电镀锌机组后处理段带钢走向节能改造
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摘要：宝钢电镀锌机组在实现完全无铬化以前，在生产钝化和磷化产品时，带钢需要达到一定的温度，以便于钝化液和磷化密封液在带钢表面上固化成膜，因此在电镀后采用的是煤气加热方式、后续的钝化、磷化密封处理采用气刀来控制形成的钝化膜和磷化密封膜的厚度，从而达到节能的目的。
中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0086-02
由于锌在腐蚀环境中，可以在金属的表面形成防腐蚀的薄膜，延长材料的使用寿命，因此，镀锌已经成为目前钢铁材料防腐的一种比较有效的方法。而且，热镀锌带钢外观非常漂亮，光泽度好，在各个行业都得到了广泛的运用。目前，热镀锌钢板主要应用于家电、汽车、装潢、轻工业等行业。由于早期的热镀锌在生产过程中，生产效率不高，直到森吉米尔将热镀锌工艺和退火工序连接成一个整体，才步入了热镀锌生产的新纪元。近年来，热镀锌在装备和工艺装备上都有了很大的进步，产品的质量得到了提高。但是在实际的生产过程中，为了使磷化密封液和钝化液体可以在带钢的表面形成固化膜，需要带钢达到一定的温度，对能源消耗量比较大，因此需要其进行节能改造。
1 改造前的设备工艺
1.1 原钝化产品生产工艺
电镀锌水洗挤干喷淋钝化气刀控制干
燥冷却卷取。
1.2 原磷化产品生产工艺
电镀锌水洗表面调整磷化处理挤干喷淋密封气刀控制干燥冷却卷取。
图1 原喷淋+气刀控制示意图
在使用以上工艺进行生产的过程中，需要将带钢整体温度提高到一定温度以上，才可以使能源的利用率处于相对较低的状态；同时由于后续的风冷工艺，导致带钢要通过很多转向辊，形成180度包角，这样会对板形造成比较严重的破坏，易导致带钢发生起筋、中浪等缺陷；此外，由于带钢通过距离较长，在空气中氧气的影响下很容易被腐蚀。
1.3 带钢干燥器生产工艺及缺陷
在后处理有钝化、磷化、耐指纹等产品时，由于工艺比较复杂而且处理线设置很长，从5#水洗槽出口到3#张力辊之间设有斜喷槽、共用槽（磷化封闭与钝化合用的工作槽）、气刀装置、1#和2#干燥炉、空气冷却通道等设备，需通过7根直径为700～800mm的辊子，2根压辊总距离长达60m左右，这段带钢是电镀锌机组板型破坏最为严重的一个部位，辊子更换的频率比较高，特别是1#、2#夹送转向辊及5#、6#、7#转向辊等部位很容易引起带钢中浪、边浪、小亮点、短檫伤等缺陷。由于该区域比较狭窄，换辊和清辊都比较麻烦。具体示意图见图2：
图2 带钢1#干燥器段流程
2 带钢走向节能改造技术问题分析
（1）现有的工艺设备只能起到保湿、烘干作用；（2）在工艺允许的情况下，让带钢直接进入3#夹送转向辊，再由后面的工艺设备来完成产品的生产，这样就可以彻底解决带钢在此区域所造成的损伤，同时也减少了设备投入，提高了企业经济效益；（3）在带钢进入3#夹送转向辊之前，要对带钢表面干湿度和对锌层表面质量进行论证，同时要确定带钢缩短运行距离是否会对带钢张力和板形造成影响。
3 带钢走向节能改造工艺方案
