管道式镀锌钢丝连续酸洗线的应用

管道式镀锌钢丝连续酸洗线的应用

张红田，李晓明

（新疆八钢金属制品有限公司）

摘要：钢丝镀锌前需要用酸洗的方式去除表面氧化物。传统的镀锌钢丝连续式酸洗线多采用酸洗槽方式。这种方式对酸雾溢出问题没有很好的解决办法。管道式酸洗系统因为大大减少了酸雾挥发面积，可以很好地解决这个问题。在实际应用过程中，通过对酸洗管、酸液加热器、酸雾吸除风机、酸液循环泵等的改进，使该系统的运行更加平稳、经济。

关键词：酸洗管；酸液加热器；风机；循环泵

1 前言

连续式镀锌钢丝生产线由放线装置、酸洗槽、镀锌、抹拭烘干和收线装置构成。由于钢丝表面在空气中易氧化，因此镀锌前需要对钢丝进行酸洗，去除表面氧化层，保证镀锌质量。酸洗通常采用盐酸，但是盐酸易挥发。如果酸洗槽封闭不严，酸液中的HCl气体就会溢出，直接对人体呼吸道、裸露的皮肤表面产生伤害；酸雾还会加速设备老化，降低设备的使用寿命[1]。因此，采用盐酸酸洗方式进行镀锌生产须尽可能减少酸雾产生。

目前，国内镀锌生产线采用水封酸洗槽和酸洗区域封闭两种酸洗方式。酸洗区域封闭方式相对简单，是将酸洗槽区域用砖混厂房封闭隔离开，从顶部将挥发出的酸雾经过抽风、洗涤、中和后外排。

传统水封酸洗槽酸洗，钢丝通过一个密闭的槽体，利用盐酸清洗掉表面的氧化层，从而为后续镀锌工序提供良好的钢丝表面条件。水封式酸洗槽水封容易失效，钢丝穿线过程复杂，酸槽容易损坏且维护难度大，无除油装置等，钢丝酸洗的效率低。同时，水封式酸洗槽不能对溢出的酸雾进行较好的处理，对人员、设备、厂房设施等的危害较大。

为降低钢丝镀锌前酸洗工序中酸雾的溢出，减轻对人身和设备的危害。设计并应用了一种新型环保型酸洗槽，将密封槽式酸洗改为管道式酸洗。

2 管道式酸洗槽

2.1 管道式酸洗槽结构

酸洗部分为列管式结构，如图1~3所示。

图1 管道式酸洗槽平面图

图2 管道式酸洗槽断面结构

图3 管道式酸洗槽循环示意图

酸洗管道采用直径为φ28mm×3mm、长13.5m的PE内衬超高分子量聚乙烯（UHMV-PE）管材，耐磨、耐蚀性能良好，有助于提高酸槽寿命；同时具有高强度、高韧性及良好的自润滑性能。酸洗过程中钢丝从酸洗管道中穿过，通过一台流量为12m3/h、扬程为30m的酸液泵分四点加入酸液，酸洗管内充满流动的酸液，钢丝始终与酸液接触。管道两端为集液槽，管道内流出的酸液汇集到酸洗槽，由酸循环泵抽出，处理后回到酸储槽。由于钢丝和酸液全部在管道内运行，无酸雾溢出，因而可确保环保要求。

2.2 酸循环系统

酸循环系统由酸液循环管道、酸液泵、酸储槽、油水分离器、酸加热器等组成，如图4所示。

酸循环系统设有5个酸储槽，每个储槽的容积为8m3，酸液由一台流量为65m3/h、扬程40m的酸液泵注入到酸槽内，可同时为5条生产线提供酸液。系统设有5个1.5m×1.5m×3.5m的循环酸槽，每个循环酸槽旁设一台流量为12m3/h、扬程为30m的酸液泵，通过四个加酸点向酸洗管内加入新鲜的酸液，回流酸液回收到循环酸槽中。5个循环酸槽的回流酸液汇集后由一台流量为65m3/h、扬程为40m的酸泵重新抽到室外的三台酸储槽内。如果回流的回流酸液含油量过高或温度过低，则直接由一台流量为12m3/h、扬程为30m的酸泵送入旋流除油器或酸加热器中，经除油处理和加热后注入到另外两台酸储槽中备用。盐酸储槽、旋流除油器均置于室外。系统设置一台酸加热器，加热功率80kW，加热管面积5m2。酸管通过地沟引到酸洗槽处，能够实现对每个酸洗槽酸液加热并形成循环回路，保证正常工作时间能够向酸洗槽供一定浓度、温度和紊流度的酸液。当故障停机时，可以通过小循环将酸液直接打回循环罐，加热酸液[2]。循环酸管的材质为CPVC。

图4 酸循环系统示意图

2.3 水循环系统

水循环系统主要为酸洗槽进出口处的水封用水提供水源，如图5所示。系统由两台流量为200m3/h、扬程为50m的循环水泵向酸洗槽水封系统输送循环水，循环水总管为直径DN300mm的碳钢衬塑管。每台酸洗槽旁边引出一条DN100mm的分支管线，并设有一台流量为40m3/h、扬程为20m的循环水泵，向酸洗槽水封系统送入循环水。循环水支管材质为CPVC管。室外水管架空布置，通过地沟引入到厂房内。

