CN106310765B - 一种去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器及方法，过滤器包括滤筒、滤筒内的滤芯和滤筒两侧的永磁铁；滤筒上部端盖中央设有气水混合三通，其出口经管道与滤芯相连，滤筒一侧的下方中间焊接有滤筒碱液入口管道，另一侧的上方中间焊接有滤筒碱液出口管道，滤筒下部四棱锥体尖端焊接有滤筒铁粉排出管道；滤芯由多组蜂窝状的可上下叠加的滤芯块构成，每个蜂窝的中心都开一个冲洗孔，各组滤芯块垂直放置在滤筒内部的支架上，各入口和出口管道都安装有电动阀。通过电动阀和永磁铁的时序控制进行过滤和反冲洗，包括过滤、吹扫、反冲洗、铁粉排出。能快速去除碱液中的超细铁粉，提高碱液的清洗效果和带钢表面的清洗质量，减少碱液的消耗，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁过滤技术，在对冷轧后钢板进行碱液清洗过程中，用于连续去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器及方法。
背景技术
冷轧带钢表面的残留物会影响带钢的表面反射率、影响后续工序的质量、影响下游工序成品的表面外观质量。以镀锌生产工艺为例，带钢表面残留的固体颗粒一部分粘到退火炉的炉辊上，另一部分落入炉内或残留在钢板表面，粘到炉辊上的固体颗粒积累后造成炉辊结瘤。结瘤的炉辊使带钢表面产生压印，压印较重时，带钢表面产生划伤。此外残留在钢板表面的固体颗粒被带入锌锅，这些物质主要是铁粉和碳颗粒。铁粉在锌液中与Zn、Al等形成金属键化合物即浮渣(Al化合物)与底渣(Zn化合物)，增加了锌液成分的控制难度。碳颗粒通常形成浮渣，如果浮渣较多，可粘附在带钢表面，称为锌渣缺陷。这类缺陷在锌层表面表现为米粒大小的突起点。
用于清除带钢表面铁粉、碳颗粒和油脂等残留物的清洗工序，已经成为冷连轧带钢生产的关键工序之一。清洗工艺包括化学清洗、物理清洗和电解清洗，清洗后带钢表面的铁粉残留在清洗介质碱液中。碱液中的铁粉如若不及时清除，一则导致带钢表面铁粉的继续大量残留，二则缩短碱液的使用时间，三则降低清洗效率，四则导致设备喷嘴堵塞及刷辊烧焦等事故的频繁发生。
铁粉是尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。按粒度大小可分为粗粉、中等粉、细粉、极细粉和超细粉五个等级。粒度为150-500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44-150μm为中等粉，10-44μm的为细粉，0.5-10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。清洗碱液中超过60％的铁粉颗粒尺寸小于30μm，悬浮于碱液中。
清洗碱液在使用过程中，随使用时间的延长，会逐渐积累大量的杂质，主要是铁粉，这些铁粉的存在严重影响了带钢的清洗质量，故碱液必须净化处理。碱液净化处理的方法主要包括定期更换碱液、人工清除碱液槽中的沉淀和磁分离法。
ZL200920305990提供了一种适用于乳液过滤铁粉的磁过滤装置。该磁过滤其包括磁体、附着物收集装置，且磁体与收集装置相对的表面为平面。该磁过滤装置只适用于细小可磁化颗粒的过滤，不适用于清洗碱液中超细铁粉的过滤，且其是否耐碱液腐蚀未阐述清楚。
发明内容
本发明提供了一种适用于去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器及方法，设备紧凑、工艺简便、去除率高、成本低。能快速去除碱液中的超细铁粉，提高碱液的清洗效果和带钢表面的清洗质量，减少碱液的消耗，降低生产成本。具备自动反冲洗功能，设备免维护和清洗，降低了设备的维护成本。永久磁铁的使用，减少了设备的运行成本。
一种去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器，其特征在于：包括滤筒、滤筒内的滤芯和滤筒两侧的永磁铁；滤筒上部为长方体，下部为四棱锥体，滤筒上部端盖中央设有气水混合三通，其出口经管道与滤芯相连，滤筒一侧的下方中间焊接有滤筒碱液入口管道，另一侧的上方中间焊接有滤筒碱液出口管道，下部四棱锥体尖端焊接有滤筒铁粉排出管道；滤芯由多组蜂窝状的可上下叠加的滤芯块构成，每个蜂窝的中心都开一个冲洗孔，并与压缩空气管道和热冲洗水管道相连，各组滤芯块垂直放置在滤筒内部的支架上；
滤筒碱液入口管道通过法兰与碱液入口电动阀连接，碱液入口电动阀的另一端通过法兰与碱液入口管道连接；
滤筒碱液出口管道通过法兰与碱液出口电动阀连接，碱液出口电动阀的另一端通过法兰与碱液出口管道连接；
气水混合三通的进水口通过法兰与热冲洗水电动阀相连，热冲洗水电动阀的另一端通过法兰与热冲洗水管道相连，气水混合三通的进气口通过法兰与压缩空气电动阀相连，压缩空气电动阀的另一端通过法兰与压缩空气管道相连；
