EPS系統

SCS系統也就是板巻鋼材表面處理新技術，可以使得熱軋板品質更優、成本更低、產能更高、完全環保。

基本介紹

• 中文名：EPS系統
• 別名：SCS系統
• 釋義：板巻鋼材表面處理新技術
• 類型：系統

概述

熱軋板巻為除銹及防鏽，其表面處理過去一直採用酸洗、冷軋、熱鍍鋅或塗層等工藝技術，這些技術對板巻鋼材表面處理起了很大的作用，大大拓寬了板材使用的範圍，進一步提高了板材使用性能，並延長了板材使用壽命等優點，但不可避免也帶來了一些美中不足：

1） 無論酸洗還是鍍塗工藝生產成本都比較高；

2） 採用酸洗工藝後不可避免地對環境帶來一定的污染。

3） 為滿足環保要求，必須增加酸回收及酸再生機組，導致工藝流程複雜，成本增加。

為此世界各國都為改進，提高這些工藝在進行研究和攻關，並尋找有效的新技術。其中美國某公司經過多年卓有成效的研究和不斷改進首先取得了成功，終於在2003年成功研究出板巻鋼材表面處理新技術——SCS（Smooth Clean Surface光滑清潔表面），並在當年3月在美國自已的公司板材生產線上套用取得成功，2005年4月SCS板材生產線推廣到歐洲比利時HOLVOET成功套用，2006年12月進一步擴大到巻材的SCS生產技術，到目前為止，歐美各國已有12條生產線成功推廣使用，這些生產線不僅對板巻鋼材表面進行處理，根據不同需要還可對板巻鋼材進行拉伸矯直，切邊以及平整等多種功能和用途。由於SCS新技術在短時期內迅速的推廣，並產生了很好的技術、經濟及社會效果。已引起板巻鋼材深加工，尤其表面處理技術有關人士的高度注意和濃厚興趣，而且不僅在美洲，歐洲，甚至在亞洲及其它各大洲有關人士的廣泛興趣。

與酸洗塗油等傳統的生產工藝相比，選擇美國該新技術及成套設備對原生產線改造，可以給中國的鋼鐵製造業廠家、巻材加工商帶來的好處是：巻材品質更優、成本更低、產能更高、完全環保；同時，巻材產品加工製作性能具有更好的焊接性、防鏽性、塗層附著性，消除巻材裂紋，能製作出更加清潔，高質量的管子。無疑，巻材產品將更有競爭力，生產商將更有競爭優勢。

為幫助中國的鋼鐵製造業廠家、巻材加工商的引進美國該新技術及成套設備，我們樂意提供你們需要的專業化服務。

工作原理

1.表面氧化鐵皮組成及氧化保護膜生成

熱軋生產過程中，經終軋及層流冷卻後生成的氧化鐵皮一般由三層結構組成，最上層為紅色三氧化二鐵Fe2O3即鐵鏽層，約占2%，中間層為磁性四氧化三鐵Fe3O4約占18%和最下層的維氏體（主要是氧化亞鐵FeO）約占80%。帶鋼氧化鐵皮厚度一般為7.5－15µm。以下為基體層。其結構如圖1所示：

如果我們能去除上面的氧化鐵皮，僅保留最下層幾微米厚的氧化亞鐵FeO。而SCS在研磨刷光過程中就能去除鐵皮的最上面部分，僅留下很薄（大概7微米）的維氏體層。維氏體的化學特性不同於頂部的氧化鐵皮層—在分子機構中它有更少的原子，氧的含量僅為23.26%（化學分子式是FeO）。經SCS處理就能生成氧化保護膜，不再生鏽，不容易被鏽蝕。這是一個非常好的構想，經美國TMW（The Material Works）公司的努力目前已成為現實。

2.美國SCS（Smooth Clean Surface光滑清潔的表面）處理原理

根據以上的構想，首先由美國TMW（The Material Works）公司在2003年3月發明和成功套用了SCS板巻表面處理新技術，其基本工作原理如圖2所示：

在密閉的空間內，根據板巻厚度尺寸的大小，研磨輥之間的上下間隙可自動調節，板材通過輥縫時，由研磨輥研磨洗刷掉鋼板表面的氧化鐵皮，僅保留最底層幾微米厚的氧化亞鐵FeO表面，並由SCS裝置中的循環過濾水沖洗掉SCS工藝除下的氧化鐵皮，同時過濾循環水不斷對鋼板表面進行沖洗，最終形成約7微米厚的防鏽層。經SCS處理後的表面至少4年不會生鏽，圖2為4年後也沒有生鏽的實物對比。

