脫脂工藝借鑒材料

1、僅供參考脫脂工藝頁眉頁腳可一鍵刪除絕密CA1-4機組培訓(xùn)教材第四章帶鋼脫脂工藝及設(shè)備絕密4.帶鋼脫脂工藝及設(shè)備4.1概述帶鋼在退火涂層前，表面狀態(tài)和清潔程度是確保連退涂層的先決條件。帶鋼在軋制 過程中，表面難免會留下各種雜物， 如軋制油及軋制油中的渣滓、冷軋中產(chǎn)生的鐵粉、積聚的灰塵、頭部焊接時產(chǎn)生的焊渣等。因此退火前都必須經(jīng)過清潔，以徹底除去帶鋼表面油污，否則表面殘留的各種油類等在退火過程中將形成碳質(zhì)污斑，污染爐內(nèi)氣氛，影響脫碳效率，甚至引起增碳現(xiàn)象。此外，油污也會使帶鋼表面質(zhì)量變壞和引起爐底輻結(jié)瘤，造成帶鋼劃傷等缺陷。清洗段正是為了退火前清潔帶鋼而設(shè)的。包括堿噴淋、堿刷洗、電解清洗、高壓水

2、噴淋、水刷洗和水噴淋、烘干等程序。其目的主要是為了充分去除帶鋼表面 油污，因此又稱脫脂工藝。4.1.1帶鋼表面油污種類和性質(zhì) 冷軋后帶鋼表面一般有油膜層、 污垢層、氧化膜層，其中污垢最為難洗。圖 4.1是冷軋鋼板表面油污分類示意圖：以軋制油為主的油膜層污垢層鐵粉氧化膜層帶鋼圖4.1冷軋后鋼板表面狀態(tài)示意圖4.1.2化學(xué)脫脂工藝機理及影響因素脫脂工藝一般包括堿噴淋、堿刷洗、電解清洗、高壓水噴淋、水刷洗、水噴淋和烘干。前三個工序是去除帶鋼表面油污的主要手段，下面著重講一下它們各自的原理。1）堿噴淋 堿噴淋實際是化學(xué)脫脂過程，是借助堿的皂化和乳化作用完成 脫脂。所謂皂化是指 75絕密油脂與脫脂劑中的

3、堿起化學(xué)反應(yīng)生成易溶于水的肥皂和甘油的過程，具體反應(yīng)如下：（C17H35COO）3C3H5 + 3NaOH = 3C17H35COONa + C3H5（OH）3 但 皂化反應(yīng)僅適于那些易皂化的油，例如動植物油、非穩(wěn)定或半穩(wěn)定軋制油。對非皂化性油例如礦物油和人工合成油，與堿不發(fā)生皂化反應(yīng)，但在一定條件下該類油在堿溶液中可進行乳化。所謂乳化是指在堿溶液的作用下，帶鋼表面的油膜可以變成很多很小的油珠，并分散在堿溶液中形成一種混合物，稱為乳濁液。油在堿溶液中能發(fā)生乳化是因為堿溶液中的離子和極性水分子對油分子的作用力比空氣中氣體分子對油的作用力強，使油與溶液間的界面張力下降，接觸面加大，造成油膜破裂而形

4、成細(xì)小的油珠。在除油過程中，乳化作用隨皂化反應(yīng)的進行而加強，這是因為皂化反應(yīng)生成的肥皂是一種較好的乳化劑，同時皂化反應(yīng)使油膜破裂，部分帶鋼與溶液直接接觸，其界面張力小于帶鋼與油膜的界面張力，而使油膜脫離帶鋼。2）堿刷洗堿刷洗是一個物理清洗過程，通過機械刷洗將經(jīng)堿噴淋處理后浮在帶鋼表面的殘余油等污物去除。同時刷洗可進一步破碎油膜，使油膜在堿溶液的作用下離開帶鋼，只有 將它與堿噴淋配合使用，才能有效發(fā)揮帶鋼堿洗的作用。3）電解清洗 帶鋼經(jīng)過堿噴淋和堿刷洗后， 還不能完全清潔帶鋼表面， 原因是經(jīng)軋制后的帶鋼表 面, 有一定的粗糙度，許多油污粒子和臟物粒子附在帶鋼表面的凹坑里，非常不易徹底清除。而采用

