EPS系统（SCS系统）也就是板巻钢材表面处理新技术，可以使得热轧板品质更优、成本更低、产能更高、完全环保。

一、概述

二、SCS工作原理

三、SCS主机及其生产线

四、SCS技术及产品加工特点

五、改进的EPS生产线

一、概述

热轧板巻为除锈及防锈，其表面处理过去一直采用酸洗、冷轧、热镀锌或涂层等工艺技术，这些技术对板巻钢材表面处理起了很大的作用，大大拓宽了板材使用的范围，进一步提高了板材使用性能，并延长了板材使用寿命等优点，但不可避免也带来了一些美中不足：

1） 无论酸洗还是镀涂工艺生产成本都比较高；

2） 采用酸洗工艺后不可避免地对环境带来一定的污染。

3） 为满足环保要求，必须增加酸回收及酸再生机组，导致工艺流程复杂，成本增加。

为此世界各国都为改进，提高这些工艺在进行研究和攻关，并寻找有效的新技术。其中美国某公司经过多年卓有成效的研究和不断改进首先取得了成功，终于在2003年成功研究出板巻钢材表面处理新技术——SCS（Smooth Clean Surface光滑清洁表面），并在当年3月在美国自已的公司板材生产线上应用取得成功，2005年4月SCS板材生产线推广到欧洲比利时HOLVOET成功应用，2006年12月进一步扩大到巻材的SCS生产技术，到目前为止，欧美各国已有12条生产线成功推广使用，这些生产线不仅对板巻钢材表面进行处理，根据不同需要还可对板巻钢材进行拉伸矫直，切边以及平整等多种功能和用途。由于SCS新技术在短时期内迅速的推广，并产生了很好的技术、经济及社会效果。已引起板巻钢材深加工，尤其表面处理技术有关人士的高度注意和浓厚兴趣，而且不仅在美洲，欧洲，甚至在亚洲及其它各大洲有关人士的广泛兴趣。

与酸洗涂油等传统的生产工艺相比，选择美国该新技术及成套设备对原生产线改造，可以给中国的钢铁制造业厂家、巻材加工商带来的好处是：巻材品质更优、成本更低、产能更高、完全环保；同时，巻材产品加工制作性能具有更好的焊接性、防锈性、涂层附着性，消除巻材裂纹，能制作出更加清洁，高质量的管子。无疑，巻材产品将更有竞争力，生产商将更有竞争优势。

为帮助中国的钢铁制造业厂家、巻材加工商的引进美国该新技术及成套设备，我们乐意提供你们需要的专业化服务。

二、SCS工作原理

1.表面氧化铁皮组成及氧化保护膜生成

热轧生产过程中，经终轧及层流冷却后生成的氧化铁皮一般由三层结构组成，最上层为红色三氧化二铁Fe2O3即铁锈层，约占2%，中间层为磁性四氧化三铁Fe3O4约占18%和最下层的维氏体（主要是氧化亚铁FeO）约占80%。带钢氧化铁皮厚度一般为7.5－15µｍ。以下为基体层。其结构如图1所示：

如果我们能去除上面的氧化铁皮，仅保留最下层几微米厚的氧化亚铁FeO。而SCS在研磨刷光过程中就能去除铁皮的最上面部分，仅留下很薄（大概7微米）的维氏体层。维氏体的化学特性不同于顶部的氧化铁皮层—在分子机构中它有更少的原子，氧的含量仅为23.26%（化学分子式是FeO）。经SCS处理就能生成氧化保护膜，不再生锈，不容易被锈蚀。这是一个非常好的设想，经美国TMW（The Material Works）公司的努力目前已成为现实。

2.美国SCS（Smooth Clean Surface光滑清洁的表面）处理原理

根据以上的设想，首先由美国TMW（The Material Works）公司在2003年3月发明和成功应用了SCS板巻表面处理新技术，其基本工作原理如图2所示：

在密闭的空间内，根据板巻厚度尺寸的大小，研磨辊之间的上下间隙可自动调节，板材通过辊缝时，由研磨辊研磨洗刷掉钢板表面的氧化铁皮，仅保留最底层几微米厚的氧化亚铁FeO表面，并由SCS装置中的循环过滤水冲洗掉SCS工艺除下的氧化铁皮，同时过滤循环水不断对钢板表面进行冲洗，最终形成约7微米厚的防锈层。经SCS处理后的表面至少4年不会生锈，图2为4年后也没有生锈的实物对比。

