CN206607320U - 一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池，该自动酸洗池包括酸池、进水阀、水处理装置、蒸汽发生器、蒸气调节管路中的电动调节器阀、第一石墨交换器、第二石墨交换器、热酸循环泵、热酸罐及沉淀罐；热酸循环泵的吸入口插入热酸罐内，进酸阀的另一端直接与酸池上部的进酸口连接；酸池上部的侧端设置溢流口,接入沉淀罐的入口端，沉淀罐的出口端通入热酸罐中；酸池的下部还设置一开口，该开口通过排废阀与其它废酸罐连接；沉淀罐和热酸罐内均设置有测温热电偶，测温热电偶通过法兰固定在罐体上方，测温端插入罐内。本实用新型的目的在于提供一种部分环节自动操作、节省人力、安全可靠且酸洗效果更好的用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池。

Description

一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池

技术领域

本实用新型属于金相低倍试片的检测领域,特别涉及一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池。

背景技术

金相试片的低倍酸洗试验，主要用于对锻坯、连铸坯或轧制坯料等切割加工后通过酸洗低倍对断面进行宏观缺陷的检测，可对各种坯料的缺陷类型得出宏观的结论，便于对工艺和产品质量进行改进。

过去我公司的酸洗低倍检测全部由手工操作进行，每天检测100--300mm厚度为15--35mm的试片约30--50片。首先依靠人工将试片搬入酸洗池中，开启电源后对冷酸液进行加热，感觉酸洗时间到达后，人工从酸池酸液中逐片搬出试片，放到清洗台上进行清洗。整个过程全部依靠手工进行操作，存在以下问题：一、加热采取电源开关的开启或断开控制加热过程，存在控温精度差，试片经常出现过腐蚀或腐蚀不够的问题，影响试片的观测；二、采用铅板做加热电极，需经常更换新电极板，溶解后的铅在排放后存在对环境污染现象；三、需要在加入酸液前放入试片，然后进行加热，试片腐蚀时间不容易掌握；四、使用过的酸液直接排出，没有充分利用其残存的腐蚀能力，存在浪费现象。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中人工酸洗池存在的缺陷和不足而提供一种部分环节自动操作、节省人力、安全可靠且酸洗效果更好的用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池，该自动酸洗池包括酸池、进水阀、水处理装置、蒸汽发生器、蒸汽调节管路中的电动调节器阀、第一石墨交换器、第二石墨交换器、热酸循环泵、热酸罐及沉淀罐；进水阀与水处理装置之间、水处理装置与蒸汽发生器之间以及蒸汽发生器与蒸汽调节管路中的电动调节器阀的进口之间均通过镀锌钢管连接，电动调节阀的出口分为两路，分别通过PVC管与第一石墨交换器和第二石墨交换器的管端形成并联连接；热酸循环泵的吸入口通过PVC管插入热酸罐内，热酸循环泵的输出口分为两路，分别与第一石墨交换器和第二石墨交换器形成并联连接，两个石墨交换器的出口通过PVC管合并，通向进酸阀的一端，进酸阀的另一端直接与酸池上部的进酸口连接；酸池上部的侧端设置溢流口，用于保持酸池内一定的液面高度,通过PVC管接入沉淀罐的入口端，沉淀罐的出口端通过PVC管通入热酸罐中；酸池的下部还设置一开口，该开口通过排废阀与其它废酸罐连接；沉淀罐和热酸罐内均设置有测温热电偶，测温热电偶通过法兰固定在罐体上方，测温端插入罐内。

其中进水阀用于控制水的通断，水处理装置用于去除水中的钙镁离子，蒸汽发生器负责产生蒸汽，供第一石墨交换器和第二石墨交换器与酸液进行热交换；蒸汽调节管路中电动调节器阀用于控制蒸汽流量大小，达到控制温度的作用；热酸循环泵用于酸液的输送；热酸罐用于存放热酸，热酸罐内所装的第一测温热电偶用于测量其内部温度；沉淀罐用于沉淀酸洗后试片表面脱落的金属杂物；沉淀罐内所装的第二测温热电偶用于测量沉淀罐内部的温度，同时可以间接观察回流酸液的温度和是否已经形成循环；旁路阀在内循环工作时打开，避免酸液进入酸池；进酸阀用于控制酸液的进入和关闭；溢流口用于保持酸池内一定的液面高度；触摸屏可进行参数的设置，变频器连接在热酸循环泵的电源端，用于对其进行速度调节、可编程控制器是用于温度参数的采集及输出控制。

