冷軋帶鋼電解清洗設(shè)備的原理分析及常見問題處理

1、<p>　　冷軋帶鋼電解清洗設(shè)備的原理分析及常見問題處理</p><p>　　摘要：闡述了冷軋帶鋼電解清洗的原理和電解清洗設(shè)備的類型，分析了電解清洗設(shè)備常見的問題，并提出了相應(yīng)對策。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電解清洗 電解原理 存在問題 解決對策 </p><p><b>　　1、 引言 </b></p><

2、p>　　冷軋帶鋼表面帶有大量殘留物，主要為軋制油或防銹油，鐵粉以及松散雜質(zhì)等。這些殘留物的存在污染了帶鋼表面，并嚴(yán)重影響帶鋼的后續(xù)加工。電解清洗是帶鋼表面清洗的有效手段。通過電解清洗可以迅速去除軋后帶鋼表面的殘留物，達(dá)到下一步生產(chǎn)工序（如鍍鋅、彩涂或者退火等）的潔凈表面要求口。 </p><p>　　目前，國內(nèi)帶鋼電解清洗技術(shù)相對比較落后，主要存在電解效率低、清洗效果差、電解爆鳴、帶鋼燒蝕等方面的問題，嚴(yán)重

3、影響了機組的正常生產(chǎn)。產(chǎn)生這些問題的原因主要是由于設(shè)備設(shè)計和工藝不合理而造成的。結(jié)合作者長期的設(shè)計和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，就電解清洗設(shè)備易出現(xiàn)的問題提出了解決對策。 </p><p>　　2、帶鋼電解清洗原理 </p><p>　　帶鋼電解清洗原理不同于常規(guī)的直接電解原理，了解其原理有助于正確把握設(shè)計依據(jù)。帶鋼電解清洗時，帶鋼并不與電極直接相連，電解清洗示意圖如圖1所示。在外加電壓的作用下，帶鋼與

4、電極之間通過脫脂液產(chǎn)生電感。在上下陽極對應(yīng)的帶鋼表面產(chǎn)生負(fù)電荷，并發(fā)生析氫反應(yīng)： </p><p>　　在上下陰極對應(yīng)的帶鋼表面產(chǎn)生正電荷，發(fā)生析氧反應(yīng)： </p><p>　　因此，帶鋼在電解清洗時，其表面將產(chǎn)生大量的微小氣泡，這些微小氣泡對帶鋼表面的污染物產(chǎn)生強烈的物理撕裂作用與表面張力作用。同時在電解清洗液的作用下，將污染物帶離鋼板表面，達(dá)到表面清潔的目的。電解清洗效果主要取決于帶鋼

5、表面氣泡的產(chǎn)生率與脫脂液的性能。脫脂液與電解電源之間構(gòu)成電解池，發(fā)生電解反應(yīng)，達(dá)到清除油污的目的。 </p><p>　　3、 電解清洗設(shè)備的類型與特點 </p><p>　　從電解清洗的發(fā)展來看，電解清洗可以分為普通電解清洗與高電流密度電解清洗。普通電解清洗電流密度低，一般為5.0～25A/dm2。高電流密度電解清洗是近期開發(fā)的新型電解清洗工藝，采用的電流密度在100～200A/dm2之

6、間。與普通電解清洗相比，高電流密度電解時間短，電解效率高，機組結(jié)構(gòu)緊湊，清洗效果好，將是今后電解清洗的主要發(fā)展方向。 </p><p>　　立式電解清洗機組中一對或幾對電極垂直設(shè)置，帶鋼在電解槽內(nèi)垂直電解清洗，如圖2所示。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，可以多個電解單元串連，清洗質(zhì)量好，且電解槽底部鐵粉比較容易清除，被應(yīng)用于高速運行的大型生產(chǎn)線上。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資相對較大，在處理斷帶更換電極時較復(fù)雜，維護(hù)

7、難度較大。 </p><p>　　4、 電解清洗設(shè)備的常見問題及設(shè)計對策 </p><p>　　帶鋼電解清洗技術(shù)在國內(nèi)冷軋帶鋼深加工生產(chǎn)線脫脂段上已得到較普遍的應(yīng)用，但實際生產(chǎn)中還存在著很多問題，直接影響機組的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。以下是目前國內(nèi)電解清洗設(shè)備常見的問題及其設(shè)計解決對策。 </p><p>　?。?）電解清洗效率低 </p><p&g

8、t;　　電解清洗效率低表現(xiàn)在隨著電解電流的增大清洗效果無明顯變化。這是由于電解槽電屏蔽效果不好，造成雜散電流增大，而有效電解電流減小造成的。由于帶鋼電解為感應(yīng)電解，為防止雜散電流的產(chǎn)生，在電極和槽體間需設(shè)置絕緣板。在設(shè)計時，應(yīng)考慮電解槽的絕緣或點隔離問題。對于立式槽由于左右兩個電極板相對且較近，在槽體中間必須采用絕緣隔板。所以，電解清洗效率低時應(yīng)及時檢查槽體橡膠是否損壞或絕緣隔板是否有效。 </p><p>　　

