专利名称：连续酸洗方法和连续酸洗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及连续酸洗方法和连续酸洗装置。更具体讲本发明涉及例如除去热轧终止后带钢表面存在的氧化铁皮用的连续酸洗方法和连续酸洗装置。
图6是具有四个酸洗槽2a～2d的连续酸洗装置1的示意说明图。如图6所示，酸洗利用使带钢3依次连续通过连续酸洗装置1的第一槽2a、第二槽2b、第三槽2c和第四槽2d(最终槽)的方式进行。容纳在各酸洗槽2a～2d中的酸洗液，因与带钢3反应和被带钢3带出而逐渐减少。因此，在这种连续酸洗装置中由酸液供给装置4向最终槽2d供给酸液。进而通过设置在相邻各酸洗槽2a～2d间的酸液输送配管5a～5c，将所供给的酸液依次从下游侧酸洗槽输送到上游侧相邻的酸洗槽中。从第一槽2a溢流出的酸洗液，被送到回收装置6中回收再利用。
这样一来，在连续酸洗装置1中由于使酸洗液在各酸洗槽2a～2d之间循环，所以容纳在各酸洗槽2a～2d中的酸洗液浓度不同。例如，最终槽2d中的酸浓度为12％左右(本说明书中只要没有特别说明，“％”均指“重量％”)，而第一槽2a中却为3％左右。第三槽2c和第二槽2d中各自的酸浓度则处于最终槽2d和第一槽2a中各自酸浓度的中间浓度下。
为了确定这种连续酸洗装置1中向最终槽2d的酸液供给量，至少必须测定最终槽2d所容纳酸洗液的实际酸浓度。测定酸浓度的方法有公知的滴定分析计(例如商品名“泰陶列特”)，以及用导电率、密度、温度来连续测定浓度的方法等。
使用滴定分析计的情况下，为了弥补不能在短时间内测定酸洗液的酸浓度，例如特开昭57-174473号公报中公开了一种不测定酸洗液的酸浓度，而是根据带钢的尺寸和材质等经过演算求出酸液供给量的发明。而且在特开平7-54175号公报中，公开了一种不测定酸洗液的酸浓度，而是根据酸洗前后带钢板厚的测定值经过演算求出酸液供给量的发明。按照这些已有技术，对于被供给酸液的酸洗槽(对图6的连续酸洗装置1而言是最终槽2d)中所容纳酸洗液的酸浓度而言，虽然测定精度低达±3～5％左右，但是却能控制到目标值上。
这些已有技术中由于仅向一个槽供给酸液，所以被供给酸液的酸洗槽之外的酸洗槽中所容纳的酸洗液的酸浓度容易增高。因此不能通过提高具有连续酸洗装置1的酸洗工序的酸洗速度，来提高酸洗工序的生产率。也就是说，为了提高连续酸洗装置1的酸洗速度，必须将容纳在各酸洗槽2a～2d中酸洗液的酸浓度都提高。但是最终槽2d中酸洗液的酸浓度一旦超过12％，酸洗液中的盐酸蒸气浓度就会增高。因而使最终槽2d中因蒸发而导致盐酸的消耗量增加，显著加大酸洗液所需的成本。因此，最终槽2d以外各酸洗槽2a～2c中容纳酸洗液的酸浓度如果不能控制在目标值上，就不能提高酸洗速度。
按照特开平7-54175号公报所公开的发明，为了控制给酸量必须测定酸洗槽前后的钢板厚度。其中由于钢板表面上的氧化铁皮厚度为3～12微米左右，所以为使氧化铁皮厚度定量化必须将钢板厚度的测定精度提高到微米级上。但是由于钢板厚度在微米级波动，所以要以微米级精度测定连续行走的热轧钢板厚度是极为困难的。
另一方面，在特开平9-125270号公报中公开了用酸洗槽及循环池，原则上在酸浓度的分析值低于目标下限值的情况下只进行给酸，而另一方面，酸浓度的分析值高于目标的上限值的情况下只进行给水；由此控制酸洗槽的酸浓度的发明。但是该发明基本上以反馈控制为主体，控制的应答性不好。因此，根据此发明也不能抑制酸浓度的偏差小。
进而，按照特开平10-306391号公报上的发明公开，对于与钢板厚度和宽度相关的氧化铁皮量这一钢板状态量，以及与向酸洗槽供给的酸浓度、供给量、酸液温度、流水线速度和进入酸洗槽前的带钢温度有关的运行状态量进行监视，用该值求出任意多个部分酸洗槽内脱氧化铁皮率，根据这个数值确定工厂的最佳运行状态量。该发明是将酸洗中脱氧化铁皮现象数学式化来控制给酸量的。但是在实际酸洗时，特别是对于高温卷材那种会生成大量维氏体(FeO)的钢板来说，酸洗过程中是以氧化铁皮剥离的方式进行脱氧化铁皮的。因此要将这种氧化铁皮的剥离量，在被分割成多个酸洗槽的各分割区域内定量化是极为困难的。因此该发明中控制的应答性低，即使利用该发明也不能将酸浓度的波动抑制小。
