華菱漣鋼SED鋼板無酸除鱗線

1、引言

熱軋鋼板表面氧化鐵皮的去除是熱軋產(chǎn)品加工的首要工序，自上世紀中期鹽酸酸洗成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來一直成為熱軋板帶表面除鱗的主流方式。但由于酸洗帶來的環(huán)境污染問題越來越受到行業(yè)的重視，世界各國的技術(shù)人員一直在探索能夠替代酸洗的綠色高效的除鱗方式。

經(jīng)過多年發(fā)展，世界各國先后研發(fā)出APO除鱗、SCS除鱗、等離子除鱗、風噴砂、拋丸處理、以及基于濕式拋丸技術(shù)的EPS技術(shù)等。

這些技術(shù)推動了無酸除鱗技術(shù)的發(fā)展，但由于技術(shù)上的局限性、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及運行成本等方面的因素，絕大多數(shù)還未能對傳統(tǒng)酸洗工藝形成有力的競爭。

直到近年來成功投入工業(yè)應(yīng)用的SED技術(shù)的出現(xiàn)，為熱軋板帶表面無酸除鱗技術(shù)的發(fā)展帶來重大轉(zhuǎn)折。

鋼鐵生態(tài)除鱗（STEEL ECO-DESALING）技術(shù)簡稱SED技術(shù)，是長沙礦冶院歷經(jīng)30年的技術(shù)研究，自主研發(fā)的一種高效穩(wěn)定的金屬表面綠色除鱗自動化技術(shù)。

2018年底，長沙礦冶研究院在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上進行迭代升級，將SED技術(shù)應(yīng)用于1650mm寬帶鋼的表面除鱗中，并在江蘇無錫建立了國內(nèi)首條推拉式SED設(shè)備。該設(shè)備主要用于各類低合金高強鋼的表面除鱗，設(shè)計年生產(chǎn)能力達到30萬噸。

圖1 江蘇無錫推拉式SED鋼卷除鱗設(shè)備

2019年，長沙礦冶院繼續(xù)對SED技術(shù)進行優(yōu)化升級，并于下半年中標華菱漣鋼熱處理板廠SED項目，拉開了SED技術(shù)用于2100mm寬幅板材表面除鱗的序幕——這是目前國內(nèi)唯一得到工業(yè)應(yīng)用的鋼板無酸除鱗設(shè)備。

華菱漣鋼SED鋼板無酸除鱗設(shè)備自試產(chǎn)以來，在受到疫情嚴重影響的情況下，已累計清理10余種規(guī)格的低合金高強鋼板六千余張，設(shè)備運行穩(wěn)定，各項指標全面達到技術(shù)要求，現(xiàn)已投入正常運行和生產(chǎn)，鋼板表面質(zhì)量得到了三一重工、徐工集團等眾多客戶的一致肯定。

圖2 華菱漣鋼SED鋼板除鱗生產(chǎn)線

2、SED技術(shù)原理和工藝流程

SED工藝是一種基于高壓磨料水射流技術(shù)的綠色環(huán)保工藝，該工藝采用物理方式除鱗：將水加壓到50MPa左右的壓力，使磨料和高壓水在噴嘴中充分混合，形成一定濃度的固液兩相流，高速擊打鋼材表面。氧化皮被高速磨料擊碎，同時在高壓水流的沖蝕作用下，露出表面基體，從而達到去除鋼材表面氧化鐵皮的目的。清理過程水和磨料循環(huán)使用，三廢零排放。

SED除鱗生產(chǎn)工藝如下圖。該生產(chǎn)工藝主要由四個系統(tǒng)組成，即高壓水供給系統(tǒng)、磨料供給回收分選系統(tǒng)、污水循環(huán)處理系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)，通過輸送（上料）、除鱗清理室、高精表面清洗和輸送（下料）四個過程完成鋼材表面的除鱗，除鱗產(chǎn)生的氧化鐵皮可作為鐵精礦，直接回收利用。

