华菱涟钢SED钢板无酸除鳞线

1、引言

热轧钢板表面氧化铁皮的去除是热轧产品加工的首要工序，自上世纪中期盐酸酸洗成功应用于工业生产以来一直成为热轧板带表面除鳞的主流方式。但由于酸洗带来的环境污染问题越来越受到行业的重视，世界各国的技术人员一直在探索能够替代酸洗的绿色高效的除鳞方式。

经过多年发展，世界各国先后研发出APO除鳞、SCS除鳞、等离子除鳞、风喷砂、抛丸处理、以及基于湿式抛丸技术的EPS技术等。

这些技术推动了无酸除鳞技术的发展，但由于技术上的局限性、产品质量的稳定性及运行成本等方面的因素，绝大多数还未能对传统酸洗工艺形成有力的竞争。

直到近年来成功投入工业应用的SED技术的出现，为热轧板带表面无酸除鳞技术的发展带来重大转折。

钢铁生态除鳞（STEEL ECO-DESALING）技术简称SED技术，是长沙矿冶院历经30年的技术研究，自主研发的一种高效稳定的金属表面绿色除鳞自动化技术。

2018年底，长沙矿冶研究院在原有技术的基础上进行迭代升级，将SED技术应用于1650mm宽带钢的表面除鳞中，并在江苏无锡建立了国内首条推拉式SED设备。该设备主要用于各类低合金高强钢的表面除鳞，设计年生产能力达到30万吨。

图1 江苏无锡推拉式SED钢卷除鳞设备

2019年，长沙矿冶院继续对SED技术进行优化升级，并于下半年中标华菱涟钢热处理板厂SED项目，拉开了SED技术用于2100mm宽幅板材表面除鳞的序幕——这是目前国内唯一得到工业应用的钢板无酸除鳞设备。

华菱涟钢SED钢板无酸除鳞设备自试产以来，在受到疫情严重影响的情况下，已累计清理10余种规格的低合金高强钢板六千余张，设备运行稳定，各项指标全面达到技术要求，现已投入正常运行和生产，钢板表面质量得到了三一重工、徐工集团等众多客户的一致肯定。

图2 华菱涟钢SED钢板除鳞生产线

2、SED技术原理和工艺流程

SED工艺是一种基于高压磨料水射流技术的绿色环保工艺，该工艺采用物理方式除鳞：将水加压到50MPa左右的压力，使磨料和高压水在喷嘴中充分混合，形成一定浓度的固液两相流，高速击打钢材表面。氧化皮被高速磨料击碎，同时在高压水流的冲蚀作用下，露出表面基体，从而达到去除钢材表面氧化铁皮的目的。清理过程水和磨料循环使用，三废零排放。

SED除鳞生产工艺如下图。该生产工艺主要由四个系统组成，即高压水供给系统、磨料供给回收分选系统、污水循环处理系统、电器控制系统，通过输送（上料）、除鳞清理室、高精表面清洗和输送（下料）四个过程完成钢材表面的除鳞，除鳞产生的氧化铁皮可作为铁精矿，直接回收利用。

3、与传统除鳞方式的比较

SED技术与传统的酸洗和抛丸处理相比，具有显著的环保、经济和质量优势，是替代酸洗和抛丸技术的最佳选择。

图5 SED技术与酸洗及抛丸处理的综合比较

此外，SED技术相比湿式抛丸技术，具有明显的技术优势，在同等产量条件下，SED技术投资更少，清理效果更好，设备稳定性更高。

图6 SED技术与湿式抛丸的综合比较

4、SED处理后的表面质量

SED清理后，钢板表面均匀无暗伤，无酸洗的“氢脆”现象；表面质量可达到Sa3.0级，硬度变化率低于1%，完全满足后续轧制、冲压等工艺的表面要求。可通过调整丸粒直径大小的方式，将清理表面的粗糙度值控制在Ra2—Ra10之间，最终涂镀性能优于酸洗。此外，SED处理后的表面比酸洗拥有更好的防锈性能，防锈时间可超过90天。

华菱涟钢SED生产线清理后的钢板，多用于工程机械车辆车身和结构件的制造，其表面质量经过三一、徐工等用户的严格测试后，得到了广泛好评。

图7 NM300样板清理前后对照

图8 涟钢SED生产线清理效果实拍

5 结语

华菱涟钢热处理二期SED钢板无酸除鳞线汇集了长沙矿冶院30余年的无酸清理技术科研成果，攻克了高效水射流喷丸冷态清理技术，高压水射流喷丸表面清理成套装备集成技术，磨料稳定输送、均匀供给及高效回收技术，板带材清理表面质量控制技术，设备全自动控制及故障在线诊断技术，高压下零部件密封技术等六大关键技术难题，具有完全自主知识产权，获授权专利32项，其中发明专利4项。

该技术原理完全不同于国内外水力抛丸等无酸清理工艺，采用高压水为驱动力，依靠磨料的冲击、磨削和高压水水楔双重作用，强力去除表面氧化皮，水和钢丸循环使用，氧化皮和破碎的钢丸粉作铁精矿供钢厂回用，无三废排放。通过调节高压水压力，控制钢丸速度，各种金属板带材规格、各种强度金属板带材理论上均可清理。

截止到目前，长沙矿冶院研制的SED无酸除鳞清理线在国内实现设备推广超过一百台（套），覆盖河北、天津、江苏等10余个省市，全面辐射我国各个主要钢铁产地，并有效形成区域示范应用。目前，设备清理材质已覆盖普碳钢、高强钢、不锈钢等金属板材和金属卷材，屈服强度从195MPa发展至1800MPa。

华菱涟钢热处理二期SED设备的运行，实现了低合金高强钢板材的表面绿色清理，打破了长期以来困扰钢铁行业板材表面清理的环保困局，有效取代酸洗和抛丸工艺，实现全行业推广后，可实现废酸减排超百万吨/年，杜绝抛丸工艺粉尘污染，有效保护我国土壤、水体和大气安全。