自动酸洗池的控制部分包括电动调节器阀、热酸循环泵、第一测温热电偶、第二测温热电偶、旁路阀、进酸阀、触摸屏、变频器和可编程控制器，其中变频器和可编程控制器安装在控制柜中，变频器和可编程控制器之间通过网线构成通信联系；电动调节器阀、旁路阀和进酸阀安装在室内，通过铜线接入控制柜的可编程控制器的控制继电器；热酸循环泵安装在室外，通过铜线从室外接入控制柜的变频器的输出端；第一测温热电偶、第二测温热电偶安装在室外，通过铜线从室外接入控制柜的可编程控制器输入端；触摸屏安装在室内酸池附近，通过网线与可编程控制器进行通信。

该自动酸洗池还包括酸雾处理部分，酸雾处理部分包括抽风罩、酸雾抽风管、洗涤塔、风管、碱泵、碱液管道、风机和排风烟道；酸池的一侧上部设置排风口，排风口处设置通过玻璃钢制成的抽风罩，抽风罩的出口处设置酸雾抽风管，酸雾抽风管的出口端连接在洗涤塔上；洗涤塔附近设置有一台碱泵，碱泵的吸入口通过DN50的PVC管与洗涤塔下部的开口连接，联通洗涤塔中的碱液，碱泵的输出口通过碱液管道与洗涤塔上部的开口连接，形成一个循环管道，不断将洗涤塔下部的碱液抽至上部对酸雾进行洗涤中和；洗涤塔的上端出口处连接风管，风管的另一端连接风机，风机的上端设置排风烟道。

在风机的作用下，酸雾经抽风罩和酸雾抽风管进入洗涤塔，当向上运动酸雾与向下的水滴状碱液相遇进行中和反应，酸雾中的酸液被中和，未被中和的水蒸汽经风管、风机和排风烟道排出；碱泵循环不断地将洗涤塔底部的碱液经碱液管道抽至洗涤塔的上部对酸雾进行洗涤，达到酸雾处理的目的；当酸池中酸液无法继续使用时，酸池中的废酸液通过酸池排废阀排出至其它容器中集中进行中和处理。

本实用新型的技术方案产生的积极效果如下：通过本实用新型自动酸洗池的实施，取得了以下效果：一是采取蒸汽加热，通过控制蒸汽流量达到控制温度的目，克服了控温精度差的问题，避免了试片出现过腐蚀或腐蚀不够的问题；采取蒸汽加热方式避免了因使用铅板电极所产生的环境污染现象；二是时间可以预约，提高了工作效率；三是试片放入前与酸液不接触，试片腐蚀时间得到有效的控制；四是使用过的酸液循环使用减少了浪费。

附图说明

图1 为本实用新型自动酸洗池的原理连接框图。

图2为本实用新型酸液温度控制原理框图。

图3为本实用新型酸液温度控制系统联接框图。

图4为本实用新型触摸屏上的显示画面。

图中标注为：1、进水阀；2、水处理装置；3、蒸汽发生器；4、电动调节阀；5、第一石墨交换器；6、第二石墨交换器；7、热酸循环泵；9、热酸罐；8、第一测温热电偶；10、沉淀罐；11、第二测温热电偶；12、旁路阀；13、进酸阀；14、溢流口；15、酸池；16、抽风罩、17、酸雾抽风管、18、洗涤塔、19、风管；20、碱泵；21、碱液管道；22、风机；23、排风烟道；24、排废阀；25、变频器、26、可编程控制器；27、触摸屏。