3、與傳統(tǒng)除鱗方式的比較

SED技術(shù)與傳統(tǒng)的酸洗和拋丸處理相比，具有顯著的環(huán)保、經(jīng)濟和質(zhì)量優(yōu)勢，是替代酸洗和拋丸技術(shù)的最佳選擇。

圖5 SED技術(shù)與酸洗及拋丸處理的綜合比較

此外，SED技術(shù)相比濕式拋丸技術(shù)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，在同等產(chǎn)量條件下，SED技術(shù)投資更少，清理效果更好，設(shè)備穩(wěn)定性更高。

圖6 SED技術(shù)與濕式拋丸的綜合比較

4、SED處理后的表面質(zhì)量

SED清理后，鋼板表面均勻無暗傷，無酸洗的“氫脆”現(xiàn)象；表面質(zhì)量可達到Sa3.0級，硬度變化率低于1%，完全滿足后續(xù)軋制、沖壓等工藝的表面要求?？赏ㄟ^調(diào)整丸粒直徑大小的方式，將清理表面的粗糙度值控制在Ra2—Ra10之間，最終涂鍍性能優(yōu)于酸洗。此外，SED處理后的表面比酸洗擁有更好的防銹性能，防銹時間可超過90天。

華菱漣鋼SED生產(chǎn)線清理后的鋼板，多用于工程機械車輛車身和結(jié)構(gòu)件的制造，其表面質(zhì)量經(jīng)過三一、徐工等用戶的嚴格測試后，得到了廣泛好評。

圖7 NM300樣板清理前后對照

圖8 漣鋼SED生產(chǎn)線清理效果實拍

5 結(jié)語

華菱漣鋼熱處理二期SED鋼板無酸除鱗線匯集了長沙礦冶院30余年的無酸清理技術(shù)科研成果，攻克了高效水射流噴丸冷態(tài)清理技術(shù)，高壓水射流噴丸表面清理成套裝備集成技術(shù)，磨料穩(wěn)定輸送、均勻供給及高效回收技術(shù)，板帶材清理表面質(zhì)量控制技術(shù)，設(shè)備全自動控制及故障在線診斷技術(shù)，高壓下零部件密封技術(shù)等六大關(guān)鍵技術(shù)難題，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，獲授權(quán)專利32項，其中發(fā)明專利4項。

該技術(shù)原理完全不同于國內(nèi)外水力拋丸等無酸清理工藝，采用高壓水為驅(qū)動力，依靠磨料的沖擊、磨削和高壓水水楔雙重作用，強力去除表面氧化皮，水和鋼丸循環(huán)使用，氧化皮和破碎的鋼丸粉作鐵精礦供鋼廠回用，無三廢排放。通過調(diào)節(jié)高壓水壓力，控制鋼丸速度，各種金屬板帶材規(guī)格、各種強度金屬板帶材理論上均可清理。

截止到目前，長沙礦冶院研制的SED無酸除鱗清理線在國內(nèi)實現(xiàn)設(shè)備推廣超過一百臺（套），覆蓋河北、天津、江蘇等10余個省市，全面輻射我國各個主要鋼鐵產(chǎn)地，并有效形成區(qū)域示范應(yīng)用。目前，設(shè)備清理材質(zhì)已覆蓋普碳鋼、高強鋼、不銹鋼等金屬板材和金屬卷材，屈服強度從195MPa發(fā)展至1800MPa。

華菱漣鋼熱處理二期SED設(shè)備的運行，實現(xiàn)了低合金高強鋼板材的表面綠色清理，打破了長期以來困擾鋼鐵行業(yè)板材表面清理的環(huán)保困局，有效取代酸洗和拋丸工藝，實現(xiàn)全行業(yè)推廣后，可實現(xiàn)廢酸減排超百萬噸/年，杜絕拋丸工藝粉塵污染，有效保護我國土壤、水體和大氣安全。