目前形成的SCS板巻鋼材已成功取代部分冷軋板巻，酸洗乾燥，酸洗塗油，噴丸，平整等產品。

主機

1、SCS主機結構

根據以上原理組成的SCS主機結構如圖3所示：

SCS主機由研磨輥和導向輥等組成，同時採用循環水過濾系統用於過濾和循環未經處理的普通水，予沖洗掉SCS工藝研磨洗刷下來的氧化鐵皮和清洗鋼板的表面，裝置可收集氧化鐵皮，收集的氧化鐵皮可與廢鋼一起處理，淨化過的水則可重新循環利用。

2、SCS過濾水系統

SCS專機由研磨輥和導向輥等組成，同時採用循環水過濾系統用於過濾和循環未經處理的普通水，予沖洗掉SCS工藝研磨洗刷下來的氧化鐵皮和清洗鋼板的表面，裝置可收集氧化鐵皮，收集的氧化鐵皮可與廢鋼一起處理，淨化過的水則可重新循環利用，其結構如圖4所示。

圖4　SCS過濾水系統

3、由SCS主機等組成的生產線：

由研磨輥和循環過濾水系統等組成的SCS主機是本系統的核心設備，並與開巻機、切頭（尾）剪、輥式矯直機、切邊機、張力機架、乾燥台、張力機架、巻取機等組成靈活可變的生產線，以滿足不同需求的用戶需要，其生產線布置如圖5所示：

圖5　SCS生產線組成

其中，切頭剪、輥式矯直機、切邊剪等根據用戶需要而配置，在SCS板材線上則不需要配置開巻機和巻取機。由SCS生產線生產出的產品表面不需要進行任何塗油處理，鋼板在一般情況下可保存四年不會生鏽，經SCS處理的熱軋板可直接替代部分冷軋板使用，達到以熱代冷的目的，可以替代部分產品的酸洗功能。經SCS處理前後的熱軋巻產品表面如圖6所示。

4、SCS生產線常用技術參數

1）SCS卷材線

材料種類：熱軋黑皮卷

卷材厚度：0.76～6.35mm

卷材寬度：304.8～1879.6mm

每邊修整量：4.76～76.2mm

最大鋼卷重量：27.2352t

最大鋼卷外徑：2133.6mm

入口鋼卷內徑：609.6～889mm

出口鋼卷內徑：508mm、609.6mm或762mm

對於厚度為3.42mm的卷材，線速度可達45.7m/min。配置單台SCS生產線，產量約為1.8～2萬t/m，在原有生產線上增加一台SCS裝置,還可提高80%的產量。

2）SCS板材生產線

材料種類：熱軋黑皮鋼板

板材厚度：1.09～12.7mm

板材寬度：304.8～1879.6mm

最大堆垛重量：9.0784t

對於比較薄的板材，線速可達30m/min

加工特點

1、SCS技術特點——品質更優、成本更低、產能更高、完全環保。

1）經SCS加工的表面能達到清潔，光滑的表面；

2）系統和產品能達到完全環保，能替代酸洗，消除了酸洗過程中有危害的鹽酸，生產過程中採用的是密閉式循環冷卻，沖洗系統的水為普通循環過濾冷卻水；

3）設備成本大大低於酸洗和塗油生產線；

4）生產運行總成本大大低於酸洗塗油生產線；

5）在原有生產線上增加一台SCS裝置,還可提高80%的產量；

6）生產線占地面積約為酸洗塗油生產線20%；

7）對鋼板能進行修邊，拉伸矯直，並消除所有巻板的裂紋痕跡，使不平的材料達到非常平直；

8）經SCS處理的鋼板表面不需要做任何塗油處理，鋼板在一般情況下保存四年不會生鏽；

9）部分熱軋板經SCS處理後可直接替代冷軋板使用，可以實現以熱代冷的效果。

2、SCS產品加工製作優點——更好的工效、焊接性、防鏽性、塗層附著性，消除巻材裂紋，能製作出更加清潔，高質量的管子。

1）使用雷射切割速度更快，幾乎沒有回彈力。比經酸洗塗油或熱軋鋼板快25～50%，可以同時切割兩塊SCS鋼板。

2）SCS板具有更好的焊接性能，與酸洗塗油板相比，由於減少了焊接過程中油煙，使焊接得更加牢固和整齊，焊接強度比傳統酸洗塗油板提高20%以上。

3）由於SCS表面清潔，乾燥，無油漬，使塗層前的準備工作更加少了，而且塗層附著效果更好。

4）SCS板具有更優越的抗腐性能。

5）SCS產品由於清潔，乾燥在衝壓時不會粘在工具或輸送設備上，完全可以替代冷軋產品。

6）SCS產品由於有良好的焊接性，防鏽性，同時消除了巻材的裂紋，從而大大改善了產品的形狀，從而能製作出更加清潔，高質量的管子。

由於SCS具有以上的優點，尤其對巻材加工商來說他們可以省去酸洗塗油工藝的成本，而且SCS產品更加光滑，清潔，平整使其產品更具有市場競爭力，因此，SCS產品已成功套用在管材、結構件、汽車及農機具、櫃體、儲芷裝置、機動軌道車、拖車、機器、鋼製的容器等大量、廣泛的套用領域。

