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[摘 要]近年来，紊流技术在带钢酸洗处理中的应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了紊流酸洗技术的优点，并结合相关实践经验，分别从系统耗酸量确定以及漂洗水耗量确定等多个角度与方面对该课题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]紊流技术；带钢酸洗；处理；应用
中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0003-01
1 前言
作为带钢酸洗处理中的一项重要方面，对紊流技术的应用极为关键。该项课题的研究，将会更好地提升对紊流技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化带钢酸洗处理相关工作的最终整体效果。
2 紊流技术概述
从连轧厂送来的热轧原料卷，由于轧制工艺及其他原因，在表面容易形成氧化铁皮，进行进一步加工处理时，会对产品质量造成影响，故必将其除去。
3 紊流技术的原理
在工业生产中，一般采用酸液清洗来清除铁锈及杂物，这一过程称为酸洗处理。最先投入工业生产的是深槽酸洗，这种酸洗技术物质消耗大、生产率低。20世纪70年代出现了浅槽酸洗，生产效率有了很大提高。至70年代末期在浅槽酸洗基础上，应用紊流技术，使酸洗技术达到了新高度。由于应用浅槽紊流酸洗技术，可以大大减少酸洗时间、减少酸液量、提高产品质量等，所以此技术得以迅速推广，现在新建成的酸洗线都采用浅槽紊流酸洗技术。
从流体力学中可知，紊流是一种特殊的流体运动状态，在紊流状态的流体中，由于流体质点不断地相互混杂，使各个质点的运动速度在大小和方向上都随时变化，但又围绕一平均值上下波动，这就是速度的脉动，其横向脉动可大大加强动量、热量、质量的传递。
4 紊流酸洗技术的优点
（1）减少酸洗时间。达到同样的酸洗效果，紊流酸洗时间最短。（2）减少废酸量。在传统酸洗的实际操作中，当废酸中铁离子浓度达到120g/L时，若不及时从酸槽中排走，会严重影响酸洗速度。但在紊流酸洗操作中，可达到125～165g/L才排走，这样可充分利用酸液，减少废酸量。（3）产品质量高。酸液进入酸槽时，具有很大的喷射压力，一方面可冲掉表面的杂物，另一方面可对深层铁锈进行彻底清洗，使酸洗效果最佳。（4）减少带钢跑偏次数。由于带钢在扁管状槽内进行，断面狭窄，带钢几乎平直通过，此时张力很大，从而减少跑偏量，减少事故发生率，这在推拉式酸洗线非常重要。（5）减少设备重量。由于酸槽很浅，浅槽紊流酸洗的酸液只有150mm深，酸槽深也就1000mm，但深槽酸洗的酸槽深可达2000mm。两者比较，采用浅槽紊流酸洗槽体所占设备重量大大减少。
5 酸洗热负荷及换热器的确定
酸洗系统热负荷的确定是酸洗工艺段设计的基础，是设计酸循环系统，确定酸槽长度、换热器面积以及蒸汽消耗量的前提和依据。
酸液温度影响酸洗速度和酸液中铁离子的溶解度，因此影响带钢酸洗速度和质量。带钢酸洗过程酸液温度控制在80-85℃。带钢进入酸洗槽后，酸液热量部分被带钢吸收，导致酸液温度降低。为维持酸槽酸液温度稳定、保證合理的酸洗速度，可通过控制酸液温度来降低加热带钢带所需热量和酸液浓度变化带来的振荡。因此需要确定系统热负荷，以便对系统热量进行补偿和温度控制[2]。
根据传热学的非稳态导热理论，带钢内任一点温度随时间的变化如1-1式；当固体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，以致可认为整个固体在同一瞬间均处于同一温度。这时温度t仅是时间τ的一元函数而与坐标无关。
6 系统耗酸量确定
酸洗系统的耗酸量决定了补酸系统能力，以及酸再生站及相关设施的能力，对酸洗系统的酸浓度控制系统设计有重要的指导意义。
