專利名稱：一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統及方法
技術領域：
本發明涉及熱軋不銹鋼退火酸洗領域，特別涉及一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統及方法。
背景技術：
熱軋不銹鋼退火酸洗線是冷軋不銹鋼生產工序的一個關鍵工序，目前熱軋不銹鋼帶鋼退火酸洗線酸洗段采用的一般都是混酸酸洗，生產過程中，采用的是半自動人工控制，每隔一段時間，對酸液進行取樣，檢測酸液的濃度，然后通過人工計算修正酸液的濃度，生產過程中不能連續的控制，帶鋼的表面酸洗質量不能很好地控制，酸洗過程中酸液中的污泥形成量也較大，增加了酸液的廢酸排放頻率，增加了新酸的消耗量。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提出一種增加酸洗效果、提高帶鋼的酸洗質量的熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗配酸系統及方法。本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，它包括混酸酸洗循環罐、酸液循環泵、酸液換熱器、酸洗槽，混酸酸洗循環罐的頂部配置有配酸管道，混酸酸洗循環罐的出口與酸液循環泵的進液口連接，酸液循環泵的出液口與酸液換熱器的入口連通，酸液換熱器的出口與酸洗槽相連，酸洗槽的的排酸口與混酸酸洗循環罐入口相連通，還包括空氣供氣泵和空氣換熱器，空氣供氣泵與空氣換熱器的入口相連，空氣換熱器的出口與酸洗槽相連，在酸洗槽內設有電勢測量計。按上述技術方案，空氣換熱器的出口通過空氣輸送管道與噴嘴相連，噴嘴設置在酸洗槽內。按上述技術方案，所述噴嘴為4飛個，距離酸洗槽槽底的距離為14cnTl6Cm，所述噴嘴設置的角度為斜向上12° 15°。按上述技術方案，在酸洗循環泵的排液口連接有廢酸輸送管道。按上述技術方案，所述混酸酸洗循環罐為2個。按上述技術方案，在酸洗槽的上方還設置有酸霧排放管道。一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗方法，它包括以下步驟
(1)先將混酸酸洗循環罐內的混酸通入酸液換熱器再到混酸酸洗循環罐進行循環加執.
(2)將加熱好的混酸酸液注入酸洗槽中，當酸洗槽中的液面達到要求液面后通入不銹鋼帶鋼，同時，混酸酸液從酸洗槽到混酸酸洗循環罐到酸液換熱器再到酸洗槽中，從而實現對不銹鋼帶鋼進行循環酸洗；
(3)啟動空氣供氣泵，用空氣換熱器將空氣加熱到與混酸酸液相同的溫度，將加熱過的空氣通入到酸洗槽中進行氧化還原反應，采用電勢測量計來測量酸洗槽中氧化還原反應的電勢。
按上述技術方案，當通入鐵素體不銹鋼帶鋼時，每個小時每平方米帶鋼所需要的空氣量2. 74ΝπΓ3. OSNm3 ;當通入奧氏體不銹鋼帶鋼時，每個小時每平方米帶鋼所需要的空氣量 I. 84ΝπΓ2· llNm3。按上述技術方案，氧化還原反應電勢根據帶鋼的鋼種類型和表面條件來控制。按上述技術方案，所述氧化還原反應電勢控制在O —+600mv。按上述技術方案,所述氧化還原反應電勢控制在+IOOmv—+300mv。本發明相對于現有技術所取得的有益效果為1、本系統通過設置空氣泵和空氣換熱器及電勢測量計，通過產生氧化還原反應，減少了酸液中污泥的形成量，提高了帶鋼酸洗表面質量，由于減少了酸液的廢酸排放頻率，節約了新酸的消耗量，降低生產成本，對于不同的鋼種都適用；2、通過向酸洗槽中的酸液通入一定量的空氣，同時也測量酸洗槽中酸液的氧化還原反應電勢的方法，使酸液的氧化還原反應電勢保持在(T600mv的范圍內，減少了酸液當中污泥的形成量，較好地控制帶鋼表面的酸洗質量。