5、電解的方法可以清除這部分污物，另外經(jīng)堿噴淋和堿刷洗后浮在帶鋼表面的油由電解清洗進一步清除。電解清洗是采用電化學(xué)的方法清除油污。一般在帶鋼兩側(cè)裝上電極，并通以直流電，當(dāng)電極帶極性時，帶鋼會因感應(yīng)而帶上與電極相反的極性。電極呈負(fù)極性時，帶鋼呈正 極性。反之，電極呈正極性時，帶鋼呈負(fù)極性。但不論帶鋼呈正極性還是負(fù)極性，都會 析出大量氣體。電解的過程實際是電解水的過程，在溶液中發(fā)生水的分解， 即4H2O=4H+4OH在陰極發(fā)生如下反應(yīng)，析出氫氣：4H+4e=2H2 T在陽極發(fā)生如下反應(yīng)，析出氧氣：76絕密4OH-4e=O2T +2H2O隨著帶鋼表面氣體的大量產(chǎn)生，迫使帶鋼表面的油污離開帶鋼。這樣就起到

6、了脫脂 的作用。4.1.3影響化學(xué)脫脂的因素 化學(xué)脫脂效果的好 壞與脫脂堿液的成分、工作溫度、 溶液的循環(huán)等有著密切的關(guān)系。1）脫脂堿液的化學(xué)成分影響：不同堿液脫脂效果不一樣，其中所加各種添加劑等所起作用也不一樣，以下是幾種 常用堿性成分的各種清洗性能比較（表4.1）:表4.1各種堿的清洗性能比較清洗性 氫學(xué)習(xí)資料#頁眉頁腳可一鍵刪除 僅供參考氧化鈉 （NaOH） 偏硅酸鈉 （Na2SiO3 5H20）正硅酸鈉 （2Na2OSiO2- 5H20）磷酸三鈉 （Na3PO4 - 12H2O）焦磷酸鈉 （Na4P207）三聚磷酸鈉 （Na5P3O1o）好好好好好好差 好好好好差好極差好好好好好極差好

7、一般好一般好好極差好一般 好一般好好極差好好極差好極差差差一般浸透性分散性乳化性漂洗性耐 硬水性導(dǎo)電性脫脂劑的主要化學(xué)成分為氫氧化鈉、原硅酸鈉和適量的乳化劑。氫氧化鈉，亦稱苛性鈉，是除油工藝中最重要的成分，是發(fā)生皂化的必要因素。同時在所有堿中，氫氧化鈉具有最高的導(dǎo)電性。原硅酸鈉是極好的緩沖劑，當(dāng)它與表面活性劑配合時，是所有堿中最佳的濕潤劑、乳化劑和抗絮凝劑。原硅酸鈉具有較高的PH值和高導(dǎo)電率。同時它是鋼板清洗劑化合 物極好的緩沖劑。乳化劑，亦稱表面活性劑，具有易溶于水或極性溶劑的親水（疏油）基和易溶于非77絕密極性有機溶劑的憎水（親油）基。在除油過程中，乳化劑的憎水基吸附于溶液的界面，而親水基

8、與水分子相結(jié)合，在乳化分子定向排列的作用下，使油一溶液界面的表面張力大大降低，在溶液的對流和攪拌等作用下，油污就能脫離帶鋼表面，并以微小的油珠狀態(tài)分散在溶液中，這時，表面活性劑的分子包圍在小油珠表面，防止小油珠重新粘附 在鋼板上。 另外，脫脂劑中還加入了一定的消泡劑。消泡劑對電解清洗來說尤為重要，原因是電解清洗過程中產(chǎn)生的氫氣、氧氣易使脫脂劑形成泡沫，不利于氫氣、氧氣的排出，易發(fā)生氫氣爆炸現(xiàn)象。2）堿液濃度的影響：堿液濃度在一定范圍內(nèi)（一般在1.05.0%之間）時，才能保證最佳的清洗效果。濃度和脫脂性關(guān)系如圖 4.2所示。當(dāng)濃度達到一定值后，再增加堿液的濃度，脫脂性幾乎不再變化，不能滿足更高的

9、脫脂要求。而且，對溶液中的添加劑來說，表面活性劑在一定濃度以下時， 少量的添加也會引起脫脂性的很大提高，但到了 一定濃度后，影響就小了。因此表面活性劑的濃度一般在0.20.3%之間。 圖4.2堿液濃度與脫脂性的關(guān)系3）堿液工作溫度的影響：清洗溫度提高，帶鋼表面附著油粘度降低，加速皂化反應(yīng)，同時形成的肥皂在熱堿中也易溶解，且還能促進乳化作用。圖4.3是溫度和脫脂性的關(guān)系示意圖。溫度在 60C以上時，每上升10c就可以減少 50%的清洗時間。由圖中可見，溫度上升10C,脫脂 性上升了約 30%。 對熱水清洗來說，溫度越高越好，但不能超過水的沸點，否則會引起霧狀環(huán)境。而且溫度過高，能量消耗大，堿液蒸

