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自力式溫控閥在酸洗線上的應用

    酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)工(gong)序(xu)(xu)是帶鋼冷軋(ya)生(sheng)產(chan)之前(qian)用化(hua)學(xue)方法(fa)除去表面氧化(hua)鐵皮的(de)(de)(de)關鍵工(gong)序(xu)(xu)，由(you)于鹽(yan)酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)優點(dian)很突出，目前(qian)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)機組絕大多數是使用鹽(yan)酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)方法(fa)。酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)線按照縮短酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)時間(jian)、提高(gao)(gao)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)質量(liang)的(de)(de)(de)發(fa)展趨勢，經過了(le)深槽酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)、淺槽酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)發(fa)展到如今的(de)(de)(de)紊流酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)工(gong)藝(yi)。酸(suan)(suan)液(ye)溫度是該(gai)工(gong)藝(yi)中的(de)(de)(de)個很重要的(de)(de)(de)關鍵點(dian)，其過高(gao)(gao)或過低都直接影響產(chan)量(liang)、質量(liang)、成本等生(sheng)產(chan)經濟技術指標。

    冷軋(ya)廠酸(suan)洗線酸(suan)溫控制由手動調節(jie)石墨換熱器蒸汽調節(jie)閥來實現，存在很大的不可(ke)控因素，對(dui)產量(liang)、質(zhi)量(liang)、成本等生產經濟(ji)技(ji)術指(zhi)標影響較大，因此(ci)，必須(xu)對(dui)酸(suan)溫實現自動控制改(gai)造。

、溫度對帶鋼酸洗的影響

    （1）酸(suan)洗(xi)(xi)速度(du)(du)(du)。在鹽(yan)酸(suan)酸(suan)洗(xi)(xi)中，提高(gao)酸(suan)液(ye)的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)能(neng)夠增加酸(suan)洗(xi)(xi)速度(du)(du)(du)，當(dang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)自18℃升高(gao)至60℃時，鹽(yan)酸(suan)酸(suan)洗(xi)(xi)速度(du)(du)(du)提高(gao)9～10倍。

    （2）酸霧(wu)揮(hui)發(fa)。鹽酸為易揮(hui)發(fa)性酸，揮(hui)發(fa)出來的HCl氣體對人、金屬(shu)和建筑(zhu)物以及環(huan)境都有(you)較(jiao)大(da)的損害，因此，在(zai)保證產(chan)量、質量的前提下應盡可能的降低酸液的溫度，以減(jian)少酸霧(wu)的揮(hui)發(fa)。

    按照(zhao)《企(qi)業環境統計(ji)實(shi)用手冊》中酸(suan)霧(wu)發生量的計(ji)算公式：

    Gz=M（0.000352+0.000786υ）·p·F

    式(shi)中

    Gz——有害物質的散發量，kg/h

    υ——車間或室內風速，m/s

    ;p——常溫下(xia)液體的飽和蒸(zheng)汽(qi)壓力(li)，mmHg

    F——液體蒸發面的表面積，m²

    M——有害物(wu)質的分子量，HCl為36.46

    由上式可以看出，在(zai)其他條件不變的(de)情(qing)況下(xia)，p與(yu)Gz是正(zheng)比(bi)的(de)關系。鹽酸水溶液(ye)的(de)飽和蒸汽壓力值與(yu)溫度和濃(nong)度的(de)關系見圖(tu)1。從圖(tu)中(zhong)可以看出，在(zai)濃(nong)度定的(de)情(qing)況下(xia)，溫度每提高10℃，p值大(da)約(yue)增(zeng)加倍，也就(jiu)是說HCl揮發量增(zeng)加倍。

圖(tu)1 HCl水(shui)溶液在不同濃度(du)及溫度(du)下的飽和蒸汽(qi)壓力值

二、改造措施

    據了解，目前國內比較的酸洗線酸溫控制均實現了閉環控制，即在酸循環管道上安裝耐腐蝕的熱電阻，測量信號反饋到主PLC，按照制定的工藝，PLC發送信號至酸循環換熱器的蒸汽管道電磁閥，通過閥門的開啟度來提高或降低酸溫。這種控制方式的優點是控制比較、及時，缺點是投資較大、使用壽命較短，主要是蒸汽用電磁閥比較貴，而且容易損壞。因此借鑒公司其他生產線的控溫方式，通過采用自力式溫控閥改造(zao)，實(shi)現了(le)對酸溫的自動閉環控制。

