酸洗工艺中的酸浓度控制_赵春红

1、工业控制计算机年 卷第 期酸洗工艺屮的酸浓度控制赵春红湖南省娄底市涟源钢铁集团有限公司计控厂湖南娄底摘要以涟钢酸沈连轧生产线为背杲介绍了酸浓度的检测原理、讣算和控制方法 分析了此控制系统的原理和称点 并提出 了在生产过程中的注意事项实践证明该系统有效地提高了酸浓度的控制耕度.关键诃 酸浓度 检测 申级控制 数学模型© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工业控制计算机年 卷第 期© 1994-2010 China Academic J

2、ournal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工业控制计算机年 卷第 期工艺简介热轧钢帯卷在高温卜进行轧制和卷取轧制过程中炽热的 金届表面与空气中的氧结合形成一层又脆又硬的讯化物紧附 在钢材衣面。在进行冷轧加工Z询必须去除氧化物这一工序 通常山酸洗机纽來完成 所以说酸洗是冷轧工艺中的求要环节 而欠酸洗和过酸洗乂将直接影响冷硬板的质就因此要使冷破 板质虽好必须将酸浓度控制在最好的范阳Z内。何要控制好酸 浓度 首先要使用帯度高的仪表检测出酸浓度 第二是采収正确 仃效的控制方法将酸浓度控制在蝕佳范国Z内。涟钢冷孔采用变频

3、电机分别从三个循环鑼向三个酸洗槽输 送盐酸对带钢衣1(11进行连续啖射帯钢在喷射酸液的酸洗槽中 移动 通过化学反应铁肝从带钢表面剥离 二价铁离子 a 增加氯化氢和 的浓度相应地减小。I火I此在生产中耍根抑;化学反应的快慢适时适虽地向循环螂中补酸随肴生产的 不断进行 酸中的水分不断蒸化乂必须向循环罐中补水 才能 便总酸虽控制在定的范国内为避免在酸洗过程中产生酸雾 和过酸洗又必须向、循环缽中加入适虽的缓辿刑匸艺示 总图如图2般洗檢2破洗 | 3酸洗水图酸洗工艺图酸浓度的检测和计算涟钢冷轧不是直接采用酸浓度计对酸液的浓度进行测呆 而是采用电导率仪和密度仪分别测址出酸液的电导率和密度 经过计算得出酸液

4、中和的含虽同时配置离线式酸浓度检测仪对讣算后的和值进行补偿便酸浓 度 含15更准确 达到呆佳拎制II的.酸浓度的检测在线检测便用了日木横河生产的感应式电导率传感器和转换器测呈酸的电导率感应式电导率传感器的优点足电极和待测溶液之何没冇 接触延长了传感器的使用寿命它的测虽原理是基于两线圈Z 间的电磁感应.密度测虽使用的也是生产的差压变送器测虽的依据圧密度与差压成线性关系。离线检测使用公司生产的离线式酸浓度检测仪此梢密仪器町将酸液的 和 含圮、值和总酸址快速检测出来.和 的计算和补偿酸液中 和 的含址可由以卜公式计算而得式中、 分别为 和 的浓度p为测星的密度值 为澳虽的电导率值、为常数。在生产过程

5、中按上式计算出的 和 浓度与离线 式酸浓度检测仪的检测结果往往存在-迳的偏差为了减小这 个偏差引用了酸浓度分析系统.此系统的丁作原理如卜.操作 人员毎小时对每个循环罐的酸液収样用离线式酸浓度检测 仪进行分析 并将分析结果于工输入此系统 同时此系统从峨洗 接收 和 浓度等各种实时数据与取样分析的结 果进行比较经过线性分析等模型处理从而得到 和 浓度的补偿参数并将补偿参数实时发送给酸洗利用补偿参数來修正讣算值从而得到实际的 和 浓度 值这样就减小了偏差.酸浓度的控制供酸鼠的控制帮钢在酸洗槽中移动不断地与酸液进行化学反应反依r 的酸液虽也就足我们耍补充的酸液凰即供酸虽.供酸駅的控制 有三种操作方式