10、發(fā)還會惡化工作環(huán)境。本機組選用 80 C左右溫度作為工作溫度。78絕密圖4.3堿液溫度與脫脂性的關(guān)系 4）堿液變差的影響：在除去帶鋼表面的軋制油和鐵粉的過程中，堿液會慢慢變臟，清洗性變差。新液配制后數(shù)日，脫脂效果下降。因此，堿液一般經(jīng)過 2030天就得定期排除，并對堿液槽進 行清洗，之后重新裝入新的堿液。對于廢液的排除以有效化來作為標(biāo)準(zhǔn)進行操作。有效化（ ）就是有效堿液濃度除以初始堿液濃度的比例。裝入新液時為100%,以后逐漸降低。堿液變臟的標(biāo)準(zhǔn)就是有效比為（80 85）%,當(dāng)不滿80%時，就排除廢液，重新裝入新液。5）溶液循環(huán)的影響：循環(huán)起到攪拌作用，清洗液的循環(huán)大大促進了除油過程。同時，機

11、組在刷洗槽設(shè)置了刷輻， 一方面利用機械力來提高除脂效果，另一方面加速了液體循環(huán)能力和攪拌作用。6）溶液的噴射壓力目前比較常用的堿噴淋、堿刷洗、高壓水噴淋、水刷洗、水噴淋都設(shè)有噴淋裝置，合適的噴射角度和噴射壓力，有利于將帶鋼表面的油污沖走。一般來說， 噴射壓力越高， 帶鋼清洗越干凈。7）電流密度 電流密度是保證電解清洗過程順利進行的必要條件。電流密度的選擇應(yīng)能保證析出 足夠的氣泡。它既能使油珠機械剝離，又能攪拌溶液。一般來說， 當(dāng)帶鋼表面油污一定 時，電流密度大，除油速度就快。但除油速度與電流密度并不完全呈 正比關(guān)系，當(dāng)電流 密度大到一定值時，除油速度的增加就不那么明顯了，反而使電能消耗 增大。

12、8）電極極性79絕密當(dāng)帶鋼為陰極時，稱為陰極除油。陰極除油的特點是：在帶 鋼表面析出的氣體為氫 氣，氣泡小，數(shù)量多，面積大，所以它的乳化能力大。另外由于 H 十的放電，陰極表面 液層的PH值升高，因而除油效果好，不腐蝕帶鋼。但陰極除油容易學(xué)習(xí)資料#頁眉頁腳可一鍵刪除 僅供參考發(fā)生氫氣滲到鋼基內(nèi)，能引起鋼體氫脆，或者滲氫的帶鋼在隨后涂層過程中易起小泡。當(dāng)帶鋼為陽極時，稱為陽極除油。陽極除油效率不如陰極。原因是：一，陽極附近堿濃度較低，減弱了皂化反應(yīng)；二，陽極析出的氣泡少，對溶液的攪拌作用小；三，由于氧氣氣泡大，滯留在表面的能力小，因此帶出油滴的能力弱。另外，在陽極除油過程中，當(dāng)堿濃度低、溫度低和

13、電流密度高時，特別當(dāng)堿中含有氯粒子時，帶鋼上會產(chǎn)生斑 點。但陽極除油有一定的優(yōu)點，一是基本不發(fā)生氫脆，二是能去除帶鋼表面的侵蝕殘渣。9）清洗溶液中溶渣的影響：當(dāng)清洗液中由于乳化、分散、螯合等而存在許多懸浮渣時，對其清洗功能也有一定 影響。由于溶渣中含鐵皂，其成分含量越多，除污垢性能將越差；但由于生成的鐵 皂有 表面活性劑的作用， 因此就整體來說，對除油性影響不是很大。10）人為操作因素的影響：人為操作的影響因素也很重要。 特別是堿液的濃度校正處理。 堿液循環(huán)使用一段時 間 后，往往由于各種原因發(fā)生濃度偏離的現(xiàn)象，此時操作工往往需要根據(jù)手動分析堿液濃度并進行濃度計算校正。校正操作時間的延誤、濃度

