CN102357541A - 热水循环清洗带钢表面的方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热水循环清洗带钢表面的方法及其系统。它是带钢表面经过碱刷洗、电解清洗和热水漂洗，在对带钢表面进行碱刷洗之前，先利用喷洗热水经过稳压储压罐后，以8～12MPa的压力对带钢的两个表面喷洗，所述喷洗热水温度为40℃～70℃；所述热水漂洗后的废水进入缓冲槽，喷洗带钢表面的废水进入所述缓冲槽，缓冲槽的水经过过滤后，进入储水罐，储水罐的水形成喷洗热水。本发明方法综合考虑了在利用热水喷洗、热水循环使用时的各方面的因素，实现带钢表面清洗脱脂的工艺的最优化，可使后续碱刷洗及电解工序段设备组合数量及能耗降低40％以上，实现节能降耗。
Description
技术领域
本发明属于冷轧后的带钢表面处理技术，具体涉及一种冷轧后的带钢表面清洗脱脂技术。
背景技术
经酸洗冷轧后的带钢表面会牢固粘附一层致密膜组织，此膜组织主要是由轧制过程中带钢表面残留的轧制油和带钢与轧辊摩擦产生的微小铁粉在600～1000吨的大轧制力下形成的。检验统计，冷轧联机下线的钢板表面残留轧制油量为400～450mg/m2(单面)，表面残留铁粉量为200～250mg/m2(单面)。残留在带钢表面的轧制油和铁粉并不能在后续的再结晶光亮退火过程中消除，反而会因还原作用分别形成碳化物和游离铁粉附着在带钢表面，从而容易导致带钢在平整工序形成辊印、压印及表面黑斑等缺陷。
汽车行业和家电行业所使用的冷轧钢板要求其表面质量高，因此必须对经酸洗冷轧后的带钢表面进行清洗脱脂。传统的带钢表面进行清洗脱脂方法是碱液预清洗→电解脱脂→热水漂洗的工艺，由于带钢表面粘附的膜组织，同时带钢的运行速度要求，碱液预清洗工序和电解脱脂工序要求设备数量多，长度长，场地占用量大，而且其工作模式需要产生大量的不可回收工业废碱，这样造成能耗大；而热水漂洗后的热水由于其中含有较多的颗粒物，也直接排放掉了，这样进一步增加了能源的消耗。
国外开发一种高密度电流脱脂清洗技术，其原理为以碱性脱脂液为导电介质，在带钢表面形成200A/dm2左右的高密度电流，使带钢表面瞬间产生大量气泡，爆破带钢表面油污层，从而清洗带钢。该技术虽然可以适应高速生产要求，但是其电能消耗为传统工艺的10倍以上，且造价高，设备精密，维护要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能耗低，热水漂洗后的热水循环利用的热水循环清洗带钢表面的方法及其系统，以解决上述其问题。
实现本发明热水循环清洗带钢表面的方法的技术方案是：热水循环清洗带钢表面的方法，是带钢表面经过碱刷洗、电解清洗和热水漂洗，在对带钢表面进行碱刷洗之前，先利用喷洗热水经过稳压储压罐后，以8～12MPa的压力对带钢的两个表面喷洗，所述喷洗热水温度为40℃～70℃；所述热水漂洗后的废水进入缓冲槽，喷洗带钢表面的废水进入所述缓冲槽，缓冲槽的水经过过滤后，进入储水罐，储水罐的水形成喷洗热水。
所述喷洗热水进入稳压储压罐后，以大于进水管的数量从出水管流出，稳压储压罐的进水管的数量和出水管的数量的比为1∶2～5。
所述过滤后的水中的含颗粒物的颗径不大于100微米。优选的采用两级过滤使得过滤后的水中的含颗粒物的颗径在20～80微米。
所述喷洗的喷水方向与带钢的移动方向之间的夹角为110°～140°。
