìn)了首條生產(chǎn)線,經(jīng)過(guò)生產(chǎn)研發(fā)形成了一套具有自己核心特色的生產(chǎn)工藝.

遷安思文科德薄板科技有限公司與東北大學(xué)聯(lián)合開發(fā)建設(shè)了一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化電鍍錫基板生產(chǎn)線.思文科德項(xiàng)目包括下列生產(chǎn)線:一條80萬(wàn)t酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組、兩條電解脫脂機(jī)組(400和600 m/min)、全氫罩式退火機(jī)組,單機(jī)架平整機(jī)組和雙機(jī)架平整機(jī)組(帶二次冷軋)、電鍍錫機(jī)組、拉矯重卷機(jī)組、剪切機(jī)組,共計(jì)7條主要生產(chǎn)線和眾多的輔助機(jī)組.此項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備均為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)設(shè)計(jì),主要冷軋產(chǎn)品的能力及規(guī)格見(jiàn)表1.冷軋薄板的鋼種有CQ、DQ、DDQ、HSS.電鍍錫商品卷有T2.5、T3、T4、T5.預(yù)留生產(chǎn)硅鋼的能力.生產(chǎn)最大鋼卷重28 t,最大鋼卷外徑2100 mm,最大卷單重為23 kg/mm.一些高端產(chǎn)品為冷軋后的鋼卷經(jīng)清洗和全氫罩式退火,進(jìn)行二次冷軋后成為具有優(yōu)異性能的二次冷軋型鍍錫基板.最終產(chǎn)品市場(chǎng)定位在應(yīng)用于食品包裝和制罐行業(yè)的鍍錫板.

表1 思文科德薄板生產(chǎn)產(chǎn)品的能力和規(guī)格

常用工藝

鍍錫基板的一個(gè)完整的生產(chǎn)工藝流程為:煉鋼-連鑄-熱軋-酸洗-冷軋-連續(xù)退火(或電解脫脂-罩式退火)-平整(或二次軋制).影響鍍錫基板質(zhì)量的因素主要涉及成分和性能、厚度精度、板型精度、表面質(zhì)量等四個(gè)方面.其中,成分和性能問(wèn)題通過(guò)煉鋼、連鑄、熱軋工藝過(guò)程的控制予以解決,采購(gòu)的熱軋帶鋼為首鋼、唐鋼等國(guó)內(nèi)一流鋼鐵企業(yè),可以保證鍍錫基板的化學(xué)成分和嚴(yán)格控制夾雜物的尺寸與分布;厚度精度的控制通過(guò)冷軋液壓AGC技術(shù)的成熟比較容易保證,板形和表面質(zhì)量是國(guó)內(nèi)冷軋鍍錫基板比較難以控制和解決的,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和在線檢測(cè)儀表并結(jié)合一些技術(shù)手段進(jìn)行控制,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中逐步完善.

保證鍍錫基板質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)是冷軋基板的尺寸精度控制,必須通過(guò)軋制及其前后工序采用相應(yīng)技術(shù)措施予以解決.目前鍍錫基板的冷軋生產(chǎn)工藝流程主要有以下三種:一種是熱軋帶鋼經(jīng)過(guò)一次冷軋減薄獲得要求厚度,隨后經(jīng)歷退火和平整處理,即為一次冷軋鍍錫基板,該種鍍錫板的厚度通常為0.2~0.5 mm;一種是帶鋼經(jīng)過(guò)一次冷軋并完成退火后,在進(jìn)行第二次較大壓下量的冷軋減薄,隨后進(jìn)行平整,即為二次冷軋鍍錫基板,此工藝鍍錫板的厚度為0.15~0.2 mm;還有一種是采用可逆軋機(jī)將酸洗后的帶鋼經(jīng)奇數(shù)道次的可逆軋制,可獲得0.15~0.2 mm厚的鍍錫基板,大多數(shù)鍍錫基板的生產(chǎn)企業(yè)多采用此種生產(chǎn)工藝.

生產(chǎn)流程

思文科德鍍錫基板的生產(chǎn)工藝流程,如圖1所示:熱軋帶鋼經(jīng)酸軋聯(lián)合機(jī)組進(jìn)行一次軋制,可獲得的厚度最薄為0.18 mm,為獲得清潔的帶鋼表面需進(jìn)行脫脂處理,去除軋制油殘留物;隨后進(jìn)行全氫罩式退火(至退火工藝完成后轉(zhuǎn)至電鍍錫工序,則比較適合生產(chǎn)極軟級(jí)別的鍍錫基板).

0.18 ~0.55 mm規(guī)格的一次冷軋鍍錫基板可經(jīng)單機(jī)架平整或雙機(jī)架平整保證板材的板形和表面質(zhì)量;0.15~0.18 mm規(guī)格的鍍錫基板經(jīng)雙機(jī)架平整機(jī)的第一機(jī)架進(jìn)行軋制,第二機(jī)架進(jìn)行平整,經(jīng)二次冷軋獲得的超薄鍍錫基板具有一次冷軋鍍錫基板所不具備的剛性和強(qiáng)度.