14、校正的差異都將對清洗產(chǎn)生影響?？傊?，堿洗脫脂方式多種多樣，有浸洗法、噴洗法等。本機組前清洗段主要利用熱浸洗、刷洗和電解清洗來完成化學(xué)脫脂過程，如何控制好這些工藝因素與操作因素是清洗效果好壞的關(guān)鍵。11）堿液各成分功能介紹：燒堿：軋制油是以礦物油為主，動植物油為輔及少量添加劑所組成。其中，動植物油在堿性條件下，產(chǎn)生皂化反應(yīng)，所以又稱 皂化油”，而礦物油無此作用，又稱 非皂化油”。動植物油在燒堿溶液中分解，生成易溶于水的物質(zhì)，因而 油污被去除。燒堿在堿洗脫脂中的作用就是通過皂化反應(yīng)去除粘附在鋼板上軋制油中的動植物油類。水玻璃：作用是通過乳化作用，除去粘附在鋼板上軋制油中的礦物組分。這是因為水玻璃在

15、堿洗中分散成膠質(zhì)粒子，具有很強的乳化能力，它一方面降低了 鋼板上軋制油與堿液之間的界面張力，減少了油對鋼板的親和力，使油進入堿液中，另一方面，在油進入堿液時，吸附在油表面上，阻止油重新粘 80絕密 附在鋼板上，從而達到除油的目 的。OP-10:它是一種乳化劑，不僅可以顯著地提高乳化效果，同時還可以提高脫脂劑的截污能力，延長堿液使用的時間，減少堿液的消耗量。4.2設(shè)備組成、工藝參數(shù)的控制 1）堿噴淋槽1-密封輻2-上噴淋管入口 3-支撐輻4-下噴淋管入口 5-導(dǎo)板臺 圖4.4堿噴淋槽 示意圖本裝置是將一定溫度一定濃度的堿液噴在帶鋼上下表面上，是清洗帶鋼表面油污的第一道工序。堿噴洗裝置由主體槽、密

16、封輻、開閉密封輻的氣缸、噴射集管、噴嘴等組成。主要技術(shù)參數(shù)如下：一清洗方式：臥式垂直噴淋式；一堿液溫度：6080 C; 一堿液濃度：35% （按 NaOH折算）；一 堿液流量：135m3/h （最大）；一 堿液壓力：0.5MPa（最大）；一噴管數(shù)量：24根（上下各12根），不銹鋼噴管（？48X3.5mm）;一噴 嘴總數(shù)：240個（10個/噴管），扁平式不銹鋼噴嘴； 一槽體尺寸：約12.55m （L） X2.1m（B） M.54m （H）;一 槽體厚度：底板 12mm,側(cè)板 10mm；一 密封輻：?250X1600mm； 一密封用氣缸：？160M00mm, 2臺；一傳動用電機：5.5kW, 2臺

17、； 一支撐輻（襯氯 丁膠輻）：?120X2000mm, 7根。2）堿刷洗槽 81絕密1-刷輻2-支撐輻3-刷輻升降驅(qū) 動電機4-堿液噴管入口 5-擠干輻6-擠干輻升降氣缸 7-導(dǎo)板臺圖4.5堿刷洗槽簡圖位 置：堿刷洗槽位置在堿噴淋槽后。功能：本設(shè)備通過刷輻的刷毛刷洗和堿液沖洗，進一步去除帶鋼表面的油污。結(jié)構(gòu)：槽體、槽蓋：不銹鋼焊接鋼結(jié)構(gòu)（材質(zhì)：SUS304）;槽蓋可手動打開。噴洗 總管一端安裝閥門，便于檢修；噴管一端為活動堵頭，可擰開清洗。堿 刷洗裝置由主體 槽、機架、刷洗輻、支撐輻、擠干輻等組成。刷洗輻/支撐輻共6對，每對刷洗輻/支撐輻由1根刷洗輻和1根支撐輻組成，成對 上下交錯位置在刷洗槽

18、內(nèi)。刷洗 輻為傳動輻、電機直接驅(qū)動，并由齒輪電動機、渦輪蝸桿減速器和鏈輪、鏈條控制升降。支 撐輻為傳動輻、交流變頻調(diào)速齒輪電動機驅(qū)動，手動調(diào)節(jié)升降。擠干輻由2對輻子組成，上輻由氣缸驅(qū)動升降；下輻為傳動輻、交流變頻調(diào)速齒輪 電動機傳動、下輻手動調(diào)節(jié)升降。學(xué)習(xí)資料#3頁眉頁腳可一鍵刪除 僅供參考主要技術(shù)參數(shù)如下：一清洗方式：臥式偏水平噴淋式（與帶鋼前進方向成64。），帶鋼上下表面各 刷洗三次； 一堿液溫度：6080C；一 堿液濃度：35% （按NaOH折算）； 一 堿液流量：60m3/h （最大）；一 堿液壓力：0.4MPa （最大）；一 噴管數(shù)量：12根 （上下各6根），不銹鋼噴管（？48X3.

