[发明专利]一种强紊流酸洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢酸洗技术领域。

背景技术

不锈钢在经过轧制和退火过程中,钢带表面会形成一层氧化铁皮或氧化物层。为去除不锈钢表面的这些氧化铁皮及氧化物，要通过使用不同溶液多阶段酸洗去除钢带表面的氧化铁皮以及氧化物。但现行的酸洗工艺对氧化皮的清除速度不够理想，影响不锈钢产品的产量及质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何解决酸洗工艺对氧化皮的清除速度慢的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种强紊流酸洗方法，在酸槽底部沿着钢带传送方向平均分布若干出酸/进酸的管口，每个出酸/进酸的管口配置一台离心酸泵及出酸/进酸管路，形成一套独立于酸液循环系统的强紊流循环系统，离心酸泵使酸液以与钢带运行相反的方向喷入。

本发明的有益效果是：本发明可以缩短酸洗时间，一般可缩短20%的酸洗时间，由于强紊流酸洗时酸液能与带钢表面的铁皮充分反应，废酸中的铁离子浓度较高时仍能保证酸洗效果，因此相较非强紊流酸洗而言，排放到酸再生装置的废酸量减少，相当于酸再生的能力加大，这样既可减少环境污染还可以节约建设投资，与传统酸洗相比，可以缩短酸洗线的长度，或者在相同的酸洗长度下，可以降低酸洗的温度。降低酸洗的温度，则酸洗设备的寿命延长。

具体实施方式

本发明是在浅槽酸洗的基础上，试验探索了一种新的对现行酸洗工艺有效的辅助酸洗循环系统，其目的在于采用经济、简单、有效的方法缩短酸洗时间，提高酸洗工艺效率和增强清洗效果。

从流体学中可知，紊流是一种特殊的流体运动状态，在紊流状态的流体中，由于物质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间变化，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。

当流体呈现2000< Re <4000时，这种流体是在紊流状态下流动的。其雷诺数为：

R e = U d / h                       （1）

式中，Re为雷诺数；

U为流体的平均流速；

 d为流体流动管道直径；

h为流体的动力黏度；

流体在紊流状态下的普朗特数为：

P r = c_pμ / λ                 （2）

式中，P r为普朗特数；

c_p为恒压比热容；

       μ为流体粘性系数；

       λ为流体热导率；

流体在紊流状态下的热传导努塞尔数为：

N u = 0.0 2 3 R e ^0.8 P r ^0.4         （3）

热传导率：

    h = N uλ/ d                        （4）

根据式（1）～（4）可得出热传导率ｈ

    h = 0.023(λ/ d)( U d / h)^0.8(c_pμ / λ)^0.4        （5）

由式（5）可见，当流体管径d减小时，则流速U增大，传热系数h也随之增大。

从上述式（1）～（5）的推导可看出，当酸液流动的通道断面（d）狭窄时，酸液可以形成高速紊流，从而提高钢板表面的热导率，促进物质的传递过程，这就可以加速氧化铁皮与酸液之间的化学反应。

具体的方案为在不同的酸洗阶段，将酸槽都设计成高涡流酸洗槽。即在每个酸槽底部平均分布若干出酸/进酸的管口，并配置一台离心酸泵及出酸/进酸总管路，形成一套独立于酸液循环系统的强紊流循环系统，酸液以与钢带运行相反的方向喷入，这种设置使酸槽内酸液流速增大并形成漩涡，确保了酸洗的强紊流效果。从而使不锈钢表面的氧化皮及铁、磷等金属杂质加速反应且无法二次沉积，酸液与不锈钢表面充分接触，这样就提高了酸洗效率。