噴嘴極板兼容型電解清洗帶鋼技術(shù)
(作者未知) 2009/12/5
(接上頁(yè))產(chǎn)實(shí)踐,一般帶鋼表面硅附著量應(yīng)在1.0 mg/m2以上,鋼卷在罩式爐中退火才不可能產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。設(shè)置電解涂硅裝置的目的是為了增加帶鋼表面的硅附著量,避免鋼卷在爐中粘結(jié)。國(guó)外的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,連續(xù)退火機(jī)組和速度低于350 m/min的清洗機(jī)組采用噴嘴/極板兼容型技術(shù),因其電解時(shí)間長(zhǎng)、帶鋼表面敷硅量足夠,均可以不設(shè)置電解涂硅裝置。
高速運(yùn)行機(jī)組對(duì)帶鋼的對(duì)中控制精度要求較高,一般在開(kāi)卷機(jī)和中部工藝段都要設(shè)置自動(dòng)對(duì)中控制裝置,避免帶鋼運(yùn)行跑偏。噴嘴/極板型設(shè)備電解區(qū)寬度方向緩沖量較大,允許帶鋼有一定的跑偏量,另外本機(jī)組中來(lái)料為新改造后軋機(jī)冷軋板,其板形較好,因此開(kāi)卷機(jī)、中部沒(méi)有設(shè)置自動(dòng)對(duì)中控制裝置對(duì)機(jī)組運(yùn)行不會(huì)造成影響,這與其他高速生產(chǎn)線是不同的。
普通型電解清洗機(jī)組電解段的張力一般為1~2 Kgf/mm2,只在尾部設(shè)置一套S輥裝置。和其他類型高電流密度裝置一樣,噴嘴/極板兼容型具有極板與帶鋼距離小(圖5)、張力大的特點(diǎn)。為了使帶鋼高速運(yùn)行過(guò)程不因自身抖動(dòng)或板形變化接觸極板產(chǎn)生電弧,特別要求帶鋼應(yīng)具備較高的張力,則在尾部設(shè)置了2套S輥張力裝置,使電解段的帶鋼張力能達(dá)到2~5 Kgf/mm2。
3. 機(jī)組工藝設(shè)備特點(diǎn)
3.1 結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便
普通型電解清洗槽一般分為柵極板水平槽型(圖3)和柵極板垂直槽型(圖4)。2種槽型的電流流向均是從正極柵極板通過(guò)電解質(zhì)到帶鋼上,帶鋼上的電流再通過(guò)電解質(zhì)返回到負(fù)極柵極板上。水平槽型設(shè)備長(zhǎng),占地面積大;垂直槽型結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,但處理斷帶事故不方便。
1-轉(zhuǎn)向輥 2-柵極板 3-電解液 4-電源 1-轉(zhuǎn)向輥 2-電源 3-柵極板 4-電解液
圖3 柵極板水平槽型 圖4 柵極板垂直槽型
新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的電解清洗機(jī)組電解段采用了雙機(jī)架、4組噴嘴(極板)的組合型式,結(jié)構(gòu)緊湊占地小,長(zhǎng)度約2m,比普通型電解段長(zhǎng)度15m左右要小得多。電解液循環(huán)系統(tǒng)的儲(chǔ)存槽比普通型也小得多,主要原因是噴嘴/極板兼容型的電解液流量為20~30m3/h,而普通型的電解液流量為200m3/h左右。
噴嘴(極板)采用了不銹鋼板材質(zhì),以提高使用壽命,通過(guò)一個(gè)氣囊和擺動(dòng)壓板機(jī)構(gòu)對(duì)它進(jìn)行固定(圖5)。機(jī)架兩側(cè)敞開(kāi),需要維修更換極板或出現(xiàn)斷帶事故時(shí),不用借助吊車(chē)打開(kāi)槽蓋等繁瑣的工作,可就地人工快速處理。
1-機(jī)架 2-氣囊 3-壓板 4-極板 5-電解液 6-電源
圖5 噴嘴/極板兼容型結(jié)構(gòu)示意圖
3.2 高密度、高效率、低能耗
電流的密度是由電流強(qiáng)度、帶鋼寬度、極板長(zhǎng)度決定的。根據(jù)物理學(xué)電流密度定義:在通有電流的導(dǎo)體內(nèi)某點(diǎn)處,取面積元ds的電流密度為dI,電流密度
D = dI/ds A/dm2
以柵極板型為例(圖4),把上面公式積分后,通過(guò)帶鋼面的電流密度為:
D = I/BL A/dm2
式中,I為整流器電流,A;B為帶鋼寬度,dm;L為極板長(zhǎng)度,dm;η為效率,% 。普通型電解清洗裝置設(shè)置的柵極板數(shù)量多、距離長(zhǎng),電流密度只能達(dá)到5.4~21.6 A/dm2。噴嘴/極板兼容型電解區(qū)域窄,約為1~11mm(見(jiàn)圖5),電流密度達(dá)到100A/dm2 。普通型電解清洗裝置清洗帶鋼后的殘油量一般20mg/m2,噴嘴/極板兼容型清洗帶鋼后的殘油量設(shè)計(jì)值約為5mg/m2,后者的清洗效率顯然高得多。
影響電流利用效率的還有一個(gè)重要原因是在電解質(zhì)中產(chǎn)生的電壓降,即:
Ej = D×H / (Q×10-3×102) v
式中,D為電流密度,A/dm2;H為帶鋼與極板間距,dm;Q為電解質(zhì)導(dǎo)電率,µΩ/cm2 。噴嘴/極板兼容型的電流流向是從正極的極板(噴嘴)通過(guò)一面的電解質(zhì)傳到帶鋼上,帶鋼上的電流再通過(guò)另一面的電解質(zhì)傳到負(fù)極極板(噴嘴)上,帶鋼與極板的間距為10mm,比普通型間距51~125mm小得多,因此電解質(zhì)中產(chǎn)生的電壓降也小得多。目前普通型配置的整流器容量一般為200 KVA左右,而噴嘴/極板兼容型配置的整流器容量為30 KVA,能耗比前者大大降低。
4.結(jié)論
隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)高附加值冷軋板的需求增加,冷軋?jiān)灞砻媲逑促|(zhì)量也要求越來(lái)越高。噴嘴/極板兼容型電解清洗裝置脫脂效率高、體積小、能耗低,適合冷軋工廠新建脫脂機(jī)組和連續(xù)退火、涂鍍機(jī)組脫脂段采用,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
參考文獻(xiàn)
1 程守珠主編《普通物理學(xué)》 人民教育出版社出版 1979.2(未完,下一頁(yè))
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