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自力式溫控閥在酸洗線上的應用
酸洗工序是帶鋼冷軋生產之前用化學方法除去表面氧化鐵皮的關鍵工序，由于鹽酸酸洗的優(yōu)點很突出，目前酸洗機組絕大多數(shù)是使用鹽酸酸洗方法。酸洗生產線按照縮短酸洗時間、提高酸洗質量的發(fā)展趨勢，經(jīng)過了深槽酸洗、淺槽酸洗發(fā)展到如今的紊流酸洗工藝。酸液溫度是該工藝中的個很重要的關鍵點，其過高或過低都直接影響產量、質量、成本等生產經(jīng)濟技術指標。
冷軋廠酸洗線酸溫控制由手動調節(jié)石墨換熱器蒸汽調節(jié)閥來實現(xiàn)，存在很大的不可控因素，對產量、質量、成本等生產經(jīng)濟技術指標影響較大，因此，必須對酸溫實現(xiàn)自動控制改造。
、溫度對帶鋼酸洗的影響
（1）酸洗速度。在鹽酸酸洗中，提高酸液的溫度能夠增加酸洗速度，當溫度自18℃升高至60℃時，鹽酸酸洗速度提高9～10倍。
（2）酸霧揮發(fā)。鹽酸為易揮發(fā)性酸，揮發(fā)出來的HCl氣體對人、金屬和建筑物以及環(huán)境都有較大的損害，因此，在保證產量、質量的前提下應盡可能的降低酸液的溫度，以減少酸霧的揮發(fā)。
按照《企業(yè)環(huán)境統(tǒng)計實用手冊》中酸霧發(fā)生量的計算公式：
Gz=M（0.000352+0.000786υ）·p·F
式中
Gz——有害物質的散發(fā)量，kg/h
υ——車間或室內風速，m/s
p——常溫下液體的飽和蒸汽壓力，mmHg
F——液體蒸發(fā)面的表面積，m2
M——有害物質的分子量，HCl為36.46
由上式可以看出，在其他條件不變的情況下，p與Gz是正比的關系。鹽酸水溶液的飽和蒸汽壓力值與溫度和濃度的關系見圖1。從圖中可以看出，在濃度定的情況下，溫度每提高10℃，p值大約增加倍，也就是說HCl揮發(fā)量增加倍。
圖1 HCl水溶液在不同濃度及溫度下的飽和蒸汽壓力值
二、改造措施
據(jù)了解，目前國內比較的酸洗線酸溫控制均實現(xiàn)了閉環(huán)控制，即在酸循環(huán)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(fā)送信號至酸循環(huán)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(yōu)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，實現(xiàn)了對酸溫的自動閉環(huán)控制。
自力式溫控閥（圖2）不需外界能源而進行溫度自動調節(jié)，它適用于蒸汽、熱水、熱油等為介質的各種換熱工況。其工作原理是利用液體受熱膨脹及液體不可壓縮的原理實現(xiàn)自動調節(jié)，溫度傳感器內的液體膨脹是均勻的，其控制作用為比例調節(jié)，被控介質溫度變化時，傳感器內的感溫液體體積隨著膨脹或收縮。當被控介質溫度高于設定值時，感溫液體膨脹，控制器推動閥芯向下關閉閥門，減少熱媒的流量從而降低控制液體的溫度；反之被控介質的溫度低于設定值時，感溫液體收縮，支架內的復位彈簧推動閥芯開啟，增加熱媒的流量提高控制液體的溫度。該閥安裝簡單、無需電源氣源、調節(jié)設定簡易、平衡閥芯設計。
圖2 自力式溫控閥結構示意圖
圖3 自力式溫控閥安裝位置
圖4 感溫探頭連接
由于目前市場上自力式溫控閥的感溫器均是金屬材料，而要檢測鹽酸溫度就必須對其進行防腐處理，考慮到檢測精度和使用壽命及安裝，對感溫器做了聚四氟乙烯（F4）防腐，厚度控制在3mm以下，這樣既大大延長了感溫器的使用壽命，又對檢測精度影響不大，而且可以通過校驗將測溫誤差予以消除。閥體需要安裝在蒸汽管路上，前后裝截止閥，并設旁通，以便檢修（圖3）。
感溫探頭需要安裝于石墨換熱器出口處以實現(xiàn)控制精度，原安裝方式是螺紋連接，不能實現(xiàn)防腐處理，改為圖4所示的連接方式。這種安裝方式的優(yōu)點是投資較小、安裝方便簡單、便于維護，關鍵是橡膠密封圈的加工制作，考慮到橡膠的彈性和密封效果，膠圈內徑尺寸為防腐處理后的感溫器外徑減去1mm，以保證密封效果，外徑靠錐度和兩法蘭的壓緊來保證密封酸液。
三、使用效果
采用自力式溫控閥改造投入使用后，酸洗線運行直比較穩(wěn)定，沒有發(fā)生故障，在沒有外界能源的情況下*實現(xiàn)了溫度閉環(huán)控制，降低了勞動強度，酸液的溫度可以穩(wěn)定的控制在工藝要求的±5℃以內。
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