（1）为了解决带钢到达3#夹送转向辊前的表面干燥问题，在生产的过程中，企业新增了一套利用蒸汽交换的热风干燥器，通过调整热风干燥器的蒸汽流量，可以将热风干燥器的温度达到90℃以上，有效地对辊前表面的干燥问题进行了解决；（2）为防止带钢在此段出现抖动，在加热器前设立一根托辊，辊面高度略高于中心线10mm左右，这样辊子就可以对带钢产生托力，可以使带钢平稳地进入干燥器而不出现倾斜和抖动；（3）为防止带钢在出5#水洗后，带钢边部带由于出水过度，导致无法彻底干燥的情况出现，因此在5#水洗出口处分别设置了两对边吹器，用来去除边部水分，同时可以将5#水洗的温度提高到50℃，起到较好的干燥作用；（4）考虑到带钢在此部位实际的运行距离会比原来的距离短，这样就会导致此部位的带钢张力加大，相对辊子的受力和反作用力也会出现上升的情况，这样就会对带钢造成破坏，具体示意图见图3：
图3 更改后带钢运行示意图
由于在带钢中部褶皱、起筋、边浪等缺陷，我们除了对新增转向辊的底座进行必要的加固外，还专门对辊子的凸度进行了改进，将辊子从原来的1mm凸度更改为0.5mm凸度，通过对辊子进行更改，使得更改后的辊子既能保证带钢不偏离，而且很好地解决了薄、宽带钢的褶皱和起筋等缺陷，取得了良好的效果。
4 带钢走向节能改造项目安装
4.1 设备拆除
在对钢带走向节能进行改造前，通过对机组原有地面标记找出中心线进行找正和标记，使用0.05～0.08mm钢丝拉出中心线；同时利用经纬仪对中心线进行复测，误差为±0.02mm并在两侧对固定位置进行标注；拆除钢丝绳，对改造设备进行拆除并做好标记。
4.2 设备安装
在安装设备时，首先将预先做好的转向辊支架吊到平台上，对其进行初定位。然后对支架上的辊子进行标高测定，取1#转向夹送辊的轴承做为基准，使用标高仪进行测量，在轴承座下增补垫片对其进行调整，达到设计位置后紧固螺栓，然后再进行复测，标准误差为±0.04mm。
调整两辊的平行度，使用经纬仪对1#转向夹送辊和新增转向辊两轴头尺寸进行检查，使用千斤顶顶升新增转向辊支架，然后调整两轴头间的距离，达到设计位置后紧固螺栓，再进行复测，标准误差在±0.04mm。
调整新增转向辊与机组中心线的位置，将机组中心线钢丝重新吊上，吊铅垂检查新增转向辊偏离中心线位置，误差控制在±0.05mm。转向辊到位后紧固螺栓再进行复测，标准误差在±0.05mm。
转向辊定位后按照以上的步骤安装冷却干燥器，调整好位置后对地脚螺栓进行紧固，并复测调整，达到以上的标准后，对风机和蒸汽管道进行配管，风机试车。
5 带钢走向节能改造后生产实绩
通过此次改造将原有的1#、2#煤气干燥炉改为热风干燥器，具有三个好处：其一，可以节约的煤气量约为300～400m3/h，同时增加了烘烤炉的加热能力，并且提高了耐指纹产品生产速度；其二，带钢上的小亮点、2200mm辊印等缺陷明显减少；其三，减少设备检修频率、缩短施工时间，提高电镀锌机组产能。
6 结语
随着我国经济建设的飞速发展，节能与可持续建设方兴未艾。确保工程质量及工程建设安全，文明施工已是企业施工管理的基本理念。这就要求我们在设计施工中，合理设计、合理施工，本着以人为本的基本理念，向着本质安全、高效节能方向发展；在施工中，确定正确的施工顺序，编制合理的施工组织设计，严格管理并利用自制专用工具，结合先进的施工技术，使我们的施工可以最大可能地节约成本，增加企业经营利润和经济效益。近些年来，人们对如何提高钢带质量方面进行深入研究，电镀锌机组生产出的带钢必将在高档汽车领域得到广泛应用。所以，我们有必要在设计中求创新，在施工中求合理，使我们的工程更好地满足市场需求，使企业可以持续发展下去。
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作者简介：张小磊（1987-），男，江苏宿迁人，中冶宝钢技术服务有限公司第二分公司助理工程师，研究方向：工程机械安装与检修维护。