酸洗工藝中的酸濃度控制_趙春紅

1、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)年 卷第 期酸洗工藝屮的酸濃度控制趙春紅湖南省婁底市漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司計(jì)控廠湖南婁底摘要以漣鋼酸沈連軋生產(chǎn)線為背杲介紹了酸濃度的檢測(cè)原理、訃算和控制方法 分析了此控制系統(tǒng)的原理和稱點(diǎn) 并提出 了在生產(chǎn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)實(shí)踐證明該系統(tǒng)有效地提高了酸濃度的控制耕度.關(guān)鍵訶 酸濃度 檢測(cè) 申級(jí)控制 數(shù)學(xué)模型© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工業(yè)控制計(jì)算機(jī)年 卷第 期© 1994-2010 China Academic J

2、ournal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工業(yè)控制計(jì)算機(jī)年 卷第 期工藝簡(jiǎn)介熱軋鋼帯卷在高溫卜進(jìn)行軋制和卷取軋制過(guò)程中熾熱的 金屆表面與空氣中的氧結(jié)合形成一層又脆又硬的訊化物緊附 在鋼材衣面。在進(jìn)行冷軋加工Z詢必須去除氧化物這一工序 通常山酸洗機(jī)紐來(lái)完成 所以說(shuō)酸洗是冷軋工藝中的求要環(huán)節(jié) 而欠酸洗和過(guò)酸洗乂將直接影響冷硬板的質(zhì)就因此要使冷破 板質(zhì)雖好必須將酸濃度控制在最好的范陽(yáng)Z內(nèi)。何要控制好酸 濃度 首先要使用帯度高的儀表檢測(cè)出酸濃度 第二是采収正確 仃效的控制方法將酸濃度控制在蝕佳范國(guó)Z內(nèi)。漣鋼冷孔采用變頻

3、電機(jī)分別從三個(gè)循環(huán)鑼向三個(gè)酸洗槽輸 送鹽酸對(duì)帶鋼衣1(11進(jìn)行連續(xù)啖射帯鋼在噴射酸液的酸洗槽中 移動(dòng) 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)鐵肝從帶鋼表面剝離 二價(jià)鐵離子 a 增加氯化氫和 的濃度相應(yīng)地減小。I火I此在生產(chǎn)中耍根抑;化學(xué)反應(yīng)的快慢適時(shí)適雖地向循環(huán)螂中補(bǔ)酸隨肴生產(chǎn)的 不斷進(jìn)行 酸中的水分不斷蒸化乂必須向循環(huán)罐中補(bǔ)水 才能 便總酸雖控制在定的范國(guó)內(nèi)為避免在酸洗過(guò)程中產(chǎn)生酸霧 和過(guò)酸洗又必須向、循環(huán)缽中加入適雖的緩辿刑匸藝示 總圖如圖2般洗檢2破洗 | 3酸洗水圖酸洗工藝圖酸濃度的檢測(cè)和計(jì)算漣鋼冷軋不是直接采用酸濃度計(jì)對(duì)酸液的濃度進(jìn)行測(cè)呆 而是采用電導(dǎo)率儀和密度儀分別測(cè)址出酸液的電導(dǎo)率和密度 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出酸液

4、中和的含雖同時(shí)配置離線式酸濃度檢測(cè)儀對(duì)訃算后的和值進(jìn)行補(bǔ)償便酸濃 度 含15更準(zhǔn)確 達(dá)到呆佳拎制II的.酸濃度的檢測(cè)在線檢測(cè)便用了日木橫河生產(chǎn)的感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器和轉(zhuǎn)換器測(cè)呈酸的電導(dǎo)率感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器的優(yōu)點(diǎn)足電極和待測(cè)溶液之何沒(méi)冇 接觸延長(zhǎng)了傳感器的使用壽命它的測(cè)雖原理是基于兩線圈Z 間的電磁感應(yīng).密度測(cè)雖使用的也是生產(chǎn)的差壓變送器測(cè)雖的依據(jù)圧密度與差壓成線性關(guān)系。離線檢測(cè)使用公司生產(chǎn)的離線式酸濃度檢測(cè)儀此梢密儀器町將酸液的 和 含圮、值和總酸址快速檢測(cè)出來(lái).和 的計(jì)算和補(bǔ)償酸液中 和 的含址可由以卜公式計(jì)算而得式中、 分別為 和 的濃度p為測(cè)星的密度值 為澳雖的電導(dǎo)率值、為常數(shù)。在生產(chǎn)過(guò)程

