张 鹏， 陈 诚， 姚 健， 王 建 伟
首钢智新迁安电磁材料有限公司，河北省唐山市，064400）
摘 要 ：本文主要从酸洗循环系统原理、硅泥结晶物形成机理、硅泥堵塞设备危害方面入手，结合现场实际生产情况，对立式循环泵反冲洗装置开发、酸槽酸液导流板装置开发以及酸液药剂选型及加药方式优化三个方面进行了系统分析、研究和改进，从而对生产和设备的运行及维护起到了积极的保障和指导作用，有效地提升了酸洗能力及酸洗质量，为后续硅钢产品的质量提升及提速增产创造了基础条件。
关键词：循环系统；硅泥结晶物；反冲洗装置；导流装置；酸液药剂
前言
常化酸洗机组主要进行硅钢热轧板的处理，作为生产取向硅钢和高牌号无取向硅钢的第一道工序，在整个生产流程中起着承上启下的作用，具有举足轻重的地位。其工艺段主要是常化炉和酸洗区域，酸洗的主要目的是去除热轧来料外表面的氧化铁皮（俗称除鳞），使钢带具有一定的表面光洁度，为轧机提供优质原料。为满足硅钢产品严格的表面质量要求，必须将带钢表面氧化铁皮去除干净，因而酸洗系统一直是硅钢生产的核心工艺处理系统。
硅钢是所有带钢中最难酸洗的一种钢种，因此对酸洗的机组的配置要求比普碳钢的高。由于硅钢中含有较多的硅元素，酸洗硅钢后的酸液中存在着絮状的微粒，通过化验其主要成分得到其主要成份为SiO2，微粒之间相互碰撞成团并长大后吸附到酸洗循环系统的设备及管路内壁上形成硅泥结晶物，造成循环泵泵腔过滤网堵塞、泵吸空，石墨换热器堵塞，以及酸槽的喷梁及喷嘴堵塞，循环泵出口压力异常升高，泵腔憋压损坏、流量无法满足工艺要求等问题。针对上述问题，对酸洗循环系统的循环泵、酸槽酸液浓度和酸液添加药剂进行研究与优化，从而提升酸液洁净度和质量，降低循环泵故障次数，突破酸洗硅钢的瓶颈问题、提速增效，最大程度的释放硅钢的设计产能。
1 酸洗循环系统
常化酸洗机组生产线具有多段存在浓度梯度的酸洗槽，并配套有酸洗循环系统，其中，酸洗槽按照酸洗工艺，各段的酸洗槽的浓度依次增大。循环系统内主要设备有循环罐、循环泵、石墨换热器、喷梁及喷嘴、附属管道等，首先，循环泵将循环罐内的酸液吸出，再通过石墨换热器和喷梁及喷嘴，喷至带钢表面，最终酸洗带钢后的酸液回流至循环罐内。酸液长期如此循环利用后，酸液中必然产生大量硅泥结晶物吸附在设备及管道中，同时循环泵、石墨换热器以及喷嘴对酸液洁净度的要求相当的高，一旦酸液中存在了部分硅泥结晶物，就很大程度的增加了设备堵塞概率，造成堵塞损坏、降低了酸洗带钢质量。
2 立式循环泵反冲洗装置的开发
在酸洗硅钢生产过程中，酸液里日积月累会存在了大量硅泥结晶物，由于立式循环泵泵腔叶轮旋转产生的吸力，这些硅泥结晶物就会经常性的被吸附在立式泵吸液口的过滤网上面，造成泵出液口压力及流量不足，严重时造成泵吸空、异常震动损坏，影响了泵的使用寿命以及产线的稳定运行。
针对上述问题开发了循环泵过滤网反冲洗装置，该装置整体安装在立式泵底座上方并且通过反冲洗管道与立式泵出液管道相连接，控制阀门及管道等全部采用酸液专用材质；其动力源，采用相应压力的液体介质；其过滤器主要是过滤动力源内的杂质，避免二次堵塞立式泵过滤网；其单向阀主要是避免立式泵使用期间，酸液进入反冲洗装置。
图 2-1 反冲洗装置安装示意图