此提案中的这种连续酸洗装置，根据酸洗时的酸洗条件，计算出构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中两个以上酸洗槽内各自容纳的酸洗液酸洗时酸消耗量的预测值，根据计算出的预测值确定分别向两个以上酸洗槽的酸液供给量并供给酸液，连续测定被供给酸液的两个以上酸洗槽中各自容纳酸洗液的酸浓度，根据所测定的酸浓度的连续测定值，控制向两个以上酸洗槽内的酸液供给量，使两个以上酸洗槽中各自容纳酸洗液的酸浓度都与目标值一致。
这种连续酸洗装置，不仅能抑制各酸洗槽中酸洗液的蒸发量，而且还能使各酸洗槽容纳的酸洗液的酸浓度都高度接近目标值。因此，按照这种装置不仅能改造现有的连续酸洗设备，而且还能用这种连续酸洗设备提高酸洗的生产率。
本发明是这种连续酸洗装置的连续酸洗方法的进一步发展和改进。
本发明目的在于提供一种不仅能抑制酸洗液从被供给酸液的酸洗槽中的蒸发量，而且还能使各酸洗槽容纳的酸洗液的酸浓度高度接近预期值，因而能提高酸洗生产率的连续酸洗方法和连续酸洗装置。而且本发明目的还在于在尽可能减少对现有连续酸洗设备改造的条件下提供这种连续酸洗方法和连续酸洗装置。
本发明的连续酸洗方法，其特征在于一边分别向构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中两个以上酸洗槽内供给酸液，一边对输送的带钢进行酸洗时，利用上述带钢的氧化铁皮厚度、上述带钢的宽度和上述带钢的输送速度求出酸液的总供给量，利用上述带钢的酸洗模式和上述带钢的输送速度求出分别向两个以上酸洗槽中酸液供给量的分配比例，对两个以上酸洗槽各自的酸液供给量进行控制。
本发明的这些连续酸洗方法，例如可以用从预先确定酸液供给量分配比例的多个设定值中选出的数值决定。
本发明的这些连续酸洗方法，例如可以使用根据氧化铁皮厚度和上述带钢品种预先确定的多个设定值中选出的数值决定。
这里所述的“根据带钢品种”是指，根据对氧化铁皮厚度具有很大影响的钢成分和热轧后卷钢的温度来决定氧化铁皮厚度的设定值。因此，即使是钢成分相同的两个带钢，当卷钢条件不同的情况下都将定义成其他带钢品种。而且也可以将氧化铁皮厚度近似的钢品种归纳分类成多个组，用一个设定值代表分类的各组。
此外上述的氧化铁皮厚度和分配比例各自设定值的个数并不限定在特定值上。可以根据酸洗装置处理钢种的种类，适当设定一个以上的氧化铁皮厚度，而且也可以适当设定一组以上分配比例。
本发明的这些连续酸洗方法中，酸液供给量的分配比例，例如可以根据带钢的输送速度利用从预先设定的多个设定值中选出的数值加以确定。
本发明的这些连续酸洗方法中，例如可以酸液供给量与基于分别容纳在上述两个以上酸洗槽中酸洗液的酸浓度测定值和设定值间偏差的修正值之间进行加法运算。
本发明的这些连续酸洗方法中，例如可以根据有关上述酸液供给量作加法运算后的控制修正值，对预先设定的上述氧化铁皮的厚度设定值和/或上述酸液供给量的分配比例设定值进行修正设定。
本发明的这些连续酸洗方法中，两个以上酸洗槽例如至少包括最终酸洗槽。
另外，本发明还涉及一种连续酸洗装置，其特征在于一边将酸液分别供给构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中的两个以上酸洗槽，一边对输送的带钢进行酸洗时，利用所述的带钢的氧化铁皮的厚度、带钢宽度和带钢的输送速度求出供给酸液总量，利用带钢的酸洗模式和带钢的输送速度求出对两个以上酸洗槽各自酸液供给量的分配比例，对两个以上酸洗槽各自的酸液供给量进行控制。
本发明的这些连续酸洗装置中，酸液供给量的分配比例例如可以用从预先设定的多个设定值中选出的数值加以确定。
本发明的这些连续酸洗装置，氧化铁皮的厚度例如可以采用从根据带钢的品种预先设定的多个设定值中选出的数值。
本发明的这些连续酸洗装置，酸液供给量的分配比例，例如可以利用根据带钢的输送速度从预先设定的多个设定值中选出的数值加以确定。
本发明的这些连续酸洗装置，例如可以酸液供给量与基于分别容纳在两个以上酸洗槽中酸洗液浓度的测定值和设定值间偏差的修正值之间进行加法运算。
本发明的这些连续酸洗装置，例如可以根据有关上述酸液供给量作加法运算后的控制修正值，对预先设定的上述氧化铁皮厚度的设定值和/或上述酸液供给量的分配比例设定值进行修正设定。
本发明的这些连续酸洗装置中，两个以上酸洗槽例如至少包括最终酸洗槽。