圖I為本發明的原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。如圖I所示，它包括混酸酸洗循環罐Tl和混酸酸洗循環罐T2、空氣供氣泵9、空氣換熱器7、酸液循環泵13、酸液換熱器16、酸洗槽22，兩個混酸酸洗循環罐的頂部均連接有HN03供給管道、HF供給管道、再生酸供給管道、工業水供給管道，混酸酸洗循環罐Tl的出口設置有控制閥10，混酸酸洗循環罐T2的出口設置有控制閥12，控制閥10和控制閥12通過酸液輸送管道11連接，酸液循環泵13的進液口與酸液輸送管道11連通，酸液循環泵13的出液口一方面與廢酸管道14連通，廢酸的排放通過控制閥15控制，另一方面與酸液換熱器16的入口連通，酸液換熱器16的出口與酸洗槽22通過管道17相連，在管道17上安設有控制閥18，酸液換熱器16的出口同時也分別通過控制閥8和控制閥19分別對應與混酸酸洗循環罐Tl和混酸酸洗循環罐T2的入口連接。酸洗槽22設置有三個溢流槽，分別為溢流槽3、溢流槽21和溢流槽24，酸洗槽22的的排酸口一方面通過酸液回流管道與混酸酸洗循環罐Tl的入口相連通，酸液的回流通過控制閥4控制；另一方面通過通過酸液回流管與混酸酸洗循環罐T2的入口連通，酸液的回流通過控制閥25控制，空氣供氣泵9與空氣換熱器7的入口相連，空氣換熱器7的出口通過空氣輸送管道6連通，在空氣輸送管道的尾端設置有噴嘴，噴嘴設置在酸洗槽的酸液內，在酸洗槽內設有測量酸液氧化還原反應電勢的電勢測量計5和電勢測量計20。本發明的工作原理為當酸洗槽中通入空氣時，空氣中O2與Fe2+發生反應如下
4Fe2#+02+4H# ^ 4Fe3++2H20
當連續通入空氣和酸液的PH值保持在f 3之間時，反應式的方向趨向于生成Fe3+反應正方向移動。在相同條件下，當反應溶液溫度達到50 °C左右時，Fe3+與F_組成的Fe F3 · 3H20在酸液當中溶解度是Fe2+與？_組成的Fe F2 . ηΗ20溶解度的3— 4倍。通過電勢測量計測量酸洗槽中電勢的大小可以反應酸洗槽中污泥的形成多少，反應電勢越小說明產生的污泥越少，通常情況下，酸液氧化還原反應電勢的選擇需根據帶鋼的鋼種類型和表面條件來決定，酸液的氧化還原反應電勢需控制在(T+600mv，最好控制在+10(T+300mv。不同鋼種在酸洗槽中的酸洗條件如下
鐵素體不銹鋼:HF:3 10g/l，HN03:8(Tl00 g/1，Τ:40 50。。，Fe3+:彡 15g/l ；
奧氏體不銹鋼:HF:3(T40g/l，ΗΝ03:80 100 g/1，Τ:50 60。。，Fe3+:彡 15g/l。酸洗槽中空氣的通入量需根據帶鋼的通過面積來計算，每個酸洗槽每小時通入的空氣量為每m2帶鋼需要通入的空氣量不小于INm3 (Nm3意思是溫度為20°C、大氣壓為I個標準大氣壓條件下的一定量空氣體積)。
一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗方法為
當酸洗含鉻量為17%的鐵素體不銹鋼帶鋼2時，帶鋼寬為1000mm，厚2_，帶鋼酸洗通過寬2. 2m,長15m的酸洗槽，整個循環系統中包括有30000L的酸液時，選擇混酸酸洗循環罐Tl 進行配酸，酸液中HF:5g/l, HN03:80^100 g/1，T:40^50°C, Fe3+: 25g/l，當配酸完成后，打開控制閥10，啟動酸液循環泵13和酸液換熱器16，先進行小循環加熱，把酸液加熱到目標溫度，這時控制閥8、10打開，其他控制閥關閉，酸液加熱到目標溫度后，進行大循環，將酸液注入到酸洗槽22中，這時控制閥10、18、4打開，其他控制閥關閉，酸洗槽22中的酸液達到一定液面之后，酸液溢流到酸洗槽中間和兩側的溢流槽21、3、24內，酸液通過回流管道回流到混酸酸洗循環罐Tl中，此時，通入鐵素體不銹鋼帶鋼2進行生產。同時，啟動空氣供氣泵9，將空氣輸入到空氣換熱器7中預熱到與混酸酸液相同的溫度后，將空氣通過噴嘴通過到酸洗槽中，酸洗槽中產生的酸霧和廢氣通過酸霧排放管道I和酸霧排放管道22抽走。空氣通過安裝在酸洗槽側面并接近于酸洗槽底部的噴嘴噴入酸洗槽，噴嘴的個數為5個，噴嘴距離酸洗槽底部距離為15cm，每個噴嘴之間的距離為2. 