5、中按上式計(jì)算出的 和 濃度與離線 式酸濃度檢測(cè)儀的檢測(cè)結(jié)果往往存在-逕的偏差為了減小這 個(gè)偏差引用了酸濃度分析系統(tǒng).此系統(tǒng)的丁作原理如卜.操作 人員毎小時(shí)對(duì)每個(gè)循環(huán)罐的酸液収樣用離線式酸濃度檢測(cè) 儀進(jìn)行分析 并將分析結(jié)果于工輸入此系統(tǒng) 同時(shí)此系統(tǒng)從峨洗 接收 和 濃度等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與取樣分析的結(jié) 果進(jìn)行比較經(jīng)過(guò)線性分析等模型處理從而得到 和 濃度的補(bǔ)償參數(shù)并將補(bǔ)償參數(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送給酸洗利用補(bǔ)償參數(shù)來(lái)修正訃算值從而得到實(shí)際的 和 濃度 值這樣就減小了偏差.酸濃度的控制供酸鼠的控制幫鋼在酸洗槽中移動(dòng)不斷地與酸液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)反依r 的酸液雖也就足我們耍補(bǔ)充的酸液凰即供酸雖.供酸駅的控制 有三種操作方式

6、手動(dòng)、半fl動(dòng)、"動(dòng) 這三種方式可在 iffli 面上進(jìn)行選擇.丁動(dòng)和'15動(dòng)這兩種模式均不能很好地控制酸濃度只有在門(mén)動(dòng)欖式時(shí)供酸吊的設(shè)定偵隨 計(jì)伴值血變 化 并n動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥的開(kāi)度。這里重點(diǎn)討論口動(dòng)模式時(shí)供酸圮 設(shè)定值的計(jì)算和供酸址的控制。帯鋼在酸洗槽中移動(dòng)的速度越快、帯訓(xùn)越寬與酸液接觸的 表而積就越大與酸液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)就越多泊耗的酸屆也就越 多 同時(shí)對(duì)f不同的鋼種和不同的溫度 化學(xué)反應(yīng)速度也不一 樣因此消耗的酸駅與帶鋼的速度、寬度、鋼種和溫度皿存在- 定的關(guān)系這里我們引入一數(shù)學(xué)模型。F_ X x式中 為酸消耗址 為 濃度 為反應(yīng)就為反應(yīng) 率為補(bǔ)償因素。此數(shù)學(xué)模樂(lè)乞參數(shù)的數(shù)

7、據(jù)來(lái)源、更新周期在變雖農(nóng)中可以 看出表中的帶鋼鋼種、寬度由二級(jí)機(jī) 提供帶鋼線速 度、酸液溫度隨匸藝而變化宙 來(lái)采集。內(nèi)君來(lái)祿«?據(jù)更新有關(guān)a補(bǔ)倦因親PLC的計(jì) 算値桎序執(zhí)廳的 毎一個(gè)周期帶鍋篇度W反應(yīng)量PLC的計(jì) 算值每一客帶鋼It 緻液溫度CHCI濃度HMI的設(shè)定值時(shí)r反應(yīng)率PLC的計(jì) 算值程序執(zhí)行的 毎一個(gè)周期帶鋼速度* 1 Ct學(xué)模4受錄山于酸循環(huán)缽體積很大 左右供入的酸址不能迅速 影響酸濃度也就是說(shuō)酸濃度的滯后大故半供酸*變化較大 時(shí) 就很難保證酸認(rèn) d定在要求的設(shè)定值上因此引入了酸濃 度控制器的輸出值作為酸流雖控制器設(shè)定值的一部分這樣就 把酸濃疔梓制器和的流雖拎制器冷聯(lián)右:

