专利名称：一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统及方法
技术领域：
本发明涉及热轧不锈钢退火酸洗领域，特别涉及一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统及方法。
背景技术：
热轧不锈钢退火酸洗线是冷轧不锈钢生产工序的一个关键工序，目前热轧不锈钢带钢退火酸洗线酸洗段采用的一般都是混酸酸洗，生产过程中，采用的是半自动人工控制，每隔一段时间，对酸液进行取样，检测酸液的浓度，然后通过人工计算修正酸液的浓度，生产过程中不能连续的控制，带钢的表面酸洗质量不能很好地控制，酸洗过程中酸液中的污泥形成量也较大，增加了酸液的废酸排放频率，增加了新酸的消耗量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提出一种增加酸洗效果、提高带钢的酸洗质量的热轧不锈钢带钢混酸酸洗配酸系统及方法。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，它包括混酸酸洗循环罐、酸液循环泵、酸液换热器、酸洗槽，混酸酸洗循环罐的顶部配置有配酸管道，混酸酸洗循环罐的出口与酸液循环泵的进液口连接，酸液循环泵的出液口与酸液换热器的入口连通，酸液换热器的出口与酸洗槽相连，酸洗槽的的排酸口与混酸酸洗循环罐入口相连通，还包括空气供气泵和空气换热器，空气供气泵与空气换热器的入口相连，空气换热器的出口与酸洗槽相连，在酸洗槽内设有电势测量计。按上述技术方案，空气换热器的出口通过空气输送管道与喷嘴相连，喷嘴设置在酸洗槽内。按上述技术方案，所述喷嘴为4飞个，距离酸洗槽槽底的距离为14cnTl6Cm，所述喷嘴设置的角度为斜向上12° 15°。按上述技术方案，在酸洗循环泵的排液口连接有废酸输送管道。按上述技术方案，所述混酸酸洗循环罐为2个。按上述技术方案，在酸洗槽的上方还设置有酸雾排放管道。一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗方法，它包括以下步骤
(1)先将混酸酸洗循环罐内的混酸通入酸液换热器再到混酸酸洗循环罐进行循环加执.
(2)将加热好的混酸酸液注入酸洗槽中，当酸洗槽中的液面达到要求液面后通入不锈钢带钢，同时，混酸酸液从酸洗槽到混酸酸洗循环罐到酸液换热器再到酸洗槽中，从而实现对不锈钢带钢进行循环酸洗；
(3)启动空气供气泵，用空气换热器将空气加热到与混酸酸液相同的温度，将加热过的空气通入到酸洗槽中进行氧化还原反应，采用电势测量计来测量酸洗槽中氧化还原反应的电势。
按上述技术方案，当通入铁素体不锈钢带钢时，每个小时每平方米带钢所需要的空气量2. 74ΝπΓ3. OSNm3 ;当通入奥氏体不锈钢带钢时，每个小时每平方米带钢所需要的空气量 I. 84ΝπΓ2· llNm3。按上述技术方案，氧化还原反应电势根据带钢的钢种类型和表面条件来控制。按上述技术方案，所述氧化还原反应电势控制在O —+600mv。按上述技术方案,所述氧化还原反应电势控制在+IOOmv—+300mv。本发明相对于现有技术所取得的有益效果为1、本系统通过设置空气泵和空气换热器及电势测量计，通过产生氧化还原反应，减少了酸液中污泥的形成量，提高了带钢酸洗表面质量，由于减少了酸液的废酸排放频率，节约了新酸的消耗量，降低生产成本，对于不同的钢种都适用；2、通过向酸洗槽中的酸液通入一定量的空气，同时也测量酸洗槽中酸液的氧化还原反应电势的方法，使酸液的氧化还原反应电势保持在(T600mv的范围内，减少了酸液当中污泥的形成量，较好地控制带钢表面的酸洗质量。