图5 水循环系统示意图

2.4 旋流除油器

旋流除油器最大处理能力15m3/h，分割比为1∶15可调。除油器壳体材质为钢衬PE，内部旋流管材质为PTFE。

3 管道式酸洗槽使用效果

3.1 酸雾溢出情况

我国对大气污染物的排放有严格要求,规定生产中的污染物必须达标排放。因此对酸洗车间产生的以酸雾为主的废气采取严格控制。在管道式酸洗槽中，钢丝和酸液全部在管道内运行，酸雾无法溢出，因而可以确保环保要求。治理后车间工作环境符合GBZ2-2002《工作场所有害因素职业接触限值》的有关规定，空气中酸含量≤7.5mg/m3。经过治理的废气达到“大气污染物综合排放标准”中的二级排放要求,并在设计中充分考虑了系统的节能,收到了良好的环保效果[3]。

3.2 酸洗参数

与密封式酸洗槽相比，管道式酸洗槽的酸循环量、水循环量、加热器功率降低，抽气量增加。酸液循环量增加延长单位时间内酸液和钢丝的接触时间，有利于提高酸洗效率。水循环量的增加，提高了对溢出的酸雾吸收效率。加热器功率降低，在保证钢丝酸洗温度的同时，有利于降低单位能耗。密封式酸洗槽与管道式酸洗槽的具体参数见表1。

表1 密封式酸洗槽与管道式酸洗槽酸洗参数对比

?? ?????? ?????? ?????m3/h 440 65 ?????m3/h 500 200 ???????kW 3180 80 ????m3/m in 3000 3550

3.3 操作工艺

对于管道式酸洗槽，每根钢丝均在一根独立的管道内运行，一旦发生断线，不会影响到其他钢丝的运行，也不会发生钢丝互相交叉绞捻的情况。并且断线后的钢丝从管道内穿过比较容易，对生产节奏和生产有效作业率的影响不大。

3.4 运行成本

（1）管道式酸洗槽酸循环量小，酸的挥发量小；同时增加了除油装置，大大提高了酸洗效果。与密封式酸洗槽相比，采用管道式酸洗可节约盐酸消耗量7kg/t。按年总产5万t、盐酸850元/t计算，每年可节约成本为30万元。

（2）管道式酸洗槽水循环量小，按2%循环量计算，可节水6t/h，全年可节水48960t。按水单价1.4元/t计算，年节约费用7万元。

（3）管道式酸洗槽比密封式酸洗槽可节约电耗20kW h/t，按年总产量5万t、用电平均单价按0.42元/kW h计算，每年可节约成本42万元。

表2 三种酸洗方案优、缺点对比

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4 管道式酸洗与传统酸洗对比

表2为管道式酸洗与传统酸洗方法的对比。管道酸洗从设计思路、操作和维护难易程度方面均有较大改进，具有较好的酸雾处理效果。因此，新型管道酸洗装置适用于连续镀锌表面酸洗工序，相比传统酸洗方法有较为明显的优越性。值得注意的是，管道式酸洗为新工艺，其长期运行效果还有待进一步验证。重点是设备可靠性、酸液除油稳定性、操作的持续便利性等方面进行验证。

5 结论

（1）与传统酸洗方法对比，采用管道式酸洗槽酸洗，钢丝和酸液全部在管道内运行，酸雾无法溢出，因而可以达到环保要求，生产环境得到改善。

（2）管道式酸洗每根钢丝均在一根独立的管道内运行，对操作影响小，无钢丝互相交叉绞捻的情况发生；断线情况下易于恢复生产，有利于保持生产节奏、提高生产效率。

（3）管道式酸洗增加了酸液除油装置，有利于清除钢丝拉拔过程中表面粘附的油脂，提高酸液使用率和酸洗效果，为后续镀锌工序提供表面清洁的钢丝起到了保障。

（4）管道式酸洗可降低酸液、循环水的消耗量及电能消耗，降低生产成本。

管道式酸洗长期运行的可靠性效果还需要在实践中进一步验证。

参考文献：

[1]龚佩.半密闭罩在酸雾治理中的应用[J],工业安全与环保，2003，29(9)：8~10

[2]刘国丹，苗群，李安桂.某厂金属铜管加工废气处理方法的研究[J],环境污染治理技术与设备，2005，6,(11)：60~61.

[3]何立军.济钢连续酸洗线技术装备特点[J],山东冶金，2007,29.(6)：74~75.

Application and Im provement of Pipe Type Galvanized Steel W ire Continuous Pick ling Line

ZHANGHong-tian,LIXiao-ming
（Xinjiang BayiSteelMetalProductsCo.,Ltd.）

Abstract：It is need to remove the surface oxide use pickling steelbefore galvanized.Galvanized steelwire traditional continuous pickling linewith pickling tankmode.Itisno good solution ofavoid acidmistoverflow.The pipe type pickling system can reduce the acid volatileareagreatly,can solve this problem faultlessly.In the practicalapplication process,the acid pickling pipe,acid heater tube,acid mist suction draught fan,acid circulating pump were improved in this line, making the systemmore stable and economical.

Key words：pickling pipe;acid heater;draught fan;circulating pump

中图分类号：TG155.4+2

文献标识码：B

文章编号：1672—4224（2017）01—0036—04

联系人：张红田：45岁，男，工程硕士，高级工程师，乌鲁木齐（830022）新疆八钢金属制品有限公司

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