無疑，這將帶來巻材產品將更有競爭力，生產商將更有競爭優勢。

但SCS生產線也存在一定的局限性：

1）經過SCS生產線加工後的板材不是全部都能替代冷熱板材的，它有一定的局限性，它可替代75%以上的熱軋板，50%以上的酸洗塗油板 ，和15%以上的冷軋板。

2）對鋼鐵強力擠壓和變形可能導致破壞SCS氧化保護層，對這些加工工藝應儘量避免：如冷軋，深度衝壓和旋轉深度衝壓等。

3）如果鍍層時間較短，如進行連續熱鍍鋅、電鍍鋅是比較困難的，但能較好地套用在單張浸入式熱鍍鋅上。

採用SCS鋼材表面處理新技術加工出來的產品質量好，成本低，又可替代酸洗等工藝，也可達到以熱代冷的目的，更是一項完全環保型新工藝，新技術。至今已在美國和歐洲得到廣泛套用和推廣，產生很好技術，經濟及社會效益，我們深信SCS技術不僅在美國和歐洲得到廣泛套用和推廣，而且將會在中國，亞洲，甚至全世界得到廣泛推廣和套用。

生產線

為了解決SCS存在的局限性，該公司進一步開發了EPS（Eco Pickled Surface 生態清洗表面）生產線。與SCS不同的是，EPS採用砂漿噴射原理去除表面的氧化鐵皮。其主要技術特點為：

1） 碳鋼表層含有錳、矽、鉻等微量元素，普通酸洗會將這些微量元素一起清除掉，使富鐵的基材暴露在空氣中產生鐵鏽；而EPS則保留這些微量元素，使其形成氧化物保護層，類似於不鏽鋼的原理；

2） 砂漿噴射不同於噴丸處理。噴丸處理由於鐵丸大、速度高會破壞鋼板基層材料，而砂漿噴射則採用特殊的帶棱鋼砂形成砂漿以最佳化的速度噴射；

3） 噴丸處理是空氣介質，不可避免地攜帶灰塵和其他腐蝕材料，並在處理後的表面形成鏽蝕；而EPS採用液體介質，可以防止灰塵落在材料表面，同時液體含有特殊添加劑，其防鏽成分會殘留在板材表面並持續起到防鏽作用。

4） 酸洗處理後會在板材表面殘留氯化鹽，這是鹽酸與金屬反應的產物，這些氯化鹽會導致噴漆過早失效，而EPS則不會對漆層產生影響。

1、 EPS ALPHA 線的案例

第一條EPS線於2007年上半年開始運行，最初是用來試驗EPS並最佳化其運行、控制參數的，自2008年起，EPS ALPHA 線進入商業運營，為客戶處理熱軋板，其最終產品具有不用上油、塗層、防鏽等特點，可完全替代酸洗板。EPS即可用於碳鋼板，也可用於不鏽鋼板。

EPS線的技術參數如下：

板材厚度: 卷材寬度: 卷材重量: 卷材外徑: 卷材內徑: 成品卷材內徑: 最大屈服強度

0.762～6.35mm; 304.8～1879.6mm; 27000kg; 最大2133.6mm; 609.6～889mm; 508~609.6mm; 80,000psi（最大寬度）

EPS ALPHA 線採用兩個EPS單元，其年產量可達144000噸，內部集成輥壓平整及拉伸平整單元，有3個等級的表面光潔度標準，整條生產線只有30米長。

2、 EPS Beta 線的案例

與ALPHA線相比，Beta線的產能更大，自動化程度更高，也更加柔性化。

每個EPS單元增加到8個砂漿噴射裝置，並集成了除磷和拉伸平整裝置，使年產量達到36萬噸。可處理厚度9.525mm、寬度1828.8mm的卷材，生產線總長約40米。為得到更高的表面光潔度，在EPS後面同時增加了一個SCS單元，Ra可達到1.27微米。

Beta線在自動化方面的改進是非常顯著的：

1） 實時監測氧化物含量以控制生產線速度；

2） 實時監測表面光潔度以控制砂漿噴射的速度；

3） 自動添加鋼砂；

4） X射線測厚

EPS Beta線可直接代替酸洗線；對於已有酸洗工藝的場合，EPS可以作為大型連續酸洗線的預處理工藝以增加整條生產線的速度，或者在改進推拉酸洗線時代替酸洗池；也可以對酸洗板再處理以生產高標準的冷軋板。