图I为本发明的原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图I所示，它包括混酸酸洗循环罐Tl和混酸酸洗循环罐T2、空气供气泵9、空气换热器7、酸液循环泵13、酸液换热器16、酸洗槽22，两个混酸酸洗循环罐的顶部均连接有HN03供给管道、HF供给管道、再生酸供给管道、工业水供给管道，混酸酸洗循环罐Tl的出口设置有控制阀10，混酸酸洗循环罐T2的出口设置有控制阀12，控制阀10和控制阀12通过酸液输送管道11连接，酸液循环泵13的进液口与酸液输送管道11连通，酸液循环泵13的出液口一方面与废酸管道14连通，废酸的排放通过控制阀15控制，另一方面与酸液换热器16的入口连通，酸液换热器16的出口与酸洗槽22通过管道17相连，在管道17上安设有控制阀18，酸液换热器16的出口同时也分别通过控制阀8和控制阀19分别对应与混酸酸洗循环罐Tl和混酸酸洗循环罐T2的入口连接。酸洗槽22设置有三个溢流槽，分别为溢流槽3、溢流槽21和溢流槽24，酸洗槽22的的排酸口一方面通过酸液回流管道与混酸酸洗循环罐Tl的入口相连通，酸液的回流通过控制阀4控制；另一方面通过通过酸液回流管与混酸酸洗循环罐T2的入口连通，酸液的回流通过控制阀25控制，空气供气泵9与空气换热器7的入口相连，空气换热器7的出口通过空气输送管道6连通，在空气输送管道的尾端设置有喷嘴，喷嘴设置在酸洗槽的酸液内，在酸洗槽内设有测量酸液氧化还原反应电势的电势测量计5和电势测量计20。本发明的工作原理为当酸洗槽中通入空气时，空气中O2与Fe2+发生反应如下
4Fe2#+02+4H# ^ 4Fe3++2H20
当连续通入空气和酸液的PH值保持在f 3之间时，反应式的方向趋向于生成Fe3+反应正方向移动。在相同条件下，当反应溶液温度达到50 °C左右时，Fe3+与F_组成的Fe F3 · 3H20在酸液当中溶解度是Fe2+与？_组成的Fe F2 . ηΗ20溶解度的3— 4倍。通过电势测量计测量酸洗槽中电势的大小可以反应酸洗槽中污泥的形成多少，反应电势越小说明产生的污泥越少，通常情况下，酸液氧化还原反应电势的选择需根据带钢的钢种类型和表面条件来决定，酸液的氧化还原反应电势需控制在(T+600mv，最好控制在+10(T+300mv。不同钢种在酸洗槽中的酸洗条件如下
铁素体不锈钢:HF:3 10g/l，HN03:8(Tl00 g/1，Τ:40 50。。，Fe3+:彡 15g/l ；
奥氏体不锈钢:HF:3(T40g/l，ΗΝ03:80 100 g/1，Τ:50 60。。，Fe3+:彡 15g/l。酸洗槽中空气的通入量需根据带钢的通过面积来计算，每个酸洗槽每小时通入的空气量为每m2带钢需要通入的空气量不小于INm3 (Nm3意思是温度为20°C、大气压为I个标准大气压条件下的一定量空气体积)。
一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗方法为
当酸洗含铬量为17%的铁素体不锈钢带钢2时，带钢宽为1000mm，厚2_，带钢酸洗通过宽2. 2m,长15m的酸洗槽，整个循环系统中包括有30000L的酸液时，选择混酸酸洗循环罐Tl 进行配酸，酸液中HF:5g/l, HN03:80^100 g/1，T:40^50°C, Fe3+: 25g/l，当配酸完成后，打开控制阀10，启动酸液循环泵13和酸液换热器16，先进行小循环加热，把酸液加热到目标温度，这时控制阀8、10打开，其他控制阀关闭，酸液加热到目标温度后，进行大循环，将酸液注入到酸洗槽22中，这时控制阀10、18、4打开，其他控制阀关闭，酸洗槽22中的酸液达到一定液面之后，酸液溢流到酸洗槽中间和两侧的溢流槽21、3、24内，酸液通过回流管道回流到混酸酸洗循环罐Tl中，此时，通入铁素体不锈钢带钢2进行生产。同时，启动空气供气泵9，将空气输入到空气换热器7中预热到与混酸酸液相同的温度后，将空气通过喷嘴通过到酸洗槽中，酸洗槽中产生的酸雾和废气通过酸雾排放管道I和酸雾排放管道22抽走。空气通过安装在酸洗槽侧面并接近于酸洗槽底部的喷嘴喷入酸洗槽，喷嘴的个数为5个，喷嘴距离酸洗槽底部距离为15cm，每个喷嘴之间的距离为2. 2 m 3. 