谷开峰
浅析紊流酸洗开展特点
The analysis for development of turbulence pickling
宝钢五冷轧工程组 谷开峰
BANSHAN IRON&STEEL COLTD No5 CR Project Team Gu KaiFeng
摘：介绍冷轧酸洗根设备配置年酸洗工艺开展特点进行分析总结紊流酸洗优点
ABSTRACT：Introduce the main equipment for pickling line of cold mill analyse the features of the process of the pickling line Generalize the merit of the turbulence pickling
关键词：冷轧酸洗紊流
KEYWORDS Cold mill pickling line turbulenc
1 前言
着中国冷轧机组日益增中西方先进技术断引进冷轧飞速开展仅国家济开展发挥重作时刺激着冷轧项技术日益提高笔者幸事冷轧酸洗工作十余年现参宝钢冷轧酸洗机组谈判东西方专业酸洗设计厂家交流谈判程中结合冷轧工作实践紊流酸洗技术进行总结拟供业士参考
2酸洗段设备配置功介绍
1） 酸洗槽酸洗进行场带钢外表氧化铁皮通化学反响清洗干净年酸洗技术改良围绕局部进行
2） 漂洗槽酸洗带钢外表残留局部盐酸必须清洗干净清洗工作漂洗槽完成机组停机停留漂洗槽带钢外表发生锈蚀通常说停车斑〞年围绕解决停车斑问题酸洗技术开展
3） 酸洗循环系统该局部酸洗槽辅助设备功酸洗槽补充盐酸时根酸洗进行情况盐酸浓度进行调整保证盐酸温度工艺求范围年变频技术应酸洗程中循环酸流量压力连续进行调整
4） 废气处理系统盐酸极易挥发溶液较高工艺温度酸槽槽盖间剩余空间漂洗槽酸罐均产生侵蚀性蒸气废气处理系统防止侵蚀性蒸气作业线泄漏出设计排气前含酸气体必须净化
年着节环保求日益提高套装置工艺定开展
3酸槽结构介绍
酸洗槽间通挤干辊进行分割
酸洗槽应中间循环罐循环罐仅酸槽进行补充酸液时负责收集酸槽回流酸液带钢停止酸槽酸液全部回流酸罐
酸罐酸通离心泵输送加热器加热进入酸槽
酸洗槽般采耐酸衬里外加耐酸瓷砖结构酸通中部溢流口酸槽出入口收集槽回流酸罐年全塑料槽子国外越越应塑料优异耐蚀性长期免维护优势
酸槽部四周设计水封酸槽盖般分外两局部外盖浸没水封保证酸槽外界间良密封盖形成紊流酸洗重组成局部时减酸洗槽空间减盐酸蒸发
酸槽盖通液压缸翻开
图〔figure 1〕 酸洗槽结构示意图 acid tank s construction
酸槽外盖
酸槽盖
酸槽
酸槽水封
4影响酸洗技术素
众周知设计高效盐酸酸洗化学处理段已成开展现状提高酸洗效率包括两方面：提高化学反响速度物理渗透效率单酸洗技术角度考虑三根素
41控制酸浓度
酸槽回流厢时酸槽间通挤干辊分隔酸液酸槽带酸槽性酸槽配循环中间罐酸槽回流酸罐酸通泵回送酸槽
酸罐酸液逆着带钢运行方梯流根预设定浓度调整酸液中铁离子酸液浓度保证整酸系统保持优化酸铁离子浓度保证达济酸洗时间时酸液浓度梯度保证济酸耗
42控制酸温度
盐酸作酸洗介质75~85°C温度范围正确酸洗温度蒸发角度讲着温度提高蒸发量提高热需求增加时带钢外表空气流进步加快盐酸蒸发量相温度外表气流速度单位时间蒸发量见表格〔〕
序号
温度°C
气流速度〔ms〕
蒸发量〔kg m2〕
1
90°C
025
14
2
90°C
15
32
表〔〕 table 1外表气流速度单位时间蒸发量
显然气流速度越液体蒸发量越蒸发时需吸收量热气流速度热需求紧密相关
改变酸边界层状况通提高酸液紊流程度实现
根判断流体流动否紊流重指数雷诺数Reρu dμ中ρ流体密度u流体流动速度d流体流道量直径μ流体粘度Re>4000时紊流根常规酸洗工艺条件：
20盐酸密度ρ＝1093Kgm3