8、-起形成冷級(jí)梓制系 統(tǒng)控制冋路圖見(jiàn)圖在上述陽(yáng)級(jí)控制系統(tǒng)中酸濃度控制器是上控制器流呈控 制器足副控制器。為了保證上變屆酸濃度沒(méi)冇余差對(duì)酸濃度控 制器設(shè)世了較人的枳分時(shí)間同時(shí)考慮到酸濃度滯百人我們選 擇了微分作用所以酸濃度控制器采用了 控制規(guī)能供酸凰 只是為了保證酸濃度而引入供酸駅的控制完全是根據(jù)酸濃度 的要求進(jìn)行的 允許在 淀的范圍內(nèi)波動(dòng) 因積分作用會(huì)延長(zhǎng)控 制過(guò)程 不利于串級(jí)控制的快速持性所以在調(diào)試開(kāi)始時(shí) 未設(shè) 置枳分規(guī)律后來(lái)在生產(chǎn)過(guò)程中增加了一點(diǎn)積分時(shí)間 也 就是說(shuō) 流雖控制器采用了 控制規(guī)律.圖循環(huán)嫌漲流爼控制阿略圖供水雖的控制水供應(yīng)控制有二種操作方式乎動(dòng)和i'i動(dòng)這二種方式可在

9、Ml向上跡彳丁選樣 T動(dòng)模式時(shí) 設(shè)定值可山操作員在乎動(dòng)輸入 閥的開(kāi)關(guān)也由操作員控制.fl動(dòng)模式時(shí) 設(shè)定值由操 作員在動(dòng)輸入閥的開(kāi)關(guān)與總酸雖和密度仃關(guān)總酸雖的計(jì)算由 來(lái)執(zhí)行當(dāng)總酸雖大于和密度儀所測(cè)密度值大于理論密度時(shí)切斷閥打開(kāi)進(jìn)行加水加水雖達(dá)到設(shè)定值 時(shí)切斷閥I動(dòng)關(guān)閉.緩蝕劑的控制岡在正常生產(chǎn)時(shí) 循環(huán)継的酸液基本上足來(lái)門(mén)于 循環(huán) 鑼所以只對(duì) 和 循壞離加入緩蝕劑加入到毎個(gè)循環(huán)縮的 緩獨(dú)劑呈與加入的鹽酸雖成比例關(guān)系。使用注意爭(zhēng)項(xiàng)根并:此控制系統(tǒng)的訓(xùn)試及投運(yùn)悄況仃兩個(gè)方面必須注點(diǎn)。 第一是要克服認(rèn)識(shí)誤區(qū) 畫(huà)而上 的濃度超過(guò)設(shè)定值并 不代農(nóng)需耍補(bǔ)水 如果進(jìn)行動(dòng)補(bǔ)水 會(huì)造成了循環(huán)墀內(nèi)的總酸 足偏低、電導(dǎo)

10、率和密度的測(cè):值火準(zhǔn)、計(jì)算后的濃度偏離實(shí)際值最終導(dǎo)致帯鋼欠酸洗.第二是要保證酸濃度分析系統(tǒng)實(shí)時(shí) 對(duì)在線測(cè)蛍數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。如果將酸濃度分析系統(tǒng)停運(yùn)罰先會(huì) 影響控制稻度嚴(yán)更時(shí)町導(dǎo)致在I動(dòng)模式時(shí)不能I動(dòng)補(bǔ)酸。結(jié)束語(yǔ)此系統(tǒng)已投入使用 個(gè)月因冇離線式酸濃度儀和酸濃度 分析系統(tǒng)對(duì)在線測(cè)呈數(shù)據(jù)的補(bǔ)償 井采川了串級(jí)控制系統(tǒng) 與常 視的儀衷控制系統(tǒng)相比大大改善了控制精度和可菲性丨|前使 用情況良好.開(kāi)似工業(yè)電氣対儀表參考文獻(xiàn)北京化學(xué)匸業(yè)出版社收稿日期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights re

11、served, ki.nct工業(yè)控制計(jì)算機(jī)年 卷第 期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工業(yè)控制計(jì)算機(jī)年 卷第 期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct工業(yè)控制計(jì)算機(jī)年 卷第 期上接第 頁(yè)作可實(shí)施的穩(wěn)定系統(tǒng)。完全可以在生產(chǎn)線上實(shí)際使用.在實(shí)際爼成閉路系統(tǒng)時(shí)需注意與T藝操作相結(jié)介冇些 問(wèn)題需匚廠統(tǒng)一考堆對(duì)閉路系統(tǒng)除線性控制構(gòu)成閉路外設(shè)定高低限報(bào)答和髙高限關(guān)閉停電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以確保生產(chǎn)安全.工藝操作開(kāi)乍時(shí)每次增加呆作空限定如毎次境加 的 值。姚議在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立于動(dòng)門(mén)動(dòng)切換 按 釧同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)亦設(shè)置現(xiàn)