3m，喷嘴的安装角度为斜向上13°，通过多次试验，当通入酸洗槽空气的总体积为82 NmVh -92 Nm3/h，带钢的清洗效果比较好，尤其是当酸洗槽空气的总体积为87 Nm3/h，带钢的清洗效果最好，此时的酸液氧化还原反应电势需维持在+150mv左右。下面以酸洗槽空气的总体积为87 NmVh为例，计算每个小时每m2带钢所需要的空气量。I小时当中，通入酸洗槽的带钢总面积为18 (m/min) x2xl (m)x60 (min)=2160m2 带钢的酸洗时间为15(m)/18 (m/min) =0. 83min=0. 83/60h,在I小时内通过的带钢面
积为2160 (m2/h) x0. 83/60 (h) =29. 88 τα。则每个小时每m2带钢所需要的空气量为87 (NmVh) /29. 88 (m2 /h) = 2. 9
Nm3 。同样的计算方法算出当通入酸洗槽空气的总体积为82 Nm3/h -92 Nm3/，对应每个小时每m2带钢所需要的空气量2. 74Nm3^3. 08Nm3。当酸洗经过机械破磷后，宽度为1250mm、厚为O. 9mm的奥氏体不锈钢带钢2时，选择混酸酸洗循环罐T2进行配酸，酸液中HF:25g/l, HN03:80^100 g/1, T:50^60 °C,Fe3+:25g/L·当配酸完成后，打开控制阀12，启动酸液循环泵13和酸液换热器16，先进行小循环加热，把酸液加热到目标温度，这时控制阀12、19打开，其他控制阀关闭，酸液加热到目标温度后，进行大循环，将酸液注入到酸洗槽22中，这时控制阀12、18、25打开，其他控制阀关闭，酸洗槽22中的酸液达到一定液面之后，酸液溢流到酸洗槽中间和两侧的溢流槽21、3、24内，酸液通过回流管道回流到混酸酸洗循环罐T2中，此时，通入奥氏体不锈钢带钢2进行生产。奥氏体不锈钢带钢通过这个酸洗槽的速度为38m/min。同时，启动空气供气泵9，将空气输入到空气换热器7中预热到与混酸酸液相同的温度后，将空气通过喷嘴通过到酸洗槽中，酸洗槽中产生的酸雾和废气通过酸雾排放管道I和酸雾排放管道22抽走。通过多次试验，每小时通入酸洗槽中的空气体积为68m3/h-78 m3/h，带钢酸洗的效果比较好，当为73 m3/h时，带钢酸洗效果最好，酸洗槽当中酸液的氧化还原反应电势维持在+220mv以上。在I小时当中，通入酸洗槽的带钢总面积为
38(m/min) xl. 25 (m) x2x60 (min) =5700m2· 带钢的酸洗时间为15(m)/38 (m/min) =0. 39min=0. 39/60h,在I小时内通过的带钢面积为5700 (m2/h) x0. 39/60 (h) =37. 05 τα。则每个小时每m2带钢所需要的空气量为73 (NmVh)/37. 05 (m2 /h) = I. 97
Nm3ο同样的计算方法算出当通入酸洗槽空气的总体积为68Nm3/h -78 NmVh，对应每个小时每m2带钢所需要的空气量I. 84ΝπΓ2. llNm3。综上所示，通过向酸洗槽中的酸液通入一定量的空气，同时也测量酸洗槽中酸液的氧化还原反应电势，使酸液的氧化还原反应电势保持在(T600mv的范围内，可以减少酸液当中污泥的形成量，较好地控制带钢表面的酸洗质量，同时，由于酸液中污泥的形成量较少，减少了酸液的废酸排放频率，减少了新酸的消耗量，降低了生产成本。且利用本系统酸洗不锈钢带钢所需要的酸洗时间较短，可提高整个生产线的工艺段速度，提高了生产效率。本发明可用于现有不锈钢退火酸洗线的改造，可降低生产线酸的消耗量，增加酸洗效果，降低生产成本，同时也可减轻环境污染。
权利要求
1.一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，它包括混酸酸洗循环罐、酸液循环泵、酸液换热器、酸洗槽，混酸酸洗循环罐的顶部配置有配酸管道，混酸酸洗循环罐的出口与酸液循环泵的进液口连接，酸液循环泵的出液口与酸液换热器的入口连通，酸液换热器的出口与酸洗槽相连，酸洗槽的的排酸口与混酸酸洗循环罐入口相连通，其特征在于还包括空气供气泵和空气换热器，空气供气泵与空气换热器的入口相连，空气换热器的出口与酸洗槽相连，在酸洗槽内设有电势测量计。