80℃时盐酸黏度μ＝064mpas
某冷轧厂生产1650mm宽度规格带钢应酸洗槽断面尺寸例流道宽度1900mm高度200mm量直径 d：
量直径 （1）
中S19*02038m2
酸槽酸液流动速度循环量Q720 m3h时υ1052ms
酸槽酸液流动速度循环量Q360 m3h时υ2026ms
1093*0341*052064*103300000 （2）
1093*0341*026064*103150000 （3）
显然Re>4000两种循环流量酸洗方式已达紊流条件然循环流量较时酸槽紊流程度降较循环流量时循环压力成倍增加说酸槽两端喷射压力差异某厂2#冷轧酸洗3#冷轧酸洗相见表二
№
机组代号
酸槽循环量m3h
喷射梁形式
喷嘴处压力MPa
1
2#
240
90°喷嘴
015～02
2
3#
720
线形窄缝
0015~002
表二〔table 2〕喷射装置差异The differents of spraying device
果酸具动压〔道盐酸压力喷嘴处静压转化成动压〕盐酸快速外表裂纹处渗透带钢里面喷嘴处压力酸渗透氧化铁皮里面速度酸动压通循环系统象脉发生器断紊流酸洗提供量时酸供应系统酸槽酸提供动态密封样酸槽充满盐酸盐酸中部溢流口溢流回酸道
进步增加紊流程度酸槽带钢区域带钢外表厂家设间隔截流石板辊子进步减流道截面增加酸液流动速度增加紊流具体情况：
截流石
酸槽体
图二〔figure 2〕酸槽截流石布置示意图 〔stop flow stone in acid tank〕
43济角度考虑方面
减少作业线热需求减少废气产生
众周知带钢加热需热量外 热消耗水酸蒸发减少酸蒸发效方法减酸槽气流速度气流速度排放流量决定吸气口安排酸槽两端带钢运行部位置
获低气流速度废气排放呈线性安排酸槽左右两侧样获气流速度
酸槽顶部四周设水封酸槽外盖插入水封确保密封盖仅酸槽形成盐酸流动通道时减少70热损失废气量排放成例减少
盐酸通沉式道进入酸槽蒸发引起损失根消
5漂洗段设计改良
51采冷漂洗
漂洗水温度越高漂洗带钢外表变色越严重某特容易变色钢种尤年冷漂洗技术越越应冷漂洗水温般控制35℃
解决短时间停机引起带钢外表变色漂洗段设计专门清洗系统套系统投入时带钢前运行1~2m保证挤干辊区域保持湿润
52减少漂洗带钢需漂洗水
保证漂洗质量前提减少漂洗水量设计者努力方解决问题效措施减少带钢酸洗段酸液带漂洗段量目前通常采双挤干者三挤干方式解决问题具体见图三
图三〔figure3〕酸洗漂洗间挤干辊分布
squeeze roll distribution between acid tank and rising tank
53增加漂洗段段数重手段
带钢外表清洁度求允许带钢外表单位面积剩余氯离子值目前值已达2mgm2甚达15mgm2
漂洗水喷淋压力喷淋时间带钢外表液体交换效果关两挤干辊带钢外表85~95残留液置换掉
进步提高喷淋泵喷淋压力交换效果轻微改善漂洗水消耗受漂洗段数影响拟
关喷淋时间喷淋压力带钢外表剩余氯离子量影响关系见列图四图五
图四〔figure 4〕喷淋时间带钢外表剩余氯离子质量关系图
the relationship of rinsing time and the residual chloride ion s mass on the surface of the strip
图五〔figure 5〕喷淋压力带钢外表剩余氯离子质量关系图
the relationship of rinsing pressure and the residual chloride ion s mass on the surface of the strip
工程中喷淋压力般控制03~04 Mpa保持相喷淋时间情
况增加喷淋压力增加喷淋效果图曲线出点果进步降低带钢外表剩余物存必须延长喷淋时间延长喷淋时间工艺速度降低疑牺牲产希外方法增加漂洗槽段数然增加段数相应增加投资现漂洗段均配置4~5段漂洗槽效果均满足求认配置相条件五段性更高
