DE102009037370A1 - Plant for pickling of hot rolled steel strip and regeneration of the used pickling acid in a closed heating circuit, comprises heat exchangers, which circulate the fluid in venturi- and washer circulation - Google Patents
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Abstract
Description
Problem:Problem:
Es ist bekannt, das zur Reizung von Stahlband Säuren verwendet werden. Dies erfolgt in Reizbädern mit Temperaturen von 80–85°C. Je nach der Temperatur der in diese Bäder einlaufenden Bänder sind hohe Wärmemengen notwendig, die mittels Dampf in Wärmetauschern übertragen werden. Danach wird die gebrauchte Beizsäure in das Tanklager geleitet und Kühlt ab. Beim nachfolgenden Regenerationsprozess wird die Säure im Ofen auf 650°C (Sprühröster) oder 900°C aufgeheizt. Danach erfolgt im Venturi eine Reduzierung der Abgas-Temperatur auf 85°C durch das umgewälzte Säurekonzentrat. Der Rest der Abwärme wird durch den Kamin an die Umwelt abgegeben. So entstehen in beiden separaten Anlagen erhebliche Energiekosten.It is known to be used for irritating steel strip acids. This is done in stimulating baths with temperatures of 80-85 ° C. Depending on the temperature of the incoming bands in these bands high amounts of heat are necessary, which are transmitted by means of steam in heat exchangers. Thereafter, the used pickling acid is passed into the tank farm and cooled off. During the subsequent regeneration process, the acid is heated in the oven to 650 ° C (spray roaster) or 900 ° C. Thereafter, in the Venturi, the exhaust gas temperature is reduced to 85 ° C. by the circulated acid concentrate. The rest of the waste heat is released through the chimney to the environment. This creates considerable energy costs in both separate systems.
Lösung:Solution:
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, dass die in der Regeneration und der Beize vorhandene Abwärme ausreicht das zu beizende Band Zu erwärmen. Des Weiteren werden durch die Abkühlung des Abgases niedrigere Emissionen erreicht. Wärmetauscher im Abgasstrom sind nicht Notwendig, da die Beizbehälter als Umwälzbehälter für Venturi- und Wäscherkreisläufe fungieren.The advantages achieved by the invention are that the waste heat present in the regeneration and the pickle is sufficient to heat the tape to be pickled. Furthermore, the cooling of the exhaust gas results in lower emissions. Heat exchangers in the exhaust stream are not necessary, since the pickling tank act as a circulation tank for venturi and scrubber circuits.
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
In der Zeichnung der Zusammenfassung ist eine kombinierte Beize-Regeneration zu sehen, die über geschlossene Wärme-Kreisläufe zur Reizung des Beizgutes verfugt.In the drawing of the summary is a combined pickling regeneration to see that has closed heat cycles to irritate the pickling.
ZusammenfassungSummary
1. Bezeichnung1. Designation
Anlage zur Reizung von warmgewalzten Stahlbändern und zur Regeneration der verwendeten Beizsäure in einem geschlossenen WärmekreislaufPlant for the stimulation of hot-rolled steel strips and for the regeneration of the used pickling acid in a closed heat cycle
2. Kurzfassung2nd short version
2.1 Technisches Problem der Erfindung2.1 Technical problem of the invention
Bei der Reizung von warmgewalzten Stählen werden verschiedene Säuren zur Reinigung der Warmbandoberfläche von Oxiden, sogenanntem Zunder, verwendet.In the hot-rolled steel irritation, various acids are used to clean the hot strip surface of oxides, so-called scale.
