试谈循环京唐冷轧1700酸循环自动制约体系查抄袭率

摘要：在对京唐1700酸轧生产线连续酸轧机组工艺段的酸循环系统进行研究的基础上，分析了系统的特点以及控制方式，并加以详细介绍。实践证明，该系统能够对酸洗效果进行精确控制，满足生产需求。
关键词：酸循环 自动控制 连续生产
1007-9416（2013）05-0007-02
引言
去除热轧来料带钢表面的氧化铁皮，获得银白干净的酸洗表面，从而为生产高质量表面级别冷轧成品奠定基础是酸洗工艺段的特点。首钢京唐1700酸连轧机组采用的是三菱日立公司三段式浅槽紊流酸洗工艺，即采用可再生利用的盐酸进行酸洗。该机组采用变频电机从酸循环罐往酸洗槽输送盐酸，并对带钢表面进行连续喷射，达到酸洗的目的。

1 酸循环系统概述

京唐1700酸连轧机组的酸洗工艺段共有三个酸循环罐，每个循环罐对应着各自的酸洗槽。在酸循环系统中，酸液由循环系统将酸洗槽、酸罐、石墨热交换器连接起来，酸洗槽本身无直接加热设备，酸液在循环系统中用石墨加热器进行间接加热。热交器装置系统中，酸液自酸罐流出，由循环泵送入热交换器，在热交换器内与饱和蒸汽进行热交换，在获得热量之后，再由热交换器输出，依次不断循环以保持酸溶液的工作温度。有两种循环方式：小循环为酸液在酸罐和石墨热交换器之间循环，在酸液的温度达到设定温度85℃时，便可以进行大循环；大循环主要是将酸液在酸罐、石墨热交换器、酸洗槽之间循环，对酸洗槽中的带钢进行酸洗。图1为酸循环系统控制总图。

2 控制系统组成

酸循环系统自动控制主要为流量、温度和浓度控制，控制方式均采用PID闭环控制。控制模式有三种方式，如图2所示，分别为级联（CAS）模式、自动（AUT）模式、手动（MAN）模式。三种模式有操作工自由切换，来保障酸洗工业段的

源于：毕业论文致谢信www.udooo.com

稳定连续生产，达到最佳的酸洗目的。（如图2）

2.1 流量控制

2.

1.1 酸流量控制

带钢在酸洗槽中的速度越快、带钢越宽，与酸液接触的表面积就越大，与酸液进行化学反应就越多，消耗的酸量也就越多，同时，对于不同的钢种和不同的带钢温度，化学反应速率也不一样。因此，消耗的酸量与带钢的速度、宽度、钢种和温度都存在一定的关系。这里我们引入数学模型，这个模型的计算是由酸浓度控制柜plc来完成的。酸流量模型认为酸洗过程中酸的消耗与带钢氧化铁皮的量和在每个酸槽中酸洗比率有关。酸循环罐的酸流量模型如公式（1）所示：
模型中的变量含义：Q为供酸流量、X为酸罐HCL浓度、Y为氧化铁皮含量、Z为酸洗槽酸洗比率
2.

1.2 脱盐水流量控制

随着生产的连续进行，HCL不断消耗，FeCl2的量不断增加，使得总酸浓度上升，为了降低总酸浓度，需要不断加入脱盐水，补充脱盐水的控制是在工控PLC中进行的。这个控制与总酸浓度有关。总酸浓度是HCl浓度加上经过折算后的FeCl2浓度，计算公式如（2）：
公式量含义：C为总酸浓度、A为FeCl2浓度、B为HCl浓度
2.

1.3 缓蚀剂流量控制

在酸洗过程中，1#酸洗槽已有75%的氧化铁皮被酸洗掉，这样就有75%的金属裸露出来，而在剩下的2#、3#酸洗槽内它们将被酸腐蚀，对此需要添加抑制剂来改善。能达到两个目的：一是保护带钢在酸液中不被腐蚀；二是抑制氢气和酸逸出到车间，改善工作条件，保护环境。加入抑制剂的量为酸罐加入新酸量的0.2%。

2.2 温度控制

酸洗工艺段要求酸液达到设定值85℃，来达到最佳的酸洗效果。流向酸洗槽的酸液由石墨热交换器进行加热，温度控制阀TCV来调节。在工控机HMI上选择自动控制模式，当选择加热控制时，首先，打开支路关断阀，然后主阀在Ts后打开。Ts是在支路关断阀阀打开后主阀打开前防止产生水锤的定时器设定值，此值可在PLC内进行调整。三个酸循环罐都有两路温度控制阀TCV，1#酸罐温度变化较大，有四个石墨热交换器，2#、3#酸罐各有两个石墨热交换器。当酸液温度小于设定温度时，TCV的开度增大，来对罐内的酸溶液进行加热；当酸溶液温度达到设定温度时，控制阀TCV则关闭，停止加热。通过对控制阀开度的控制，来达到对酸溶液温度的控制。

2.3 酸浓度控制

在生产中，通过化学反应除去带钢表面氧化铁皮：
酸浓度控制系统的核心采用横河STARDOM系统。酸浓度分析仪在线检测，根据酸液的比重、电导率和温度计算出酸循环系统测量酸的比重、电导率和温度，然后通过横河FCN控制器来计算自由酸HCl和FeCl2的浓度。再根据酸数据收集电脑计算出的修正系数，计算出比较接近实际酸浓度的数值，也就是酸浓度反馈值。酸浓度反馈值与酸浓度设定值进行比较后，经过PID控制计算后输出到酸浓度控制阀的开度。
式中：N为酸浓度控制器输出；M为补偿数；F为酸供给控制器设定流量。
由于酸循环罐体积较大为60M3，供入的酸量不能迅速影响酸浓度，即酸浓度的滞后大，故当供酸量变化较大时，很难保证酸浓度稳定在要求的设定值上。因此，将酸浓度控制器的输出值作为酸流量控制器设定值的一部分。为了保证主变量酸浓度没有余差，对酸浓度控制器设置了较大的积分时间；同时，考虑到酸浓度滞后大，我们选择了微分作用。
3 结语
京唐1700酸轧生产线连续酸轧机组于2009年4月热式成功穿带过钢，并试生产出第一卷钢。目前，以成功运行4年，自动控制系统运行正常，稳定可靠，酸洗工艺段速度达到设计的最高要求，酸洗效果受到用户好评。