具体实施方式

一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池，如图1、2、3、4所示，该自动酸洗池包括酸池15、进水阀1、水处理装置2、蒸汽发生器3、蒸汽调节管路中的电动调节器阀4、第一石墨交换器5、第二石墨交换器6、热酸循环泵7、热酸罐9及沉淀罐10；进水阀与水处理装置之间、水处理装置与蒸汽发生器之间以及蒸汽发生器与蒸汽调节管路中的电动调节器阀的进口之间均通过DN25的镀锌钢管连接，电动调节阀的出口分为两路，分别通过DN100的PVC管与第一石墨交换器和第二石墨交换器的管端形成并联连接；热酸循环泵的吸入口通过PVC管插入热酸罐内，热酸循环泵的输出口分为两路，分别与第一石墨交换器和第二石墨交换器形成并联连接，两个石墨交换器的出口通过DN100的PVC管合并，通向进酸阀13的一端，进酸阀的另一端直接与酸池上部的进酸口连接；酸池上部的侧端设置溢流口14，用于保持酸池内一定的液面高度,通过DN100的PVC管接入沉淀罐的入口端，沉淀罐的出口端通过DN100的PVC管通入热酸罐中；酸池的下部还设置一开口，该开口通过排废阀24与其它废酸罐连接；热酸罐内设置第一测温热电偶8，沉淀罐内设置有第二测温热电偶11，两个测温热电偶均通过法兰固定在各自的罐体上方，测温端插入罐内。

自动酸洗池的控制部分包括电动调节器阀、热酸循环泵、第一测温热电偶、第二测温热电偶、旁路阀12、进酸阀、触摸屏27、变频器25和可编程控制器26，其中变频器和可编程控制器安装在控制柜中，变频器和可编程控制器之间通过网线构成通信联系；电动调节器阀、旁路阀和进酸阀安装在室内，通过直径1.5毫米的铜线接入控制柜的可编程控制器的控制继电器；热酸循环泵安装在室外，通过直径2.5毫米的铜线从室外接入控制柜的变频器的输出端；第一测温热电偶、第二测温热电偶安装在室外，通过直径1.5的铜线从室外接入控制柜的可编程控制器输入端；触摸屏安装在室内酸池附近，通过网线与可编程控制器进行通信。

其进水阀用于控制水的通断，水处理装置用于去除水中的钙镁离子，蒸汽发生器负责产生蒸汽，供第一石墨交换器和第二石墨交换器与酸液进行热交换；蒸汽调节管路中电动调节器阀用于控制蒸汽流量大小，达到控制温度的作用；热酸循环泵用于酸液的输送；热酸罐用于存放热酸，热酸罐内所装的第一测温热电偶用于测量其内部温度；沉淀罐用于沉淀酸洗后试片表面脱落的金属杂物；沉淀罐内所装的第二测温热电偶用于测量沉淀罐内部的温度，同时可以间接观察回流酸液的温度和是否已经形成循环；旁路阀在内循环工作时打开，避免酸液进入酸池；进酸阀用于控制酸液的进入和关闭；溢流口用于保持酸池内一定的液面高度；触摸屏24可进行参数的设置（如图4所示），变频器25连接在热酸循环泵的电源端，用于对其进行速度调节、可编程控制器（PLC） 26是用于温度参数的采集及输出控制。

该自动酸洗池还包括酸雾处理部分，酸雾处理部分包括抽风罩16、酸雾抽风管17、洗涤塔18、风管19、碱泵20、碱液管道21、风机22和排风烟道23；酸池的一侧上部设置排风口，排风口处设置通过玻璃钢制成的抽风罩，抽风罩的出口处设置酸雾抽风管，酸雾抽风管的出口端连接在洗涤塔上；洗涤塔附近设置有一台碱泵，碱泵的吸入口通过DN50的PVC管与洗涤塔下部的开口连接，联通洗涤塔中的碱液，碱泵的输出口通过碱液管道与洗涤塔上部的开口连接，形成一个循环管道，不断将洗涤塔下部的碱液抽至上部对酸雾进行洗涤中和；洗涤塔的上端出口处连接风管，风管的另一端连接风机，风机的上端设置排风烟道。

在风机的作用下，酸雾经抽风罩和酸雾抽风管进入洗涤塔，抽风罩的排风法兰内径为500毫米，当洗涤塔内向上运动酸雾与向下的水滴状碱液相遇进行中和反应，酸雾中的酸液被中和，未被中和的水蒸汽经风管、风机和排风烟道排出；碱泵循环不断地将洗涤塔底部的碱液经碱液管道抽至洗涤塔的上部对酸雾进行洗涤，达到酸雾处理的目的；当酸池中酸液无法继续使用时，酸池中的废酸液通过酸池排废阀排出至其它容器中集中进行中和处理。