Um eine ausreichende Reaktivität der Beizsäure und somit eine qualitätsgerechte, zunderfreie Warmbandoberfläche für die Weiterverarbeitung des Stahlbandes zu erreichen sind folgende Parameter kontinuierlich zu regeln:
- • Konzentration der Beizsäure in Bezug auf Gehalt an freier Säure, Gesamtsäure und Eisengehalt
- • Temperatur der Beizsäure in allen Beiztanks je nach Beizgut zwischen 60 und 85°C
- Concentration of pickling acid in terms of free acid content, total acidity and iron content
- • Pickling acid temperature in all pickling tanks between 60 and 85 ° C depending on pickling material
Insbesondere zur Erwärmung des Bandes in Beiztank 1 sind erhebliche Wärmemengen einzubringen. Deshalb werden für jedes Beizbad dampfbeheizte Wärmetauscher installiert und mittels Zirkulationspumpen wird die Beizsäure durch diese Wärmetauscher gepumpt. Die wiedererhitzte Säure gelangt in den Beizbottichen in Kontakt mit dem Beizgut und erhitzt somit das durchlaufende Stahlband. Üblicherweise werden diese Aufheizkreisläufe so dimensioniert, dass auch bei maximaler Beizleistung und bis zu –5°C Temperatur des einlaufenden Stahlbandes die geforderte Temperatur von 85°C erreicht werden kann. Dies erfordert die Installation einer Wärmetauscherkapazität von 0,11 kcal/kg/K, was erhebliche Kosten bei der Erstausrüstung mit Pumpen, Filtern und Wärmetauschern erfordert. Des Weitem entstehen ständig hohe Instandhaltungskosten für Pumpen und Wärmetauscher sowie hohe Kosten für den Dampf und den Stromverbrauch der Pumpen. Bei einer Beize mit einer Betriebsstundenleistung von 250 t entspricht das einem Verbrauch von ca. 2000 Mcal/h. Die installierte Kapazität aller Aufheizkreisläufe kann bis zu 10000 Mcal/h betragen.In particular, for heating the strip in pickling
Nach dem Beizprozess fließt die sogenannte Abbeize mit einer Temperatur von ca. 80°C in das Tanklager der Salzsäureregeneration. Hier wird sie in der Regel einige Stunden zwischengelagert und kühlt auf Umgebungstemperatur ab.After the pickling process, the so-called pickling at a temperature of about 80 ° C flows into the tank farm of the hydrochloric acid regeneration. Here it is usually stored for a few hours and cooled to ambient temperature.
Im nachfolgenden Regenerationsprozess wird die abgekühlte Säure zunächst im sogenannten Venturikreislauf vorkonzentriert. Hierbei tritt sie in direkten Kontakt zu den heißen Abgasen des Reaktors, deren Temperatur sich je nach Regenerationsverfahren bei 400–450 oder 850–950°C befindet. Ziel des Prozesses ist es außerdem, die Röstgase auf unter 85°C abzukühlen. Dies ist notwendig, um einerseits die Absorption von Chlorwasserstoffgas an Spülwasser zu regenerierter Salzsäure zu ermöglichen und auch um die Bauteile der Absorptionskolonne und hierbei der Kolonnenfüllung vor thermischer Beeinflussung zu schützen. Je nach Anlagentyp werden hier 750 oder 1000 kcal/l/h benötigt, was einem Verbrauch von 6750 Mcal/h bei einer 9000 l/h Anlage des Typs Sprühröster entspricht.In the subsequent regeneration process, the cooled acid is first preconcentrated in the so-called Venturi cycle. Here it comes into direct contact with the hot exhaust gases of the reactor, the temperature of which is 400-450 or 850-950 ° C, depending on the regeneration process. The aim of the process is also to cool the roasting gases below 85 ° C. This is necessary, on the one hand to allow the absorption of hydrogen chloride gas to rinse water to regenerated hydrochloric acid and also to protect the components of the absorption column and in this case the column filling from thermal influence. Depending on the type of plant, 750 or 1000 kcal / l / h are required here, which corresponds to a consumption of 6750 Mcal / h for a 9000 l / h Sprühöster plant.
Die Röstgase werden dann mittels einem Abgasventilator einem Gaswäscher zugeführt. Hierbei wird in einer Waschkolonne Waschwasser zirkuliert und ebenfalls in einer Kolonnenfüllung in Kontakt gebracht. Das Zirkulationswasser heizt sich dabei auf 50–65°C auf. Es wird später in der Absorptionskolonne zur Erzeugung von regenerierter Säure eingesetzt.The roasting gases are then fed by means of an exhaust fan to a gas scrubber. Here, washing water is circulated in a washing column and also brought into contact in a column filling. The circulation water heats up to 50-65 ° C. It is later used in the absorption column to produce regenerated acid.
Nach dem Regenerationsprozess wird die regenerierte Säure erneut in das Tanklager geleitet, wo es wiederum auf Außentemperatur abkühlt. After the regeneration process, the regenerated acid is returned to the tank farm, where it cools to the outside temperature.
Nach der Aufgabe der regenerierten Salzsäure im letzten Beizbad muss diese natürlich auf die Beizbadtemperatur von ca. 80°C erwärmt werden.After the task of regenerated hydrochloric acid in the last pickling bath, this must of course be heated to the pickling bath temperature of about 80 ° C.
Es ist zu erkennen, dass sowohl die Beizsäure als auch die Abgase mehrfach ihr Temperaturniveau wechseln. Die zur Verfügung stehende Wärme wird weitestgehend an die Umwelt abgegeben, währenddessen es in der Beize teilweise schwierig ist, das Temperaturniveau anzuheben oder wie im Venturi notwendig, abzusenken.It can be seen that both the pickling acid and the exhaust gases change their temperature level several times. The heat available is largely released to the environment, while in the stain it is sometimes difficult to raise the temperature level or, as in Venturi, lower it.