通过立式循环泵过滤网反冲洗装置的开发，操作阀门切换可以在短短几分钟内完成过滤网清理工作，利用液体进入过滤网时冲击性，可以全面的清理过滤网滤孔杂物向外部冲散，避免杂物进入过滤网内部对后续设备造成不利影响；降低了循环泵因吸空损坏的费用成本，保证了循环泵的稳定运行。
3 酸槽酸液导流装置的开发
3.1 酸槽酸液现状及问题
酸洗硅钢生产过程中，有部分硅泥结晶物堵塞了酸槽内的喷梁及喷嘴，必须及时清理，否则会导致立式循环泵出口压力异常升高，泵腔憋压损坏、流量无法满足工艺要求等问题。目前采取拆卸喷梁的喷嘴后，再对喷嘴进行清洗的方式，可以解决上述问题，但必须停机处理，影响生产效率。因此，为了保证酸洗生产效率，通常采取拆卸喷梁上两侧的部分喷嘴，其余喷嘴正常使用的措施。但此种方法会造成带钢残留的前一段酸洗槽的酸液随着酸槽内转动的挤干辊，跨过挤干辊下方的隔墙而甩洒到后一段酸洗槽中，致使下一段酸洗槽中的酸液浓度降低（设计要求，1#至3#酸槽内酸液浓度依次升高），极易造成带钢表面氧化铁皮残留的问题。
3.2 酸槽酸液导流装置开发
为了解决上述问题，开发了一种酸槽酸液导流装置。该装置各部件均采用耐酸板材组装而成，安装在酸槽挤干辊下方的实体隔墙上。当带钢酸洗时，其两侧所携带的残留酸液会穿过挤干辊，流入到酸槽酸液导流装置的底板上，并顺着底板流回前一段酸洗槽，不影响后一段酸洗槽的浓度，从而保证了下一段酸洗槽的酸洗效果。
图 3-2 酸槽酸液导流装置安装示意图
通过增加酸槽酸液导流装置，不仅可以避免喷嘴堵塞导致的循环泵出口压力异常，泵腔损坏、流量无法满足工艺要求的问题，还解决了拆卸部分喷嘴所导致的残留酸液甩洒后一段酸洗槽，后一段酸洗槽内酸液浓度下降而致的带钢酸洗不净问题，确保酸液浓度可控调节，有效地避免带钢表面出现氧化铁皮残留质量缺陷，保证了酸洗带钢的顺稳运行。
4 酸液药剂选型及加药方式优化
前期使用的添加药剂为固态粉末状，采用人工手动进行水稀释配药，容易形成结块，导致酸液浑浊、不清澈，且无明显颗粒絮状硅泥，不利于沉淀分离。为了尽快解决上述问题，对药剂进行了重新选型，新药剂为液态，水溶性好且不易结块。同时，新增加了自动加药装置，能够进行现场控制和远程控制，包括加药泵、流量计、阀门及附属管道等设备，由流量计进行报警，便于监测泵的运行状态，能够依据工艺设定的数值精准的检测到对药剂的添加量，实现对药剂添加量的控制。
通过酸液药剂的重新选型及加药方式优化，酸液内的颗粒絮状硅泥明显，多次搅拌不易分散，能够有效的沉淀分离出洁净的酸液，酸液洁净度和质量得到了提升，提高了酸液与带钢的反应速率，降低了循环泵、换热器以及喷嘴等设备的堵塞概率和故障。
5 结论
通过对酸洗循环系统的研究与分析，本文以常化酸洗机组酸洗循环系统优化改造为背景，首先介绍了酸洗循环系统的工艺原理和硅泥对设备产生的危害性，然后在此基础上，对以下内容进行了阐述：
(1)首先立式循环泵开发反冲洗装置后，过滤网无堵塞，循环泵运行更稳定；
(2)其次，酸槽酸液导流装置的开发，确保酸液浓度稳定可控调节，降低酸洗带钢质量不良概率；
(3)最后，对酸液药剂进行重新选型及加药方式优化，提高了酸液洁净度和酸洗质量，降低了设备堵塞概率.
针对本文提出的一些改进措施及建议，对同类产线运行管理和技术问题处理，具有很好的借鉴和指导意义。
参考文献
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