本发明的这些连续酸洗装置中，所述的连续酸洗装置优选使容纳在下游侧酸洗槽中的酸洗液依次向上游侧相邻酸洗槽中溢流类型的连续酸洗装置，或者优选将容纳在下游侧酸洗槽中的酸洗液依次输送到上游侧相邻酸洗槽中类型的连续酸洗装置。
本发明的这些连续酸洗装置中，酸浓度测定装置优选分别设置在至少两个以上酸洗槽上进行测定。
图2是表示一种连续酸洗装置结构实施方式中以第三槽和最终槽为例说明其控制流程的示意图。
图3是表示酸洗模式的曲线图。
图4是表示酸洗时间与酸洗减量值间关系的曲线图。
图5是表示本实施例中控制流程的方框图。
图6是表示具有四槽酸洗槽的传统连续酸洗装置的示意说明图。
图1是表示本实施方式的连续酸洗装置10结构的示意说明图。而且图2是表示以这种连续酸洗装置10的第三槽11c和最终槽11d为例，说明其控制流程的示意图。如图1和图2所示，这种连续酸洗装置10备有酸洗槽11a～11d、酸液供给系统12、酸浓度连续测定装置13c和13d、反馈控制装置14和酸洗管路控制装置24。以下依次说明这些构成要素。
〔酸洗槽11a～11d〕
这种连续酸洗装置10有四个酸洗槽11a～11d。酸洗槽11a是第一槽，酸洗槽11b是第二槽，酸洗槽11c是第三槽，而且酸洗槽11d是最终槽。
被酸洗的带钢15按照第一槽11a、第二槽11b、第三槽11c和最终槽11d的顺序依次被容纳在各酸洗槽11a～11d中的酸洗液浸渍。从最终槽11d出来的带钢15被送到下一工序。
而且在这种连续酸洗装置10中，容纳在下游侧酸洗槽中的酸洗液依次向上游侧相邻酸洗槽中溢流。也就是说，容纳在最终槽11d中的酸洗液溢流入第三槽11c中，容纳在第三槽11c中的酸洗液溢流入第二槽11b中，容纳在第二槽11b中的酸洗液溢流入第一槽11a中。而且从第一槽11a溢流出来的酸洗液被送到图中未示出的回收装置中回收再利用。
本实施方式的酸洗槽11a～11d可以构成如上。
〔酸液供给系统12〕本实施方式的连续酸洗装置10具有酸液供给系统12。本实施方式的酸液供给系统12，由向第三槽11c供给酸液的酸液供给装置12c和向最终槽11d供给酸液的最终酸液供给装置12d构成。第三槽11c酸液供给装置12c和最终槽11d酸液供给装置12d，都是通过流量调节阀16被连接到图中未示出的酸液供给源上。分别设置在第三槽酸液供给装置12c和最终槽酸液供给装置12d上的流量调节阀16，均事先与后述的反馈装置14相连，阀的开度由反馈装置14输出的酸液供给信号控制。
这种流量调节阀16，更优选由设置在管路中的流量计信号反馈控制流量调节阀的开度。利用这些流量调节阀，可以分别控制从第三槽酸液供给装置12c向第三槽11c的酸液供给量，以及由最终槽酸液供给装置12d向最终槽11d的酸液供给量。
另外，本实施方式中是向第三槽11c和最终槽11d供给酸液的。但是也可以不同于这种方式，还可以在第一槽11a以及第二槽11b上分别设置与第三槽酸液供给装置12c和最终槽酸液供给装置12d同样的酸液供给装置。
本实施方式的酸液供给系统12，可以构成如上。
(酸浓度连续测定装置13c、13d〕本实施方式中，在第三槽11c上设置酸浓度连续测定装置13c，同时在最终槽11d上设置酸浓度连续测定装置13d。酸浓度连续测定装置13c和酸浓度连续测定装置13d应当相同为理想。这些酸浓度连续测定装置，从应答速度和精度上考虑最好是使用特开平2000-3133978和特开平2000-3133979号公报上公开的酸浓度计，其细节由于已经公开在该公报上所以说明省略。
本实施方式中虽然是在第三槽11c和最终槽11d上分别设置酸浓度连续测定装置13c和13d的，但是并不限于这种实施方式，如图1所示，也可以在第2槽11b上设置酸浓度连续测定装置，进而必要时也可以在第一槽11a上设置酸浓度连续测定装置13a，还可以将这些输出信号输入给反馈控装置14。
〔酸洗管路控制装置24〕本实施方式的连续酸洗装置10具有酸洗管路控制装置24。这种酸洗管路控制装置24，都是利用有关酸洗时带钢15表面上存在的氧化铁皮厚度以及两个以上酸洗槽的分配比例的预定值，来计算容纳在第三槽11c中酸洗液酸洗时的酸供给量以及容纳在最终槽11d中酸洗液酸洗时的酸供给。