平整工藝包括干平整和濕平整兩種,經(jīng)平整工藝調(diào)整可獲得客戶要求的表面形貌.

圖1 鍍錫基板生產(chǎn)工藝流程

設(shè)備與技術(shù)

酸軋聯(lián)合機(jī)組

該酸洗冷連軋機(jī)組是在常溫狀態(tài)下,將材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、IF鋼、低合金高強(qiáng)鋼等鋼種、厚度為1.8~4.0 mm、寬度為750~1300 mm的帶鋼酸洗后經(jīng)冷連軋機(jī)連續(xù)軋制成各類規(guī)格的具有所需厚度、表面粗糙度的冷軋帶卷.為達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效的要求,冷軋機(jī)組采用酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組.

入口段上料采用步進(jìn)梁、梭車、鋼卷小車、雙開卷機(jī)設(shè)計(jì),提高上料節(jié)奏;設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)剪刃間隙的雙層液壓剪,完成帶頭、帶尾的剪切;采用1臺(tái)高性能激光焊機(jī)對(duì)帶鋼頭尾進(jìn)行焊接,保證生產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行.

工藝段酸洗槽前設(shè)有1臺(tái)破鱗拉矯機(jī),能有效的疏松帶鋼表面的氧化鐵皮,加快化學(xué)除鱗的速度,并能改善來(lái)料板形.采用先進(jìn)的淺槽紊流酸洗工藝,酸洗時(shí)間短,酸洗效率高.酸槽入口設(shè)有預(yù)清洗和倒帶沖洗裝置.采用PPH酸槽,雙層密封槽蓋,酸槽壽命長(zhǎng)、便于維護(hù)、且能降低酸耗.采用五級(jí)串級(jí)逆流漂洗工藝,水耗低,清洗效果好;還設(shè)有防停車斑系統(tǒng).

出口段設(shè)有轉(zhuǎn)塔式圓盤剪,可在線更換剪刃,節(jié)省停機(jī)時(shí)間,剪邊精度高,毛刺少.酸洗段共設(shè)有三組活套,保證酸軋機(jī)組連續(xù)運(yùn)行.

為滿足穩(wěn)定軋制、良好的板形控制能力和大壓下量的要求,軋機(jī)采用五機(jī)架六輥連軋機(jī),壓下能力強(qiáng),厚度、板形控制能力強(qiáng),產(chǎn)品精度高,成材率高.軋機(jī)通過(guò)以下配置實(shí)現(xiàn)板形控制功能和高的橫向剛度功能:工作輥正負(fù)彎輥、中間輥正彎輥、中間輥竄輥、單邊壓下調(diào)整;軋制線標(biāo)高設(shè)計(jì)為+1700 mm,便于帶鋼的輸送和軋輥的運(yùn)輸.

工作輥、中間輥采用換輥車實(shí)現(xiàn)快速換輥.換輥車設(shè)置在車間地坪±0位置,操作方便.軋制線調(diào)整采用階梯塊加斜楔自動(dòng)調(diào)整.軋機(jī)工作輥和中間輥換輥車可直接開進(jìn)磨輥間,減少軋輥吊運(yùn)次數(shù),提高效率.

機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)由L1(一級(jí))基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí),L2(二級(jí))過(guò)程自動(dòng)化級(jí)組成,預(yù)留三級(jí)接口.No.5軋機(jī)出口設(shè)置板形儀,配合No.5軋機(jī)的工作輥正負(fù)彎輥、中間輥正彎輥、精細(xì)分段冷卻噴射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)板形閉環(huán)控制.軋機(jī)設(shè)置4套激光測(cè)速儀.軋機(jī)設(shè)置5套X射線測(cè)厚儀.軋機(jī)所設(shè)的乳化液噴射梁,可根據(jù)帶鋼寬度的變化進(jìn)行自動(dòng)分段控制.根據(jù)軋制計(jì)劃的變化和鋼種生產(chǎn)的不同要求,設(shè)置3個(gè)乳化液循環(huán)系統(tǒng).通過(guò)核心參數(shù)的控制酸軋機(jī)組最薄的軋制厚度可達(dá)到0.18 mm.

采用雙卷筒回轉(zhuǎn)式卷取機(jī),設(shè)備布置緊湊,提高軋機(jī)作業(yè)率.機(jī)組出口設(shè)置離線檢查站,用于快速檢查帶鋼上、下表面.機(jī)組出口設(shè)置自動(dòng)上套筒裝置.機(jī)組出口設(shè)置步進(jìn)梁卸卷運(yùn)輸系統(tǒng)、并設(shè)有鋼卷稱重裝置.

