專利名稱：酸濃度測(cè)定和自動(dòng)控制的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)，測(cè)定在鋼材等的連續(xù)酸洗設(shè)備的酸洗槽中容納的酸洗液酸濃度用的酸濃度測(cè)定裝置和酸濃度測(cè)定方法，以及使用這種酸濃度測(cè)定裝置，對(duì)酸洗槽中容納酸洗液的酸洗液的酸濃度進(jìn)行自動(dòng)控制的酸濃度自動(dòng)控制裝置，例如適于使容納在下游側(cè)酸洗槽中的酸洗液，依次溢流流入上游側(cè)相鄰設(shè)置的酸洗槽中的連續(xù)式酸洗設(shè)備用的酸濃度自動(dòng)控制裝置和酸濃度自動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
酸洗是指，將例如冷軋鋼板、作為冷軋鋼板的軋制原料使用的熱軋鋼板或最終成品熱軋鋼板等所謂處理鋼板，浸漬在鹽酸和硫酸等酸洗液之中，或者向表面噴酸洗液而除去處理鋼板表面上氧化鐵皮的一種處理。這種酸洗，例如是使處理鋼板沿板通過(guò)方向并排排列成數(shù)排，使之連續(xù)通過(guò)帶容納酸洗液的酸洗槽的連續(xù)式酸洗設(shè)備。使用這種連續(xù)式設(shè)備酸洗時(shí)，各酸洗槽，尤其是最終酸洗槽中的酸濃度，對(duì)氧化鐵皮除去效果影響很大。因此，用這種酸洗設(shè)備進(jìn)行酸洗，要求準(zhǔn)確控制酸濃度。
帶鋼的連續(xù)酸洗設(shè)備中，過(guò)去用臺(tái)式測(cè)定裝置測(cè)定酸洗槽容納酸洗液的酸濃度，根據(jù)這種測(cè)定結(jié)果對(duì)酸洗槽中手工供給酸洗液，或者將這種臺(tái)式測(cè)定裝置設(shè)置在連續(xù)式酸洗設(shè)備的酸洗槽上自動(dòng)測(cè)定酸濃度，根據(jù)測(cè)定結(jié)果自動(dòng)控制對(duì)酸洗槽的供酸量，以此方式對(duì)酸洗槽中容納酸洗液酸濃度的酸洗液進(jìn)行酸濃度測(cè)定和酸液供給。
但是，手工法對(duì)酸洗槽供給酸液時(shí)，酸洗槽中酸洗液的酸濃度不能準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)變化。因此，酸洗液的酸濃度容易有很大波動(dòng)，而且為確保安全而容易使酸液供給量過(guò)剩。所以以手工方式對(duì)酸洗槽供酸液，酸液?jiǎn)魏拇蟆?br> 用設(shè)在酸洗槽上的臺(tái)式測(cè)定裝置對(duì)酸洗槽中酸洗液的酸濃度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)定，采用滴定分析儀。用這種滴定分析儀測(cè)定時(shí)，依次向測(cè)定池中通入樣品液、試劑和洗滌液。因此，測(cè)定池中樣品液的流動(dòng)呈間歇式，滯留的樣品液因在配管內(nèi)固化而會(huì)將配管堵塞，測(cè)定開始后短時(shí)間內(nèi)就不再能繼續(xù)測(cè)定。
而且用這種滴定式分析儀測(cè)定時(shí)，為配送微量樣品液，會(huì)使配管系統(tǒng)中微細(xì)的管路堵塞。若設(shè)置防止堵塞用的過(guò)濾裝置，則系統(tǒng)將成為帶有切換機(jī)構(gòu)的復(fù)雜配管系統(tǒng)。因此，這種切換機(jī)構(gòu)切換次數(shù)的增加，能誘發(fā)配管的堵塞。
另外，滴定分析儀價(jià)格高。為此，在樣品液有多種的情況下，是將各取樣配管連接到一臺(tái)滴定分析儀上，通過(guò)切換各取樣配管而進(jìn)行測(cè)定的。因此，這種配管切換導(dǎo)致配管頻繁發(fā)生堵塞。
此外，使用滴定式分析儀測(cè)定時(shí)，從樣品注入至數(shù)據(jù)輸出的一次取樣大約需要15分鐘。為此，在進(jìn)行多次取樣的情況下，各數(shù)據(jù)的輸出間隔每次至少也要15分鐘，時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。因此，連續(xù)酸洗設(shè)備的酸濃度控制系統(tǒng)中使用滴定式分析儀，事實(shí)上不可能在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)輸出酸洗液酸濃度的測(cè)定值。
因此用滴定分析儀測(cè)定酸濃度，藥液反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，而且前處理裝置中洗滌所需的切換時(shí)間和取樣時(shí)間也長(zhǎng)。所以測(cè)定時(shí)間比取樣時(shí)間滯后是不可避免的。此外用滴定分析儀測(cè)定酸濃度時(shí)，數(shù)據(jù)是以相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間間隔斷續(xù)式輸出的?？刂频膽?yīng)答性極低。所以用滴定分析儀很難高精度控制酸洗液的酸濃度。
綜上所述，對(duì)酸洗槽中容納的酸洗液酸濃度的測(cè)定需要很長(zhǎng)時(shí)間。特別是對(duì)隔板分隔各酸洗槽，即容納在下游側(cè)酸洗槽中的酸洗液依次向上游側(cè)酸洗槽溢流，同時(shí)向最終酸洗槽供給酸液類型的連續(xù)酸洗設(shè)備而言，通常只通過(guò)測(cè)定容納在最終酸洗槽中酸洗液的酸濃度來(lái)確定酸液供給量，根據(jù)容納在最終酸洗槽中的酸洗液的酸濃度調(diào)節(jié)酸液供給量。
但是在這種類型的連續(xù)酸洗設(shè)備中，酸洗液與帶鋼氧化鐵皮層之間的有效反應(yīng)，實(shí)際上發(fā)生在上游側(cè)酸洗槽內(nèi)而不是最終酸洗槽中。因此，當(dāng)容納在上游側(cè)酸洗槽中酸洗液的酸濃度波動(dòng)比最終酸洗槽中大的時(shí)，鋼帶上將會(huì)殘留氧化鐵皮。
帶鋼一旦殘留氧化鐵皮，就應(yīng)將流水線速度減慢，因而需要使各酸洗槽中酸洗液的酸濃度穩(wěn)定。為了防止殘留氧化鐵皮，還必須比平時(shí)更嚴(yán)格管理容各酸洗槽中酸洗液的酸濃度。因此，例如采用實(shí)時(shí)測(cè)量酸濃度的方法即使能控制酸液的供給量，也不可避免地使酸單耗即成本上升。
因此，過(guò)去的各種提案都以高應(yīng)答性迅速控制酸洗液的酸濃度，以此彌補(bǔ)不能在酸洗槽中酸洗液處于流動(dòng)的狀態(tài)下連續(xù)測(cè)定酸濃度的缺點(diǎn)。
例如，特公昭57-2275號(hào)公報(bào)中公開了一種改善有關(guān)酸洗液酸濃度控制應(yīng)答性的發(fā)明，其中對(duì)酸洗液的酸濃度作反饋控制后，增益(精度)增大會(huì)發(fā)生飽和(hatching)，而增益減小會(huì)使檢測(cè)器的精度降低不能使用，為此，用基于液溫、酸濃度、酸反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)表面積之間關(guān)系式的前饋控制代替該反饋控制。
在特開平6-126322號(hào)公報(bào)中公開了一種控制各循環(huán)罐中容納的酸洗液中各酸濃度的發(fā)明，其中在噴淋酸洗設(shè)備中，調(diào)整最上游循環(huán)罐中酸洗液的酸濃度，同時(shí)將與此時(shí)投入酸量相應(yīng)數(shù)量的酸液供入一個(gè)下游循環(huán)罐中，依次對(duì)下游循環(huán)罐進(jìn)行這種酸濃度調(diào)整和酸液供給。
特開平9-125270號(hào)公報(bào)中公開的發(fā)明，用配管連接循環(huán)罐，使酸洗液在酸洗槽中循環(huán)，從這種配管的一部分取出酸洗液，用酸濃度分析儀間歇測(cè)定取出酸洗液的酸濃度，同時(shí)測(cè)定容納在循環(huán)罐中酸洗液的液面水平，當(dāng)這些測(cè)定值超出目標(biāo)值時(shí)進(jìn)行排酸、給酸和給水。
特開平10-147895號(hào)公報(bào)中公開了一種酸洗槽中酸洗液的酸濃度的控制方法，該方法采用一種連續(xù)酸洗設(shè)備，對(duì)各酸洗槽均獨(dú)立設(shè)置酸洗液循環(huán)裝置，而且相鄰酸洗槽間的酸洗液不伴隨溢流。
特開平7-54175號(hào)公報(bào)中公開的控制方法，采用連續(xù)式酸洗設(shè)備，從酸洗前后處理鋼板厚度差求出酸洗減量，根據(jù)酸洗減量控制酸供給量和酸濃度。
在特公昭57-2275號(hào)公報(bào)公開的發(fā)明中，作為必要條件的酸濃度測(cè)定并不是在酸洗液連續(xù)流動(dòng)的條件下進(jìn)行的。因此該發(fā)明不能高精度控制酸濃度。而且實(shí)施該發(fā)明時(shí)，一旦酸濃度測(cè)定時(shí)間加長(zhǎng)就會(huì)使取樣配管發(fā)生堵塞，降低測(cè)定裝置的開工率。
按照特開平6-126322號(hào)公報(bào)中發(fā)明連續(xù)控制酸濃度時(shí)，必須在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)測(cè)定最終循環(huán)罐中酸洗液的酸濃度。但是，如上所述，在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)測(cè)定酸洗液的酸濃度是不可能的。因此該發(fā)明不能以高精度控制酸洗液的酸濃度。
此外，特開平9-125270號(hào)公報(bào)中發(fā)明所采用的酸濃度分析儀，在酸洗液返回配管分叉處設(shè)置的支管用開關(guān)閥連接。因此可知，這種酸濃度分析儀與上述的滴定式分析儀屬于同類。所以該發(fā)明也不能在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)測(cè)定酸洗液的酸濃度。由于此原因，該發(fā)明難于高精度地控制酸洗液的酸濃度。此外該發(fā)明若給水會(huì)使廢酸酸濃度降低，使回收廢酸時(shí)酸的單耗增大。
特開平10-147895號(hào)公報(bào)公開的連續(xù)酸洗設(shè)備，能獨(dú)立控制各酸洗槽中容納的各酸洗液酸濃度，所以高精度控制酸洗液的酸濃度稱為可能。但是，此提案中的這種控制不能對(duì)設(shè)備不加改造地用在發(fā)生相鄰酸洗槽之間酸洗液溢流型的連續(xù)式酸洗設(shè)備上。也就是說(shuō)，要將特開平10-147895號(hào)公報(bào)公開的方法，用于相鄰的酸洗槽之間酸洗液溢流類型的連續(xù)式酸洗設(shè)備上，必須在每個(gè)酸洗槽上各設(shè)置酸液的循環(huán)罐、循環(huán)泵、廢酸和給酸配管等。因此，需要相當(dāng)數(shù)額的設(shè)備投資和設(shè)備設(shè)置空間，實(shí)際上極難實(shí)施該發(fā)明。
此外，酸洗時(shí)鋼板的尺寸損失和鋼板厚度也會(huì)波動(dòng)，鋼板厚度例如因熱軋時(shí)材料纏卷溫度不同而變化。因此特開平7-5417號(hào)公報(bào)中的發(fā)明，酸洗液中酸濃度的變化量和酸洗損失量不一定相等。所以僅由酸洗液中酸濃度的變化量和酸洗損失量間出現(xiàn)的偏差，就足以降低酸洗液中酸濃度的控制精度。