关于第三槽11c和最终槽11d中各自酸消耗量的计算，虽然都是根据输入到酸洗管路控制装置24中的带钢15的材质和尺寸、钢板输送速度、酸液组成、酸液温度以及各槽的尺寸这些酸洗时的酸洗条件进行的，但是并不限于特定的手段。至少可以对酸洗时带钢15表面上存在的氧化铁皮厚度和对两个以上酸洗槽的分配比例进行计算。
也就是说，酸洗时带钢15表面上存在厚度3～12微米左右的氧化铁皮层，酸洗时各酸洗槽中单位时间内的酸消耗量与此厚度大体成正比。因此，酸消耗量的总量S可以根据带钢15表面上的氧化铁皮层厚度t、板宽度W、带钢15的输送速度L/S和换算系数A用公式S＝A·t·W·(L/S)算出。
另一方面，如图3中的曲线所示，以相同输送速度酸洗的情况下，可以分为以实线表示的酸洗模式(本说明书中有时也仅叫作“模式”)1、以虚线表示的酸洗模式2和以点划线表示的酸洗模式3等三种模式。本例中酸洗进行的模式是根据带钢15的酸洗结束后的位置被分成三类的。例如考查分类为图3曲线所示模式1带钢与分类为模式3带钢的情况。这种情况下，酸洗结束的位置被分类为模式3的带钢与分类为模式1的带钢相比由于处于下游一侧，因而使第四槽11d中的酸消耗量增加。因此，对被分类为模式3的带钢进行酸洗的情况下，必须将分配比例的设定值与被分类为模式1的带钢酸洗时不同。也就是说，必须根据带钢15的输送速度分类酸洗模式使之最佳化。这种分类的数目可以根据酸洗装置处理钢的种类适当设定为一种以上。这种酸洗模式在作为基准的固定输送速度下，依氧化铁皮的厚度和酸洗速度而变化。
例如酸洗速度在同种钢种下，当氧化铁皮厚度厚的情况下酸洗结束的位置向下游侧移动，将变成模式3。另一方面，在氧化铁皮厚度薄的情况下酸洗结束的位置反而向上游侧移动，将变成模式1。
而且氧化铁皮厚度在同种钢种下，当酸洗速度慢的情况下酸洗结束的位置向下游侧移动，将变成模式3。反之当酸洗速度快的情况下却向上游侧移动，将变成模式1。
这种情况下的酸洗速度是指单位时间内相当的酸洗液减量值，它将随依赖于钢成分和带钢制造条件的氧化铁皮组成、轧钢等使氧化铁皮中产生的裂纹数等带钢的前工序条件、以及酸浓度、酸洗温度、酸液的流动等酸洗条件而变化。
也就是说，向第三槽11c和最终槽11d补充酸液的情况下，可以采用根据适合带钢钢种的带钢15的输送速度所确定的分配比例，来适当向各槽分配酸消耗总量。其中分别向第三槽11c和最终槽11d的分配量S3和S4，若将分配系数(分配比例)记为P(0≤P≤1)，则分别为S3＝S·P、S4＝S·(1-P)。
此外，带钢15表面上存在的氧化铁皮量和氧化铁皮组成也会随带钢15的盘卷温度而变化。这种盘卷温度，除操作条件波动外，也会因季节变化引起热轧钢板的冷却速度波动而发生变化。因此尤其会使带钢15的边缘部分上的氧化铁皮量和氧化铁皮组成产生变动。
因此当确定氧化铁皮的厚度时，不仅要考虑上述带钢15的钢成分，而且还要考虑带钢15的盘卷温度。
这样一来，第三槽11c和最终槽11d各自的酸消耗量，将会随存在于带钢15表面上的氧化铁皮量和酸洗终止的位置(酸洗进行的模式)而发生变化。因此，即使采用如何优良的酸洗模式进行酸浓度的前馈控制，也不可避免地会发生氧化铁皮厚度设定值的误差以及根据输送速度得出的分配比例设定值的误差。正是由于这个原因，要使实际操作中的控制值与实际值一致将是极为困难的。
因此，在本实施方式中，不仅进行前馈控制，而且与前馈控制一起还并用反馈控制，以此来控制分别向第三槽11c和最终槽11d中的酸液补给量。
也就是说，酸洗管路控制装置24，自第三槽酸液供给装置12c向第三槽11c供给酸液，同时自最终槽酸液供给装置12d向最终槽11d供给酸液。而且反馈控制装置14根据酸浓度连续测定装置13c、13d输出的酸浓度连续测定值与各槽的酸浓度目标值，计算向酸液供给系统12的酸液供给信号，以此方式进行反馈控制，使第三槽11c和最终槽11d中各自容纳的酸洗液浓度与目标值一致。
因此通过叠加前馈控制的方式进行反馈控制，能够使作为前馈控制缺点的酸液供给量过度不足的问题，克服得实际上不会发生问题的程度。然而当前馈控制误差大的情况下，利用反馈控制使酸洗液的酸浓度达到稳定数值往往需要很长时间。为了避免此问题产生，本实施方式中将使前馈控制的设定值(参数)尽可能与实际操作的数值接近。
例如当采用单位面积上所相当的氧化铁皮减少量(本说明书中叫作“酸洗减量值”)与时间的一次关系式加以近似的情况下，酸洗时间与酸洗减量值间的关系为正比关系。图4就是表示这样一种关系实例的曲线图。
