带钢酸洗线酸雾吸风装置

酸洗是用化学方法除去金属表面氧化铁皮的过程， 其主要目的是保证在后续轧制过程中，氧化铁皮不被压入带钢。酸洗剂中应用最广的是盐酸，盐酸能快速溶解氧化铁皮，不仅工效高，而且酸洗后表面状态好，所以带钢通常采用盐酸酸洗。盐酸具有极强的挥发性，挥发出来的HCl 氢气体与水蒸汽结合产生酸雾。在酸洗生产过程中，为了提高酸洗效果，需要给酸加温，酸洗温度的升高加剧了盐酸的挥发，尤其在酸洗槽的进口和出口端，因带钢的穿行而无法实现全封闭，酸雾溢出的现象十分严重，所以连续式带钢酸洗一般在酸洗槽的进口和出口都安装有吸风装置和酸雾回收净化系统，对酸雾进行回收净化处理。

酸洗槽进口端产生的酸雾量较少，采用酸雾回收能够达到较好的效果，但出口端带钢带出的酸雾很难通过酸雾回收系统完全吸收，未完全吸收的酸雾从酸洗槽出口溢出，发散到大气中，既影响了环境，也增加了酸耗。因此研究和改进酸洗线出口端酸雾的控制方法，对节约成本和改善环境有着重要的意义。

1 酸雾现状分析

1.1 酸洗线主要工艺参数

某公司现有 2 条酸洗线，均为连续式牵引、浅槽紊流浸泡酸洗，酸洗槽工艺段长 70 m，工艺温度 60~90 ℃，酸洗介质为盐酸，工艺浓度 15%~20%，加热能源为锅炉蒸汽，带钢浸泡时间 1~1.5min。酸洗线进口和出口处均设置了吸风装置和酸雾净化回收系统，而且采取碱液喷淋吸收的方法处理酸雾。

1.2 酸雾现状及原因分析

为了提高酸洗效率，酸洗工艺温度一般控制在75 ℃左右，盐酸是 HCl 的水溶液，随着温度的升高，HCl 气体在水中溶解度下降，20 ℃时溶解度为70.0g/cm

3，60 ℃时溶解度为 53.3 g/cm3，所以在 60℃以上的工艺温度下，HCl 气体溶解度急剧下降，酸雾挥发加剧。虽然大部分酸雾通过吸风装置进入了酸雾净化系统，但仍有一部分酸雾随着带钢和压辊的滚动被带出酸洗槽，经检测出口端酸雾浓度达到 16 mg/m3，接近国家标准 20 mg/m3，存在超标排放的风险

。酸雾虽然大都被酸雾回收系统净化吸收，但也增加酸耗，吨钢耗酸平均达到 45.6 kg，不仅增加了用酸成本，也加重了酸雾净化处理系统的负荷。同时，高温酸雾带走大量的热能，造成加热蒸汽的消耗量大，吨钢蒸汽消耗量平均达到 32.1 kg。综上所述，带钢酸洗过程中酸雾的挥发主要集中在酸洗槽的出口端，为了减少酸雾的排放量，降低生产成本，需要对酸洗槽出口端的吸风装置进行改进优化。

2 设计思路

如果仅从提高酸雾的回收效果去考虑，最简单直接的方法就是加大酸雾回收系统的风机，提高吸风量，吸走的酸雾量增多，溢出的酸雾量就会减少，但吸走酸雾的同时会吸走大量的 HCl 气体和热能，必然会造成酸槽温降快，补热频次增加，蒸汽消耗量增大，酸耗增高等不利影响。所以加大风机并不是最合理有效的方法，应当从减少酸雾排放量的思路去考虑，所以设计的思路是既要减少吸风量，又要减少酸雾溢出。通过对酸洗线出口的研究和分析，酸雾吸风装置是改进的关键点。

3 改进方案

酸雾吸风装置是酸雾回收系统的吸风管与酸洗槽的连接装置，设置在酸洗线出口端前压辊之前，风管直径 覫300 mm （见图 1）。改造前的吸风装置有利于酸雾的直接吸收，理论上这种结构相对合理，但在实际应用中效果却不理想，主要原因有两个方面：一是酸雾随着带钢的运动被带到出口端，遇到压辊被阻隔，压辊前端成了酸雾的集中点，在此处安装吸风装置，直接吸走的是高温酸雾，不仅降低了酸的浓度，也带走了大量的热量，造成酸和热能的双重浪费；二是未完全吸收的酸雾被滚动的压辊带出后无法回收，只能任其发散到大气中。因此，为了减少酸雾的直接吸收，将吸风装置的位置进行调整，改进方案如下：将吸风装置与压辊的位置对调，让酸雾直接被压辊阻隔，而将吸风装置设置在压辊的外侧，把酸雾集中点与吸风口的位置错开，如此被吸收的酸雾将大幅减少，同时，在过渡辊处增加一组风刀，风刀采用内置式，风嘴根据带钢的宽度每隔 10 cm布置一只，风嘴的方向垂直于带钢并反向倾斜35°，风量来源于压缩空气，风压 0.3~0.5 MPa。通过风刀的吹扫的反向作用形成正压，将压辊带出的酸雾反吹回酸洗槽，同时也吹扫了带钢表面，减少带钢的带酸量 （见图 

2）。

4 结 语

（1） 酸雾吸风装置优化设计方案应用后，酸洗槽出口再无可见的酸雾溢出，挥发浓度降至 0.05mg/m3，远低于国家排放标准，降低了环境污染。

（2） 改进方案实施后，酸耗由 45.6 kg/t 下降至26.2 kg/t，下降幅度达到 42.5%；蒸汽耗量由 32.1kg/t 下降为 24.3 kg/t，下降幅度达到 24.4%，降低了生产的成本。

（3） 在风刀应用过程中发现必须控制好吹气的压力和风量，风压过高或风量过大都会造成吹扫气进入吸风装置，使回收系统在吸走酸雾的同时也吸走了吹扫气