探析冷轧厂酸洗工艺阶段的常见故障及优化

摘 要：文章着重介绍了冷轧厂中采用酸洗-冷轧联合机组时酸洗工业阶段常见的设备故障，并且分析了故障产生的原因，进而提出了工艺优化方案，为实际生产过程中酸洗工艺段的日常维护提供了良好示范。一般情况下，酸洗段常出现问题的设备有耐酸泵、耐酸蝶阀、热交换器和机组中设备间的传输管道。如果对工艺过程中的设备故障不加以认真对待，生产产品废品率会升高，产品会表面会出现“欠酸洗”、“过酸洗”“宽窄印”或“停车斑”等一系列缺陷，大大降低了生产效率。优化生产过程中的机组设计方案，降低故障发生率，才能提高降低生产成本，增强产品竞争力。

关键词：冷轧厂；酸洗工艺；常见故障；方案优化

目前，为了提高国内钢材生产企业的生产能力，国内生产基地都采用酸洗-冷轧联合机组的设计，联合机组的采用能使工厂年产量达到百万吨以上。其中酸洗阶段的主要任务是洗掉带钢表面的氧化铁，为冷轧工艺阶段提供合适的加工材料。所以，维护好酸洗工艺段的设备对于整个加工过程都有重要意义。本文以德国公司SMS DEMAGG公司设计的机组为例，通过对酸洗工艺段常见故障进行分析，优化酸洗工艺流程。

1 酸洗工艺阶段的具体生产流程

经过酸洗技术的不断改进，目前酸洗阶段采用的工艺都是浅槽紊流酸洗技术。与传统的深槽酸洗和浅槽酸洗相比，紊流酸洗具有许多优势。例如带钢以高张力通过酸洗工艺段，省去了张力单元和张力控制系统，设备得到精简；整个机组张力均匀，带钢在机组的运行状况较之前更加流畅；酸洗通道内使用较少的酸液，有利于酸液的工作循环；酸洗时间大大缩短。

整个酸洗工艺段一般分为浅槽紊流式酸洗，带钢平直通过。酸洗段由3个酸洗槽构成。酸洗槽的入口和出口上都安装有喷杆，侧喷嘴安装在酸洗槽的侧面，喷嘴的安装调整了酸液的紊流速度，也确定了酸槽中的工艺速度是满负荷的。每个酸洗槽之间都有安装有一堆挤干辊，并且都连接着拍酸槽。每个酸洗槽都配套安装有一个循环罐。循环管路上安装着卧式离心泵，离心泵将酸液通过热交换器和管道运送到酸洗槽。酸洗槽内的钢都具有特殊涂层并且附加耐酸砖衬保护。酸洗槽盖放置在水封槽上。外槽盖主要是由玻璃钢做成，内槽盖是采用浸入式设计，材料是PP材料。内槽盖在外槽盖的卡槽内安装。内槽盖在耐酸砖上形成紊流酸洗腔，槽盖由液压缸通过铰链驱动实现开启和关闭功能。

2 酸洗工艺段常见故障

2.1 耐酸泵故障

耐酸泵是在酸洗阶段为工艺进行提供酸液的主要设备，耐酸泵的正常运转才能为酸液紊流提供足够的动力。经过在循环罐内的加压，酸液通过热交换器进入到酸洗槽的喷杆和侧面喷嘴处。该联合机组采用的耐酸泵是来自于MUNSCH公司的单机械密封耐酸泵。泵壳和叶轮是采用PPH材质，工作过程中硬颗粒对其磨损较为严重，而且其热稳定性也不好，易变性。泵内动静环一般采用碳化硅材质。由于泵壳和叶轮的材料特殊，耐酸泵一般会出现机封漏酸、泵壳磨损等问题。

2.1.1 机封漏酸

耐酸泵机封漏酸会导致酸液流失，对设备进行腐蚀，影响生产效率。机封漏酸一般有以下原因：泵壳0型圈老化；生产过程中泵机为空转，将机封烧毁；工作过程中酸液内的小颗粒杂质令泵机工作是发生微量偏移，接触面配合不好，酸液泄露。泵壳0型圈老化时，要及时进行更新，若是机封漏酸是，则应及时更换机封，以免造成更多的设备损坏。

由于泵机PP壳材质较弱，会出现漏酸情况。在实际维护过程中，发现过泵壳体内有耐酸砖，所以日常生产过程中检测酸液回流情况十分重要，酸液是否过滤干净直接影响的酸液在处理带钢表面时的反应时间。所以维护中要做到定时清理酸洗槽和管道内的污染物和小颗粒。