如图4中曲线所示，酸洗时间与酸洗减量值间的关系为以原点为起点的直线关系。也就是说，通过第一槽11a输出侧时刻t1的酸洗减量值m1、通过第2槽11b输出侧时刻t2的酸洗减量值m2、通过第三槽11c输出侧时刻t3的酸洗减量值m3和通过最终槽11d输出侧时刻t4的酸洗减量值m4都处于同一条直线上，酸洗结束时刻t4以后酸洗减量值将变得一定。这条直线的斜率表示酸洗速度，由被酸洗带钢15的材质和酸洗条件决定。
因此，各酸洗槽11a～11d中的酸消耗量可以用图4曲线的斜率、带钢15的尺寸(宽度)和带钢的输送速度作为综合值求出。因而能够计算出各酸洗槽11a～11d中各自酸洗液的消耗量。其中如本实施方式所示，如果酸洗时间与酸洗减量值间关系不是近似直线，而是像图4中点划线曲线所表示的那样，用近似于实际酸洗曲线的S曲线近似的话，则能够以更高精度计算出各酸洗槽11a～11d中的酸消耗量。
也就是说，氧化铁皮厚度的设定值能够由作为酸洗结束时的减量值的图4中曲线上的酸洗减量值m4计算出来。而且基于输送速度的分配比例，能够由第三槽11c和最终槽11d的算消耗量之比确定。酸洗槽11c与酸洗槽11d的分配比例P，可以根据图4中曲线的各槽中的减量值(m3-m2)和(m4-m3)，以(m3-m2)/{(m4-m3)+(m3-m2)}的形式算出。而且利用图3也能同样求出分配比例。
而且，此时酸消耗量与输送速度间的关系将变成如下所示。也就是说，图4曲线中的横轴(t3-t4)，是从各酸洗槽11c、11d排出时的时间。因此，一旦输送速度减慢就会使这些时间延长，第四槽中的酸消耗量减少，当酸洗结束的时间比时刻t3提前的情况下第四酸洗槽11d中的酸消耗量实际上为0。而且由于添加了酸洗抑制剂(抑制剂)，所以当氧化铁皮完全消失后酸洗几乎并不进行。为了进一步提高利用其中所决定的分配比例P进行控制的精度，有效的手段是采用实际酸洗装置进行试验，对设定值进行调整，并采用也是本发明特征之一的学习控制，对设定值进行联机(on line)重写。
具体讲是根据反馈控制的修正量，修订更改前馈控制用的、酸洗时有关带钢表面上存在的氧化铁皮厚度以及有关两个以上酸洗槽的分配比例的设定值。
本实施方式的控制装置构成如上。
以下说明使用备有四个酸洗槽11a～11d、酸洗供液系统12、酸浓度连续测定装置13c和13d、反馈控制装置14、以及酸洗管路控制装置24的本实施方式的连续酸洗装置10，对带钢15进行酸洗的经时状况。
图5是表示本实施方式中控制流程的方框图。以下参照图5进行说明。
〔酸消耗量的计算〕利用图1所示的连续酸洗装置10对带钢15进行酸洗。
其中借助于图5中的步骤(以下简记作“S”)1～S5，将被输送钢板的信息(钢种、板宽、盘卷温度等)和流水线速度输入酸洗管路控制装置24中，计算第三槽11c和最终槽11d中各自容纳酸洗液的酸消耗量。
此计算值与实际的酸消耗量之间存在误差。因此本实施方式中，如后述那样，通过用酸浓度连续测定值控制酸液的供给量能尽量减小此误差。
〔基于计算值供给酸液〕接着利用酸洗管路控制装置24，根据第三槽11c和最终槽11d中各自容纳酸洗液的酸消耗量计算值，可以由图5中的S6确定分别对第三槽11c和最终槽11d的酸液供给量。
此时，如上述那样，同时利用作为表值预先由图5中S2确定的、酸洗时带钢15表面上生成的氧化铁皮厚度t的设定值，以及由图5中S5确定的、关于酸洗槽11c和11d的分配比例P的设定值，以S3＝A·t·W·(L/S)·P＝S·P和S4＝A·t·W·(L/S)·(1-P)＝S·(1-P)的形式，由S6求出分别向酸洗槽11c和11d的酸液供给量S3和S4。
如此，本发明中的“酸供给量的分配比例”，是指对第三槽的酸液供给量与供给酸液的酸液供给总量之分配比例。
另外，为了求出S6中分别对第三槽11c和最终槽11d的酸液供给量S3和S4，将使用根据S7中输入的输送速度(L/S)和板宽W，在S8中求出的供给酸液的总量S＝A·t·W·(L/S)。
因此，由酸洗管路控制装置24向第三槽酸液供给系统12c和最终槽酸液供给系统12d各自的流量调节阀16和16输出酸液供给信号，供给分别对第三槽11c和最终槽11d决定供给量的酸液。