雙機(jī)架平整機(jī)組

雙機(jī)架平整機(jī)(帶二次冷軋)機(jī)組,年處理量36.18萬(wàn)t.處理品種:電鍍錫產(chǎn)品(DR產(chǎn)品)、冷軋產(chǎn)品.生產(chǎn)規(guī)格范圍:厚度0.15~1.8 mm,寬度750~1300 mm.采用UCM雙機(jī)架六輥(帶二次冷軋)平整機(jī).

雙機(jī)架平整機(jī)的原料來(lái)自全氫罩式退火爐和連續(xù)退火機(jī)組,其中:鍍錫基板主要由連續(xù)退火機(jī)組生產(chǎn),冷軋板主要由罩式爐生產(chǎn).由于鍍錫基板連續(xù)退火機(jī)組緩建,雙機(jī)架平整機(jī)組將有相當(dāng)一段時(shí)期,鍍錫基板由罩式爐生產(chǎn).雙機(jī)架平整機(jī)總的生產(chǎn)規(guī)模為361800 t/a,其中,鍍錫基板181100 t/a;二次冷軋產(chǎn)品29500 t/a;冷軋產(chǎn)品151200 t/a.

一次冷軋型鍍錫基板入口0.18~0.55 mm,出口0.18~0.55 mm;二次冷軋型鍍錫基板入口0.22~0.40 mm,出口0.15~0.25 mm;一次冷軋型鍍錫基板產(chǎn)品等級(jí)T2.5、T3、T4、T5,帶鋼寬度750~1050 mm,帶鋼厚度0.18~0.55 mm,所需原料卷來(lái)自連續(xù)退火機(jī)組和罩式退火爐.二次冷軋型鍍錫基板的產(chǎn)品等級(jí)DR7、DR8、DR9、DR10;帶鋼寬度750~1050 mm;帶鋼厚度0.15~0.25 mm.

平整機(jī)主要技術(shù)參數(shù):機(jī)組形式為雙機(jī)架UCM六輥平整機(jī)(兼二次冷軋);傳動(dòng)方式是1#機(jī)架上下工作輥單獨(dú)傳動(dòng),2#機(jī)架下工作輥傳動(dòng).操作模式包括干平整、二次冷軋、濕平整;延伸率:干平整的是最大2.5%、最小為0.5%;濕平整是最大3.0%;二次冷軋是最大40%;壓下系統(tǒng)采用全液壓壓上;軋制壓力:No.1機(jī)架最大15 MN;No.2機(jī)架最大15 MN.

為了滿足平整/二次冷軋生產(chǎn)出高品質(zhì)產(chǎn)品的要求,應(yīng)用了如下技術(shù):

(1) 采用具有很強(qiáng)的板形控制能力的UCM機(jī)型和板形自動(dòng)控制系統(tǒng),用以保證良好的帶鋼平直度;采用高精度輥縫位置控制(AGC)、高精度Moog伺服閥控制、高精度檢測(cè)儀表(Sony磁尺、X射線測(cè)厚儀、激光測(cè)速儀、張力計(jì)等)保證高精度厚度偏差.

(2) 鍍錫板雙機(jī)架采用干平整工藝,表面質(zhì)量好于濕平整;二次冷軋時(shí),2#機(jī)架采用濕平整,將帶鋼表面的鐵粉和乳化液等清洗掉,保證出口帶鋼表面干凈;平整冷軋板時(shí),可采用2#機(jī)架單機(jī)模式,既可干平整,也可濕平整,保證優(yōu)良的表面質(zhì)量.

(3) 機(jī)組可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穿帶、自動(dòng)甩尾控制;機(jī)組速度最佳化控制;不同操作模式快速切換,保證了高的生產(chǎn)效率.

(4) UCM機(jī)型具有大壓下率控制特點(diǎn),配合高穩(wěn)定性、連續(xù)性控制系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)1#機(jī)架大壓下率控制,減少DR9軋制道次,可實(shí)現(xiàn)一次成材.

(5) 乳化液系統(tǒng)、吹掃系統(tǒng)最佳化,節(jié)省乳化液消耗和壓縮空氣消耗;機(jī)組穩(wěn)定性、連續(xù)性操作程度高,節(jié)省電耗.

結(jié)束語(yǔ)

五機(jī)架UCM連軋機(jī)組具有成材率高、精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn).酸軋聯(lián)合機(jī)組為遷安思文科德薄板科技有限公司與東北大學(xué)共同開發(fā),提升了冷軋裝備制造能力.通過(guò)企業(yè)與高校自主研發(fā),降低了設(shè)備投資成本,結(jié)合寶鋼二次冷軋的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和鍍錫基板生產(chǎn)機(jī)組的實(shí)際情況,調(diào)試投產(chǎn)后可生產(chǎn)出0.15~0.18 mm的厚度均勻、表面質(zhì)量?jī)?yōu)良的超薄鍍錫基板,滿足市場(chǎng)的需求.

[1] 宋加. 鍍錫板生產(chǎn)發(fā)展及國(guó)內(nèi)市場(chǎng).軋鋼,1999, (3):61-64.

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