立式電解堿洗裝置的布置與操作維護(hù)

立式電解堿洗裝置的布置與操作維護(hù)

1涂鍍層鋼板冷帶鋼表面配備了研磨油、潤(rùn)滑劑、粉末和灰燼等污染物。當(dāng)清洗不干凈時(shí),退火后這些污物成為碳化物,既有損外觀,也是后步工序產(chǎn)生事故的原因,特別是涂鍍層鋼板,產(chǎn)生表面層不均,使耐腐性變壞。帶鋼清洗的方法有化學(xué)清洗(溶劑清洗、堿洗、界面活性劑清洗和乳化液清洗等)、物理清洗(浸洗、刷洗和噴水清洗等)、電解清洗和超聲波清洗等。對(duì)冷軋帶鋼而言,一般采用化學(xué)清洗+電解清洗+物理清洗的方式。電解清洗與化學(xué)堿洗相比,速度更快、除油更徹底,因其溶液除能進(jìn)行皂化反應(yīng)和乳化作用可除掉帶鋼表面油污外,還增加了電解除油過(guò)程,能有效除去附在帶鋼表面和被軋入帶鋼孔隙深處的油污。2冷帶鋼的堿洗2.1氣泡由帶鋼表面的分離而產(chǎn)生電解堿洗的機(jī)理是把帶鋼作為陰極或陽(yáng)極時(shí),在帶鋼表面相應(yīng)地析出氫氣或氧氣泡,把附在帶鋼表面的油膜破壞,氣泡從油滴附著的帶鋼上脫離而滯留在油滴的表面上,并停留在油和堿洗液的交界面上,由于新的氣泡不斷析出,氣泡逐漸變大,因此油滴在氣泡的作用下脫離帶鋼表面,被氣泡帶到堿洗液中去。2.2電極板和陽(yáng)極板的配置電解堿洗設(shè)備按槽體形式分為臥式與立式,在帶鋼兩側(cè)配置2～8對(duì)陽(yáng)極和陰極板,配置有容量為1000～10000A/30～40V的整流變壓器,電流密度一般采用10～20A/dm2,電解液浸沒(méi)電極板與帶鋼,帶鋼與電極板之間的距離約為40mm。2.2.1防止帶鋼接觸電極板由臥式電解槽、槽子所屬輥?zhàn)?包括轉(zhuǎn)向輥轉(zhuǎn)向輥上的壓輥等組成。電極板水平布置,在每對(duì)電極板之間設(shè)防止帶鋼接觸電極板的裝置,電極板的材質(zhì)為不銹鋼或碳鋼,厚度在20mm左右,電極板距帶鋼之間的距離約為40～50mm。圖1為某鍍錫機(jī)組預(yù)清洗段配置的臥式電解堿洗裝置。2.2.2立式布置設(shè)計(jì)由立式電解槽,槽子所屬輥?zhàn)?包括轉(zhuǎn)向輥、沉沒(méi)輥以及轉(zhuǎn)向輥上的壓輥等組成。電極板立式布置,一般為2對(duì),其材質(zhì)及與帶鋼之間的距離跟臥式電解槽相同。為了使電流不越過(guò)槽壁發(fā)生旁路損耗而在槽子內(nèi)表面襯膠,在兩個(gè)極板之間還安裝了一塊絕緣板,用鋼板外包橡膠制成,或者使用塑料板。圖2為某熱鍍鋅機(jī)組預(yù)清洗段配置的立式電解堿洗裝置。2.2.3垂直和傾斜滑動(dòng)洗脫液的比較立式、臥式電解堿洗裝置在機(jī)組布置與操作維護(hù)等方面各有優(yōu)缺點(diǎn),其比較見(jiàn)表1。2.3堿洗液的電處理2.3.1電解堿洗時(shí)帶鋼發(fā)生爆炸電解堿洗依靠電極極化作用及電極上析出氣體的機(jī)械攪拌和剝離作用來(lái)除油,所以電解堿洗液中的NaOH含量應(yīng)適當(dāng)?shù)托?使用表面活性劑要防止產(chǎn)生大量的泡沫,否則產(chǎn)生的氫氣和氧氣難以逸出,并在泡沫層里混合,如遇到電極接觸不良而打火時(shí),就會(huì)發(fā)生爆炸。在電解堿洗中最常用的是中間導(dǎo)電體法,即帶鋼不直接和電源連接,電源接在電極板上,當(dāng)入口部分的極板接陽(yáng)極時(shí),出口部分的極板接陰極。此時(shí),電流從陽(yáng)極經(jīng)過(guò)堿洗液到達(dá)帶鋼,并從帶鋼經(jīng)過(guò)堿洗液到達(dá)陰極。在入口部分,與陽(yáng)極極板相對(duì)應(yīng)的帶鋼作為陰極,帶鋼上析出氫氣;當(dāng)帶鋼運(yùn)行到出口部分與陰極極板相對(duì)應(yīng)的位置時(shí),帶鋼作為陽(yáng)板,帶鋼上析出氧氣。