酸液浓度是酸洗系统重要控制指标之一。若酸浓度酸过低，酸洗时间延长，易造成欠酸洗；而盐酸浓度超过一定值后，FeCl2易达到饱和状态，酸洗速度降低，且酸挥发量增加，增加酸雾处理系统负担。为维持系统酸浓度稳定，确保系统添加的新酸量等于系统的耗酸量即可。除挥发和带钢表面残留带走的酸量，系统耗酸量可根据系统铁损量计算。即系统排出的废酸含的铁离子质量应等于酸洗系统的铁损量。
由系统最大耗酸量可以确定酸再生站的能力。在此基础上设计酸再生站，可以避免酸再生站及其相关公辅设施能力过剩造成的成本过高与能源、介质消耗浪费。根据最大耗酸量也可以确定补酸系统的能力与工作制度。
7 漂洗水耗量确定
带钢酸洗后进入漂洗槽漂洗，祛除带钢表面残留的酸液。现有带钢酸洗机组漂洗系统采取多级漂洗。漂洗过程采用反向流法。主流酸洗设备一般采取五级漂洗。漂洗水介质采用脱盐水。确定漂洗水最大耗量，就可以进行漂洗系统补脱盐水回路的设计。综合酸洗系统脱盐水总消耗量，为脱盐水站设计提供依据。
带钢表面残留酸液主要影响有：（1）残留酸液与带钢表面发生化学反应，产生水锈；（2）带钢表面残留酸液带入轧机乳化液系统，影响乳化液的PH值，影响乳化液润滑性能，影响轧制效果。生产中要求带钢表面cl-浓度不超过20mg/L。酸洗设备在各酸洗槽以及各漂洗槽之间都设有挤干辊，目的就是减少酸液带出量。带出量即经挤干辊后带钢表面的酸液残留量。带出量与带钢规格与板型、带钢运行速度、挤干辊系统参数等相关。
漂洗过程控制是通过监测5#漂洗槽的电导率来实现的。除了增加漂洗新水量控制外，漂洗水的温度控制也很重要。提高漂洗水的温度有利于离子扩散，提高漂洗效率，也有利于后续带钢的烘干。
8 结束语
综上所述，加强对紊流技术在带钢酸洗处理中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的带钢酸洗处理工作过程中，应该加强对紊流技术关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 吴志强，王君，刘相华.圆盘剪水平剪刃间隙调整[J].冶金自动化.2017（11）：60-62.
[2] 孟猛，史文.转塔式圆盘剪工艺分析.2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集[J].2017（01）：115-116.
[3] 窦晓尧等.酸洗过程模型分析[J].材料导报.2016（21）：88-89.
[关键词]紊流技术；带钢酸洗；处理；应用
中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0003-01
1 前言
作为带钢酸洗处理中的一项重要方面，对紊流技术的应用极为关键。该项课题的研究，将会更好地提升对紊流技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化带钢酸洗处理相关工作的最终整体效果。
2 紊流技术概述
从连轧厂送来的热轧原料卷，由于轧制工艺及其他原因，在表面容易形成氧化铁皮，进行进一步加工处理时，会对产品质量造成影响，故必将其除去。
3 紊流技术的原理
在工业生产中，一般采用酸液清洗来清除铁锈及杂物，这一过程称为酸洗处理。最先投入工业生产的是深槽酸洗，这种酸洗技术物质消耗大、生产率低。20世纪70年代出现了浅槽酸洗，生产效率有了很大提高。至70年代末期在浅槽酸洗基础上，应用紊流技术，使酸洗技术达到了新高度。由于应用浅槽紊流酸洗技术，可以大大减少酸洗时间、减少酸液量、提高产品质量等，所以此技术得以迅速推广，现在新建成的酸洗线都采用浅槽紊流酸洗技术。
从流体力学中可知，紊流是一种特殊的流体运动状态，在紊流状态的流体中，由于流体质点不断地相互混杂，使各个质点的运动速度在大小和方向上都随时变化，但又围绕一平均值上下波动，这就是速度的脉动，其横向脉动可大大加强动量、热量、质量的传递。
4 紊流酸洗技术的优点