2 m 3. 3m，噴嘴的安裝角度為斜向上13°，通過多次試驗，當通入酸洗槽空氣的總體積為82 NmVh -92 Nm3/h，帶鋼的清洗效果比較好，尤其是當酸洗槽空氣的總體積為87 Nm3/h，帶鋼的清洗效果最好，此時的酸液氧化還原反應電勢需維持在+150mv左右。下面以酸洗槽空氣的總體積為87 NmVh為例，計算每個小時每m2帶鋼所需要的空氣量。I小時當中，通入酸洗槽的帶鋼總面積為18 (m/min) x2xl (m)x60 (min)=2160m2 帶鋼的酸洗時間為15(m)/18 (m/min) =0. 83min=0. 83/60h,在I小時內通過的帶鋼面
積為2160 (m2/h) x0. 83/60 (h) =29. 88 τα。則每個小時每m2帶鋼所需要的空氣量為87 (NmVh) /29. 88 (m2 /h) = 2. 9
Nm3 。同樣的計算方法算出當通入酸洗槽空氣的總體積為82 Nm3/h -92 Nm3/，對應每個小時每m2帶鋼所需要的空氣量2. 74Nm3^3. 08Nm3。當酸洗經過機械破磷后，寬度為1250mm、厚為O. 9mm的奧氏體不銹鋼帶鋼2時，選擇混酸酸洗循環罐T2進行配酸，酸液中HF:25g/l, HN03:80^100 g/1, T:50^60 °C,Fe3+:25g/L·當配酸完成后，打開控制閥12，啟動酸液循環泵13和酸液換熱器16，先進行小循環加熱，把酸液加熱到目標溫度，這時控制閥12、19打開，其他控制閥關閉，酸液加熱到目標溫度后，進行大循環，將酸液注入到酸洗槽22中，這時控制閥12、18、25打開，其他控制閥關閉，酸洗槽22中的酸液達到一定液面之后，酸液溢流到酸洗槽中間和兩側的溢流槽21、3、24內，酸液通過回流管道回流到混酸酸洗循環罐T2中，此時，通入奧氏體不銹鋼帶鋼2進行生產。奧氏體不銹鋼帶鋼通過這個酸洗槽的速度為38m/min。同時，啟動空氣供氣泵9，將空氣輸入到空氣換熱器7中預熱到與混酸酸液相同的溫度后，將空氣通過噴嘴通過到酸洗槽中，酸洗槽中產生的酸霧和廢氣通過酸霧排放管道I和酸霧排放管道22抽走。通過多次試驗，每小時通入酸洗槽中的空氣體積為68m3/h-78 m3/h，帶鋼酸洗的效果比較好，當為73 m3/h時，帶鋼酸洗效果最好，酸洗槽當中酸液的氧化還原反應電勢維持在+220mv以上。在I小時當中，通入酸洗槽的帶鋼總面積為
38(m/min) xl. 25 (m) x2x60 (min) =5700m2· 帶鋼的酸洗時間為15(m)/38 (m/min) =0. 39min=0. 39/60h,在I小時內通過的帶鋼面積為5700 (m2/h) x0. 39/60 (h) =37. 05 τα。則每個小時每m2帶鋼所需要的空氣量為73 (NmVh)/37. 05 (m2 /h) = I. 97
Nm3ο同樣的計算方法算出當通入酸洗槽空氣的總體積為68Nm3/h -78 NmVh，對應每個小時每m2帶鋼所需要的空氣量I. 84ΝπΓ2. llNm3。綜上所示，通過向酸洗槽中的酸液通入一定量的空氣，同時也測量酸洗槽中酸液的氧化還原反應電勢，使酸液的氧化還原反應電勢保持在(T600mv的范圍內，可以減少酸液當中污泥的形成量，較好地控制帶鋼表面的酸洗質量，同時，由于酸液中污泥的形成量較少，減少了酸液的廢酸排放頻率，減少了新酸的消耗量，降低了生產成本。且利用本系統酸洗不銹鋼帶鋼所需要的酸洗時間較短，可提高整個生產線的工藝段速度，提高了生產效率。本發明可用于現有不銹鋼退火酸洗線的改造，可降低生產線酸的消耗量，增加酸洗效果，降低生產成本，同時也可減輕環境污染。
權利要求
1.一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，它包括混酸酸洗循環罐、酸液循環泵、酸液換熱器、酸洗槽，混酸酸洗循環罐的頂部配置有配酸管道，混酸酸洗循環罐的出口與酸液循環泵的進液口連接，酸液循環泵的出液口與酸液換熱器的入口連通，酸液換熱器的出口與酸洗槽相連，酸洗槽的的排酸口與混酸酸洗循環罐入口相連通，其特征在于還包括空氣供氣泵和空氣換熱器，空氣供氣泵與空氣換熱器的入口相連，空氣換熱器的出口與酸洗槽相連，在酸洗槽內設有電勢測量計。
