石墨换热器在酸洗线中的应用.doc

石墨换热器在酸洗线中的应用 张安龙，揭乐标，彭建鄂，王飞朋，杨雯燕 （武钢（集团）国际经济贸易总公司，湖北武汉，430081） 摘要：介绍了石墨换热器的结构和工作原理，结合冷轧酸洗线工艺要求，对石墨换热器的换热面积进行了计算，介绍了石墨换热器在酸洗工艺中的应用效果，结合石墨换热器结构、原理及应用效果，总结了石墨换热器的优点。 关键词：石墨；换热器；酸洗；传热；腐蚀 The Application of Graphite Heat Exchanger on Pickling Line ZHANG An-Long, JIE Le-Biao, Peng Jian-E, WANG Fei-Peng, YANG Wen-Yan (International Economic and Trading Corporation, WISCO，Wuhan,430081,China) Abstract: the structure and the function of graphite heat exchanger were introduced, the acreage of heat exchanger was calculated combined with the pickling technics, the application effect of the graphite heat exchanger on pickling line was introduced, the excellences of the graphite heat exchanger were summarized combined with the structure, the function and the effect of graphite heat exchanger. Keywords: graphite; heat exchanger; pickling; diathermancy; erode 1 概述 热轧厂生产的热轧带钢板卷表面氧化铁皮，若将这些带氧化铁皮的带钢直接送到冷轧机去轧制将会带来许多问题：将氧化铁皮压入带钢的基体，影响冷轧板的表面质量及加工性能；氧化铁皮破碎后进入冷却润滑轧辊的乳化液系统会损坏循环设备，缩短乳化液的使用寿命；是损坏了表面光洁度和加工精度都很高并且价格昂贵的冷轧辊。因此，带钢在冷轧之前，必须清除其表面氧化铁皮，以保证所生产的冷轧带钢的表面质量。氧化铁皮。 2 石墨换热器的应用 2.1 石墨换热器结构 石墨换热器基体为圆柱体，中间有直径为350mm的孔，使圆柱体变为圆筒体（如图1）。圆柱体有较稳定的结构强度，易于密封，在结构中不用胶结剂，而且采用聚四氟乙烯O型圈密封介质，加装压力弹簧作热胀冷缩的自动补偿机构，下部有介质再分配室，增强紊流效应，结构强度高，耐热耐压性强，抗冲击性能好，体积利用率高，传热效率高，便于检修。 图1 石墨换热器结构简图 冷轧酸洗生产线巾的圆块孔式石墨换热器采用的都是气——液换热形式，两种流体的流向为错流和简单折流。石墨块在纵横两个方向上均钻有直径为16mm的孔，其中纵向孔作为酸液通道，横向孔作为蒸汽通道，酸液沿纵向一个方向流动，而蒸汽先沿与纵向呈垂直的方向流动，然后折回向相反方向流动，如此反复地做折流运动。石墨块外观图如图2。 图2 石墨块 2.2 石墨换热器工作原理 石墨不但具有耐酸腐蚀性，而且具有良好热传导性能，将石墨芯体做成垂直和水平互相分隔开的块孔式结构，当两种介质彼此通过时，高温介质不断地把热量传给石墨换热器，低温介质不断从换热器得到热量，从而实现了热交换。 在冷轧酸洗工序中，石墨换热器通过酸泵从酸槽一端将酸抽出，泵入石墨换热器，经石墨换热器加热又排回酸槽的另一端，由于这一过程是连续进行的，故实现了石墨换热器对酸的加热，见图3。 图3 石墨换热器工作原理简图 2.3 石墨换热器换热面积计算 某钢厂冷轧酸洗线所要求的工艺参数如下表1，酸液储备量为18m3，循环量为110m3/h，酸液初始温度为20℃，要求酸液在30分钟内由20℃升至85℃。 表1 冷轧酸洗线酸洗工艺参数 加热能力Kcal/h 酸液出口最高温度℃ 酸液流量 m3/h 蒸汽温度℃ 工作压力 MPa 600000 90 110 150~170 0.4~0.7 换热面积计算公式[2] （1） 式中，为换热量，即加热能力；为传热系数；为错流平均温差。 传热系数的计算公式为[3]： （2） 式中，为物料侧给热系数，为服务侧给热系数，为物料侧污垢热阻，为服务侧污垢热阻，为换热元件热阻。其中，为厚度、 为导热系