目前形成的SCS板巻钢材已成功取代部分冷轧板巻，酸洗干燥，酸洗涂油，喷丸，平整等产品。

三、SCS主机及其生产线

1、SCS主机结构

根据以上原理组成的SCS主机结构如图3所示：

SCS主机由研磨辊和导向辊等组成，同时采用循环水过滤系统用于过滤和循环未经处理的普通水，予冲洗掉SCS工艺研磨洗刷下来的氧化铁皮和清洗钢板的表面，装置可收集氧化铁皮，收集的氧化铁皮可与废钢一起处理，净化过的水则可重新循环利用。

2、SCS过滤水系统

SCS专机由研磨辊和导向辊等组成，同时采用循环水过滤系统用于过滤和循环未经处理的普通水，予冲洗掉SCS工艺研磨洗刷下来的氧化铁皮和清洗钢板的表面，装置可收集氧化铁皮，收集的氧化铁皮可与废钢一起处理，净化过的水则可重新循环利用，其结构如图4所示。

图4　SCS过滤水系统

3、由SCS主机等组成的生产线：

由研磨辊和循环过滤水系统等组成的SCS主机是本系统的核心设备，并与开巻机、切头（尾）剪、辊式矫直机、切边机、张力机架、干燥台、张力机架、巻取机等组成灵活可变的生产线，以满足不同需求的用户需要，其生产线布置如图5所示：

图5　SCS生产线组成

其中，切头剪、辊式矫直机、切边剪等根据用户需要而配置，在SCS板材线上则不需要配置开巻机和巻取机。由SCS生产线生产出的产品表面不需要进行任何涂油处理，钢板在一般情况下可保存四年不会生锈，经SCS处理的热轧板可直接替代部分冷轧板使用，达到以热代冷的目的，可以替代部分产品的酸洗功能。经SCS处理前后的热轧巻产品表面如图6所示。

4、SCS生产线常用技术参数

1）SCS卷材线

材料种类：热轧黑皮卷

卷材厚度：0.76～6.35mm

卷材宽度：304.8～1879.6mm

每边修整量：4.76～76.2mm

最大钢卷重量：27.2352t

最大钢卷外径：2133.6mm

入口钢卷内径：609.6～889mm

出口钢卷内径：508mm、609.6mm或762mm

对于厚度为3.42mm的卷材，线速度可达45.7m/min。配置单台SCS生产线，产量约为1.8～2万t/m，在原有生产线上增加一台SCS装置,还可提高80%的产量。

2）SCS板材生产线

材料种类：热轧黑皮钢板

板材厚度：1.09～12.7mm

板材宽度：304.8～1879.6mm

最大堆垛重量：9.0784t

对于比较薄的板材，线速可达30m/min

四、SCS技术及产品加工特点

1、SCS技术特点——品质更优、成本更低、产能更高、完全环保。

1）经SCS加工的表面能达到清洁，光滑的表面；

2）系统和产品能达到完全环保，能替代酸洗，消除了酸洗过程中有危害的盐酸，生产过程中采用的是密闭式循环冷却，冲洗系统的水为普通循环过滤冷却水；

3）设备成本大大低于酸洗和涂油生产线；

4）生产运行总成本大大低于酸洗涂油生产线；

5）在原有生产线上增加一台SCS装置,还可提高80%的产量；

6）生产线占地面积约为酸洗涂油生产线20%；

7）对钢板能进行修边，拉伸矫直，并消除所有巻板的裂纹痕迹，使不平的材料达到非常平直；

8）经SCS处理的钢板表面不需要做任何涂油处理，钢板在一般情况下保存四年不会生锈；

9）部分热轧板经SCS处理后可直接替代冷轧板使用，可以实现以热代冷的效果。

2、SCS产品加工制作优点——更好的工效、焊接性、防锈性、涂层附着性，消除巻材裂纹，能制作出更加清洁，高质量的管子。

1）使用激光切割速度更快，几乎没有回弹力。比经酸洗涂油或热轧钢板快25～50%，可以同时切割两块SCS钢板。

2）SCS板具有更好的焊接性能，与酸洗涂油板相比，由于减少了焊接过程中油烟，使焊接得更加牢固和整齐，焊接强度比传统酸洗涂油板提高20%以上。

3）由于SCS表面清洁，干燥，无油渍，使涂层前的准备工作更加少了，而且涂层附着效果更好。

4）SCS板具有更优越的抗腐性能。

5）SCS产品由于清洁，干燥在冲压时不会粘在工具或输送设备上，完全可以替代冷轧产品。

6）SCS产品由于有良好的焊接性，防锈性，同时消除了巻材的裂纹，从而大大改善了产品的形状，从而能制作出更加清洁，高质量的管子。

由于SCS具有以上的优点，尤其对巻材加工商来说他们可以省去酸洗涂油工艺的成本，而且SCS产品更加光滑，清洁，平整使其产品更具有市场竞争力，因此，SCS产品已成功应用在管材、结构件、汽车及农机具、柜体、储芷装置、机动轨道车、拖车、机器、钢制的容器等大量、广泛的应用领域。