表三某厂酸洗段漂洗段实际配置
工程
№1
№2
№3
№4
段数
4段逆流式
4段逆流式
5段逆流式
4段逆流式
段长度m
175
1485
146
175
酸洗漂洗间挤干辊数
3
3
1
2
酸洗速度mpm
220
250
180
120
短漂洗时间 s
19
144
243
35
表三〔table 3〕酸洗漂洗段挤干辊配置The squeeze roll of rising section
表三出机组漂洗时间较差异前面三拟接面酸洗进入连轧机需更板面质量漂洗时间特长前面三进行拟然№3漂洗时间长带钢外表剩余氯离子量确高酸洗漂洗间挤干辊数量关根年实践验酸洗漂洗段挤干辊数量少两样拟短时间保证漂洗质量
关漂洗质量漂洗槽段数漂洗水排出量漂洗水循环量酸槽段浓度间关系：
（4）
Cn 段漂洗水浓度 （gl）
Co 段酸洗酸浓度 （gl）
D 漂洗水排出量 （lh）
V 漂洗水循环量 lh
n 漂洗槽段数
该式较清楚表达漂洗质量相关素实际设计程中必须综合考虑投资质量等素选择适宜漂洗工艺
6紊流酸洗优点
Ø 带钢直通整酸洗线带钢张力高容易跑偏
Ø 特酸洗槽盖保证酸洗槽空隙减少盐酸蒸发
Ø 优化酸洗条件槽产生高紊流度
Ø 紧急停机酸槽分钟排空
Ø 高紊流条件快速提高带钢温度提高反响速度
Ø 紊流酸洗传统酸洗相缩短酸洗线长度者相酸洗长度降低酸洗温度降低酸洗温度意味着酸洗设备更长寿命
结语：着越越钢铁生产工艺开发越越热轧产品需冷轧进步提高性酸洗冷轧第道工序产品酸洗难易解决酸洗难易程度差异材料保证产品欠酸洗酸洗〔量降低酸洗铁损〕然需研究课题
作者简介：谷开峰 男 工程师 事冷轧酸洗技术工作十年拥专利四项济学工程硕士
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浅析紊流酸洗开展特点
The analysis for development of turbulence pickling
宝钢五冷轧工程组 谷开峰
BANSHAN IRON&STEEL COLTD No5 CR Project Team Gu KaiFeng
摘：介绍冷轧酸洗根设备配置年酸洗工艺开展特点进行分析总结紊流酸洗优点
ABSTRACT：Introduce the main equipment for pickling line of cold mill analyse the features of the process of the pickling line Generalize the merit of the turbulence pickling
关键词：冷轧酸洗紊流
KEYWORDS Cold mill pickling line turbulenc
1 前言
着中国冷轧机组日益增中西方先进技术断引进冷轧飞速开展仅国家济开展发挥重作时刺激着冷轧项技术日益提高笔者幸事冷轧酸洗工作十余年现参宝钢冷轧酸洗机组谈判东西方专业酸洗设计厂家交流谈判程中结合冷轧工作实践紊流酸洗技术进行总结拟供业士参考
2酸洗段设备配置功介绍
1） 酸洗槽酸洗进行场带钢外表氧化铁皮通化学反响清洗干净年酸洗技术改良围绕局部进行
2） 漂洗槽酸洗带钢外表残留局部盐酸必须清洗干净清洗工作漂洗槽完成机组停机停留漂洗槽带钢外表发生锈蚀通常说停车斑〞年围绕解决停车斑问题酸洗技术开展
3） 酸洗循环系统该局部酸洗槽辅助设备功酸洗槽补充盐酸时根酸洗进行情况盐酸浓度进行调整保证盐酸温度工艺求范围年变频技术应酸洗程中循环酸流量压力连续进行调整
4） 废气处理系统盐酸极易挥发溶液较高工艺温度酸槽槽盖间剩余空间漂洗槽酸罐均产生侵蚀性蒸气废气处理系统防止侵蚀性蒸气作业线泄漏出设计排气前含酸气体必须净化