綜上所述，已有技術(shù)無(wú)論如何都存在一個(gè)共同的致命缺點(diǎn)，即不能在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)測(cè)定酸洗槽中容納酸洗液的酸濃度。因此，不僅是手工控制酸液供給量，而且即使在自動(dòng)控制場(chǎng)合下，酸洗液酸濃度的控制都存在應(yīng)答慢和精度低的問(wèn)題。
第5175502號(hào)美國(guó)專利記載的發(fā)明，包括用水稀釋從酸洗槽中取出的酸洗液以防止酸洗液堵塞，并根據(jù)稀釋后酸洗液的密度、導(dǎo)電率和溫度測(cè)定酸洗液中酸濃度。但是此發(fā)明因用水稀釋酸洗液，因而使測(cè)定后的酸洗液成為廢液。因此該發(fā)明的測(cè)定成本高。
發(fā)明的公開本發(fā)明目的在于提供一種能夠在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)，測(cè)定酸洗槽中酸洗液酸濃度的酸濃度測(cè)定裝置和酸濃度測(cè)定方法，以及使用這種測(cè)定裝置，能在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)以高精度自動(dòng)控制構(gòu)成連續(xù)式酸洗設(shè)備的各酸洗槽中酸洗液酸濃度的酸濃度自動(dòng)控制裝置和酸濃度自動(dòng)控制方法。
具體講，本發(fā)明目的在于提供一種酸濃度測(cè)定裝置和酸濃度測(cè)定方法，能在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)連續(xù)測(cè)定酸洗槽中酸洗液樣品液，縮短非測(cè)定時(shí)間，同時(shí)還能實(shí)際上連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)定酸洗液酸濃度的波動(dòng)和偏析，而且酸洗液取樣方法簡(jiǎn)單、維護(hù)性能優(yōu)良，以及使用這種酸濃度測(cè)定裝置，實(shí)際上能連續(xù)而高精度地自動(dòng)控制構(gòu)成連續(xù)式酸洗設(shè)備的各酸洗槽中容納的各酸洗液酸濃度的酸濃度自動(dòng)控制裝置和酸濃度自動(dòng)控制方法。
更具體講，本發(fā)明目的在于提供一種酸濃度自動(dòng)控制裝置和酸濃度自動(dòng)控制方法，其中使用上述酸濃度測(cè)定裝置，能在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)，對(duì)下游側(cè)酸洗槽中酸洗液依次溢流流入上游測(cè)相鄰酸洗槽中酸洗液的酸濃度進(jìn)行測(cè)定，并將此測(cè)定結(jié)果反饋到酸液供給量，利用這種方法正確地保證各酸洗槽中酸洗液的酸濃度，同時(shí)還能夠改善酸洗液的單耗。
本發(fā)明人等為此目的進(jìn)行了各種研究。其中著眼于使酸洗槽中容納的酸洗液連續(xù)流動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定連續(xù)流動(dòng)狀態(tài)下這種酸洗液的酸濃度。過(guò)去認(rèn)為，即使以這種方式使酸洗液連續(xù)流動(dòng)，也必然產(chǎn)生流速低的部分，酸洗液在這種流速低部分內(nèi)短時(shí)間內(nèi)堵塞。因此，迄今為止尚未有人嘗試對(duì)這種方式連續(xù)流動(dòng)的酸洗液中酸濃度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。
本發(fā)明人等研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在酸洗液流通通路內(nèi)設(shè)置對(duì)連續(xù)流動(dòng)酸洗液中酸濃度以外的特性數(shù)值進(jìn)行連續(xù)測(cè)定的測(cè)定裝置，根據(jù)測(cè)定裝置輸出的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，這種方法不僅事實(shí)上能消除酸洗液堵塞現(xiàn)象，而且還能在充分短測(cè)定間隔內(nèi)實(shí)際上連續(xù)而準(zhǔn)確地求出酸洗槽中容納的酸洗液的酸濃度。
而且本發(fā)明人等還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)這樣求出的酸濃度計(jì)算值，通過(guò)對(duì)被供酸液酸洗槽中酸洗液的酸濃度進(jìn)行反饋控制，或者組合進(jìn)行反饋控制和前饋控制，能迅速而準(zhǔn)確地與不斷變化的酸濃度互相對(duì)應(yīng)，因而能高精度地控制酸洗槽中容納酸洗液的酸濃度。
本發(fā)明人等還發(fā)現(xiàn)，基于被供酸液酸洗槽中和被供酸液酸洗槽之外至少一個(gè)酸洗槽中酸洗液的各計(jì)算值，對(duì)被供酸液酸洗槽中的酸濃度進(jìn)行反饋控制，即使是下游側(cè)酸洗槽中酸洗液依次溢流流入上游測(cè)相鄰酸洗槽中類型的連續(xù)酸洗設(shè)備，也能高精度地控制被供酸液酸洗槽中酸洗液的酸濃度。
本發(fā)明人等基于這些發(fā)現(xiàn)所做的反復(fù)研究結(jié)果，從而完成了本發(fā)明。
作為本發(fā)明的要點(diǎn)是酸濃度測(cè)定裝置，其特征在于其中組合有與酸洗槽連接的本體，安置在從所說(shuō)的酸洗槽中取出的酸洗液的流路的一部分上，測(cè)定流過(guò)所說(shuō)本體內(nèi)部的上述酸洗液密度用的密度計(jì)，測(cè)定流路或酸洗槽中酸洗液溫度用的溫度計(jì)，測(cè)定流路或酸洗槽中酸洗液電導(dǎo)率用的電導(dǎo)率計(jì)，以及根據(jù)密度計(jì)、溫度計(jì)和電導(dǎo)率計(jì)各自測(cè)定結(jié)果計(jì)算流過(guò)所說(shuō)的流路部分的酸洗液酸濃度的計(jì)算裝置。以下將其稱為“第一發(fā)明”。
第一發(fā)明中，溫度計(jì)和／或電導(dǎo)率計(jì)最好設(shè)置在所說(shuō)的本體上。
第一發(fā)明的這種酸濃度測(cè)定裝置中，所說(shuō)的密度計(jì)最好是至少有兩個(gè)檢出部分的壓差傳感式密度計(jì)。這種情況下，為了保持所需的測(cè)定精度，應(yīng)當(dāng)將兩個(gè)檢出部分相對(duì)于本體中流路形成方向設(shè)置為至少相距500毫米。
第一發(fā)明的這種酸濃度測(cè)定裝置中，溫度計(jì)和電導(dǎo)率計(jì)都應(yīng)當(dāng)設(shè)置在本體中流路的出口側(cè)，以保持所需的測(cè)定精度。
第一發(fā)明的這些酸濃度測(cè)定裝置中，為防止酸洗液堵塞現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)當(dāng)使本體中流路盡可能呈直線狀，杜絕部分流速低的部分出現(xiàn)，或者在流路中流速低處酸洗液容易堵塞的部分事先設(shè)置抑制酸洗液滯留引起堵塞的堵塞防止機(jī)構(gòu)。
從另一觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明是一種酸濃度測(cè)定方法，其特征在于在與酸洗槽連接并在從酸洗槽中取出的酸洗液的流路的部分上設(shè)置有酸濃度測(cè)定裝置本體的內(nèi)部，對(duì)連續(xù)流過(guò)的上述酸洗液的密度進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)測(cè)定流路或酸洗槽中酸洗液的溫度和電導(dǎo)率，根據(jù)密度、溫度和電導(dǎo)率各自測(cè)定結(jié)果計(jì)算流過(guò)一部分流路的酸洗液中的酸濃度。以下將其稱為“第二發(fā)明”。
從另一角度來(lái)看，本發(fā)明是一種酸濃度自動(dòng)控制裝置，其特征在于其中組合有在構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的多個(gè)酸洗槽中，在供酸液的酸洗槽中設(shè)置第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，以及根據(jù)此酸濃度測(cè)定裝置得到酸濃度的計(jì)算值，調(diào)節(jié)被供酸液酸洗槽中酸洗液的酸濃度的反饋控制手段。以下稱為“第三發(fā)明”。
從另一角度來(lái)看，本發(fā)明的另一種酸濃度自動(dòng)控制裝置，其特征在于其中組合有在構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的多個(gè)酸洗槽中，在供酸液酸洗槽和供酸液酸洗槽之外至少一個(gè)酸洗槽上設(shè)置的第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，以及根據(jù)多個(gè)酸濃度測(cè)定裝置分別得到酸濃度的各計(jì)算值，調(diào)節(jié)容納在被供酸液酸洗槽中酸洗液酸濃度用的反饋控制手段。以下稱為“第四發(fā)明”。
上述第三發(fā)明或第四發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，優(yōu)選包括前饋控制手段，該手段根據(jù)酸濃度測(cè)定裝置得到的酸濃度計(jì)算值，調(diào)整被供酸液酸洗槽中酸洗液的酸濃度，目的在于進(jìn)一步提高控制的應(yīng)答性。以下稱為“第五發(fā)明”。
作為第一～第五發(fā)明的這些酸濃度測(cè)定裝置、酸濃度測(cè)定方法或酸濃度自動(dòng)控制裝置控制對(duì)象的酸洗槽，不僅可以用浸漬式，而且還可以用噴霧式酸洗槽。
在第三～第五發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置中，舉例說(shuō)明的被供酸液酸洗槽，是最終酸洗槽。
采用第三～第五發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置的連續(xù)酸洗設(shè)備，舉例說(shuō)明的是下游側(cè)酸洗槽中的酸洗液依次溢流流入上游側(cè)相鄰酸洗槽的溢流型連續(xù)酸洗設(shè)備。
從其它觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明是一種酸濃度自動(dòng)控制方法，其特征在于在構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的多個(gè)酸洗槽中，至少在被供酸液的酸洗槽中設(shè)置第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，根據(jù)此酸濃度測(cè)定裝置得到的計(jì)算值，進(jìn)行反饋控制或反饋控制和前饋控制的組合控制，用這種方法調(diào)整被供酸液酸洗槽中酸洗液的酸濃度。以下稱為“第六發(fā)明”。