Eine Nutzung der Abwärme des Regenerationsprozesse wurde des Öfteren vorgeschlagen. Allerdings wurde hierbei vom Einsatz von Wärmetauschern ausgegangen. Dieser ist aber im Bereich des Venturikreislaufes auf Grund des Mediums und der hohen Konzentrationen nicht unproblematisch.A use of the waste heat of the regeneration process has been frequently suggested. However, this was based on the use of heat exchangers. However, this is not unproblematic in the Venturikreislaufes due to the medium and the high concentrations.
Im Abgaswäscher wiederum steht zwar eine hohe Wärmemenge zur Verfügung, aber der Temperaturunterschied ist bei Abgastemperaturen von 60–70°C sehr gering. Zudem wäre durch diese Wärmetauschern ein erheblicher Investitionsmehrbedarf zu verzeichnen.In the scrubber, on the other hand, a high amount of heat is available, but the temperature difference is very low at exhaust gas temperatures of 60-70 ° C. In addition, these heat exchangers would result in a considerable increase in investment.
2.2 Lösung des Problems2.2 Solution to the problem
Die bisher thermisch gegenläufigen Prozesse von Beizanlage und Regeneration werden nunmehr so miteinander verknüpft, das es zu einem direkten Kontakt der Umwälzflüssigkeiten sowohl mit der Abluft, als auch dem zu beizenden Band kommt. Im einzelnen sind folgende Kreisläufe vorgesehen. (Siehe dazu Anklage 1)The previously thermally countercurrent processes of pickling and regeneration are now linked together so that there is a direct contact of the circulating fluids both with the exhaust air, as well as the tape to be picked. In detail, the following circuits are provided. (See charge 1)
Abgaswäscher 1 in der RegenerationExhaust scrubber 1 in regeneration
Die Abgaswäscherumwälzpumpe (
- • Durch das durch die Bandaufheizung abgekühlter Umwalzwasser ergibt sich eine bessere Abscheidung von HCl-Gas, im Wäscher. Die Emissionen werden verringert, zusätzlicher Verbrauch von Wasser oder Neutralisationsmittel kann vermieden werden.
- • Durch das säurehaltige Spülwasser werden die in der Zunderoberfläche befindlichen Risse und Fehlstellen bereits mit Flüssigkeit gefüllt. Der Säureaustausch im darauf folgenden Beizbad 0 erfolgt schneller, da die Säure direkt die Bandoberfläche erreichen kann und nicht erst die in den Fehlstellen befindliche Luft verdrängt werden muss.
- • By the Umwalzwasser cooled by the belt heating results in a better separation of HCl gas, in the scrubber. The emissions are reduced, additional consumption of water or neutralizing agent can be avoided.
- • The acidic rinse water already fills the cracks and flaws in the scale surface with liquid. The acid exchange in the subsequent Beizbad 0 is faster because the acid can directly reach the surface of the strip and not only the air in the flaws must be displaced.
VenturikreislaufVenturi cycle
Der Venturi (
Der Rücklauf des Venturikonzentrates erfolgt bei der Verbundanlage direkt in den Beiztank 0 oder dessen Vorlagebehälter (
- • Das Beizgut wird ohne jede zusätzliche Temperaturzufuhr auf 85°C erwärmt, es ist keinerlei Dampf zur Badaufheizung notwendig.
- • Die freie Säure im Venturikonzentrat ermöglicht bereits hier einen schnellen und effizienten Beizprozess, die darauffolgenden Beizbäder können entsprechend der Anlagenleistung verkürzt werden.
- • Eine zusätzliche Umwälzung der Beizsäure ist nicht notwendig, auf diverse Pumpen, Wärmetauscher und den kontinuierlichen Energieverbrauch der Pumpen kann verzichtet werden.
- • Für einen separaten Betrieb des Beiz- und des Regenerationsteiles mit eingeschränkter Anlagenleistung (z. B. nach Wartungsstillständen) können kleinere Pumpen und Wärmetauscher installiert werden, so dass nur ein Bruchteil der Installationskosten für herkömmliche Aufheizkreisläufe entsteht.
- • Konzentrationsänderungen und andere negative Einflüsse im Venturikreislauf werden vermieden, da sich bei gleicher Beizleistung eine gleiche Eisenbelastung des Konzentrates ergibt.
- • The material to be treated is heated to 85 ° C without any additional temperature supply; no steam is needed to heat the bath.
- • The free acid in the Venturi concentrate already enables a fast and efficient pickling process here, the subsequent pickling baths can be shortened according to the plant's performance.
- • An additional circulation of the pickling acid is not necessary, various pumps, heat exchangers and the continuous energy consumption of the pumps can be dispensed with.