2.根据权利要求I所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，其特征在于空气换热器的出口通过空气输送管道与喷嘴相连，喷嘴设置在酸洗槽内。
3.根据权利要求2所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，其特征在于所述 喷嘴为4飞个，距离酸洗槽槽底的距离为HcnTiecm，所述喷嘴设置的角度为斜向上12。 15° 。
4.根据权利要求I或2所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，其特征在于在酸洗循环泵的排液口连接有废酸输送管道。
5.根据权利要求I或2所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，其特征在于所述混酸酸洗循环罐为2个。
6.根据权利要求I或2所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统，其特征在于在酸洗槽的上方还设置有酸雾排放管道。
7.一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗方法，其特征在于它包括以下步骤 (1)先将混酸酸洗循环罐内的混酸通入酸液换热器再到混酸酸洗循环罐进行循环加执. (2)将加热好的混酸酸液注入酸洗槽中，当酸洗槽中的液面达到要求液面后通入不锈钢带钢，同时，混酸酸液从酸洗槽到混酸酸洗循环罐到酸液换热器再到酸洗槽中，从而实现对不锈钢带钢的循环酸洗； (3)启动空气供气泵，用空气换热器将空气加热到与混酸酸液相同的温度，将加热过的空气通入到酸洗槽中进行氧化还原反应，采用电势测量计来测量酸洗槽中酸液的氧化还原反应的电势。
8.根据权利要求7所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗方法，其特征在于当通入铁素体不锈钢带钢时，每个小时每平方米带钢所需要的空气量2. 74ΝπΓ3. OSNm3 ;当通入奥氏体不锈钢带钢时，每个小时每平方米带钢所需要的空气量I. 84ΝπΓ2. llNm3。
9.根据权利要求8所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗方法，其特征在于所述氧化还原反应电势控制在O —+600mv。
10.根据权利要求8所述的一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗方法，其特征在于所述氧化 还原反应电势控制在+IOOmv —+300mv。
全文摘要
本发明公开了一种热轧不锈钢带钢混酸酸洗循环系统及方法。该系统的技术方案为它包括混酸酸洗循环罐、酸液循环泵、酸液换热器、酸洗槽，混酸酸洗循环罐的顶部配置有配酸管道，混酸酸洗循环罐的出口与酸液循环泵的进液口连接，酸液循环泵的出液口与酸液换热器的入口连通，酸液换热器的出口与酸洗槽相连，酸洗槽的排酸口与混酸酸洗循环罐入口相连通，还包括空气供气泵和空气换热器，空气供气泵与空气换热器的入口相连，空气换热器的出口与酸洗槽相连，在酸洗槽内设有电势测量计。通过向酸洗槽中的酸液通入一定量的空气，同时也测量酸洗槽中酸液的氧化还原反应电势，可以减少酸液中污泥的形成量，较好地控制带钢表面的酸洗质量。
文档编号C23G1/08GK102877080SQ20121036434
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者李勇华, 邵远敬, 贺立红, 陈连龙, 尚志广, 周云根 申请人:中冶南方工程技术有限公司