2.根據權利要求I所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，其特征在于空氣換熱器的出口通過空氣輸送管道與噴嘴相連，噴嘴設置在酸洗槽內。
3.根據權利要求2所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，其特征在于所述 噴嘴為4飛個，距離酸洗槽槽底的距離為HcnTiecm，所述噴嘴設置的角度為斜向上12。 15° 。
4.根據權利要求I或2所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，其特征在于在酸洗循環泵的排液口連接有廢酸輸送管道。
5.根據權利要求I或2所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，其特征在于所述混酸酸洗循環罐為2個。
6.根據權利要求I或2所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統，其特征在于在酸洗槽的上方還設置有酸霧排放管道。
7.一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)先將混酸酸洗循環罐內的混酸通入酸液換熱器再到混酸酸洗循環罐進行循環加執. (2)將加熱好的混酸酸液注入酸洗槽中，當酸洗槽中的液面達到要求液面后通入不銹鋼帶鋼，同時，混酸酸液從酸洗槽到混酸酸洗循環罐到酸液換熱器再到酸洗槽中，從而實現對不銹鋼帶鋼的循環酸洗； (3)啟動空氣供氣泵，用空氣換熱器將空氣加熱到與混酸酸液相同的溫度，將加熱過的空氣通入到酸洗槽中進行氧化還原反應，采用電勢測量計來測量酸洗槽中酸液的氧化還原反應的電勢。
8.根據權利要求7所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗方法，其特征在于當通入鐵素體不銹鋼帶鋼時，每個小時每平方米帶鋼所需要的空氣量2. 74ΝπΓ3. OSNm3 ;當通入奧氏體不銹鋼帶鋼時，每個小時每平方米帶鋼所需要的空氣量I. 84ΝπΓ2. llNm3。
9.根據權利要求8所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗方法，其特征在于所述氧化還原反應電勢控制在O —+600mv。
10.根據權利要求8所述的一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗方法，其特征在于所述氧化 還原反應電勢控制在+IOOmv —+300mv。
全文摘要
本發明公開了一種熱軋不銹鋼帶鋼混酸酸洗循環系統及方法。該系統的技術方案為它包括混酸酸洗循環罐、酸液循環泵、酸液換熱器、酸洗槽，混酸酸洗循環罐的頂部配置有配酸管道，混酸酸洗循環罐的出口與酸液循環泵的進液口連接，酸液循環泵的出液口與酸液換熱器的入口連通，酸液換熱器的出口與酸洗槽相連，酸洗槽的排酸口與混酸酸洗循環罐入口相連通，還包括空氣供氣泵和空氣換熱器，空氣供氣泵與空氣換熱器的入口相連，空氣換熱器的出口與酸洗槽相連，在酸洗槽內設有電勢測量計。通過向酸洗槽中的酸液通入一定量的空氣，同時也測量酸洗槽中酸液的氧化還原反應電勢，可以減少酸液中污泥的形成量，較好地控制帶鋼表面的酸洗質量。
文檔編號C23G1/08GK102877080SQ20121036434
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者李勇華, 邵遠敬, 賀立紅, 陳連龍, 尚志廣, 周云根 申請人:中冶南方工程技術有限公司