用于连续清洗钢带的设备和方法技术

本发明专利技术涉及对连续进给钢带的清洗，更具体地，涉及一种包括对所有清洗操作进行集中控制的清洗方法以及实施该清洗方法的设备（１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及对在连续清洗设备中进给的钢带进行清洗，更具体地，涉及包 括对所有清洗操作进行集中控制的清洗方法以及实施该方法的设备。
技术介绍
在其制造过程中，钢带接受热轧操作，在热轧结束时温度可达到将近1200°C，然后 钢带接受冷轧操作。在完成冷轧后，通过在轧制带的表面上喷水而使钢带冷却，随后在可达 800°C的温度下卷绕成带卷。在进行热轧时，由于与所喷的水发生氧化反应而形成称为“氧化皮”的铁的氧化物 层，使得在完成热轧后，钢带于是覆有相对较厚且较硬的氧化皮层。在带卷于空气中冷却的 整个阶段，氧化继续进行。不同的温度和氧化源是氧化皮中存在三种铁的氧化物的原因。在 最终的冷轧之前必须去除这种氧化皮，因为不这样的话，氧化皮将会嵌入在金属中并将显 著地改变其表面状态及其冲压性能。此外，由于氧化皮极其硬，它在钢带上的存在可能会导 致冷轧辊的非常快速的磨损。为了对热轧带进行清洗，通常使用包括专用线的装置，所述专用线对在含有酸性 清洗溶液的池中连续进给的带实施化学清洗。在最古老的装置中，清洗溶液是硫酸溶液。然而，出于环境和生产率方面的原因， 现在使用基于盐酸的清洗溶液。在图1中示出了传统连续清洗线设备1的示例。这涉及清洗设备1，其包括-破碎装置11，其对钢带2进行热轧时在钢带2的表面上所形成的氧化物进行破 碎，以便加速之后的清洗过程；-严格意义上的清洗装置12，其包括多个清洗池(在图1中未示出)，用于对所述 氧化物进行酸侵蚀；以及-冲洗单元15，用于清除存在于钢带2表面的铁的氯化物和酸(尤其是盐酸)；破碎装置11、清洗装置12、以及冲洗单元串联布置，使得待清洗的钢带2在清洗设 备1中连续进给时相继穿过这些装置。图1中示出的设备1还包括-交替工作的一组钢带退绕机21、焊接机23、以及第一积聚装置4，它们串联布置 在破碎装置11的上游；以及-干燥机25、第二积聚装置26、边缘剪(cisaillede rive) 27、注油机 (huileuSe)28、剪29、以及一组卷绕机30，它们也串联布置但在清洗装置12的下游。工作时，待清洗的钢带2由钢带退绕机21退绕并穿过剪22，剪22剪切钢带2的头 部。钢带2在穿过焊接机23时被焊接到之前被剪22剪切的钢带的尾部上。于是在进行前 一钢带的尾部和待清洗钢带之间的焊接时，积聚装置24允许积聚钢带2，然后将钢带向下 游(也就是说破碎装置11的紧上游)释放。随后，钢带2穿过氧化物破碎装置11 (通常称 为“氧化物碎裂机”)。破碎装置11尤其允许将在热轧阶段形成于钢带2上的氧化皮进行机械破碎，这将方便并且加速紧接在该机械破碎之后的对钢带2进行的酸洗。然后，在穿过 破碎装置11之后，待清洗的钢带2连续进给到清洗装置12的清洗池中，每个清洗池均填充 有被搅拌的清洗溶液。于是通过在清洗池中浸渍实现了钢带2的酸洗，并且得到清洗后的 钢带2。然后，在已进给穿过清洗装置12的池之后，钢带2在冲洗单元15中被冲洗，然后 在干燥机25中被干燥。第二积聚装置26允许钢带2在卷绕机30的装载和剪切操作期间 在清洗设备1中连续进给。边缘剪27用于去除钢带的边缘以允许保证没有所谓的“边缘缺陷”(例如，裂纹) 并且保证钢带宽度不变。注油机28用于确保清洗后的板材免受氧化。剪29在带卷的末尾 切割钢带2，交替工作的卷绕机30确保对将清洗后的钢带2进行卷绕。破碎氧化物的操作，目的在于总体上加速钢带的清洗操作，通常是在氧化物破碎 装置11(例如，在图1中示意性示出并在图2中更详细示出的破碎装置)中进行的。这涉 及允许采用所谓的“拉伸矫平技术”来破碎氧化皮层的装置11，所述技术包括在被支撑滚 轮112支撑的工作辊111上交替弯曲钢带2，钢带2受到入口张紧装置113和出口张紧装置 114的拉长。该拉长可达2%。图3中所示破碎装置的示例12是连续清洗线中最常用的装 置之一。这样的装置11还允许改善待清洗钢带2的平面度。严格意义上的清洗操作在于使铁的氧化物(“氧化皮”)与酸性清洗溶液发生反 应。根据氧化皮层化学性质的不同，在清洗溶液中发生不同的化学反应。实际上，当钢带是热的时，在热轧机的最后一个精加工基座的出口与卷绕机之间， 氧化皮具有由氧化亚铁FeO、四氧化三铁Fe3CV以及少量三氧化二铁Fe2O3的叠加所构成 的结构。当带卷在环境空气中冷却时，钢带的头部和尾部以及边缘快速冷却，氧化皮向由 Fe3O4和Fe2O3构成的结构演变。钢带的其余部分冷却较慢，因此其上形成的氧化皮主要由 Fe3O4-Fe共晶化合物(compos6e d，eutectique)构成，可能还有少量的残留FeO。