探析冷轧厂酸洗工艺阶段的常见故障及优化

朱艳娥　王艳艳　文赫荔

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

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0159-02

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。

2.1.2 泵壳磨损

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

机组采用的热交换器是单流程块孔式石墨热交换器，过酸的孔径为16 mm。热交换器在酸洗工艺中是为酸液加热的主要设备。酸液加热到恰当的反应温度时，制作工艺才能高效的进行。热交换器在工作过程中会出现顶部冒水或者热交换器工作报警。顶部冒水是由于交换器中的密封填充材料的老化，材料弹性效果遍地，会降低蒸汽的密封程度，只要适当压紧螺丝就可恢复密封程度。热交换器报警是由于冷凝水出口管路上电导率检测的检测值超过限定值，产生这种情况是因为石墨块在使用过程中产生裂纹，导致蒸汽通道与酸通道互通。石墨块产生裂纹是由于石墨在高温和瞬间低温下的热涨冷缩。为防止这种情况的出现，在工艺程序设计方案执行时，工作时应该保证酸液开始流通时再慢慢打开蒸汽阀门；停机时必须保证进气阀门彻底关闭，这样操作才能避免冷凝水对石墨产生冲击。

2.4 各设备间连接管道的故障

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。

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