第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置或第二發(fā)明的酸濃度測(cè)定方法，可以在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)測(cè)定酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率，這種方法能夠在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)，實(shí)際上連續(xù)地長(zhǎng)時(shí)間測(cè)定酸洗液的酸濃度。而且酸洗液流過(guò)通路內(nèi)的結(jié)構(gòu)是酸洗液不會(huì)堵塞的結(jié)構(gòu)，所以維護(hù)性能也好。因此可以用本發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行測(cè)定。
采用這種酸濃度測(cè)定裝置的、屬于第三～第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置或?qū)儆诘诹l(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制方法，能夠在高精度下穩(wěn)定控制被供酸液酸洗槽中酸洗液的酸濃度。這種方法能夠改善酸的單耗。
尤其是第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，以組合使用本發(fā)明第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置連續(xù)測(cè)定酸濃度與酸濃度的反饋控制為基礎(chǔ)，進(jìn)而疊加酸濃度的前饋控制。因此按照第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，對(duì)酸洗槽容納酸洗液的酸濃度控制精度和應(yīng)答性都能得到顯著提高。
不僅如此，第三～第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，使用第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)，對(duì)下游側(cè)酸洗槽中的酸洗液依次溢流流入上游側(cè)相鄰酸洗槽中類型的連續(xù)酸洗液設(shè)備的酸洗槽中各酸洗液的酸濃度進(jìn)行測(cè)定，將此測(cè)定結(jié)果反饋到酸液供給量上。因此，在確保各酸洗槽中各酸洗液的酸濃度適當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)，還能降低酸洗液的單耗。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明附

圖1是顯示屬于第一種實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖2是顯示密度計(jì)設(shè)置部位附近結(jié)構(gòu)的斷面放大圖。
附圖3是在連續(xù)酸洗設(shè)備中使用第一種實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置時(shí)，一種控制系統(tǒng)實(shí)例的示意說(shuō)明圖。
附圖4是在本發(fā)明酸濃度自動(dòng)控制裝置中使用的最終酸洗槽結(jié)構(gòu)的示意說(shuō)明圖。
附圖5(a)和5(b)是分別表示鹽酸濃度和氯化鐵濃度的調(diào)整值B1、B2與其計(jì)算值C1、C2之間關(guān)系的工作曲線的曲線圖。
附圖6是表示對(duì)使用密度計(jì)、溫度計(jì)和電導(dǎo)計(jì)得到的測(cè)定值進(jìn)行處理情況的示意說(shuō)明圖。
附圖7(a)是使容納在下游側(cè)酸洗槽中的酸洗液依次溢流流入上游側(cè)相鄰酸洗槽中類型連續(xù)酸洗設(shè)備的說(shuō)明圖；附圖7(b)是這種連續(xù)酸洗設(shè)備中使用第二種實(shí)施方式酸濃度自動(dòng)控制裝置情況的示意說(shuō)明圖。
附圖8是表示確定DDC裝置中酸液供給量演算過(guò)程的流程圖。
附圖9是表示屬于第一發(fā)明的第三種實(shí)施方式酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
附圖10(a)、附圖10(b)是表示本實(shí)施方式和以往例中最終酸洗槽內(nèi)酸濃度D的經(jīng)時(shí)變化對(duì)比曲線圖。
附圖11是表示本實(shí)施方式和以往例中各自酸單耗E的曲線圖。
附圖12是表示實(shí)施方式2中測(cè)定結(jié)果的曲線圖；附圖12(a)表示手工控制第五槽21e中酸濃度F的情況，附圖12(b)表示根據(jù)第五槽21e中酸濃度的測(cè)定值進(jìn)行反饋控制的情況，而且附圖12(c)表示根據(jù)第五槽21e第四槽21d中各自酸濃度的測(cè)定值進(jìn)行反饋控制的情況。
以上各圖中，符號(hào)1表示酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置，符號(hào)2表示循環(huán)流通通路，符號(hào)3表示酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體，符號(hào)4表示密度計(jì)，符號(hào)4-1和4-2表示檢出部分，符號(hào)5表示溫度計(jì)，符號(hào)6表示電導(dǎo)率計(jì)，符號(hào)11表示酸洗槽，符號(hào)13表示泵，符號(hào)14表示計(jì)算裝置。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明[第一種實(shí)施方式]以下以使用鹽酸作酸洗液，同時(shí)向最終酸洗槽供給酸液的情況為例，就屬于第一～第三發(fā)明以及第五～第六發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置、酸濃度測(cè)定方法、酸濃度自動(dòng)控制裝置和酸濃度自動(dòng)控制方法的一種實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下說(shuō)明中，屬于第一～第三發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置和酸濃度測(cè)定方法，分別以實(shí)際上連續(xù)測(cè)定酸濃度的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置和酸濃度連續(xù)測(cè)定方法的情況為例。(酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置)首先說(shuō)明屬于第一發(fā)明的本實(shí)施方式中酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置。附圖1是表示本實(shí)施方式中酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。附圖1中，虛線箭頭表示酸洗液的流動(dòng)方向。而附圖2是表示設(shè)置密度計(jì)4附近結(jié)構(gòu)的斷面圖。
如圖1所示，這種酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1具有酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置的筒狀本體3，本體3中內(nèi)藏通過(guò)泵13從酸洗槽11中輸送的酸洗液連續(xù)向一個(gè)方向流動(dòng)的循環(huán)通路2的一部分通路，實(shí)際上連續(xù)測(cè)定流經(jīng)為流通通路2一部分的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3內(nèi)部的密度計(jì)4，以及溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6。
本實(shí)施方式中的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3，是筒狀體。酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3，只要是使作為樣品液的酸洗液從酸洗槽11連續(xù)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)即可，但是并不限于特定的結(jié)構(gòu)上。
酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3用材料，可以是具有耐酸性的不被酸洗液腐蝕的材料，本實(shí)施方式中是用聚丙烯材料制成的。而且在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3內(nèi)部形成的循環(huán)流路2的一部分通路，彎頭等降低流速的部分盡量少，應(yīng)當(dāng)呈直線狀。這樣，在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3的內(nèi)部，可以最大限度地抑制因酸洗液流速低造成的堵塞現(xiàn)象。本實(shí)施方式中，循環(huán)流路2是使從酸洗槽流出的酸洗液直接流動(dòng)的，對(duì)酸洗液不進(jìn)行稀釋。
此外，為了保持密度計(jì)4、溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6各自測(cè)定精度，流經(jīng)循環(huán)通路2一部分通路酸洗液的流速，應(yīng)當(dāng)處于2米／秒以下。本實(shí)施方式中，酸洗液的流速設(shè)定為1米／秒。
本實(shí)施方式中，密度計(jì)4采用具有兩個(gè)檢出器4-1和4-2的已知品壓差傳感式密度計(jì)。兩個(gè)檢出器4-1和4-2，應(yīng)當(dāng)設(shè)置在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3縱向近中央部位的體部，使之與循環(huán)通路2一部分通路形成方向相距的d1距離至少為500毫米，以便確保所需的測(cè)定精度。
本實(shí)施方式中，溫度計(jì)5用公知的白金電阻式溫度計(jì)。而且，電導(dǎo)率計(jì)6采用公知的電磁感應(yīng)式電導(dǎo)率計(jì)。溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6均設(shè)置在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3的端部，以便能夠在循環(huán)通路2一部分通路的出口側(cè)進(jìn)行測(cè)定。