因此,帶鋼經(jīng)過(guò)電解清洗槽時(shí),經(jīng)歷了先陰極后陽(yáng)極的過(guò)程。中間導(dǎo)電體法中兩組電極板極性可自動(dòng)轉(zhuǎn)換,一般是2h更換一次,極性轉(zhuǎn)換還可清除帶鋼表面在帶鋼為陰極時(shí)析出的某些雜質(zhì)。帶鋼為陰極時(shí)析出的氫氣量比帶鋼為陽(yáng)極時(shí)析出的氧氣量要大1倍,所以帶鋼為陰極時(shí)的除油速度快、效果好,但析出的氫氣滲入帶鋼內(nèi)部會(huì)使帶鋼產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象。2.3.2影響電離作用的幾個(gè)因素(1)電解整理劑用量選擇電流密度時(shí),要保證能析出足夠的氣泡以提高堿洗速度,一般電流密度應(yīng)控制在0.1～0.3A/cm2。電流密度的計(jì)算公式為:式中,J為電流密度,A/cm2;I為電流,A;η為電解效率;L為電極長(zhǎng)度,cm;B為帶鋼寬度,cm。提高電流密度可以提高除油速度,陰極除油的滲氫作用增大,提高了除掉被軋入帶鋼表面油污的除油能力。但電流密度過(guò)高,造成電解槽電壓過(guò)高;帶鋼為陰極時(shí),由于氫氣大量析出,帶出大量的堿霧污染空氣。帶鋼為陽(yáng)極時(shí)還可能腐蝕帶鋼表面,嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)點(diǎn)狀腐蝕。所以,應(yīng)根據(jù)帶鋼表面油污量來(lái)選擇適當(dāng)?shù)碾娏髅芏取?2)機(jī)組運(yùn)行速度cm/s電解時(shí)間和電流密度綜合作用的電流量影響帶鋼表面的清洗效果,電流量越大,清洗效果越好。電流量的計(jì)算方法如下:式中,C為電流量,A/(cm2·s);J為電流密度,A/cm2;L為電極總長(zhǎng)度,cm;V為機(jī)組運(yùn)行速度,cm/s目前,對(duì)電解時(shí)間無(wú)統(tǒng)一的界限,但據(jù)經(jīng)驗(yàn),氫氣泡發(fā)展的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)低于0.25s,一般氫氣泡發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)停留時(shí)間為0.3～0.5s。而實(shí)際上大多數(shù)設(shè)計(jì)使帶鋼在電解槽內(nèi)電極板間停留的總時(shí)間(氫氣泡發(fā)展的持續(xù)時(shí)間+氧氣泡發(fā)展的持續(xù)時(shí)間)大于1s。(3)提高導(dǎo)電能力電解堿洗溫度一般控制在40～80℃。電解堿洗溫度高,能加強(qiáng)乳化作用,增強(qiáng)除油效果,還可以降低溶液的電阻,提高導(dǎo)電能力,加快除油過(guò)程,但是溫度太高,和化學(xué)堿洗時(shí)一樣,消耗的熱能增加,溶液大量蒸發(fā)會(huì)惡化工作環(huán)境。(4)皂化法:naoh溶液冷軋帶鋼的電解液一般采用NaOH溶液,濃度為2%～5%。NaOH可與油氣發(fā)生皂化作用。此外,NaOH為強(qiáng)電解質(zhì),在溶液中能完全電離,使溶液具有良好的導(dǎo)電能力。因而,提高NaOH的濃度可以增大除油時(shí)的電流密度,加快除油速度;同時(shí),溶液對(duì)帶鋼表面有鈍化作用,可以防止在陰極除油時(shí)帶鋼遭受腐蝕。(5)帶鋼周圍乳化液層的更換電解溶液的循環(huán)起著攪拌溶液的作用,因攪拌溶液能更換高速運(yùn)行著的帶鋼周圍的乳化液層;同時(shí)由于機(jī)械的力量,可以從帶鋼表面帶走油滴,此外還能提高所用的電流密度。(6)其他因素帶鋼在電解槽里接觸了帶鋼,帶鋼板形太差或斷帶時(shí),只要這些柵極帶有電壓,帶鋼就會(huì)出現(xiàn)燒痕缺陷,此時(shí)必須