19、5mm）;一 噴孔總數(shù)：132個（11個/噴管），噴孔尺寸：？10mm； 一 槽體尺寸：約 6.675m （L） X2.1m （B） M.54m （H） ; 82 絕密 一 槽體厚度：底板 12mm,側(cè)板10mm； 一 刷輻（尼龍刷輻）：？305 M600mm, 6根/套；一支撐輻（氯丁膠輻）:?305X1600mm,6根/套；一電動機（刷輻傳動）：N=7.5kW、 n=750r/min , 6臺/套；一交流變頻調(diào)速齒輪電動機（支撐輻傳動，帶單獨冷卻風(fēng)機）：N=5.5kW、n=96r/min , 6 臺/套； 一齒輪電動機（刷輻升降）：N=1.5kW、n=97r/min , 6臺/套；一交流變

20、頻調(diào)速齒輪電動機 （擠干輻傳動，帶單獨冷卻風(fēng)機、旋轉(zhuǎn)編碼器）：4kW200 mm, 2臺/套；一干油潤滑泵（提供本體潤滑） 臺/套；： 1 5）堿液清洗循環(huán)系統(tǒng)加水稀釋 濃堿液堿刷洗槽堿噴洗槽泄露堿液蒸汽加熱地坑配 置罐水水磁過濾器蒸汽地坑強堿廢水坑污水處理站堿液循環(huán)罐圖4.7堿液循環(huán)系統(tǒng)示意圖 位置：位于清洗段的傳動側(cè)。85絕密 功能：堿液循環(huán)罐內(nèi)的堿液通過泵分別向堿噴洗槽和堿刷洗槽連續(xù)供送工藝所需要的堿液，實現(xiàn)對槽內(nèi)帶鋼的清洗。電解液循環(huán)罐內(nèi)的電解液通過泵向電解清洗槽連續(xù)供送工藝所需要的電解液，實現(xiàn)對槽內(nèi)帶鋼的清洗。系統(tǒng)由堿液循環(huán)罐、電解液循環(huán)罐、泵、閥、過濾器（堿液循環(huán)罐回流管上）、配管

21、、相應(yīng)的檢測儀表及控制系統(tǒng)組成。流程：先將堿液配制系統(tǒng)供送的濃堿液在堿液循環(huán)罐、電解液循環(huán)罐中經(jīng)蒸汽間接加熱到6080c后，用泵送入堿噴淋槽、 堿刷洗槽、電解清洗槽噴（刷）洗帶鋼，噴（刷）洗后的堿液依重力分別回流入堿液循環(huán)罐、電解液循環(huán)罐中，再由循環(huán)泵供向堿噴淋槽、堿刷洗槽、電解清洗槽，循環(huán)往復(fù)、周而復(fù)始。 本系統(tǒng)包括2套堿液凈化過濾系統(tǒng)，堿液通過堿液旁通凈化過濾后回流入堿液循環(huán)罐或電解液循環(huán)罐中；當(dāng)罐中堿液降至設(shè)定濃度后作為廢液排放到廢液坑，由強堿廢液輸送泵送至污水處理站。主要設(shè)備組成：一 堿液循環(huán)罐（30m3,不銹鋼 SUS304,帶蛇形加熱管）1個； 一電解液循環(huán)罐（15m3,不銹鋼 S

22、US304,帶蛇形加熱管）1個； 一堿液噴淋循環(huán)泵（Q = 135m3/h、H = 50m,不銹鋼 SUS304, 1用1備）2套；一 堿液刷洗循環(huán)泵 （Q=60 m3/h , H = 40m,不銹鋼 SUS304, 1用1備）2套； 一 電解液循環(huán)泵（Q = 60 m3/h、H = 40m, 不銹鋼SUS304, 1用1備）2套；一管道及管件：不銹鋼 SUS304、膨脹節(jié)（橡膠）、 閥門（不銹鋼）、密封墊（橡膠）等1套；一堿液凈化過濾系統(tǒng)：旁通過濾能力50 m3/h, 1套； 一堿液凈化過濾系統(tǒng)：旁通過濾能力 20 m3/h, 1套。6）高壓水噴淋槽 86絕 密1-密封輻2-密封輻升降氣壓缸3-人孔4-高壓水入口 圖4.8高壓水清洗槽 5-高壓水輸送管 位置：高壓水清洗槽位置在電解清洗槽后功能：通過高壓水噴洗，去除帶鋼表面上留下的浮油和堿液。結(jié)構(gòu)：槽體、槽蓋：不銹鋼焊接鋼結(jié)構(gòu)（材質(zhì)： SUS304）。噴洗總管一端安裝閥門，