该用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池包括如下使用步骤：

步骤1：在触摸屏上设定预约启动时间、并设定控制温度和腐蚀时间，预约启动时间到，可编程控制器（PLC）输出信号开始对酸液进行预热模式加热；

步骤2：酸液温度达到设定温度后，将试片放入酸池；

步骤3：系统进入工作模式，对试片按设定好的温度和时间进行自动酸洗；

步骤4：酸洗完成后，自动酸洗池进行自动排酸，风机开始以额定最高转速运转，池内酸雾消失后，自动开启酸池盖，供托盘进行吊出作业；

步骤4：将试片托盘吊出。

所述步骤1中酸液进行预热的方法如下：当启动预热方式时，系统自动启动热酸循环泵和蒸汽发生器，此时酸池进酸阀自动关闭，旁路阀自动开启，酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器进入沉淀罐回到热酸罐；酸液开始在此状态时所开启的管道内流动，同时热蒸汽也开始对第一石墨交换器或第二石墨交换器中流动的酸液加行加热，此过程不断进行循环；第一测温热电偶系统接收输出信号，与设定值比较后，输出调节信号给蒸汽回路的电动流量调节阀，对蒸汽回路的蒸汽流量进行调节，最终使酸液池温度达到设定的温度。

所述步骤1的预约时间到达后，自动启动热酸循环泵和蒸汽发生器。系统先采取预热模式进行酸液加热，酸池进液阀自动关闭，旁路阀自动开启，酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器通过旁路阀、沉淀罐回到热酸罐，不断进行循环加热，确保酸液温度。

所述步骤3如此时酸液温度已经到达设定温度，托盘已吊入酸池，操作自动按钮，开始进行工作模式下的酸液作业。酸池进液阀自动开启，旁路阀自动关闭。酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器、经进酸阀流入酸洗池，当酸液液面高于溢流口后，酸液由溢流口流出，经沉淀罐回到热酸罐，不断进行循环加热，确保酸液和试片温度。同时热蒸汽仍然在对第一石墨交换器或第二石墨交换器中流动的酸液加行加热，此过程不断进行循环。热酸罐内装有测温热电偶，系统接收热电偶的输出信号，与设定值比较后，输出调节信号给蒸汽回路的电动流量调节阀，对蒸汽回路的蒸汽流量进行调节，最终使酸液池温度达到设定的温度。当酸池盖打开时，池内开始自动排酸。系统重新进入预热模式。

所述步骤3中的风机的运行方式如下：洗涤塔的风机采取连续运行的方式。酸池盖打开时，风机运行在100%额定转速，可迅速地将酸池内和室内的酸雾吸出；酸池盖关闭时，为防止酸池中积存氢气集聚和降低酸气的蒸发量，采取30%的额定转速；当系统停止工作时，为消除池中少量酸气在室内散发存积，采取15%额定转速的低转速运行，可较好的保持在运行时和工作时室内无沉积酸雾，排出的酸雾也得到充分的中和处理。

下面以我公司生产的钢号为42GrMO 连铸坯为例，说明整个自动酸洗过程。该自动酸洗包括如下步骤：

步骤1：设定预约时间，假设当日14：00试片需要进行酸洗作业，可在上午8：00或其它时间进行设定预约时间，考虑实际酸液加热需要30分钟，则可将加热启动时间设定在13：30分；设定酸液温度为85℃，并设定试片接受腐蚀时间为45分钟。

预约启动时间到达后，自动启动热酸循环泵和蒸汽发生器；系统先采取预热模式进行酸液加热，酸池进液阀自动关闭，旁路阀自动开启，酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器通过旁路阀、沉淀罐回到热酸罐，不断进行循环加热，确保酸液温度。

预热模式：酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器、旁路阀、沉淀罐回到热酸罐，不断进行循环加热，确保酸液温度。此时酸液没有进入酸池，便于装卸试片。

工作模式：酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器、进酸阀、酸池、沉淀罐回到热酸罐；不断进行循环加热，确保酸液温度，工作在此模式时酸液进入酸池。

酸液加热控温方法：热酸罐内装有第一测温热电偶，系统接收热电偶的输出信号，与设定值（85℃）比较后，输出调节信号给蒸汽回路的电动流量调节阀，对蒸汽回路的蒸汽流量进行调节，最终使酸液池温度达到设定的温度。沉淀罐内的第二测温热电偶，用于观察工作开启后系统温降情况。