本實(shí)施方式中，溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6均設(shè)置在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體上。這是因?yàn)閷囟扔?jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6均設(shè)置在密度計(jì)附近，可以盡量減小測(cè)定誤差的緣故。但是，溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6不一定非設(shè)置在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3上不可。也可以將溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6設(shè)置在酸洗槽11的內(nèi)部，或者設(shè)置在酸洗槽11和酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3之間的循環(huán)通路2等處，測(cè)定循環(huán)酸洗液的溫度和電導(dǎo)率。這種情況下，預(yù)先求出密度計(jì)4附近的溫度和電導(dǎo)率數(shù)值，與溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6設(shè)置處測(cè)定數(shù)據(jù)之間的偏差，用這些偏差校正溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6設(shè)置處的測(cè)定數(shù)據(jù)。利用這種方法，即使沒(méi)有將溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6設(shè)置在密度計(jì)附近，也能盡量減小測(cè)定誤差。
這種酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1，如后面的附圖4所示，本實(shí)施方式中被設(shè)置在酸洗槽11外壁表面附近。因此，在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1中，借助于設(shè)置在酸洗槽11附近的泵13，能夠使容納在酸洗槽11中的酸洗液向一個(gè)方向流動(dòng)。這種設(shè)置可以使酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1，在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)對(duì)酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率均進(jìn)行測(cè)定。
如圖2所示，在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1中，必然形成向密度計(jì)4的兩個(gè)檢測(cè)器4-1和4-2通導(dǎo)酸洗液的分流部分8。此分流部分8雖然構(gòu)成循環(huán)通路2的一部分，但是卻是因酸洗液流速低而容易使氯化鐵結(jié)晶產(chǎn)生堆積和堵塞的部分。因此在本實(shí)施方式中，在分流部分8處設(shè)置一個(gè)噴吹管作為堵塞防止機(jī)構(gòu)。使酸洗液經(jīng)噴吹管9向分流部分噴出。這種方法可以抑制分流部分8處酸洗液的滯留，并能可靠地防止酸洗液的堵塞現(xiàn)象出現(xiàn)。
鑒于此，在本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1中，密度計(jì)4、溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6，均可以使用具有良好使用效果的公知工業(yè)儀表。因此，本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1，能把以極高精度準(zhǔn)確測(cè)定酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率。
此外，本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1，可以設(shè)置計(jì)算酸洗液酸濃度的計(jì)算裝置14，根據(jù)密度計(jì)4測(cè)定的密度、溫度計(jì)5測(cè)定的溫度和電導(dǎo)率計(jì)6測(cè)定的電導(dǎo)率進(jìn)行計(jì)算。利用這種計(jì)算裝置14可以計(jì)算酸洗液的酸濃度。用計(jì)算裝置14計(jì)算酸濃度的內(nèi)容，參照附圖3和4說(shuō)明于后。
在本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1中，酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3，如上所述，是筒狀單管式本體。因此可以產(chǎn)生以下記(ⅰ)～(ⅶ)中記載的各項(xiàng)效果。(ⅰ)使循環(huán)通路2的各部分形狀盡可能呈直線狀，并將噴吹管9設(shè)置在分流部分8處。因此可以防止循環(huán)通路2內(nèi)，特別是密度計(jì)4、溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6各自附近的酸洗液滯留，能夠使酸洗液連續(xù)流動(dòng)。(ⅱ)酸洗液在循環(huán)通路2內(nèi)連續(xù)流動(dòng)。因此可以防止循環(huán)通路2內(nèi)酸洗液的偏析，能夠在同一條件下測(cè)定分別采取的多種酸洗液。(ⅲ)在用泵13使酸洗液常規(guī)流動(dòng)的同時(shí)，在盡可能減少流速低部分的循環(huán)通路2的分流部分8處設(shè)置噴吹管9。因此酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3的維護(hù)性能和內(nèi)部清洗性能均得以顯著提高。所以能夠在消除酸洗液堵塞的條件下進(jìn)行測(cè)定。(ⅳ)由于對(duì)酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率的全部測(cè)定，而能測(cè)定酸洗液的酸濃度。利用這種方法，例如通過(guò)調(diào)整連續(xù)酸洗設(shè)備最終酸洗槽11d中酸濃度用的反饋控制或者反饋控制和前饋控制的組合，使這種酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1實(shí)際上可以連續(xù)而高精度地自動(dòng)控制容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度。(ⅴ)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1，如圖1所示，具有極為簡(jiǎn)單的外部形狀。因此，在連續(xù)酸洗設(shè)備上設(shè)置的自由度高。(ⅵ)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1的內(nèi)部，如圖1所示，具有簡(jiǎn)單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，從密度計(jì)4、溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6測(cè)定精度的角度來(lái)看，流過(guò)循環(huán)通路2的酸洗液的流速，優(yōu)選處于2米／秒以下，所以容易設(shè)定和管理。因此容易維持酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1的測(cè)定精度。(ⅶ)由于酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以容易設(shè)置在酸洗槽11附近。因此，能夠盡可能縮短構(gòu)成使來(lái)自酸洗槽11的酸洗液分流的循環(huán)通路2的配管長(zhǎng)度。這樣一來(lái)，可以盡可能縮短酸洗液從酸洗槽11排除后到達(dá)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1測(cè)定前這段期間延時(shí)。因此，可以抑制酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1測(cè)定精度的降低。(酸濃度自動(dòng)控制裝置)其次說(shuō)明屬于本發(fā)明3的本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置。附圖3是顯示將本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置10用于連續(xù)酸洗設(shè)備12情況下一種控制系統(tǒng)實(shí)例的說(shuō)明圖。而且附圖4是表示采用本發(fā)明酸濃度自動(dòng)控制裝置10的最終酸洗槽11d的示意說(shuō)明圖。
在此連續(xù)酸洗設(shè)備12中，將酸洗槽連續(xù)設(shè)置成四槽。第四槽11d是最終酸洗槽。從第四槽11d開始，在上游側(cè)依次設(shè)置第三槽11c、第二槽11b和第一槽11a。被酸洗處理的帶鋼(本實(shí)施方式中是熱軋帶鋼)，圖中沒(méi)有示出，是從圖面的右側(cè)向左側(cè)輸送。用這種方法，帶鋼依次被浸漬在各槽11a～11d中得到酸洗。在附圖3和4的說(shuō)明中，附屬于第一槽11a的設(shè)備附以符號(hào)a，以下同樣，第二槽11b、第三槽11c和第四槽11d分別附以符號(hào)b、c和d。
對(duì)于這種連續(xù)酸洗設(shè)備12的各酸洗槽11a～11d而言，為了在實(shí)際上分別連續(xù)測(cè)定各酸洗槽11a～11d中酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率，通過(guò)泵13a～13d連接到上述本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d上。酸洗液經(jīng)泵13a～13d從各酸洗槽11a～11d抽出，經(jīng)過(guò)循環(huán)通路2a～2d輸送。被輸送的酸洗液，流經(jīng)在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d內(nèi)部形成的循環(huán)通路2a～2d的一部分后，返回到各酸洗槽11a～11d內(nèi)。循環(huán)的酸洗液，流經(jīng)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d內(nèi)部形成的循環(huán)通路2a～2d的一部分期間，可以被密度計(jì)4a～4d、溫度計(jì)5a～5d和電導(dǎo)率計(jì)6a～6d實(shí)際上分別連續(xù)測(cè)定密度、溫度和電導(dǎo)率。
其中如圖3和4所示，沒(méi)有在循環(huán)通路2a～2d內(nèi)設(shè)置防止堵塞用的過(guò)濾裝置。在本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置中，即使在循環(huán)通路2a～2d內(nèi)不設(shè)置防止堵塞用的過(guò)濾裝置，也不會(huì)發(fā)生因酸洗液的滯留引起的堵塞現(xiàn)象。因此，一旦在循環(huán)通路2a～2d內(nèi)設(shè)置防止堵塞用的過(guò)濾裝置，反而卻有這種過(guò)濾裝置堵塞之虞。
酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d與計(jì)算裝置DDC(直接數(shù)字控制)裝置14相連。這種DDC裝置14發(fā)出的控制信號(hào)，以調(diào)整向最終酸洗槽11d內(nèi)酸液(鹽酸)供給量用閥裝置15的控制信號(hào)被發(fā)送。
這樣一來(lái)，本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置10僅對(duì)作為最終酸洗槽的第四槽11d進(jìn)行酸液的供給，而對(duì)第一槽11a～11c并不供給酸液。即，從第四槽11d、第三槽11c和第二槽11b中的酸洗液，分別依次向第三槽11c、第二槽11b和第一槽11a中溢流。因此，容納在最終酸洗槽第四槽11d之外各酸洗槽11a～11c中各自的酸洗液濃度，即使不斷反復(fù)上升和下降，也能大體上保持一定。
在本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置10中，由酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)得到的密度、溫度和電導(dǎo)率測(cè)定值，以信號(hào)數(shù)據(jù)的形式被輸送到DDC裝置14中。而DDC裝置14在被送來(lái)的數(shù)據(jù)中根據(jù)最終酸洗槽11d的數(shù)據(jù)，如后述那樣，計(jì)算容納在最終酸洗槽11d中的酸濃度。
其中在本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置10中，從最終酸洗槽11d之外各酸洗槽11a～11c得到的數(shù)據(jù)，用于調(diào)整容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度的前饋控制。關(guān)于這種前饋控制詳見后述。
DDC裝置14，將對(duì)容納在最終酸洗槽11d內(nèi)酸洗液經(jīng)計(jì)算得到的酸濃度，與預(yù)先確定的酸濃度目標(biāo)值進(jìn)行比較。而且，DDC裝置14盡可能使二者的偏差為零，計(jì)算出向最終酸洗槽11d中酸液的供給量。計(jì)算得到的酸液供給量，作為酸量供給的控制信號(hào)從DDC裝置14被送到閥裝置15的開關(guān)裝置中。這樣一來(lái)，閥裝置15的開關(guān)就得到控制，從而你個(gè)變更最終酸洗槽11d中酸液的供給量。以這種方法，可以使容納在最終酸洗槽11d中酸液的酸濃度得到反饋控制。
也就是說(shuō)，附圖4中本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置10，是由最終酸洗槽11d、對(duì)最終酸洗槽11d的酸液供給系統(tǒng)15和具有運(yùn)算器(數(shù)據(jù)處理用計(jì)算機(jī))14的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d組成。而且容納在最終酸洗槽11d內(nèi)酸洗液的酸濃度，是由運(yùn)算器14根據(jù)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d測(cè)得的酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)計(jì)算得出的。其中，附圖4中的廢酸罐16，是處理第一酸洗槽11a溢流出來(lái)的廢酸用的處理罐，與第一酸洗槽11a連接。
附圖5(a)和5(b)分別是表示鹽酸濃度、氯化鐵濃度的調(diào)整值B1、B2與各自的計(jì)算值C1、C2之間關(guān)系的工作曲線圖。利用事先制作工作曲線的方法，能夠容易求出鹽酸濃度、氯化鐵濃度的調(diào)整值B1、B2。
附圖6是表示用密度計(jì)4d、溫度計(jì)5d和電導(dǎo)率計(jì)6d得到測(cè)定值處理情況的示意說(shuō)明圖。如圖6所示，密度計(jì)4d、溫度計(jì)5d和電導(dǎo)率計(jì)6d的測(cè)定結(jié)果，經(jīng)附圖4中的放大板(轉(zhuǎn)換板)18轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)后，輸入運(yùn)算器14之中。
由運(yùn)算器14計(jì)算鹽酸濃度和氯化鐵濃度時(shí)的計(jì)算式，例如如下所示。
SA=S-a(T-25)…(1)DA=D+b(T-25)…(2)鹽酸濃度=c(d{e·SA+f·SA(DA-1)}-g{h·SA+i·SA(DA-1))+j)+k … (3)氯化鐵濃度=m(n·DA-SA)-p…(4)式中，S表示電導(dǎo)率實(shí)測(cè)值，T表示溫度實(shí)測(cè)值，SA表示電導(dǎo)率溫度校正值，DA表示密度實(shí)測(cè)值，符號(hào)a～p表示常數(shù)。
通過(guò)將這樣在足夠短的測(cè)定間隔內(nèi)測(cè)定的密度、溫度和電導(dǎo)率值代入上述關(guān)系式(1)～(4)中后，可以求出各酸洗槽11a～11d中的全部氯化鐵濃度和鹽酸濃度。在本實(shí)施方式中，由容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度測(cè)定值，可以求出最終酸洗槽11d中的酸濃度。
于是為了使這樣得到的鹽酸濃度與作為目標(biāo)鹽酸濃度值之間的偏差為零，運(yùn)算器14向鹽酸供給系統(tǒng)15發(fā)出決定酸液供給量的控制信號(hào)。
本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)測(cè)定裝置10中，以這種方式由容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率的各實(shí)測(cè)值，求出酸洗液的酸濃度，應(yīng)當(dāng)使求出的酸濃度與目標(biāo)值一致，反饋控制容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度。
也就是說(shuō)，本實(shí)施方式中酸濃度自動(dòng)控制裝置10的第一個(gè)特征在于，為了僅使第四槽11d的酸液供給量的最佳化，組合使用了酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d和向第四槽11d作酸液供給量的反饋控制。按照這種方法，采用酸濃度的測(cè)定值，即在測(cè)定間隔實(shí)際上為零的條件下連續(xù)測(cè)定酸濃度得到的數(shù)值，可以對(duì)最終酸洗槽11d中的酸液供給量作反饋控制。因此，按照本實(shí)施方式中酸濃度自動(dòng)控制裝置10，能夠顯著提高控制酸濃度的應(yīng)答性。按照這種方法，為了能夠減小酸濃度的波動(dòng)量，可以減小酸濃度處于高濃度側(cè)的波動(dòng)，能夠及時(shí)抑制酸單耗的上升。
此外，在本實(shí)施方式中酸濃度自動(dòng)控制裝置10中，為了進(jìn)一步提高酸濃度控制的應(yīng)答性，采用最終酸洗槽11d之外各酸洗槽11a～11c內(nèi)分別容納的酸洗液中酸濃度的測(cè)定數(shù)據(jù)，對(duì)容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度進(jìn)行前饋控制。以下就屬于第五和第六發(fā)明的本實(shí)施方式的前饋控制進(jìn)行說(shuō)明。
在附圖3中，通過(guò)在最終酸洗槽11d之外各酸洗槽11a～11c內(nèi)分別設(shè)置酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1c，可以對(duì)各酸洗槽11a～11c分別容納的酸洗液中酸濃度進(jìn)行測(cè)定。利用酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1c的測(cè)定，與酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d的測(cè)定相同。
根據(jù)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1c的測(cè)定結(jié)果，可以求出酸洗槽11a～11c中單位時(shí)間內(nèi)酸消耗量的實(shí)際值。進(jìn)而根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各酸洗槽11a～11c中酸消耗量實(shí)際值，預(yù)測(cè)單位時(shí)間內(nèi)最終酸洗槽11d中的酸消耗量。
也就是說(shuō)，單位時(shí)間內(nèi)各酸洗槽11a～11d中酸消耗量，隨帶鋼的帶出量而急劇波動(dòng)。這種帶鋼的帶出量，大體與被酸洗處理鋼板的厚度、寬度和流水線速度成正比。因此，利用酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1c預(yù)先測(cè)定酸洗槽11a～11c中酸濃度的變化，可以高精度預(yù)測(cè)容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度變化，即酸消耗量。其中也可以不必采用單位時(shí)間內(nèi)酸洗槽11a～11c所有酸消耗量的實(shí)測(cè)值，例如采用與最終酸洗槽11d相鄰的第三酸洗槽11c的實(shí)測(cè)值，省略對(duì)其它酸洗槽的測(cè)定。
也就是說(shuō)附圖4中，當(dāng)進(jìn)行上述反饋控制時(shí)，可以將板厚、板寬和流水線速度的實(shí)際數(shù)值，輸入連續(xù)酸洗設(shè)備的工藝計(jì)算機(jī)20內(nèi)。因此，應(yīng)當(dāng)事先將連續(xù)酸洗設(shè)備的工藝計(jì)算機(jī)20連接到DDC裝置19上，使DDC裝置19能夠讀取這些數(shù)據(jù)。
也就是說(shuō)，將利用反饋控制法計(jì)算出的酸液供給量，由運(yùn)算器14輸入DDC裝置19中。而且將連續(xù)酸洗設(shè)備的工藝計(jì)算機(jī)20輸出的板厚、板寬和流水線速度的實(shí)際值，與運(yùn)算器14計(jì)算出的酸洗槽11a～11c中酸濃度的變化都輸入DDC裝置19之中。進(jìn)而由DDC裝置19，根據(jù)分別容納在酸洗槽11a～11c中酸洗液酸濃度的降低比例，預(yù)測(cè)最終酸洗槽11d中酸消耗量，利用前饋控制進(jìn)一步校正和變更因反饋控制計(jì)算出的酸液供給量。
由板厚、板寬和流水線速度的實(shí)際值預(yù)測(cè)鹽酸濃度的降低程度時(shí)，可以按以下方式進(jìn)行。
在附圖3和4中，可以用上述(3)式和(4)式求出酸洗槽11a～11c中的鹽酸濃度。對(duì)于這樣求出的鹽酸濃度而言，可以采用附圖5(a)和5(b)所示的、以板厚、板寬和流水線速度為函數(shù)求出的有關(guān)關(guān)系式(標(biāo)準(zhǔn)曲線)，預(yù)測(cè)鹽酸消耗量，即降低的程度。其中，前饋控制函數(shù)FF，可以用下式(5)求出。