9、（2）電解槽發(fā)生爆鳴 </p><p>　　如電解清洗時產(chǎn)生的H2和O2在電解液中阻滯太多，當(dāng)氣體離開液面時會發(fā)出間斷性的鳴響，在有火花存在的環(huán)境下則要發(fā)生爆炸。因此，在設(shè)計時要充分考慮脫脂液在槽內(nèi)強力的攪動和循環(huán)，槽上要設(shè)計抽氣風(fēng)口。最關(guān)鍵的是要注意銅排與電極連接處的導(dǎo)電特性和緊固性，防止產(chǎn)生電火花而造成重大爆炸事故的發(fā)生。 </p><p><b>　?。?）帶鋼被燒蝕 &l

10、t;/b></p><p>　　帶鋼被燒蝕的2種情況：一是由于機組帶鋼失張，造成帶鋼與陰陽極搭接，在局部高電流下帶鋼瞬間被燒蝕；二是在電解時帶鋼靜止不動，造成帶鋼長時問電解發(fā)熱而燒焦。因此設(shè)計時電極與帶鋼之間的距離不能太近，應(yīng)大于50mm以上，同時應(yīng)增設(shè)絕緣檔板；對于立式電解，一旦帶鋼失張，很難用電解上絕緣檔板將電極與帶鋼隔開，需將電解槽的轉(zhuǎn)向輥設(shè)計為導(dǎo)電輥，用電刷連接接地。此外，在帶鋼焊接或事故停機時要自

11、動切斷電解電源。 </p><p>　?。?）電極損耗過快 </p><p>　　電解清洗過程中，電極損耗過快，是由于脫脂液導(dǎo)電率太低造成電極感應(yīng)效率降低電極反應(yīng)增強所致。因此電極應(yīng)選擇耐蝕性好、相對高電位的材料，如16Mn或08F等；電極厚度不應(yīng)太薄，以避免經(jīng)常性的停產(chǎn)更換電極。同時，應(yīng)設(shè)置電極定時換向機制，以防止電極不均勻溶解而縮短電極使用壽命。 </p><p&g

12、t;　?。?）電解電源出力不足 </p><p>　　電解清洗一般為恒電流電解。在設(shè)置的電流未達(dá)到最大額定電流，而電解槽槽壓已大于電源額定最大電壓時，電源就跳閘停機。造成電解槽槽壓大的原因有以下兩方面：一是脫脂液電導(dǎo)率低，如脫脂液未選用專用的電解脫脂劑，其本身的電導(dǎo)率就很低；二是由于脫脂液使用一段時間后電導(dǎo)率下降所致，可通過補加脫脂劑來解決。此外，設(shè)計時盡量降低槽壓，如電極離帶鋼距離不能太大；電極和電源的連接要用

13、銅電纜或紫銅排。當(dāng)然，電源的額定電壓也不能設(shè)計得過小，一般應(yīng)大于36V，否則會造成脫脂劑用量過大。 </p><p>　　（6）最終產(chǎn)品質(zhì)量問題 </p><p>　　有電解清洗設(shè)備的熱鍍鋅機組有時會出現(xiàn)漏鍍或鍍層結(jié)合力下降等現(xiàn)象，這可能是由于電解脫脂劑選擇不當(dāng)引起的。如使用含硅酸鹽的脫脂劑，在帶鋼表面會電解上一層硅膠，經(jīng)退火后析出硅，造成漏鍍和結(jié)合力下降。所以，鍍鋅機組應(yīng)選用不含硅酸鹽的

14、脫脂劑。對于電解清洗機組，帶鋼經(jīng)清洗后要進(jìn)入罩式退火爐退火，為保證鋼卷退火后不發(fā)生粘結(jié)，需要帶鋼表面含一層隔離性好的硅，所以，電解清洗機組需使用含硅酸鹽的脫脂劑。 </p><p><b>　　5、 結(jié)語 </b></p><p>　　電解清洗雖然得到普遍的應(yīng)用，但要達(dá)到完美還有很多工作需要開發(fā)和研究。主要體現(xiàn)在兩個方面：一是鐵粉的去除問題，二是脫脂液的再生利用問題。

15、鐵粉去除目前大多使用磁過濾的方法，如轉(zhuǎn)轂式磁過濾機、帶式磁過濾機等，但由于電解產(chǎn)生的鐵粉很細(xì)，同時由于和電解環(huán)境下的乳化液包裹在一起，其去除效果不太理想。脫脂液的再生利用是當(dāng)前大力提倡循環(huán)經(jīng)濟環(huán)境下的一個熱門的研究課題。目前有鋼廠試驗用陶瓷膜過濾技術(shù)處理脫脂液，可將浮油、乳化油和固體渣質(zhì)過濾去除，脫脂液返回使用。但由于陶瓷膜價格較高，同時陶瓷膜易被堵住，還未實現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。 </p><p><b&