这样，当在基于盐酸的清洗溶液中进行清洗时，发生以下化学反应(l)Fe0+2HCI — FeCl2+H20(2) Fe203+6HC1 — 2FeCl3+3H20(3) Fe304+8HC1 — FeCl2+2FeCl3+4H20(4) Fe+2HC1 — FeCl2+H2gaz(5) 2FeCl3+Fe — 3FeCl2这些反应显示出，在清洗过程中，清洗溶液总体上趋向于含酸变少而相应地含铁 的氯化物变多。由于连续清洗过程要求维持清洗溶液的特性尽可能不变，因此清洗溶液必 须在所谓的“再生单元”中进行再生，所述再生单元布置成与清洗设备对齐并且通过向炉子 或反应器中喷射而工作。此外，使用抑制剂来限制酸对裸钢的侵蚀，尤其是在钢带停于浴中 的情况下。清洗溶液含酸变少、由钢带带动的清洗溶液向清洗设备下游的流动(d6bit)、必须 更新清洗溶液以及必须确保清洗装置的连续清洗池之间尽可能好的浓度平衡，导致了需采 用如图3所示的清洗装置。该清洗装置包括多个清洗池121、122、123(通常数量为等于或 大于3)，这些清洗池每个均填充有尤其包含硫酸或盐酸的清洗溶液1211、1221、1231。这些清洗池121、122、123沿着钢带2的纵向进给方向一个接一个地串联布置，使得钢带从一个池到另一个池(在此例中即为，从清洗池123经过清洗池122到清洗池121) 地连续进给。对钢带2的进给进行控制的装置(在图3中未示出)，例如卷绕机，通常布置在清 洗设备1的出口处。所述控制装置允许沿进给方向驱动钢带2，以便钢带2相继通过不同的 清洗池121、122、123并在每个清洗池内形成指向上的凹曲线(所谓的“悬链线型曲线”)， 所述凹曲线浸渍在每个清洗池121、122、123中所含有的清洗溶液1211、1221、1231中。除了清洗池121、122、123之外，图1所示的清洗设备还包括清洗溶液1211、1221、 1231的再循环回路13和再生回路14。再循环回路13包括多个贮存器131、132、133，每个贮存器通过利用交换器1311、 1321、1331进行再加热和泵送的单元与一个清洗池121、122、123关联。贮存器131、132、133之间也通过导管1312、1323相连，使得沿与钢带2在清洗设 备1中的行进方向3相反的方向设置在清洗设备中。再生回路4包括用于将在酸侵蚀时形成的铁的氯化物转化成铁的氧化物的高温 水解单元141，以及用于收集氧化物的、呈池子形式的回收池142。高温水解单元141与沿钢带2于设备1中的进给方向3所遇到的第一个贮存器 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对在清洗线设备（１）中进给的金属带（２）进行清洗的方法，所述方法相继包括以下步骤：将热轧时在金属带（２）的表面上所形成的氧化物进行破碎的步骤；酸洗步骤；以脱矿质水作为冲洗用水对金属带（２）进行冲洗的步骤；以及干燥步骤，金属带（２）被驱动以进给速度Ｖ在所述设备（１）中沿纵向进给方向进给，所述纵向进给方向垂直于金属带（２）的宽度，金属带（２）的进给速度Ｖ由一组退绕机（２１）和卷绕机（３０）控制，每个所述清洗步骤均由致动器（４５）控制，所述致动器（４５）能够作用于所述清洗线（１）的调节参数，致动器（４５）对给定调节参数的作用或不作用由状态数据（４５０）确定，所述方法包括总清洗控制过程（４０００），所述总清洗控制过程实施：－对至少一部分清洗调节参数进行的连续测量（４３１０１、４３１０２），所述测量在清洗期间实施；－控制阶段（４２０１、４２０２），其在清洗期间实施，在所述控制阶段期间，所述总控制过程（４０００）借助于预测性控制系统确定（４２０１）并发送（４２０２）经优化的控制指令（４２５）给致动器组（４５）；以及－对金属带（２）的表面进行连续检测（５００１、５００２）；所述方法的特征在于，所述总控制过程（４０００）包括：－预先准备阶段（４１０１、４１０２），其在清洗的上游或开始时实施，在所述预先准备阶段期间，所述总控制过程（４０００）借助于分析模型确定（４１０１）并发送（４１０２）预调节指令（４１１）给致动器组（４５），所述分析模型能够与预测性控制系统相关联；－连续计算（４３２００）至少一部分清洗调节参数，所述计算在清洗期间实施；所述方法的特征还在于，对金属带（２）的表面进行连续检测（５００１、５００２），并在欠清洗的情况下，确定（５００１）并发送（５００２）报警指令（５００）给控制阶段（４２０１、４２０２），所述控制阶段（４２０１、４２０２）将金属带（２）的进给速度Ｖ逐步降低（５００１）至经修正的进给速度Ｖｃｏｒ，进给速度Ｖ的逐步降低一直进行直至所述缺陷不再被检测到并且所述报警指令（５００）不再被启动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S克罗瑟，P巴比里，J勒罗耶，JF克拉维尔，
申请(专利权)人：西门子VAI金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：FR