6、手动、半fl动、"动 这三种方式可在 iffli 面上进行选择.丁动和'15动这两种模式均不能很好地控制酸浓度只有在门动榄式时供酸吊的设定偵随 计伴值血变 化 并n动调节控制阀的开度。这里重点讨论口动模式时供酸圮 设定值的计算和供酸址的控制。帯钢在酸洗槽中移动的速度越快、帯训越宽与酸液接触的 表而积就越大与酸液进行化学反应就越多泊耗的酸届也就越 多 同时对f不同的钢种和不同的温度 化学反应速度也不一 样因此消耗的酸駅与带钢的速度、宽度、钢种和温度皿存在- 定的关系这里我们引入一数学模型。F_ X x式中 为酸消耗址 为 浓度 为反应就为反应 率为补偿因素。此数学模樂乞参数的数

7、据來源、更新周期在变虽农中可以 看出表中的带钢钢种、宽度由二级机 提供带钢线速 度、酸液温度随匸艺而变化宙 來采集。内君来祿«?据更新有关a补倦因亲PLC的计 算値桎序执厅的 毎一个周期带锅篇度W反应量PLC的计 算值每一客带钢It 緻液温度CHCI浓度HMI的设定值时r反应率PLC的计 算值程序执行的 毎一个周期带钢速度* 1 Ct学模4受录山于酸循环缽体积很大 左右供入的酸址不能迅速 影响酸浓度也就是说酸浓度的滞后大故半供酸*变化较大 时 就很难保证酸认 d定在要求的设定值上因此引入了酸浓 度控制器的输出值作为酸流虽控制器设定值的一部分这样就 把酸浓疔梓制器和的流虽拎制器冷联右:

8、-起形成冷级梓制系 统控制冋路图见图在上述阳级控制系统中酸浓度控制器是上控制器流呈控 制器足副控制器。为了保证上变届酸浓度没冇余差对酸浓度控 制器设世了较人的枳分时间同时考虑到酸浓度滞百人我们选 择了微分作用所以酸浓度控制器采用了 控制规能供酸凰 只是为了保证酸浓度而引入供酸駅的控制完全是根据酸浓度 的要求进行的 允许在 淀的范围内波动 因积分作用会延长控 制过程 不利于串级控制的快速持性所以在调试开始时 未设 置枳分规律后來在生产过程中增加了一点积分时间 也 就是说 流虽控制器采用了 控制规律.图循环嫌漲流爼控制阿略图供水虽的控制水供应控制有二种操作方式乎动和i'i动这二种方式可在

9、Ml向上迹彳丁选样 T动模式时 设定值可山操作员在乎动输入 阀的开关也由操作员控制.fl动模式时 设定值由操 作员在动输入阀的开关与总酸虽和密度仃关总酸虽的计算由 来执行当总酸虽大于和密度仪所测密度值大于理论密度时切断阀打开进行加水加水虽达到设定值 时切断阀I动关闭.缓蚀剂的控制冈在正常生产时 循环継的酸液基本上足來门于 循环 鑼所以只对 和 循坏離加入缓蚀剂加入到毎个循环縮的 缓独剂呈与加入的盐酸虽成比例关系。使用注意爭项根并:此控制系统的训试及投运悄况仃两个方面必须注点。 第一是要克服认识误区 画而上 的浓度超过设定值并 不代农需耍补水 如果进行动补水 会造成了循环墀内的总酸 足偏低、电导

10、率和密度的测:值火准、计算后的浓度偏离实际值最终导致帯钢欠酸洗.第二是要保证酸浓度分析系统实时 对在线测蛍数据进行补偿。如果将酸浓度分析系统停运罚先会 影响控制稻度严更时町导致在I动模式时不能I动补酸。结束语此系统已投入使用 个月因冇离线式酸浓度仪和酸浓度 分析系统对在线测呈数据的补偿 井采川了串级控制系统 与常 视的仪衷控制系统相比大大改善了控制精度和可菲性丨|前使 用情况良好.开似工业电气対仪表参考文献北京化学匸业出版社收稿日期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights re

11、served, ki.nct工业控制计算机年 卷第 期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工业控制计算机年 卷第 期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工业控制计算机年 卷第 期上接第 页作可实施的稳定系统。完全可以在生产线上实际使用.在实际爼成闭路系统时需注意与T艺操作相结介冇些 问題需匚厂统一考堆对闭路系统除线性控制构成闭路外设定高低限报答和髙高限关闭停电机转动以确保生产安全.工艺操作开乍时每次增加呆作空限定如毎次境加 的 值。姚议在现场设立于动门动切换 按 钏同时在现场亦设置现