〔酸浓度的连续测定〕依次方式向分别针对第三槽11c和最终槽11d决定供给量S3和S4的酸液后，利用图5中S9内的酸浓度连续测定装置13c连续测定容纳在第三槽11c中酸洗液的酸浓度，同时用酸浓度连续测定装置13d连续测定容纳在最终槽11d中酸洗液的酸浓度。将这些连续测定值送入反馈控制装置14中。
〔基于连续测定结果供给酸液〕在图5的S10中，利用反馈控制装置14可以求出这些连续测定值与第三槽11c和最终槽11d中各自容纳酸洗液酸浓度目标值间的偏差。因此为了使此偏差等于0，通过对于从反馈控制装置14向第三槽酸液供给系统12c和最终槽酸液供给系统12d各自的流量调节阀16和16输出酸液供给信号进行加减计算，可以以S3+FB3和S4+FB4的形式确定分别对第三槽11c和最终槽11d的酸液供给量S3和S4。
在图5的S12中，根据反馈控制的结果，利用分别将氧化铁皮厚度t的设定值和对酸洗槽11c和11d分配比例P的设定值修正为t’和P’的方式进行再设定和学习控制。
因此，第三槽11c和最终槽11d各自酸液供给量的预测计算结果S3和S4中存在的误差大体上得到完全补正。由此，按照本实施方式，不仅最终槽11d而且即使是第三槽11c中容纳酸洗液的酸浓度都有可能迅速而准确地逼近目标值。
本实施方式中，不仅向最终槽11d而且向第三槽11c供给酸液的操作，都能以这种方式使最终槽11d和第三槽11c中各自容纳酸洗液的酸浓度与目标值高度逼近。因此在将第四槽作为最终槽11d的本实施方式中，虽然是向最终槽11d和第三槽11c供给了酸液，但是即使例如在使第五槽作为最终槽的连续酸洗装置的情况下，也应当分别向最终槽和第三槽供给酸液。
本实施方式中，不仅对最终槽11d而对向第三槽11c也是基于连续测定结果进行酸液供给。因此，不仅能使最终槽11d容纳酸洗液的酸浓度上升超过12％，而且还能将第三槽11c容纳酸洗液的酸浓度提高到接近目标值。从而在防止最终槽11d容纳酸洗液蒸发的同时，还能使第三槽11c容纳酸洗液的酸浓度提高逼近目标值，以此方式在使各酸洗槽11a～11d各自的酸洗能力都能得到充分发挥的条件下，对带钢15进行酸洗。也就是说，按照本实施方式能够显著提高连续酸洗装置全体的生产率。
而且本实施方式通过在已有连续酸洗装置的第三槽11c和最终槽11d附近设置酸浓度连续测定装置13c和13d，将这些酸浓度连续测定装置13c和13d输出的信号输送到反馈控制装置14，同时仅对反馈控制装置14和酸洗管路控制装置24的软件作部增加或更改，就能加以实施。因而能在尽可能不改造现有连续酸洗装置的条件下也能实施。
如此，按照本实施方式，在对过去的生产设备不进行大幅度改造的条件下，能够同时作到减少不良率和提高生产率。
使用图1～图5说明的连续酸洗装置1(各酸洗槽13a～13d的容量均为60立方米，酸洗温度90℃)，采用本发明的这些连续酸洗方法和作对照例用仅作反馈控制的连续酸洗方法，对带钢15进行了24小时酸洗。而且在使用这种类型的连续酸洗装置酸洗时，为了获得本发明实用性评价所需的充分时间，通常使酸浓度在1小时内的变化值处于百分之几范围内。
本实施例中将生产的钢种(材质和盘卷温度)分成五种氧化铁皮厚度和三种酸洗模式，进行基础试验，根据试验结果预先制成分配比例设定表，将此表输入酸洗各路控制装置24的部分存储器中。因此若生产钢种确定，氧化铁皮厚度和酸洗模式确定，再输入实际输送速度信息，则可以计算出分配比例。
本实施例中，作为表的设定值具有针对三种酸洗模式的三点基准输送速度中的分配比例，若要决定输送速度则根据标准输送速度内插与该输送速度对应的分配比例求出分配比例P。
于是，可以根据酸洗管路控制装置24中氧化铁皮厚度设定值、板厚和输送速度来计算供给酸液总量S，由输送速度和分配比例设定值通过将实际控制使用的分配比例，分别按照S×P和S×(1-P)计算确定分别对酸洗槽11c和11d的酸液供给量S3和S4。
而且本实施例中这样给酸后，根据酸浓度连续测定装置13c和13d测得的连续测定值，对第三槽酸液供给系统12c和最终槽酸液供给系统12d各自的流量调节阀16和16都使用PID控制，再通过对上述前馈控制值进行加法运算，使第三槽11c和最终槽11d各自容纳的酸洗液的酸浓度均达到12％以上。