FF=KF·W·f(d)·g(Ls)…(5)在(5)式中，符號(hào)KF、W、f(d)和g(Ls)分別表示濃度波動(dòng)系數(shù)、板寬、板厚和流水線速度。
也就是說(shuō)，按照第五和第六發(fā)明，通過(guò)反饋控制的加減，來(lái)抑制容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度相對(duì)于目標(biāo)值的偏差。此外，按照第五和第六發(fā)明，利用前饋控制的相乘和相加作用預(yù)測(cè)出的酸液供給量，來(lái)校正反饋控制法求出的酸液供給量。這樣，按照第五和第六發(fā)明，能夠以極高精度控制在最終酸洗槽中的鹽酸供給量。
因此在第五和第六發(fā)明中，根據(jù)對(duì)酸洗槽11a～11c中酸消耗量的實(shí)際值，在改變最終酸洗槽11d中酸液供給量的前饋控制上，再疊加以反饋控制。這種方法即使對(duì)于僅用最終酸洗槽11d中酸濃度進(jìn)行反饋控制時(shí)不能迅速應(yīng)答，因帶鋼帶出而是最終酸洗槽11d中酸濃度急劇降低的情況而言，也能在極少延時(shí)下以高精度控制酸濃度。
如上所述，按照第三發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置10，將酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d與采用容納在最終酸洗槽11d中酸洗液酸濃度的連續(xù)測(cè)定值的反饋手段加以組合。因此，可以實(shí)際上連續(xù)求出向作為被供酸液的酸洗槽的最終酸洗槽11d中的酸液供給量，因而能夠迅速而高精度地將容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度控制在目標(biāo)值上。
此外，第五發(fā)明通過(guò)采用分別容納在酸洗槽11a～11c中酸洗液酸濃度的變動(dòng)值，疊加預(yù)測(cè)最終酸洗槽11d中酸消耗量的前饋控制，即使對(duì)于因帶鋼帶出而使容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度急劇降低也能迅速應(yīng)答，可以求出酸液的適當(dāng)供給量。
因此，在分別屬于第三和第五發(fā)明的本實(shí)施方式中酸濃度自動(dòng)控制裝置10中，組合有(ⅰ)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d，用于實(shí)際上連續(xù)測(cè)定構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備12的最終酸洗槽11d中酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率，(ⅱ)反饋控制手段，該手段利用得到的測(cè)定值根據(jù)預(yù)先求出的這些數(shù)值之間的關(guān)系式，導(dǎo)出最終酸洗槽11d中鹽酸濃度和氯化鐵濃度，即鐵離子濃度，輸出其結(jié)果，對(duì)容納在最終酸洗槽11d中酸洗液的鹽酸濃度值和目標(biāo)值進(jìn)行比較，并改變酸液向最終酸洗槽11d中供給量以使其差異為零，和(ⅲ)前饋控制手段，利用板厚、板寬和流水線速度，以及酸洗槽11a～11c中鹽酸和氯化鐵各濃度的測(cè)定結(jié)果，求出酸洗槽11a～11c中酸消耗量，基于此改酸液向最終酸洗槽11d中供給量。因此，自動(dòng)控制最終酸洗槽11d中酸液供給量時(shí)酸濃度控制的應(yīng)答遲緩和精度低的問(wèn)題都能得到解決。[第二種實(shí)施方式]以下說(shuō)明屬于第四發(fā)明的本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置。
附圖7(a)是表示容納在下游側(cè)酸洗槽中酸洗液依次溢流流入上游側(cè)相鄰酸洗槽中類型連續(xù)酸洗設(shè)備21的說(shuō)明圖。附圖7(b)是表示在連續(xù)酸洗設(shè)備21中使用本實(shí)施方式酸濃度自動(dòng)控制裝置22狀況的說(shuō)明圖。
如圖7(a)所示，此連續(xù)酸洗設(shè)備21中，將酸洗槽連續(xù)設(shè)置成五槽。此連續(xù)酸洗設(shè)備21中，第五槽21e是最終酸洗槽。從第五槽21e開始，在上游側(cè)依次設(shè)置第四槽21d、第三槽21c、第二槽21b和第一槽21a。被酸洗處理的帶鋼23(本實(shí)施方式中是熱軋帶鋼)，從面向圖面的右側(cè)向左側(cè)輸送。帶鋼23依次被浸漬在槽21a～21e中而得到酸洗。在附圖7(a)和7(b)的說(shuō)明中，屬于第一槽21a的設(shè)備附以符號(hào)a，以下同樣，第二槽21b、第三槽21c、第四槽11d，以及第五槽(最終酸洗槽)21e分別附以符號(hào)b、c、d和e。
如圖7(b)所示，對(duì)于這種連續(xù)酸洗設(shè)備21的各酸洗槽21a～21e而言，為了測(cè)定各酸洗槽21a～21E中酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率，分別通過(guò)五臺(tái)沒(méi)有示出的泵，連接到上述附圖1和2所示的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1e上。酸洗液經(jīng)五臺(tái)泵從各酸洗槽21a～21e抽出輸送。被輸送的酸洗液，經(jīng)過(guò)循環(huán)通路2a～2e，流經(jīng)在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1e內(nèi)部形成的循環(huán)通路2a～2e的一部分后，返回到各酸洗槽21a～21e內(nèi)。酸洗液流經(jīng)循環(huán)通路2a～2e一部分的期間，密度、溫度和電導(dǎo)率實(shí)際上分別被密度計(jì)4a～4e、溫度計(jì)5a～5e和電導(dǎo)率計(jì)6a～6e連續(xù)測(cè)定。
酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1e與作為計(jì)算裝置的DDC(直接數(shù)字控制)裝置24相連。這種DDC裝置24發(fā)出的控制信號(hào)，以調(diào)整向最終酸洗槽21e內(nèi)酸液(鹽酸)供給量所用閥裝置25的控制信號(hào)而發(fā)出。
這樣一來(lái)，本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置22僅對(duì)作為最終酸洗槽的第五槽21e供酸，而對(duì)第一槽21a～第四槽21d并不供酸。在此連續(xù)酸洗設(shè)備21中，各槽中的酸洗液分別從第五槽21e溢流流入第四槽21d，從第四槽21d流入第三槽21c，從第三槽21c流入第二槽21b，從第二槽21b流入第一槽21a中。因此，容納在酸濃度自動(dòng)控制裝置22中各酸洗槽21a～21d中的酸濃度，即使不斷反復(fù)上升和下降，也能大體保持一定。
本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置22中，由酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1e得到的密度、溫度和電導(dǎo)率測(cè)定值，以信號(hào)數(shù)據(jù)的形式被輸送到DDC裝置24中。而DDC裝置24根據(jù)送來(lái)數(shù)據(jù)中最終酸洗槽21e和第四槽21d的數(shù)據(jù)，如后述那樣，計(jì)算容納在最終酸洗槽21e中的酸濃度。
DDC裝置24，對(duì)計(jì)算出分別容納在最終酸洗槽21e、第四槽21d中酸洗液的酸濃度，和預(yù)先確定的各目標(biāo)值進(jìn)行比較。于是，DDC裝置24將計(jì)算出對(duì)最終酸洗槽21e的酸液供給量。
附圖8是表示由DDC裝置24確定酸液供給量的計(jì)算流程圖。以下參照附圖8的流程圖，說(shuō)明由DDC裝置24確定酸液供給量的計(jì)算程序。
步驟(以下記作“S”)1啟動(dòng)DDC裝置24，開始反饋控制。DDC裝置24啟動(dòng)后進(jìn)入S2。
在S2中，利用各酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1e，分別對(duì)各酸洗槽21a～21e中容納的酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定開始后進(jìn)入S3。
在S3中，基于由各酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1e各自測(cè)得酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率數(shù)值，用上述公式(1)～(3)計(jì)算各酸洗槽21a～21e中各自容納酸洗液的酸濃度。計(jì)算酸濃度后進(jìn)入S4。
在S4中，對(duì)第一次濃度測(cè)定結(jié)果進(jìn)行判定。也就是說(shuō)，判斷(1)作為最終酸洗槽第五槽21e容納酸洗液的酸濃度計(jì)算值C5，是否小于第五槽21e容納酸洗液的酸濃度管理下限值C5min，以及(2)第四槽21d容納酸洗液的酸濃度計(jì)算值C4，是否小于第四槽21d容納酸洗液的酸濃度管理下限值C4min。小于的情況下進(jìn)入S5，不小于的情況下進(jìn)入S6。
在S5中，將閥裝置25對(duì)第五槽212e的酸液供給量，從W增加到W+δW(其中δW表示酸液供給量的校正值)，進(jìn)入S2。
在S6中，對(duì)第二次濃度測(cè)定結(jié)果進(jìn)行判斷。也就是說(shuō)判斷(1)作為最終酸洗槽第五槽21e容納酸洗液的酸濃度計(jì)算值C5，是否大于第五槽21e容納酸洗液的酸濃度管理上限值C5max，以及(2)第四槽21d容納酸洗液的酸濃度計(jì)算值C4，是否大于第四槽21d容納酸洗液的酸濃度管理下限值C4max。大于的情況下進(jìn)入S7，不大于的情況下進(jìn)入S8。
在S7中，將閥裝置25對(duì)第五槽21e的酸液供給量，從W減少到W-δW，進(jìn)入S2。
在S8中，可以以W形式確定閥裝置25對(duì)第五槽21e的酸液供給量。此后，進(jìn)入S1，以下重復(fù)S1～S8。
在DDC裝置24確定酸液供給量的計(jì)算過(guò)程中，以此方式對(duì)分別由酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d、1e得到的酸濃度測(cè)定結(jié)果，與有關(guān)第四槽21d和第五槽21e預(yù)先設(shè)定的管理上限和管理下限進(jìn)行比較。
當(dāng)分別由酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1d、1e得到的酸濃度測(cè)定結(jié)果，均低于管理下限的情況下，對(duì)預(yù)先設(shè)定的酸液供給量W補(bǔ)加校正值δW。反之，當(dāng)測(cè)定結(jié)果均高于管理下上限時(shí)，扣除校正值δW。以這種方式可以改變閥裝置25對(duì)第五槽21e的酸液供給量，使被供酸液的流量變化。