步骤2：将试片吊入酸池；

步骤3：如此时酸液温度已经到达设定温度，操作自动按钮，开始进行工作模式下的酸液作业；酸池进液阀自动开启，旁路阀自动关闭；酸液由热酸罐抽出，经第一石墨交换器或第二石墨交换器、进酸阀流入酸洗池，当有一定的液位后，酸液由溢流口流出，经沉淀罐回到热酸罐，不断进行循环加热，确保酸液和试片温度。

开始加热后，风机开始以额定30%转速运转，池内酸雾消失后。

当腐蚀时间到达后，自动开启酸池盖，托盘吊出。此时酸液采取预热模式运转，酸池内的酸液自动排出，便于对试片的起吊，其它未取出试片静置于池中，等待取出。每次取出试片后关闭酸池盖。当试片的腐蚀时间不一致时，重新设定腐蚀性时间，重复上述过程。

所述步骤3中的风机的运行方式如下：洗涤塔的风机采取连续运行的方式；酸池盖打开时，风机运行在100%额定转速，可迅速地将酸池内和室内的酸雾吸出；酸池盖关闭时，为防止酸池中积存氢气集聚和降低酸气的蒸发量，采取30%的额定转速；当系统停止工作时，为确保池中少量酸气在室内散发存积，采取15%额定转速的低转速运行，可较好的保持在运行时和工作时室内无沉积酸雾，排出的酸雾也得到充分的中和处理。

Claims (3)

1.一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池，其特征在于：该自动酸洗池包括酸池、进水阀、水处理装置、蒸汽发生器、蒸气调节管路中的电动调节器阀、第一石墨交换器、第二石墨交换器、热酸循环泵、热酸罐及沉淀罐；进水阀与水处理装置之间、水处理装置与蒸汽发生器之间以及蒸汽发生器与蒸气调节管路中的电动调节器阀的进口之间均通过镀锌钢管连接，电动调节阀的出口分为两路，分别通过PVC管与第一石墨交换器和第二石墨交换器的管端形成并联连接；热酸循环泵的吸入口通过PVC管插入热酸罐内，热酸循环泵的输出口分为两路，分别与第一石墨交换器和第二石墨交换器形成并联连接，两个石墨交换器的出口通过PVC管合并，通向进酸阀的一端，进酸阀的另一端直接与酸池上部的进酸口连接；酸池上部的侧端设置溢流口，用于保持酸池内一定的液面高度,通过PVC管接入沉淀罐的入口端，沉淀罐的出口端通过PVC管通入热酸罐中；酸池的下部还设置一开口，该开口通过排废阀与其它废酸罐连接；沉淀罐和热酸罐内均设置有测温热电偶，测温热电偶通过法兰固定在罐体上方，测温端插入罐内。

2.根据权利要求1所述的一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池，其特征在于：自动酸洗池的控制部分包括电动调节器阀、热酸循环泵、第一测温热电偶、第二测温热电偶、旁路阀、进酸阀、触摸屏、变频器和可编程控制器，其中变频器和可编程控制器安装在控制柜中，变频器和可编程控制器之间通过网线构成通信联系；电动调节器阀、旁路阀和进酸阀安装在室内，通过铜线接入控制柜的可编程控制器的控制继电器；热酸循环泵安装在室外，通过铜线从室外接入控制柜的变频器的输出端；第一测温热电偶、第二测温热电偶安装在室外，通过铜线从室外接入控制柜的可编程控制器输入端；触摸屏安装在室内酸池附近，通过网线与可编程控制器进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种用于低倍试片酸洗液加热的自动酸洗池，其特征在于：该自动酸洗池还包括酸雾处理部分，酸雾处理部分包括抽风罩、酸雾抽风管、洗涤塔、风管、碱泵、碱液管道、风机和排风烟道；酸池的一侧上部设置排风口，排风口处设置通过玻璃钢制成的抽风罩，抽风罩的出口处设置酸雾抽风管，酸雾抽风管的出口端连接在洗涤塔上；洗涤塔附近设置有一台碱泵，碱泵的吸入口通过DN50的PVC管与洗涤塔下部的开口连接，联通洗涤塔中的碱液，碱泵的输出口通过碱液管道与洗涤塔上部的开口连接，形成一个循环管道，不断将洗涤塔下部的碱液抽至上部对酸雾进行洗涤中和；洗涤塔的上端出口处连接风管，风管的另一端连接风机，风机的上端设置排风烟道。