    自力式溫(wen)(wen)(wen)控(kong)閥(fa)(fa)（圖2）不需外(wai)界能源(yuan)而(er)進行溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)自動調節(jie)，它適用(yong)(yong)于(yu)蒸汽、熱(re)(re)水、熱(re)(re)油等為(wei)(wei)介(jie)質(zhi)的各種換熱(re)(re)工況。其工作原理是(shi)利用(yong)(yong)液(ye)體(ti)(ti)受熱(re)(re)膨(peng)脹(zhang)及液(ye)體(ti)(ti)不可壓縮的原理實現自動調節(jie)，溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)傳感(gan)器(qi)內的液(ye)體(ti)(ti)膨(peng)脹(zhang)是(shi)均勻的，其控(kong)制作用(yong)(yong)為(wei)(wei)比例(li)調節(jie)，被控(kong)介(jie)質(zhi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)變化時，傳感(gan)器(qi)內的感(gan)溫(wen)(wen)(wen)液(ye)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積隨著膨(peng)脹(zhang)或收(shou)縮。當被控(kong)介(jie)質(zhi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)高于(yu)設定值時，感(gan)溫(wen)(wen)(wen)液(ye)體(ti)(ti)膨(peng)脹(zhang)，控(kong)制器(qi)推(tui)動閥(fa)(fa)芯向下關閉閥(fa)(fa)門，減(jian)少熱(re)(re)媒的流量從而(er)降低控(kong)制液(ye)體(ti)(ti)的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)；反之被控(kong)介(jie)質(zhi)的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)低于(yu)設定值時，感(gan)溫(wen)(wen)(wen)液(ye)體(ti)(ti)收(shou)縮，支架(jia)內的復位彈簧(huang)推(tui)動閥(fa)(fa)芯開啟，增(zeng)加熱(re)(re)媒的流量提高控(kong)制液(ye)體(ti)(ti)的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。該閥(fa)(fa)安(an)裝(zhuang)簡單、無(wu)需電源(yuan)氣源(yuan)、調節(jie)設定簡易、平(ping)衡閥(fa)(fa)芯設計。

圖2 自力式(shi)溫控閥結構示意圖

圖3 自力式溫控(kong)閥安(an)裝位置

圖4 感溫探頭連接

    由(you)于目前市場上自力式溫控閥的(de)感(gan)(gan)溫器(qi)均是(shi)金屬材料，而(er)(er)要(yao)檢(jian)測(ce)鹽酸(suan)溫度就必(bi)須對其進行防腐處理(li)，考慮到檢(jian)測(ce)精度和使(shi)用壽(shou)命(ming)(ming)及安裝，對感(gan)(gan)溫器(qi)做了(le)聚(ju)四氟乙(yi)烯(xi)（F4）防腐，厚度控制在3mm以(yi)(yi)下(xia)，這樣既大大延長了(le)感(gan)(gan)溫器(qi)的(de)使(shi)用壽(shou)命(ming)(ming)，又對檢(jian)測(ce)精度影(ying)響不大，而(er)(er)且可以(yi)(yi)通(tong)過校驗(yan)將測(ce)溫誤差予以(yi)(yi)消(xiao)除(chu)。閥體需要(yao)安裝在蒸汽管路上，前后(hou)裝截止(zhi)閥，并設旁通(tong)，以(yi)(yi)便檢(jian)修（圖3）。

    感溫探頭需(xu)要安(an)裝于(yu)石(shi)墨(mo)換熱器出口(kou)處以實現(xian)控(kong)制(zhi)精(jing)度(du)，原安(an)裝方(fang)式是螺(luo)紋連接，不(bu)能實現(xian)防腐處理，改為(wei)圖4所(suo)示的(de)連接方(fang)式。這種安(an)裝方(fang)式的(de)優點是投資較小、安(an)裝方(fang)便(bian)簡單、便(bian)于(yu)維(wei)護(hu)，關(guan)鍵(jian)是橡膠密(mi)封(feng)圈(quan)(quan)的(de)加工制(zhi)作(zuo)，考慮到(dao)橡膠的(de)彈(dan)性和密(mi)封(feng)效(xiao)果，膠圈(quan)(quan)內徑尺(chi)寸(cun)為(wei)防腐處理后的(de)感溫器外徑減去1mm，以保(bao)證密(mi)封(feng)效(xiao)果，外徑靠錐度(du)和兩(liang)法蘭的(de)壓緊來保(bao)證密(mi)封(feng)酸液(ye)。

三、使用效果

    采用自力(li)式溫(wen)控閥(fa)改造投入使用后(hou)，酸洗(xi)線(xian)運(yun)行直比(bi)較穩(wen)定，沒(mei)有發生故障，在(zai)沒(mei)有外界能(neng)源的情(qing)況(kuang)下*實現(xian)了(le)溫(wen)度(du)閉環控制，降低了(le)勞動強(qiang)度(du)，酸液的溫(wen)度(du)可以(yi)(yi)穩(wen)定的控制在(zai)工(gong)藝(yi)要求的±5℃以(yi)(yi)內(nei)。

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