其结果，酸洗浓度相对于第三槽11c和最终槽11d各自目标浓度间的波动幅度，在对照例仅作反馈控制的情况下为-3.23％～+3.60％。与此相比，不用作为本发明实例的酸浓度连续测定装置13c和13d得到的测定值而仅作前馈控制的情况下，为-1.5％～+1.9％；但是并用酸浓度连续测定装置13c和13d得到的测定值的情况下提高到-0.4％～+0.5％左右。此结果说明，按照本实施例不仅采用前馈控制，而且还并用反馈控制是有效的。
此外，本实施例中能够自动修正输入到酸洗管路控制装置24记忆部分的表值。也就是说，在图5所示的S12中，以ALL3和ALL4作为对第三槽11c和最终槽11d的总给酸量，将作为新的氧化铁皮厚度的t＝(ALL3+ALL4)/(A·W·(L/S))数值输入酸洗管路控制装置24记忆部分。此时为了能抑制因前馈控制造成给酸量的急剧波动，将重写前的t改设定为t0，将重写后的t设定为t1，进而将上述计算公式计算出的t设定为t’，按照t1＝t0+Rt(t0-t’)输入新的氧化铁皮厚度的表值。其中Rt是1以下的常数。
而且此时输送速度中的分配比例P，用P＝ALL3/(ALL3+ALL4)求出，利用外插法求出比此时输送速度快侧的标准输送速度分配比例P的设定值，将其输入酸洗管路控制装置24存储部分。此时与氧化铁皮厚度的情况同样，为了抑制急剧波动，将重写前的P改设定为p0，将重写后的P设定为p1，而且将上述计算公式计算出的P设定为p’，按照P1＝p0+Rp(p0-p’)输入新的分配比例的表值。其中Rp是1以下的常数。
其结果，酸洗浓度相对于第三槽11c和最终槽11d各自目标浓度间的波动幅度，显著提高到-0.2％～+0.2％。
按照本发明的连续酸洗方法和连续酸洗装置，能够在尽可能抑制各酸洗槽中酸洗液蒸发量的同时，还能使各酸洗槽中容纳酸洗液的酸浓度高度逼近目标值。这样能够在尽可能不改造现有连续酸洗设备的条件下提供出能够提高酸洗生产率的连续酸洗方法和连续酸洗装置。
在上述实施方式和实施例的说明中，使用了备有四个酸洗槽的连续酸洗装置。但是本发明并不限于这种方式下，还适用于备有多个个酸洗槽的连续酸洗装置和备有预备储罐的连续酸洗装置。
而且在上述实施方式和实施例的说明中，是以预测第三槽和最终槽容纳酸洗液的酸消耗量，并向这些酸洗槽供给酸洗液的情况为例的。但是本发明并不限于这种方式下，也可以预测第三槽和最终槽以外其他酸洗槽容纳酸洗液的酸消耗量，并向这些酸洗槽供给酸洗液。因此能够以更高精度控制各酸洗槽容纳酸洗液的酸浓度。
此外在上述实施方式和实施例的说明中，是以使用特开平2000-3133978和特开平2000-3133979号公报等所示酸浓度连续测定装置的情况为例的。但是这只是对连续酸浓度连续测定装置的举例，本发明并不限于这些酸浓度连续测定装置上。除这些酸浓度连续测定装置以外，只要是能够测定酸洗槽各自容纳酸洗液的酸浓度的酸浓度测定装置，都能同样适用于本发明。
而且在实施方式和实施例的说明中，使用了至少向最终槽供给酸洗液的连续酸洗装置。但是本发明并不限于这种方式，即使对最终槽不供给酸洗液的连续酸洗装置也同样适用。
此外在实施方式和实施例的说明中，使用了使容纳在下游侧酸洗槽中的酸洗液依次向上游侧相邻酸洗槽溢流型的连续酸洗装置。但是本发明并不限于这种方式，具有多个酸洗槽的连续酸洗装置也同样适用。例如图5所示，对于容纳在下游侧酸洗槽中的酸洗液依次向上游侧相邻酸洗槽输送类型的连续酸洗装置也同样适用。
而且氧化铁皮的厚度采用了预先设定的表值。但是本发明并不限于此，也可以采用例如以X射线衍射法等高精度方法在酸洗管路入口侧测定的值。
此外分配比例是用与作分配比例标准用的三点输送速度对应的分配比例表值内插法求出的。但是本发明并不限于此，也可以以输送速度的函数或以钢种和输送速度间函数关系的形式求出。
而且在实施方式和实施例的说明中，酸液是以盐酸的情况为例的。但是本发明并不限于这种方式，例如还可以使用硫酸等、只要是能够对钢板进行酸洗的酸液都能同样使用。
权利要求
1.一种连续酸洗方法，其特征在于一边分别向构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中两个以上酸洗槽内供给酸液，一边对输送的带钢进行酸洗时，用所述的带钢上氧化铁皮的厚度、所述的带钢的宽度和所述的带钢的输送速度求出酸液总供给量，用所述的带钢的酸洗模式和所述的带钢的输送速度求出向所述的两个以上酸洗槽中各自酸液供给量的分配比例，对所述的两个以上酸洗槽各自的酸液供给量进行控制。