（1）减少酸洗时间。达到同样的酸洗效果，紊流酸洗时间最短。（2）减少废酸量。在传统酸洗的实际操作中，当废酸中铁离子浓度达到120g/L时，若不及时从酸槽中排走，会严重影响酸洗速度。但在紊流酸洗操作中，可达到125～165g/L才排走，这样可充分利用酸液，减少废酸量。（3）产品质量高。酸液进入酸槽时，具有很大的喷射压力，一方面可冲掉表面的杂物，另一方面可对深层铁锈进行彻底清洗，使酸洗效果最佳。（4）减少带钢跑偏次数。由于带钢在扁管状槽内进行，断面狭窄，带钢几乎平直通过，此时张力很大，从而减少跑偏量，减少事故发生率，这在推拉式酸洗线非常重要。（5）减少设备重量。由于酸槽很浅，浅槽紊流酸洗的酸液只有150mm深，酸槽深也就1000mm，但深槽酸洗的酸槽深可达2000mm。两者比较，采用浅槽紊流酸洗槽体所占设备重量大大减少。
5 酸洗热负荷及换热器的确定
酸洗系统热负荷的确定是酸洗工艺段设计的基础，是设计酸循环系统，确定酸槽长度、换热器面积以及蒸汽消耗量的前提和依据。
酸液温度影响酸洗速度和酸液中铁离子的溶解度，因此影响带钢酸洗速度和质量。带钢酸洗过程酸液温度控制在80-85℃。带钢进入酸洗槽后，酸液热量部分被带钢吸收，导致酸液温度降低。为维持酸槽酸液温度稳定、保證合理的酸洗速度，可通过控制酸液温度来降低加热带钢带所需热量和酸液浓度变化带来的振荡。因此需要确定系统热负荷，以便对系统热量进行补偿和温度控制[2]。
根据传热学的非稳态导热理论，带钢内任一点温度随时间的变化如1-1式；当固体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，以致可认为整个固体在同一瞬间均处于同一温度。这时温度t仅是时间τ的一元函数而与坐标无关。
6 系统耗酸量确定
酸洗系统的耗酸量决定了补酸系统能力，以及酸再生站及相关设施的能力，对酸洗系统的酸浓度控制系统设计有重要的指导意义。
酸液浓度是酸洗系统重要控制指标之一。若酸浓度酸过低，酸洗时间延长，易造成欠酸洗；而盐酸浓度超过一定值后，FeCl2易达到饱和状态，酸洗速度降低，且酸挥发量增加，增加酸雾处理系统负担。为维持系统酸浓度稳定，确保系统添加的新酸量等于系统的耗酸量即可。除挥发和带钢表面残留带走的酸量，系统耗酸量可根据系统铁损量计算。即系统排出的废酸含的铁离子质量应等于酸洗系统的铁损量。
由系统最大耗酸量可以确定酸再生站的能力。在此基础上设计酸再生站，可以避免酸再生站及其相关公辅设施能力过剩造成的成本过高与能源、介质消耗浪费。根据最大耗酸量也可以确定补酸系统的能力与工作制度。
7 漂洗水耗量确定
带钢酸洗后进入漂洗槽漂洗，祛除带钢表面残留的酸液。现有带钢酸洗机组漂洗系统采取多级漂洗。漂洗过程采用反向流法。主流酸洗设备一般采取五级漂洗。漂洗水介质采用脱盐水。确定漂洗水最大耗量，就可以进行漂洗系统补脱盐水回路的设计。综合酸洗系统脱盐水总消耗量，为脱盐水站设计提供依据。
带钢表面残留酸液主要影响有：（1）残留酸液与带钢表面发生化学反应，产生水锈；（2）带钢表面残留酸液带入轧机乳化液系统，影响乳化液的PH值，影响乳化液润滑性能，影响轧制效果。生产中要求带钢表面cl-浓度不超过20mg/L。酸洗设备在各酸洗槽以及各漂洗槽之间都设有挤干辊，目的就是减少酸液带出量。带出量即经挤干辊后带钢表面的酸液残留量。带出量与带钢规格与板型、带钢运行速度、挤干辊系统参数等相关。
漂洗过程控制是通过监测5#漂洗槽的电导率来实现的。除了增加漂洗新水量控制外，漂洗水的温度控制也很重要。提高漂洗水的温度有利于离子扩散，提高漂洗效率，也有利于后续带钢的烘干。
8 结束语
综上所述，加强对紊流技术在带钢酸洗处理中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的带钢酸洗处理工作过程中，应该加强对紊流技术关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 吴志强，王君，刘相华.圆盘剪水平剪刃间隙调整[J].冶金自动化.2017（11）：60-62.
[2] 孟猛，史文.转塔式圆盘剪工艺分析.2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集[J].2017（01）：115-116.
[3] 窦晓尧等.酸洗过程模型分析[J].材料导报.2016（21）：88-89.