本发明方法在对带钢表面进行碱刷洗之前，利用高压热水对带钢表面进行喷洗，先清除带钢表面40％～60％的残油残铁，喷洗后再进行碱刷洗、电解清洗和热水漂洗，这样可以大大减少碱刷洗、电解清洗等设备的长度，降低碱刷洗、电解清洗等设备的电能消耗；在喷洗时利用稳压储压罐形成稳定的水压，对带钢表面进行均匀的喷洗，避免利用高压水泵直接喷洗时，由于水泵的波动使得喷洗水压不稳定，造成带钢表面喷洗的不均匀，一方面降低喷洗的效果，另一方面，由于后续工序设备减少，从而影响到后续工序的脱脂质量；本发明的再一个个特点是将热水漂洗后的废水过滤作为喷洗水使用，实现热水的循环使用，一方面减少喷洗热水的加热时的电能的消耗，另一方面减少水的消耗；过滤后的的含颗粒物的颗径不大于100微米特别是含颗粒物的颗径20～80微米，保证喷洗用水在喷洗时不会对带钢表面造成划伤。
综上所述，本发明方法综合考虑了在利用热水喷洗、热水循环使用时的各方面的因素，实现带钢表面清洗脱脂的工艺的最优化，可使后续碱刷洗及电解工序段设备组合数量及能耗降低40％以上，实现节能降耗。
实现本发明的热水循环清洗带钢表面的系统的技术方案是：它包括依工序设置的用于带钢表面碱刷洗的碱液预清洗槽，用于带钢表面电解脱脂的电解脱脂槽，用于清洗表面的热水漂洗槽，它还包括位于碱液预清洗槽工序前的带钢表面高压热水喷洗槽；稳压储压罐，储水罐，缓冲槽和水过滤装置；所述热水漂洗槽的废水排出管连接联通缓冲槽，带钢表面高压热水喷洗槽的废水排出管连接联通缓冲槽；缓冲槽与水过滤装置连接联通；水过滤装置与储水罐连接联通；储水罐与稳压储压罐连接联通；所述带钢表面高压热水喷洗槽内设有带钢导辊，带钢表面高压热水喷洗槽内设有上喷水管和下喷水管，上喷水管和下喷水管上均设有喷嘴，上喷水管间隔平行设置多根，下喷水管间隔平行设置多根；稳压储压罐包括罐体，罐体上设有多个出水管和多个进水管，上喷水管和下喷水管分别与罐体上的出水管连接联通，罐体上的每根进水管分别连接联通供水泵，供水泵的进水管道连接联通储水罐。
所述稳压储压罐的的进水管的数量和出水管的数量的比为1∶2～5。
所述出水管的管径小于进水管的管径。
所述热水漂洗槽的废水出管上连接有第一管道控制阀；带钢表面高压热水喷洗槽的废水出管上连接有第二管道控制阀；缓冲槽与水过滤装置连接联通之间连接第三管道控制阀；水过滤装置与储水罐连接联通之间连接第三管道控制阀；上喷水管与罐体之间连接有第四管道控制阀；下喷水管与罐体之间连接有第五管道控制阀；罐体上的进水管与供水泵之间连接有第六管道控制阀。
所述水过滤装置包括串联的第一级过滤装置和第二级过滤装置。
所述带钢导辊是间隔设置在带钢表面高压热水喷洗槽内多个带钢导辊，上喷水管和下喷水管设在相邻的带钢导辊之间。
本发明设备中，稳压储压罐的多个进水管分别连接供水泵，供水泵采用高压水泵，稳压储压罐的多个出水管分别连接联通上喷水管和下喷水管这样可以实现进水和出水的组合控制，可实现组合控制的多样化；稳压储压罐的结构简单，便于加工制造；热水漂洗槽的废水出管、带钢表面高压热水喷洗槽的废水出管连接联通缓冲槽，实现了热废水的回收，缓冲槽与水过滤装置连接联通；水过滤装置与储水罐连接联通实现了热废水循环使用，使90％的高温热水介质可重复循环使用，不仅补充循环过程中的水耗，而且可以补充热能损耗。各设备通过管道及控制阀连接联通，易于安装，控制；碱刷洗及电解工序段设备组合数量及能耗较传统的碱刷洗及电解工序段设备组合数量及能耗较降低40％以上。
经过过滤后的废渣通过旋离干燥方式使清洗下来的铁粉形成干渣状态，可作为永磁体及冶金原料。
附图说明
图1热水循环清洗带钢表面系统示意图。
图2高压热水喷洗槽示意图。
图3稳压储压罐示意图。
具体实施方式
如图1所示，以带钢100系统的清洗工序加以说明；带钢表面高压热水喷洗槽200内设有上喷水管203和下喷水管204，带钢导辊203，上喷水管和下喷水管通过管道与稳压储压罐300的出水管连接联通，稳压储压罐300的进水管通过供水泵303，供水泵303通过管道与储水罐400连接联通。