年着节环保求日益提高套装置工艺定开展
3酸槽结构介绍
酸洗槽间通挤干辊进行分割
酸洗槽应中间循环罐循环罐仅酸槽进行补充酸液时负责收集酸槽回流酸液带钢停止酸槽酸液全部回流酸罐
酸罐酸通离心泵输送加热器加热进入酸槽
酸洗槽般采耐酸衬里外加耐酸瓷砖结构酸通中部溢流口酸槽出入口收集槽回流酸罐年全塑料槽子国外越越应塑料优异耐蚀性长期免维护优势
酸槽部四周设计水封酸槽盖般分外两局部外盖浸没水封保证酸槽外界间良密封盖形成紊流酸洗重组成局部时减酸洗槽空间减盐酸蒸发
酸槽盖通液压缸翻开
图〔figure 1〕 酸洗槽结构示意图 acid tank s construction
酸槽外盖
酸槽盖
酸槽
酸槽水封
4影响酸洗技术素
众周知设计高效盐酸酸洗化学处理段已成开展现状提高酸洗效率包括两方面：提高化学反响速度物理渗透效率单酸洗技术角度考虑三根素
41控制酸浓度
酸槽回流厢时酸槽间通挤干辊分隔酸液酸槽带酸槽性酸槽配循环中间罐酸槽回流酸罐酸通泵回送酸槽
酸罐酸液逆着带钢运行方梯流根预设定浓度调整酸液中铁离子酸液浓度保证整酸系统保持优化酸铁离子浓度保证达济酸洗时间时酸液浓度梯度保证济酸耗
42控制酸温度
盐酸作酸洗介质75~85°C温度范围正确酸洗温度蒸发角度讲着温度提高蒸发量提高热需求增加时带钢外表空气流进步加快盐酸蒸发量相温度外表气流速度单位时间蒸发量见表格〔〕
序号
温度°C
气流速度〔ms〕
蒸发量〔kg m2〕
1
90°C
025
14
2
90°C
15
32
表〔〕 table 1外表气流速度单位时间蒸发量
显然气流速度越液体蒸发量越蒸发时需吸收量热气流速度热需求紧密相关
改变酸边界层状况通提高酸液紊流程度实现
根判断流体流动否紊流重指数雷诺数Reρu dμ中ρ流体密度u流体流动速度d流体流道量直径μ流体粘度Re>4000时紊流根常规酸洗工艺条件：
20盐酸密度ρ＝1093Kgm3
80℃时盐酸黏度μ＝064mpas
某冷轧厂生产1650mm宽度规格带钢应酸洗槽断面尺寸例流道宽度1900mm高度200mm量直径 d：
量直径 （1）
中S19*02038m2
酸槽酸液流动速度循环量Q720 m3h时υ1052ms
酸槽酸液流动速度循环量Q360 m3h时υ2026ms
1093*0341*052064*103300000 （2）
1093*0341*026064*103150000 （3）
显然Re>4000两种循环流量酸洗方式已达紊流条件然循环流量较时酸槽紊流程度降较循环流量时循环压力成倍增加说酸槽两端喷射压力差异某厂2#冷轧酸洗3#冷轧酸洗相见表二
№
机组代号
酸槽循环量m3h
喷射梁形式
喷嘴处压力MPa
1
2#
240
90°喷嘴
015～02
2
3#
720
线形窄缝
0015~002
表二〔table 2〕喷射装置差异The differents of spraying device
果酸具动压〔道盐酸压力喷嘴处静压转化成动压〕盐酸快速外表裂纹处渗透带钢里面喷嘴处压力酸渗透氧化铁皮里面速度酸动压通循环系统象脉发生器断紊流酸洗提供量时酸供应系统酸槽酸提供动态密封样酸槽充满盐酸盐酸中部溢流口溢流回酸道
进步增加紊流程度酸槽带钢区域带钢外表厂家设间隔截流石板辊子进步减流道截面增加酸液流动速度增加紊流具体情况：
截流石
酸槽体
图二〔figure 2〕酸槽截流石布置示意图 〔stop flow stone in acid tank〕
43济角度考虑方面
减少作业线热需求减少废气产生
众周知带钢加热需热量外 热消耗水酸蒸发减少酸蒸发效方法减酸槽气流速度气流速度排放流量决定吸气口安排酸槽两端带钢运行部位置
获低气流速度废气排放呈线性安排酸槽左右两侧样获气流速度
酸槽顶部四周设水封酸槽外盖插入水封确保密封盖仅酸槽形成盐酸流动通道时减少70热损失废气量排放成例减少