計(jì)算后的酸液供給量W，以給酸量控制信號(hào)形式由DDC裝置24送到閥裝置25的開關(guān)機(jī)構(gòu)，控制閥裝置25的開關(guān)。這種方法可以變更對(duì)最終酸洗槽21e的酸液供給量，進(jìn)行反饋控制。因此，對(duì)于采用酸濃度測(cè)定值的第五槽21e和第四槽21d之外的第三槽21c～第一槽21a而言，分別容納在其中的酸洗液酸濃度將穩(wěn)定化，整體酸濃度也低。
因此按照本實(shí)施方式，可以將各酸洗槽21a～21e分別容納酸洗液酸濃度的測(cè)定結(jié)果，反饋到酸液供給量的確定上。
此外，本實(shí)施方式中不僅對(duì)作為最終酸洗槽的第五槽21e，而且對(duì)與第五槽21e相鄰的第四槽中容納酸洗液的酸濃度也進(jìn)行反饋控制。因此，與僅用第五槽21e容納酸洗液的酸濃度測(cè)定結(jié)果的場(chǎng)合相比，能夠更穩(wěn)定地自動(dòng)控制各酸洗槽21a～21e分別容納的酸洗液的酸濃度。
本實(shí)施方式的酸濃度自動(dòng)控制裝置22，由分別容納在最終酸洗槽第五槽21e和第四槽21d中各酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果求出酸濃度，使求出的酸濃度與目標(biāo)值一致，以這種方式對(duì)酸液供給量進(jìn)行反饋控制。
也就是說(shuō)，本實(shí)施方式酸濃度自動(dòng)控制裝置22的特征在于，若按照第一實(shí)施方式，將僅對(duì)第五槽21e的酸液供給量進(jìn)一步最佳化處理，與用酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1e、1d分別對(duì)第五槽21e和第四槽21d進(jìn)行酸濃度的連續(xù)測(cè)定，對(duì)第五槽21e的酸液供給量的反饋控制互相組合這一點(diǎn)。這種方法采用酸濃度測(cè)定值，即測(cè)定間隔接近零且實(shí)際上連續(xù)測(cè)得的測(cè)定值，可以對(duì)容納在最終酸洗槽21e中酸洗液的酸濃度作反饋控制，能夠顯著提高酸濃度控制的應(yīng)答性。而且用這種方法時(shí)，由于能夠減小酸濃度的波動(dòng)量，使酸濃度的高濃度側(cè)波動(dòng)小，所以可以最大限度抑制酸單耗的上升。
在附圖8所示的確定酸液供給量的計(jì)算步驟S4和S6中，可以進(jìn)一步細(xì)化判斷第五槽21e和第四槽21d各自的濃度范圍。
而且，如上述第五發(fā)明所示，確定酸液的供給量W時(shí)，還可以用管理酸洗流水線的工藝計(jì)算機(jī)等，根據(jù)今后待處理的帶鋼信息預(yù)先進(jìn)行前饋控制，以此方式進(jìn)一步酸液的供給量。
此外，在本實(shí)施方式中，也可以同樣將第一槽21a～第二槽21c各自測(cè)定值的計(jì)算值加以組合后進(jìn)行反饋控制。但是，當(dāng)下游側(cè)酸洗槽容納的酸洗液依次溢流入上游側(cè)相鄰的酸洗槽中并向最終酸洗槽供酸的情況下，對(duì)于由酸液供給量作濃度控制而言，由于與第四槽21d相比，對(duì)第一槽21a～第二槽21c極為困難，所以對(duì)其反饋控制的意義不大。因此，對(duì)第一槽21a～第三槽21c可以不設(shè)酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1c。[第三種實(shí)施方式]附圖9是表示屬于第一發(fā)明的本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖中的虛線箭頭表示酸洗液的流動(dòng)方向。以下對(duì)本實(shí)施方式的說(shuō)明中，只說(shuō)明與第一種實(shí)施方式不同的部分，相同結(jié)構(gòu)的部分用附以同一符號(hào)的方法省略重復(fù)說(shuō)明。
本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1-1，與第一種實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1之間的不同點(diǎn)，主要是在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3-1內(nèi)部形成的一部分循環(huán)通路結(jié)構(gòu)。
如圖9所示，在本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1-1的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3-1的內(nèi)部，在與排出配管2’大體相同高度位置形成循環(huán)通路2-1的上部。這樣一來(lái)，由泵13送來(lái)的酸洗液，如圖中虛線箭頭所示，在酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置本體3-1內(nèi)部最上部附近一旦溢流，就會(huì)從排出配管2’流出。
因此，在本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1-1中，能夠容易地將流經(jīng)循環(huán)通路2-1的酸洗液流速管理和設(shè)定在2米／秒以下，這是提高密度計(jì)4、溫度計(jì)5和電導(dǎo)率計(jì)6的測(cè)定精度所需的。與第一種實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1-1相比，本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1-1能進(jìn)一步提高測(cè)定精度。
在本實(shí)施方式的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1-1中，對(duì)于分流部分8的設(shè)計(jì)而言，應(yīng)當(dāng)盡量減小分流部分8沿與酸洗液流動(dòng)方向正交方向(附圖9中左右方向)的突出量d2。這樣可以抑制酸洗液在分流部分8處滯留，并可靠地防止酸洗液的堵塞。因此，在本實(shí)施方式中不設(shè)第一種實(shí)施方式中的那種噴吹管9。
以上對(duì)各實(shí)施方式的說(shuō)明均是以鹽酸作酸洗液為例加以說(shuō)明的。但是本發(fā)明并不限于這樣的實(shí)施方式。本發(fā)明也可以使用硫酸等其它酸。而且，本發(fā)明對(duì)于普通帶鋼之外的鋼材，例如不銹鋼帶鋼、合金鋼帶鋼和各種金屬合金帶材來(lái)說(shuō)也能適用。除了帶鋼以外，本發(fā)明也可以適用于例如線材等其它鋼材。
以上各實(shí)施方式的說(shuō)明，所說(shuō)的被酸洗處理的帶鋼均以熱軋帶鋼為例。但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。對(duì)于冷軋帶鋼等而言，本發(fā)明也能適用。
以上各實(shí)施方式的說(shuō)明，所說(shuō)的通路均以在本發(fā)明的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置和酸洗槽中循環(huán)的循環(huán)通路為例。但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。本發(fā)明的通路，只要是使酸洗槽中容納酸洗液的酸洗液連續(xù)流動(dòng)的通路即可，其中也包括例如設(shè)置在酸洗槽和廢酸罐和循環(huán)罐等貯酸罐之間的、使酸洗槽中容納的酸洗液連續(xù)流入貯酸罐內(nèi)的通路等。
此外，以上各實(shí)施方式的說(shuō)明均以向最終酸洗槽供酸的情況為例。但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。本發(fā)明也適用于向最終酸洗槽之外其它酸洗槽供酸等情況。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。(實(shí)施例1)在附圖3所示的連續(xù)酸洗設(shè)備12的各酸洗槽11a～11d上，設(shè)置有附圖1所示的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d。而且用運(yùn)算器14將酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d輸出的測(cè)定值轉(zhuǎn)變成鹽酸濃度和氯化鐵濃度，同時(shí)用DDC裝置19發(fā)出的信號(hào)對(duì)酸液(鹽酸)的供給量進(jìn)行反饋控制和前饋控制。以這種方式管理容納在連續(xù)酸洗設(shè)備12的最終酸洗槽11d中酸洗液的酸濃度。
也就是說(shuō)，把基于最終酸洗槽11d中酸洗液酸濃度的計(jì)算值反饋控制，與基于被酸洗帶鋼的板厚、板寬和流水線速度和分別容納酸洗槽11a～11d中酸洗液酸濃度變化率的前饋控制組合起來(lái)，自動(dòng)控制向最終酸洗槽11d中酸液的供給量。
其中如圖1所示，即使在本例中，酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d也可以內(nèi)藏有市售的4a～4d、溫度計(jì)5a～5d和電導(dǎo)率計(jì)6a～6d。利用它實(shí)際上連續(xù)測(cè)定了流經(jīng)循環(huán)通路2a～2d的酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率。
本例中，分別利用附圖5(a)和5(b)所示的鹽酸濃度和氯化鐵濃度的函數(shù)關(guān)系式(工作曲線)，用運(yùn)算器20計(jì)算各傳感器的測(cè)定結(jié)果，連續(xù)輸出。
而且如圖4所示，將酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d設(shè)置在酸洗槽11a～11d的側(cè)壁附近。因此，用泵13a～13d驅(qū)使酸洗液沿一個(gè)方向以1米／秒流速連續(xù)流動(dòng)，抑制了配管的堵塞。此外如圖2所示，在密度計(jì)4a～4d的分流部分8a～8d處設(shè)置噴吹管9a～9d，定期洗滌容易堵塞的分流部分8a～8d。
另外如圖4所示，在各酸洗槽11a～11d側(cè)壁附近設(shè)置了酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置1a～1d，使酸洗液沿一個(gè)方向流動(dòng)。這樣防止了酸洗液在配管內(nèi)的堵塞現(xiàn)象出現(xiàn)。而且考慮到洗滌性能和維護(hù)性能，使配管機(jī)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單。本例中如圖3和4所示，在各配管上沒(méi)有設(shè)置防止堵塞用的過(guò)濾裝置。
就采用酸濃度自動(dòng)控制裝置10的場(chǎng)合(本實(shí)施例)和手工供酸的場(chǎng)合(以往例)，對(duì)比了最終酸洗槽11d中酸濃度的經(jīng)時(shí)變化情況。本實(shí)施例和傳統(tǒng)例的結(jié)果分別示于附圖10(a)和附圖10(b)之中。附圖10(a)和附圖10(b)中的三角符號(hào)表示對(duì)最終酸洗槽11d供酸的延時(shí)情況。
