脱脂线

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冷轧带钢在轧制过程中,出于工艺上的需要,通常用棕榈油或类似的人工合成油作为润滑剂。这种润滑剂会在带钢表面留下一层油膜,而这层油膜在退火炉中退火时,因加热分解将会出现渗碳现象和形成残渣,影响带钢成分和表面清洁,继而影响后序加工的质量。本机组的功能就是利用化学和电化学的方法,将带钢表面清洗干净,以达到后续加工的质量要求。
电解脱脂线组还可以将冷轧后的钢卷进行松卷,切除带钢尾部超厚部分,调节钢卷重量, 并以合适的张力进行卷取。钢卷由小车运至开卷机卷筒上,在电机带动下主动开卷。经夹送机送到剪切机,入口剪切机切除在带钢超厚部分或破损部分。准备好的带头与前一卷带钢的尾部进行焊接,带尾在焊接时由张紧机控制停留在焊接适当位置。焊接完毕后,带钢进入脱脂工艺段。脱脂分成化学脱脂及电解脱脂两部分。化学脱脂进行带钢浸润及初步脱脂,脱去表面油污。在经化学刷洗后,带钢进入电解脱脂部分。化学脱脂实质上是借助皂化作业和乳化作用来去除带钢表面的油脂。电解脱脂是使带钢作为阴极或阳极,利用带钢表面产生的大量气泡的强大乳化作用强化脱脂过程。同时通电的带钢产生电极极化, 降低带钢与碱液间界面张力,加快油脂的剥离过程。清洗完毕的带钢经刷洗、漂洗、干燥后进入出口段。出口段设置张紧机,提供适当的卷取张力。带钢并可以通过出口剪进行分卷,达到预期的重量。卷取机浮动对边卷取,提供整齐的带钢边缘。
2、脱脂原理
冷轧带钢在轧制过程中所遇到的油污一般为三种油类:矿物油,植物油和动物油,按其化
学性质可分为可皂化油和非皂化油。所有的动、植物油都属于可皂化油,这些油与碱作用生成肥皂,故有皂化油之称。矿物油都是非皂化油。 一般小规模生产时,可采用有机溶剂除油和手工除油,但是这些方法不适用于大规模生产中。目前在大工业生产中采用的是碱性溶液除油和电化学除油。本机组就是采用这两种方法。
(1)碱性溶液脱脂
碱性溶液化学脱脂实质上是借助皂化作用和乳化作用来进行的,前者可以除去动、植物油,后者可以除去矿物油,只要工艺条件选择的合适,这两类油污的去除是没有困难的。油污中的动植物油的除去是靠皂化反应。所谓“皂化”就是油脂与除油液中的碱起化学反应生成肥皂的过程。一般动植物油中的主要成分是硬脂,它和碱反应所生成的肥皂和甘油都是易溶于水的。矿物油与碱不皂化反应,但是在一定条件下它在碱溶液中可以进行“乳化”。所谓“乳化”就是钢带表面上的油膜可以变成很多很小的油珠,分散在碱溶液中形成了一种混合物,我们称它为“乳浊液”。乳化作用主要是界面张力降低所致,为了迅速去除油污,人们在碱性溶液中加入乳化剂。乳化剂的作用是它不但可以吸附在油与溶液界面上,从而降低界面张力,而且它可以吸附在已脱离带钢表面的小油珠上,形成一层吸附膜,使小油珠不致于互相碰撞在一起重新形成油膜。
(2)电解脱脂
当带钢通过盛有碱性溶液的清洗槽时,在通以交流电的情况下,使带钢作为阳极或阴极, 以此进行除油的方法称为电化学除油,也叫电解脱脂。通常采用钢板作辅助电极,它只起导电的作用。生产实践证明,电化学除油的速度常较化学除油的速度高好几倍,而且油污清除的更干净,这是和电化学除油过程的特点分不开的。我们观察到在电化学除油时,不论带钢作为阴极还是阳极,其表面上都大量的析出气体,这个过程的实质是电解水:当带钢作为阴极时,其表面上进行的是还原过程并析出氢气;当带钢作为阳极时,其表面上进行的是氧化过程并析出氧气。电极及带钢表面上大量气体的析出,对油膜会产生强大的乳化作用。电解脱脂过程的机理可简述如下:当带钢通过电解脱脂槽时,由于油与碱液间的界面张力减少,油膜产生了裂纹。与此同时,电极由于通电而极化。电极极化虽然对非离子型的油类没有多大作用,但是它却使带钢与碱液间的界面张力大大降低,因此很快地加大了二者的接触面积(碱液对带钢的湿润性加大),从而排除附着在金属表面上的油污,使油膜进一步破裂成小油珠。由于电流的作用,在带钢表面上生成了小气泡(氢气和氧气),这些气泡变大带着油珠离开带钢。由此可见,电解脱脂过程是电极极化和气体对油膜机械撕裂作用的综合。 保证电解脱脂过程顺利进行的另一重要条件是电流密度。 电流密度的选择应能保证析出足够量的气泡,它既能使油珠机械撕离,又能搅拌溶液。假如带钢表面油污一定时,电流密度大,除油速度就快。当然也不能无限制地提高它,因为这种关系不永远成正比例,电流密度大到一定程度后,除油速度增加的就不那么快了,反而造成槽电压过高,使电能消耗太大。阴极除油速度较快,其原因是当电流密度相同时,阴极上所析出的氢气体积是阳极上析出的氧气体积的两倍,且气泡数目多而细小,所以它的乳化能力大。另外由于H+的放电、阴极表面液体的PH 值升高,这对脱脂也有利。阳极脱脂时一则氧气泡大,二则OH-放电后其表面液体PH 值降低,所以脱脂速度慢。除此以外,两种脱脂尚各有不足之处,做为阴极时,大量析出的氢能扩散到金属内部引起氢脆,另一方面油污杂质会吸附在阴极板上。当作为阳极时,虽然没有氢脆的问题,但析出的氧促使金属表面氧化,甚至使某些油也发生氧化。鉴于阳极过程和阴极过程的优缺点,现今生产中多采用这两个过程的组合形式,称为“联合电化学除油”。
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理学