无疑，这将带来巻材产品将更有竞争力，生产商将更有竞争优势。

但SCS生产线也存在一定的局限性：

1）经过SCS生产线加工后的板材不是全部都能替代冷热板材的，它有一定的局限性，它可替代75%以上的热轧板，50%以上的酸洗涂油板 ，和15%以上的冷轧板。

2）对钢铁强力挤压和变形可能导致破坏SCS氧化保护层，对这些加工工艺应尽量避免：如冷轧，深度冲压和旋转深度冲压等。

3）如果镀层时间较短，如进行连续热镀锌、电镀锌是比较困难的，但能较好地应用在单张浸入式热镀锌上。

采用SCS钢材表面处理新技术加工出来的产品质量好，成本低，又可替代酸洗等工艺，也可达到以热代冷的目的，更是一项完全环保型新工艺，新技术。至今已在美国和欧洲得到广泛应用和推广，产生很好技术，经济及社会效益，我们深信SCS技术不仅在美国和欧洲得到广泛应用和推广，而且将会在中国，亚洲，甚至全世界得到广泛推广和应用。

五、改进的EPS生产线

为了解决SCS存在的局限性，该公司进一步开发了EPS（Eco Pickled Surface 生态清洗表面）生产线。与SCS不同的是，EPS采用砂浆喷射原理去除表面的氧化铁皮。其主要技术特点为：

1） 碳钢表层含有锰、硅、铬等微量元素，普通酸洗会将这些微量元素一起清除掉，使富铁的基材暴露在空气中产生铁锈；而EPS则保留这些微量元素，使其形成氧化物保护层，类似于不锈钢的原理；

2） 砂浆喷射不同于喷丸处理。喷丸处理由于铁丸大、速度高会破坏钢板基层材料，而砂浆喷射则采用特殊的带棱钢砂形成砂浆以优化的速度喷射；

3） 喷丸处理是空气介质，不可避免地携带灰尘和其他腐蚀材料，并在处理后的表面形成锈蚀；而EPS采用液体介质，可以防止灰尘落在材料表面，同时液体含有特殊添加剂，其防锈成分会残留在板材表面并持续起到防锈作用。

4） 酸洗处理后会在板材表面残留氯化盐，这是盐酸与金属反应的产物，这些氯化盐会导致喷漆过早失效，而EPS则不会对漆层产生影响。

1、 EPS ALPHA 线的案例

第一条EPS线于2007年上半年开始运行，最初是用来试验EPS并优化其运行、控制参数的，自2008年起，EPS ALPHA 线进入商业运营，为客户处理热轧板，其最终产品具有不用上油、涂层、防锈等特点，可完全替代酸洗板。EPS即可用于碳钢板，也可用于不锈钢板。

EPS线的技术参数如下：

板材厚度:
卷材宽度:
卷材重量:
卷材外径:
卷材内径:
成品卷材内径:
最大屈服强度　0.762～6.35mm
304.8～1879.6mm
27000kg
最大2133.6mm
609.6～889mm
508~609.6mm
80,000psi（最大宽度）　EPS ALPHA 线采用两个EPS单元，其年产量可达144000吨，内部集成辊压平整及拉伸平整单元，有3个等级的表面光洁度标准，整条生产线只有30米长。

2、 EPS Beta 线的案例

与ALPHA线相比，Beta线的产能更大，自动化程度更高，也更加柔性化。

每个EPS单元增加到8个砂浆喷射装置，并集成了除磷和拉伸平整装置，使年产量达到36万吨。可处理厚度9.525mm、宽度1828.8mm的卷材，生产线总长约40米。为得到更高的表面光洁度，在EPS后面同时增加了一个SCS单元，Ra可达到1.27微米。

Beta线在自动化方面的改进是非常显著的：

1） 实时监测氧化物含量以控制生产线速度；

2） 实时监测表面光洁度以控制砂浆喷射的速度；

3） 自动添加钢砂；

4） X射线测厚

EPS Beta线可直接代替酸洗线；对于已有酸洗工艺的场合，EPS可以作为大型连续酸洗线的预处理工艺以增加整条生产线的速度，或者在改进推拉酸洗线时代替酸洗池；也可以对酸洗板再处理以生产高标准的冷轧板。