2.按照权利要求1所述的连续酸洗方法，其特征在于所述的酸液供给量的分配比例可以用预先确定的多个设定值中选出的数值决定。
3.按照权利要求1或2所述的连续酸洗方法，其特征在于其中所述的氧化铁皮厚度使用根据所述的带钢的钢品种从多个设定值中选出的数值。
4.按照权利要求1或2所述的连续酸洗方法，其特征在于其中所述的酸液供给量的分配比例，采用根据带钢的输送速度从预先设定的多个设定值中选出的数值。
5.一种连续酸洗方法，其特征在于一边分别向构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中两个以上酸洗槽内供给酸液，一边对输送的带钢进行酸洗时，用所述的带钢上氧化铁皮的厚度、所述的带钢的宽度和所述的带钢的输送速度求出酸液总供给量，用所述的带钢的酸洗模式和所述的带钢的输送速度求出向所述的两个以上酸洗槽各自酸液供给量的分配比例，对所述的两个以上酸洗槽各自的酸液供给量进行控制，同时对所述的酸液供给量与基于分别容纳在所述的两个以上酸洗槽中酸洗液的酸浓度测定值和设定值间偏差的修正值之间进行加法运算。
6.按照权利要求5所述的连续酸洗方法，其中根据有关所述的酸液的供给量作加法运算后的控制修正值，对预先设定的所述的氧化铁皮的厚度设定值和/或所述的酸液供给量的分配比例设定值进行修正设定。
7.按照权利要求1或5所述的连续酸洗方法，其中所述的两个以上酸洗槽至少包括最终酸洗槽。
8.一种连续酸洗装置，其特征在于一边将酸液分别供给构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中的两个以上酸洗槽，一边对输送的带钢进行酸洗时，用所述的带钢的氧化铁皮的厚度、所述的带钢的宽度和所述的带钢的输送速度求出酸液总供给量，用所述的带钢的酸洗模式和所述的带钢的输送速度求出对所述的两个以上酸洗槽各自酸液供给量的分配比例，对所述的两个以上酸洗槽各自的酸液供给量进行控制。
9.按照权利要求8所述的酸连续洗装置，其特征在于所述的酸液供给量的分配比例可以用从预先设定的多个设定值中选出的数值确定。
10.按照权利要求8或9所述的酸连续洗装置，其特征在于所述的氧化铁皮的厚度可以采用从根据所述的带钢的品种预先设定的多个设定值中选出的数值。
11.按照权利要求8或9所述的酸连续洗装置，其特征在于所述的酸液供给量的分配比例，可以利用根据所述的带钢的输送速度从预先设定的多个设定值中选出的数值确定。
12.一种连续酸洗装置，其特征在于一边将酸液分别供给构成连续酸洗装置的多个酸洗槽中的两个以上酸洗槽，一边对输送的带钢进行酸洗时，用所述的带钢的氧化铁皮的厚度、所述的带钢的宽度和所述的带钢的输送速度求出酸液总供给量，用所述的带钢的酸洗模式和所述的带钢的输送速度求出对所述的两个以上酸洗槽各自酸液供给量的分配比例，对所述的两个以上酸洗槽各自的酸液供给量进行控制，同时对所述的酸液供给量与根据分别容纳在所述的两个以上酸洗槽中酸洗液的酸浓度测定值和设定值间偏差的修正值之间进行加法运算。
13.按照权利要求12所述的连续酸洗装置，其中根据就所述的酸液供给量所作加法运算后的控制修正值，对预先设定的所述的氧化铁皮厚度的设定值和/或所述的酸液供给量的分配比例的设定值进行修正设定。
14.按照权利要求8或11所述的连续酸洗装置，其中所述的两个以上酸洗槽至少包括最终酸洗槽。
全文摘要
酸洗管路控制装置(24)预测储存在连续酸洗装置(10)的第三槽(11c)和最终槽(11d)中的酸洗液酸洗时消耗的酸量，确定分别对第三槽和最终槽(11c、11d)中酸洗液的供给量，使酸液供给系统(12)供给酸液。酸浓度连续测定装置(13c，13d)对分别储存在被供酸液的第三槽和最终槽(11c，11d)中酸洗液的酸浓度作连续测定，并且根据连续测得的被测酸浓度值由酸液供给系统(12)向第三槽和最终槽(11c，11d)供给酸液，以便使储存在第三槽和最终槽(11c，11d)中酸洗液的酸浓度分别与目标值互相匹配。这样可以使从最终槽排出酸洗液的、受到限制的酸浓度增加到12％，同时使储存在其他酸洗槽中酸洗液的酸浓度增加。
文档编号C23G3/02GK1462321SQ02801431
公开日2003年12月17日 申请日期2002年4月25日 优先权日2001年4月27日
发明者武内孝一, 野中俊彦, 片冈武雄 申请人:住友金属工业株式会社