盐酸通沉式道进入酸槽蒸发引起损失根消
5漂洗段设计改良
51采冷漂洗
漂洗水温度越高漂洗带钢外表变色越严重某特容易变色钢种尤年冷漂洗技术越越应冷漂洗水温般控制35℃
解决短时间停机引起带钢外表变色漂洗段设计专门清洗系统套系统投入时带钢前运行1~2m保证挤干辊区域保持湿润
52减少漂洗带钢需漂洗水
保证漂洗质量前提减少漂洗水量设计者努力方解决问题效措施减少带钢酸洗段酸液带漂洗段量目前通常采双挤干者三挤干方式解决问题具体见图三
图三〔figure3〕酸洗漂洗间挤干辊分布
squeeze roll distribution between acid tank and rising tank
53增加漂洗段段数重手段
带钢外表清洁度求允许带钢外表单位面积剩余氯离子值目前值已达2mgm2甚达15mgm2
漂洗水喷淋压力喷淋时间带钢外表液体交换效果关两挤干辊带钢外表85~95残留液置换掉
进步提高喷淋泵喷淋压力交换效果轻微改善漂洗水消耗受漂洗段数影响拟
关喷淋时间喷淋压力带钢外表剩余氯离子量影响关系见列图四图五
图四〔figure 4〕喷淋时间带钢外表剩余氯离子质量关系图
the relationship of rinsing time and the residual chloride ion s mass on the surface of the strip
图五〔figure 5〕喷淋压力带钢外表剩余氯离子质量关系图
the relationship of rinsing pressure and the residual chloride ion s mass on the surface of the strip
工程中喷淋压力般控制03~04 Mpa保持相喷淋时间情
况增加喷淋压力增加喷淋效果图曲线出点果进步降低带钢外表剩余物存必须延长喷淋时间延长喷淋时间工艺速度降低疑牺牲产希外方法增加漂洗槽段数然增加段数相应增加投资现漂洗段均配置4~5段漂洗槽效果均满足求认配置相条件五段性更高
表三某厂酸洗段漂洗段实际配置
工程
№1
№2
№3
№4
段数
4段逆流式
4段逆流式
5段逆流式
4段逆流式
段长度m
175
1485
146
175
酸洗漂洗间挤干辊数
3
3
1
2
酸洗速度mpm
220
250
180
120
短漂洗时间 s
19
144
243
35
表三〔table 3〕酸洗漂洗段挤干辊配置The squeeze roll of rising section
表三出机组漂洗时间较差异前面三拟接面酸洗进入连轧机需更板面质量漂洗时间特长前面三进行拟然№3漂洗时间长带钢外表剩余氯离子量确高酸洗漂洗间挤干辊数量关根年实践验酸洗漂洗段挤干辊数量少两样拟短时间保证漂洗质量
关漂洗质量漂洗槽段数漂洗水排出量漂洗水循环量酸槽段浓度间关系：
（4）
Cn 段漂洗水浓度 （gl）
Co 段酸洗酸浓度 （gl）
D 漂洗水排出量 （lh）
V 漂洗水循环量 lh
n 漂洗槽段数
该式较清楚表达漂洗质量相关素实际设计程中必须综合考虑投资质量等素选择适宜漂洗工艺
6紊流酸洗优点
Ø 带钢直通整酸洗线带钢张力高容易跑偏
Ø 特酸洗槽盖保证酸洗槽空隙减少盐酸蒸发
Ø 优化酸洗条件槽产生高紊流度
Ø 紧急停机酸槽分钟排空
Ø 高紊流条件快速提高带钢温度提高反响速度
Ø 紊流酸洗传统酸洗相缩短酸洗线长度者相酸洗长度降低酸洗温度降低酸洗温度意味着酸洗设备更长寿命
结语：着越越钢铁生产工艺开发越越热轧产品需冷轧进步提高性酸洗冷轧第道工序产品酸洗难易解决酸洗难易程度差异材料保证产品欠酸洗酸洗〔量降低酸洗铁损〕然需研究课题
作者简介：谷开峰 男 工程师 事冷轧酸洗技术工作十年拥专利四项济学工程硕士
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