按照本實(shí)施例，能夠根據(jù)實(shí)際上連續(xù)測(cè)定的酸濃度連續(xù)供酸并以模擬方式進(jìn)行。因此，能夠防止酸液的過(guò)量供給，而且還能完全防止因酸液供給不足出現(xiàn)的未處理現(xiàn)象。這種方法由于分別容納在各酸洗槽中酸洗液的酸濃度D更接近于所需的設(shè)定值，所以能夠及時(shí)抑制其波動(dòng)。
在附圖10(a)和附圖10(b)的A點(diǎn)處，鋼板通過(guò)速度由低到高上升。但是在本實(shí)施例中，由于同時(shí)進(jìn)行了對(duì)最終酸洗槽11d的前饋控制，所以能及時(shí)抑制酸濃度D隨鋼板通過(guò)速度的上升而產(chǎn)生的急劇波動(dòng)。
與此相反，在傳統(tǒng)例中只能以大約15分鐘一次的頻率測(cè)定酸濃度D。因此控制滯后，酸液用量極大。而且對(duì)鋼板通過(guò)速度上升時(shí)控制的應(yīng)答性差，不能高精度地控制酸濃度D。
此外，傳統(tǒng)例中由于酸濃度D的波動(dòng)大，所以不得不以最小酸濃度D作為管理基準(zhǔn)(附圖10(a)和(b)中的虛線)。因此，結(jié)果酸液用量中無(wú)用的部分多。與此相比，按照本實(shí)施例由于能夠減小酸濃度D的波動(dòng)，所以酸液的用量能夠大幅度減少。
附圖11是表示本實(shí)施例和傳統(tǒng)例中酸單耗E的曲線圖。正如附圖11所示的那樣，與傳統(tǒng)例相比，本實(shí)施例中酸的單耗E能夠下降大約2．5單位(ΔE)(實(shí)施例2)如圖7(a)所示，就下游側(cè)酸洗槽容納的酸洗液依次溢流流入相鄰的上游側(cè)酸洗槽的溢流型連續(xù)酸洗設(shè)備21，以及采用就附圖7和8所示屬于第四發(fā)明和第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置22測(cè)定酸濃度并進(jìn)行反饋控制的情況，和從酸洗槽取樣用試劑以手工方式測(cè)定酸濃度后進(jìn)行反饋控制的情況，測(cè)定了各酸洗槽中鹽酸濃度F的變化。其中在測(cè)定各酸洗槽中鹽酸濃度F時(shí)，使用了屬于第一發(fā)明的酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置。
測(cè)定結(jié)果示于附圖12之中。附圖12(a)表示手工測(cè)定第五槽21e中酸濃度F的情況，附圖12(b)表示根據(jù)第五槽21e中酸濃度F的連續(xù)測(cè)定值進(jìn)行反饋控制的情況，而附圖12(c)表示根據(jù)第五槽21e和第四槽21d中各自酸濃度F的連續(xù)測(cè)定值進(jìn)行反饋控制的情況。
如圖12(a)所示，若用手工方式測(cè)定酸濃度F，則各酸洗槽21a～21e中酸濃度F的波動(dòng)大，難于進(jìn)行一定管理。而且整體酸濃度F也增高。
如圖12(b)所示，若根據(jù)第五槽21e中酸濃度F的連續(xù)測(cè)定值進(jìn)行反饋控制，則由于對(duì)第五槽21e中酸濃度F進(jìn)行管理，所以第五槽21e中酸濃度F穩(wěn)定，而且全體的濃度也降低。但是第四槽21d以前各酸洗槽21c～21a中的酸濃度F依然有較大波動(dòng)。
如圖12(c)所示，一旦根據(jù)第五槽21e和第四槽21d中各自酸濃度F的連續(xù)測(cè)定值進(jìn)行反饋控制，不僅第五槽21e和第四槽21d，就連其它酸洗槽21c～21a中的酸濃度F也將溫度化，整體濃度也降低。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照屬于第一發(fā)明的酸濃度測(cè)得裝置或?qū)儆诘诙l(fā)明的酸濃度測(cè)定方法，可以實(shí)際上連續(xù)測(cè)定酸洗液的密度、溫度和電導(dǎo)率，利用這種方法能夠長(zhǎng)時(shí)間測(cè)定酸濃度。而且由于采用酸洗液在酸洗液流經(jīng)的通路內(nèi)不堵塞的結(jié)構(gòu)，所以維護(hù)性能也得到改善。因此，利用本發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)定稱為可能。
而且按照使用這種酸濃度測(cè)定裝置、屬于第三發(fā)明～第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，能夠以高精度穩(wěn)定地測(cè)定容納在被供酸液的酸洗槽中酸洗液的酸濃度。用這種方法能改善酸的單耗。
特別是按照屬于第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，在酸濃度連續(xù)測(cè)定時(shí)并用反饋控制，以此為基礎(chǔ)再進(jìn)一步附加前饋控制。因此利用屬于第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，能夠顯著提高控制精度和維護(hù)性能。
此外，按照屬于第三～第五發(fā)明的酸濃度自動(dòng)控制裝置，利用屬于第一發(fā)明的酸濃度測(cè)定裝置，對(duì)下游側(cè)酸洗槽中的酸洗液向上游側(cè)相鄰的酸洗槽中依次溢流型連續(xù)酸洗設(shè)備中酸洗槽內(nèi)容納的酸洗液酸濃度進(jìn)行測(cè)定，將此測(cè)定結(jié)果反饋到酸液的供給量上。因此，不但能夠保證各酸洗槽中分別容納的酸洗液的酸濃度處于適當(dāng)值，而且還能降低酸洗液的單耗。
權(quán)利要求
1.一種酸濃度測(cè)定裝置，其特征在于其中組合有與酸洗槽連接并設(shè)在從所說(shuō)的酸洗槽取出酸洗液的通路中一部分的本體，測(cè)定流經(jīng)該本體內(nèi)部的所說(shuō)的酸洗液密度用的密度計(jì)，測(cè)定所說(shuō)的通路或所說(shuō)的酸洗槽中酸洗液溫度用的溫度計(jì)，測(cè)定所說(shuō)的通路或所說(shuō)的酸洗槽中酸洗液電導(dǎo)率用的電導(dǎo)率計(jì)，和根據(jù)所說(shuō)的密度計(jì)、所說(shuō)的溫度計(jì)和所說(shuō)的電導(dǎo)率計(jì)各自的測(cè)定結(jié)果，計(jì)算流經(jīng)所說(shuō)的通路中一部分的酸洗液的酸濃度用計(jì)算裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的酸濃度測(cè)定裝置，其中將所說(shuō)的溫度計(jì)和／或所說(shuō)的電導(dǎo)率計(jì)設(shè)置在所說(shuō)的的本體上。
3.一種酸濃度測(cè)定方法，其特征在于對(duì)于連續(xù)流過(guò)與酸洗槽連接并設(shè)置有從所說(shuō)的酸洗槽取出酸洗液的通路中一部分的本體的所說(shuō)的酸洗液密度進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)對(duì)所說(shuō)的通路或所說(shuō)的酸洗槽中的酸洗液的溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)所說(shuō)的密度、所說(shuō)的溫度和所說(shuō)的電導(dǎo)率各自的測(cè)定結(jié)果，計(jì)算流經(jīng)所說(shuō)的通路中一部分的酸洗液的酸濃度。
4.一種酸濃度自動(dòng)控制裝置，其特征在于其中組合有在構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的多個(gè)酸洗槽中，在被供酸液的酸洗槽上設(shè)置有按照權(quán)利要求1所述的酸濃度測(cè)定裝置，和根據(jù)所說(shuō)的酸濃度測(cè)定裝置得到的酸濃度的計(jì)算值，對(duì)被供所說(shuō)的酸液的酸洗槽中容納的酸洗液的酸濃度進(jìn)行調(diào)整的反饋控制手段。
5.一種酸濃度自動(dòng)控制裝置，其特征在于其中組合有在構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的數(shù)個(gè)酸洗槽中，在被供酸液的酸洗槽上和被供所說(shuō)的酸液的酸洗槽之外至少一個(gè)酸洗槽上設(shè)置有按照權(quán)利要求1所述的酸濃度測(cè)定裝置，和根據(jù)所說(shuō)的多個(gè)酸濃度測(cè)定裝置各自得到的酸濃度的計(jì)算值，對(duì)被供所說(shuō)的酸液的酸洗槽中容納的酸洗液的酸濃度進(jìn)行調(diào)整的反饋控制手段。
6.按照權(quán)利要求4所述的酸濃度自動(dòng)控制裝置，其特征在于其中還有根據(jù)所說(shuō)的酸濃度測(cè)定裝置得到的酸濃度的計(jì)算值，對(duì)被供所說(shuō)的酸液酸洗槽中容納的酸洗液的所說(shuō)的酸濃度進(jìn)行調(diào)整用的前饋控制手段。
7.按照權(quán)利要求4所述的酸濃度自動(dòng)控制裝置，其中被供所說(shuō)的酸液的酸洗槽是最終酸洗槽。
8.按照權(quán)利要求4所述的酸濃度自動(dòng)控制裝置，其中所說(shuō)的連續(xù)酸洗設(shè)備，是下游側(cè)酸洗槽中容納的酸洗液依次溢流流入上游側(cè)相鄰酸洗槽內(nèi)類型的連續(xù)酸洗設(shè)備。
9.一種酸濃度自動(dòng)控制方法，其特征在于在構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的數(shù)個(gè)酸洗槽中至少被供酸液的酸洗槽上，設(shè)置權(quán)利要求1所述的酸濃度測(cè)定裝置，根據(jù)所說(shuō)的酸濃度測(cè)定裝置得到的酸濃度計(jì)算值，進(jìn)行反饋控制或進(jìn)行反饋控制和前饋控制的組合控制，用這種方法調(diào)整被供所說(shuō)的酸液的酸洗槽中容納的酸洗液的酸濃度。
全文摘要
公開了一種酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置,其中組合有設(shè)有能使酸洗槽中容納酸洗液的酸洗液連續(xù)沿一個(gè)方向通過(guò)通路的本體,設(shè)置在本體上并以實(shí)際上連續(xù)測(cè)定流經(jīng)通路的酸洗液用的密度計(jì)、溫度計(jì)和電導(dǎo)率計(jì),以及根據(jù)這些測(cè)定結(jié)果計(jì)算酸洗液酸濃度用的計(jì)算裝置。使用這種酸濃度連續(xù)測(cè)定裝置,反饋控制構(gòu)成連續(xù)酸洗設(shè)備的數(shù)個(gè)酸洗槽中最終酸洗槽內(nèi)的鹽酸濃度。
文檔編號(hào)C23G1/02GK1280633SQ9881162
公開日2001年1月17日 申請(qǐng)日期1998年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月6日
發(fā)明者野中俊彥, 片岡武雄, 江崎員人 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社, 株式會(huì)社東芝