带钢100以高压热水喷洗后的工序是碱刷洗，即系统中碱液预清洗槽500；碱刷洗后的工序是带钢表面电解脱脂，即系统中的电解脱脂槽510。碱液预清洗槽500和电解脱脂槽510的结构是现有技术，不累述。在本发明中由于前续工序中采用高压热水喷洗(带钢表面高压热水喷洗的结构在后描述)，因此，碱液预清洗槽500和电解脱脂槽510的设备数量，及长度较现有工艺中减少40％以上，附图中只显示一组碱液预清洗槽500和电解脱脂槽510；其实根据具体的要求可以设置多个碱液预清洗槽500和电解脱脂槽510。
带钢表面电解脱脂后的工序是清洗表面的热水漂洗，即系统中的热水漂洗槽520，热水漂洗槽520的结构也是现有的技术，不累述。
本发明的创新还在于，在系统中设置了缓冲槽600、水过滤装置700，缓冲槽600通过管道及控制阀610与水过滤装置700连接联通。水过滤装置700的排水管通过控制阀710与储水罐400连接联通。
热水漂洗槽520的废水排水管522上连接控制阀521与缓冲槽600连接联通；带钢表面高压热水喷洗槽200的废水排出管210通过控制阀220连接联通缓冲槽600。该水温在70℃～80℃之间，这样实现热水漂洗槽520的废热水的回收；带钢表面高压热水喷洗槽200的废水温在40℃～50℃之间，也实现带钢表面高压热水喷洗槽200的废热水的回收。
水过滤装置700采用串联的第一级过滤装置和第二级过滤装置的两级过滤装置，实现过滤后水中悬浮颗粒物大小在20～100um，特别是保证过滤后水中悬浮颗粒物大小在20～80um，这样可以实现将过滤后的热水能过再次用于带钢表面高压热水喷洗，而该水在进行喷洗时，不会对带钢表面造成划伤。
上述热水的回收再循环利用能够实现90％的高温热水介质可重复循环使用。这样大大减少储水罐400中的外界补充热水使用量。
稳压储压罐300的结构如图3所示，它包括密闭的耐压的罐体301，罐体301为封闭的圆柱结构，罐体301上设有多个出水管和多个进水管，出水管的数量依据带钢表面高压热水喷洗槽200内上喷水管203和下喷水管204的数量而定，每一个上喷水管203和下喷水管204对应连接一个出水管，在上喷水管203和下喷水管204与出水管的连接管道上连接有控制阀206。进水管的数量至少是两个，每个进水管上均连接联通有控制阀302和高压水泵303，稳压储压罐的进水管的数量和出水管的数量的比为1∶2～5。
本实施例中进水管和出水管的数量的比为1∶4，即4根进水管304和16根出水管305。出水管的管径小于进水管的管径。
四台高压水泵303同时向稳压储压罐300供水，使得稳压储压罐300内形成高压水，并在其中储存，高压水从出水管305输出。在此过程中，任意一台高压汞水泵的压力出现波动，均不会影响到稳压储压罐300的压力。同时，它还有利于高压水泵的检修。
带钢表面高压热水喷洗槽200如图2所示，带钢表面高压热水喷洗槽200内沿带钢100的直线移动方向间隔设有带钢导辊，本实施例中带钢导辊成对设置，共4对，呈水平布置，平行排列的主传动塑胶托辊201；带钢表面高压热水喷洗槽200的抽口部分设置一对主传动塑胶挤干辊202。相邻的带钢导辊之间均设有两个上喷水管203和两个下上喷水管204，上喷水管203和下上喷水管204相对设置，上喷水管203和下上喷水管204上均设有喷嘴206。喷嘴206喷出水的方向V1与带钢100的移动方向V2之间的夹角θ的角度为：110°～140°。
该系统的工艺为：温度为40℃～70℃的高温热水从储水罐400中通过高压水泵303被升压至压力达到10MPa，该泵单体供流量30m3/h，泵压可达12MPa。考虑到对清洗效果的要求及使用中的突发状况，利用四用一备的方式组成高压泵组，即常规下提供120m3/h水流量，最高可提供150m3/h水流量。常规下四组水泵提供的高压水被送至稳压储压罐300中其入水口孔径为Φ1，出水口外接16根上喷水管203和下喷水管204，出水口孔径为Φ2，为保证水压，Φ1/Φ2应控制在适当比例之内。每个喷嘴水流量为0.75m/h，160个喷嘴每小时水流量为120m3。高压水通过形成扇面水刀对带钢上下表面进行强力喷射冲洗，喷射方向逆向带钢运行方向，喷射角度θ定为130°，喷射高度130mm。