2.1.3 酸泵机工作故障

酸泵机的工作过程中一般出现的故障有：耐酸泵机器运转噪音大，泵机电机报警，酸液压力不足，无法保证酸液的及时供给。

①在实际生产过程中，泵机运转噪音较大最精彩的原因是轴承部位出现问题。泵机轴承对中度差，联轴器弹性块损坏或者轴承损坏都会造成机器运转噪音变大。另外还有容易忽视的原因是泵强随酸液进入硬颗粒杂质。一般情况下，只要调整或者更换轴承就能解决噪音大的问题，如果进入杂质，则需要拆解甭提，进行清理工作。

②如果泵机轴承没有问题，而电机报警。一般是由于泵内叶轮磨泵前壳体，造成泵内前壳体表面毛糙，阻力增大，一般将表面重新磨平即可。

③酸液循环压力不足，则是由于叶轮磨损严重导致，更换叶轮即可。

2.2 耐酸蝶阀的故障

在酸洗过程中，在中间管道上会安装蝶阀，起到酸液隔离备用泵的效果。蝶阀如果不能正常工作，则无法进行在线修理，需要关闭整个机组进行检修，将大大影响检修过程中联合机组的声场效率。由于蝶阀钢衬为聚四氟乙烯的材质，而且酸液中经常会出现硬质颗粒，一旦蝶阀法办被硌破，酸液进入到阀板内芯，则会导致钢制阀轴和基座受到腐蚀，造成漏酸。如果阀体漏酸发生，则为时已晚必须停止整个酸洗段。所以在日常工作中需要特别注意这种情况。及时清理位于较低位置的蝶阀，将酸液留下的硬质颗粒和管道内藏的东西进行定期检查，保证蝶阀的正常工作。

2.3 热交换器故障

管道是整个酸洗工艺段的“经脉”，管道的通畅是酸洗能够顺利进行的基本保障。管道堵塞将会严重影响酸液输送，由于管道内经常会遗留各种各样的脏东西、杂物如酸液中的硬质颗粒，管道内壁材料的脱落物等，比较容易在阀门处发生堵塞。特别是刚刚开始生产的联合机组，在正式投产之前一定要进行管道清理，保证酸液的正常流动。管道内偶尔还会出现PP缠绕将玻璃钢复合管道端凸缘脖颈处向外翻酸液结晶物的情况，产生结晶物的原因一般是由于法兰连接螺丝过紧，造成PP层开裂，在检修时注意不要连接螺栓过紧能起到正常支撑作用就行。

2.5 酸洗工艺中其他设备易发生的问题

在酸洗过程中的主要设备故障排除之外，酸洗工艺的辅助设备也定时的进行检查和维修。各个部位的正常运转才能保证整个工艺流程的顺利进行。以下是在机组运行过程中针对实际产生的问题讨论：

①酸槽中滑石表面产生麻点，这主要是由于新酸液浓度较高，对滑石产生腐蚀。表面带有麻点的滑石将会影响带钢表面的平整，生产过程中如果发生此情况应及时更换耐酸滑石。

②挤干辊带来的机器噪音。挤干辊工作一段时间之后会产生周期性振动，这种振动如果过于剧烈会影响耐酸砖的牢固性。挤干辊由于工作过程中的磨损或者耐酸橡胶的脱落，导致的振动，发现情况后只要尽早更换挤干辊即可。

③定期对外槽盖和PP内槽盖进行检查，检查其是否有裂纹或者划伤情况。如果外槽盖产生浸酸现象，则应及时检查从何处漏酸，马上进行防腐处理，损坏严重的槽盖直接更换。内槽盖由于其特殊形式，应定期检查槽盖内是否产生积水状况，若有积水，应及时打开槽盖，使冷凝水排出。

3 结 语

通过对酸洗工艺段中各个设备可能发生的故障进行原因分析，并根据故障产生原因，及时有效的优化和维修措施，可以避免生产过程中由于机器故障而出现较多的残次品，能得到较高的产品合格率。同时也能优化生产过程中酸液和脱盐水等辅料的消耗，实现某些生产过程的循环，能高效的利用生产材料。对工艺段的常见故障分析后，制定适合的检修计划，能提高生产效率。但是本文的研究难免存在一定的局限性，仅仅对设备故障进行了分析，没有结合生产的产品的具体情况进行分析，例如产品出现欠酸洗情况应该对工艺规程如何进行调整，如何进行预防；生产带钢表面出现“停车斑”情况，除了设备故障的问题，应在工艺规程中如何进行调整，这些都是今后笔者的研究方向，需要进一步深入理解冷轧-酸洗联合机组各个工艺生产情况。