- • For separate operation of the pickling and regeneration parts with limited system performance (eg after maintenance shutdowns), smaller pumps and heat exchangers can be installed, resulting in only a fraction of the installation costs for conventional heating circuits.
- • Concentration changes and other negative influences in the Venturi cycle are avoided, since the same pickling power results in the same iron load on the concentrate.
Absorptionskolonneabsorption column
In der Absorptionskolonne (
Der Rücklauf aus der Absorptionskolonne kann direkt in den letzten Beiztank (
2.3 Anwendungsgebiet2.3 Application
Die Erfindung ist anwendbar in Kaltwalzwerken die über Bandbeizanlagen zur Entzunderung von warmgewalzten Coils verfügen. Sie ist insbesondere dann sinnvoll, wenn am gleichen Standort eine Aufarbeitung (Regeneration) der verbrauchten Beizsäure erfolgt. Zusätzliche Effekte ergeben sich in Kaltwalzwerken, die sich nicht in integrierten Hüttenwerken befinden. In diesen Fällen muss der Dampf zur Aufheizung der Beizsäure erzeugt werden und kann nicht dem Energieverbund des Werkes entnommen werden.The invention is applicable to cold rolling mills which have strip pickling systems for descaling hot-rolled coils. It is particularly useful if a workup (regeneration) of the spent pickling acid takes place at the same site. Additional effects arise in cold rolling mills that are not located in integrated smelting works. In these cases, the steam must be generated to heat the pickling acid and can not be taken from the energy network of the plant.
Die Erfindung ist anwendbar für Neuanlagen oder zur Modernisierung bestehender Anlagen.The invention is applicable to new plants or for the modernization of existing plants.
Durch die Kombination bisher thermisch gegenläufiger Prozesse im geschlossenen Stoffkreislauf zwischen einer Beizanlage und einer Salzsäureregeneration lassen sich folgende Vorteile erreichen:
- • Reduzierung der zum Aufheizen des Bandes notwendigen Energie um bis zu 100%, verglichen mit konventionellen Anlagen
- • Schnellerer und effektiverer Beizprozess durch schnellere Bandaufheizung und günstigerer Säurewerte
- • Reduzierung entstehender Abwasser und entfallende Neutralisationskosten
- • Bessere Abgaswerte in der Regeneration durch kühlere Umwälzkreisläufe und somit besserer Abscheidung von Aerosolen
- • Anwendung ist in Verbindung mit Sprühröst- und Fließbettregenerationen möglich.
- • Geringerer Investitionsbedarf im Bereich der Beizanlage durch fehlende Aufheizkreisläufe
- • Wegfall der Umwälzungen im Normalbetrieb der Beizanlage und dadurch Wegfall des Energieverbrauchs für die Pumpen
- • Bessere Produktqualität durch effektiven und schnellen Beizprozess.
- • Reduce the energy required to heat the belt by up to 100% compared to conventional systems
- • Faster and more effective pickling process with faster strip heating and lower acidity
- • Reduction of emerging wastewater and negligible neutralization costs
- • Better exhaust emissions in regeneration due to cooler recirculation cycles and thus better separation of aerosols
- • Application is possible in conjunction with spray roast and fluid bed regeneration.
- • Lower investment requirements in the area of the pickling plant due to the lack of heating circuits
- • Elimination of the circulation during normal operation of the pickling plant and thus the elimination of energy consumption for the pumps
- • Better product quality through effective and fast pickling process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200910037370 DE102009037370A1 (en) | 2009-08-11 | 2009-08-11 | Plant for pickling of hot rolled steel strip and regeneration of the used pickling acid in a closed heating circuit, comprises heat exchangers, which circulate the fluid in venturi- and washer circulation |
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ID=43796567
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DE200910037370 Withdrawn DE102009037370A1 (en) | 2009-08-11 | 2009-08-11 | Plant for pickling of hot rolled steel strip and regeneration of the used pickling acid in a closed heating circuit, comprises heat exchangers, which circulate the fluid in venturi- and washer circulation |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102009037370A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107949659A (en) * | 2016-04-27 | 2018-04-20 | 普锐特冶金技术日本有限公司 | Acid dip pickle |
CN107949660A (en) * | 2016-04-27 | 2018-04-20 | 普锐特冶金技术日本有限公司 | The method of operation when pickling of acid dip pickle and the acid dip pickle temporarily ceases |
-
2009
- 2009-08-11 DE DE200910037370 patent/DE102009037370A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
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CN107949659B (en) * | 2016-04-27 | 2020-03-24 | 普锐特冶金技术日本有限公司 | Pickling device |
CN107949660B (en) * | 2016-04-27 | 2020-05-19 | 普锐特冶金技术日本有限公司 | Pickling device and method for operating pickling device during temporary stoppage of pickling |
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