带钢表面经过高压热水喷洗后，在经过碱液预清洗槽500进行碱刷洗；经过电解脱脂槽510进行电解清洗和经过热水漂洗槽520热水漂洗完成带钢表面的清洗脱脂。
热水漂洗后的废水进入缓冲槽，喷洗带钢表面的废水进入缓冲槽，缓冲槽的水经过过滤后，过滤后的水中悬浮颗粒物约为80um，过滤后的水再次回流到储水罐，储水罐400的水形成喷洗热水。
储水罐中水温为70℃～80℃的补充水补给量为12m3/h。
Claims (10)
1.一种热水循环清洗带钢表面的方法，是带钢表面经过碱刷洗、电解清洗和热水漂洗，其特征是在对带钢表面进行碱刷洗之前，先利用喷洗热水经过稳压储压罐后，以8～12MPa的压力对带钢的两个表面喷洗，所述喷洗热水温度为40℃～70℃；所述热水漂洗后的废水进入缓冲槽，喷洗带钢表面的废水进入所述缓冲槽，缓冲槽的水经过过滤后，进入储水罐，储水罐的水形成喷洗热水。
2.如权利要求1所述热水循环清洗带钢表面的方法，其特征是喷洗热水进入稳压储压罐后，以大于进水管的数量从出水管流出，稳压储压罐的进水管的数量和出水管的数量的比为1∶2～5。
3.如权利要求1所述热水循环清洗带钢表面的方法，其特征是所述过滤后的水中的含颗粒物的颗径不大于100微米。
4.如权利要求1所述热水循环清洗带钢表面的方法，其特征是喷洗的喷水方向与带钢的移动方向之间的夹角为110°～140°。
5.一种热水循环清洗带钢表面的系统，它包括依工序设置的用于带钢表面碱刷洗的碱液预清洗槽，用于带钢表面电解脱脂的电解脱脂槽，用于清洗表面的热水漂洗槽，其特征在于它还包括位于碱液预清洗槽工序前的带钢表面高压热水喷洗槽；稳压储压罐，储水罐，缓冲槽和水过滤装置；所述热水漂洗槽的废水排出管连接联通缓冲槽，带钢表面高压热水喷洗槽的废水排出管连接联通缓冲槽；缓冲槽与水过滤装置连接联通；水过滤装置与储水罐连接联通；储水罐与稳压储压罐连接联通；所述带钢表面高压热水喷洗槽内设有带钢导辊，带钢表面高压热水喷洗槽内设有上喷水管和下喷水管，上喷水管和下喷水管上均设有喷嘴，上喷水管间隔平行设置多根，下喷水管间隔平行设置多根；稳压储压罐包括罐体，罐体上设有多个出水管和多个进水管，上喷水管和下喷水管分别与罐体上的出水管连接联通，罐体上的每根进水管分别连接联通供水泵，供水泵的进水管道连接联通储水罐。
6.如权利要求5所述热水循环清洗带钢表面的系统，其特征在于所述稳压储压罐的的进水管的数量和出水管的数量的比为1∶2～5。
7.如权利要求6所述热水循环清洗带钢表面的系统，其特征在于所述出水管的管径小于进水管的管径。
8.如权利要求5所述热水循环清洗带钢表面的系统，其特征在于所述热水漂洗槽的废水出管上连接有第一管道控制阀；带钢表面高压热水喷洗槽的废水出管上连接有第二管道控制阀；缓冲槽与水过滤装置连接联通之间连接第三管道控制阀；水过滤装置与储水罐连接联通之间连接第三管道控制阀；上喷水管与罐体之间连接有第四管道控制阀；下喷水管与罐体之间连接有第五管道控制阀；罐体上的进水管与供水泵之间连接有第六管道控制阀。
9.如权利要求5所述热水循环清洗带钢表面的系统，其特征在于所述水过滤装置包括串联的第一级过滤装置和第二级过滤装置。
10.如权利要求5所述热水循环清洗带钢表面的系统，其特征在于所述带钢导辊是间隔设置在带钢表面高压热水喷洗槽内多个带钢导辊，上喷水管和下喷水管设在相邻的带钢导辊之间。
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