滤筒铁粉排出管道通过法兰与铁粉排出电动阀相连，铁粉排出电动阀的另一端通过法兰与铁粉排出管道相连；
永磁铁为可移动部件，与滤筒间有5-10mm的间隙，永磁铁垂直放置，磁力线与碱液流动方向垂直，同时磁力线与滤芯块蜂窝孔中心线平行。
一种用于去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器的方法，其特征在于包含以下步骤：
第一步：过滤：永磁铁移入；压缩空气管道电动阀关闭；热冲洗水电动阀关闭；铁粉排出电动阀关闭；碱液入口电动阀打开；碱液出口电动阀打开，碱液进入滤筒中，碱液的流量为0.1-0.2m3/min，碱液中的铁粉吸附在滤芯块的蜂窝内，过滤后转到第二步；
第二步：吹扫：永磁铁移出；压缩空气进气电动阀打开；热冲洗水电动阀关闭；铁粉排出电动阀打开；碱液入口电动阀关闭；碱液出口电动阀关闭，用压缩空气吹扫，压缩空气压力0.6-0.8bar，滤芯块蜂窝和孔内的铁粉被吹出，然后转到第三步；
第三步：反冲洗：压缩空气电动阀关闭；热冲洗水电动阀打开；铁粉排出电动阀关闭；碱液入口电动阀关闭；碱液出口电动阀关闭；滤筒中注入热冲洗水，热冲洗水温度60℃-65℃，热冲洗水流量1-1.2m3/min，未被吹扫掉的铁粉溶入到热冲洗水中，注满滤筒后转到第四步；
第四步：铁粉排出：热冲洗水管道电动阀关闭；铁粉排出管道电动阀打开；碱液入口管道电动阀关闭；碱液出口管道电动阀关闭；铁粉单次循环去除率≥60％，热冲洗水和铁粉混合物排出滤筒后转到第一步。
本发明有以下特点和有益效果：
一种适用于去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器，设备紧凑、工艺简便、去除率高、成本低。无论铁粉颗粒大小均能有效吸附在滤芯蜂窝内，能快速去除碱液中的超细铁粉，提高碱液的清洗效果和带钢表面的清洗质量，减少碱液的消耗，降低生产成本。具备反冲洗功能，设备免维护和清洗，降低了设备的维护成本。同时永久磁铁的使用同电磁铁相比，可减少设备的运行成本。
附图说明
图1为本发明永磁反冲洗过滤器的结构示意图；
图2单个滤芯块主视图；
图3单个滤芯块俯视图；
图4为本发明吹扫、反冲洗和排铁粉状态结构示意图(移出永磁铁)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器的方法，包含以下步骤：
去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器如图1、图2和图3所示，1—碱液入口管道；2—碱液入口电动阀；3—滤筒碱液入口管道；4—永磁铁；5—热冲洗水管道；6—热冲洗水电动阀；7—气水混合三通；8—压缩空气电动阀；9—压缩空气管道；10—滤筒碱液出口管道；11—碱液出口电动阀；12—碱液出口管道；14—滤筒；15—滤芯；16—滤筒铁粉排出管道；17—铁粉排出电动阀；18—铁粉排出管道；19—支架；20—滤芯块；21—蜂窝；22—冲洗孔；
滤筒14上部成长方体，下部为四棱锥体，上端盖正中央安装有气水混合三通7，左上方中间焊接有滤筒碱液出口管道10，右下方中间焊接有滤筒碱液入口管道3，下部四棱锥体尖端焊接有滤筒铁粉排出管道16，左右两侧放置两块永磁铁。碱液入口管道1与碱液入口电动阀2通过法兰连接，碱液入口电动阀2的另一端与滤筒碱液入口管道3通过法兰连接，滤筒碱液入口管道3焊接在滤筒14的右下方中间。永磁铁4放置在滤筒14的两侧，与滤筒14间有5-10mm的间隙。热冲洗水管道5与热冲洗水电动阀6通过法兰连接，热冲洗水电动阀6的另一端通过法兰与气水混合三通7的相连。气水混合三通7的出口焊接在滤筒14上端盖中央，在滤筒内部分散成多个细管与滤芯15上部孔相连。气水混合三通7与压缩空气电动阀8通过法兰连接。压缩空气电动阀8的另一端用法兰与压缩空气管道9相连。滤筒碱液出口管道10焊接在滤筒14的左上方中间，滤筒碱液出口管道10与碱液出口电动阀11通过法兰连接，碱液出口电动阀11的另一端用法兰与碱液出口管道12相连。滤芯15放置在滤筒的内部的支架19上。滤筒铁粉排出管道16焊接在滤筒14下部四棱锥体的端部，滤筒铁粉排出管道16通过法兰与铁粉排出电动阀17相连，铁粉排出电动阀17的另一端通过法兰与铁粉排出管道18连接。
过滤器的滤筒14材质为304不锈钢，与其相连接的碱液入口管道1、碱液出口管道12、压缩空气管道9、热冲洗水管道5、铁粉排出管道18的材质均为304不锈钢。
滤筒上部为长方体，使得各组滤芯的磁力线分布均匀。滤筒的下部为四棱锥体，便于铁粉颗粒的沉积和排出。
碱液由长方体滤筒14一侧下方进入，由长方体滤筒14另一侧上方流出。四棱锥体的尖部连接滤筒铁粉排出管道16。滤筒上端盖开有压缩空气和热冲洗水的孔，压缩空气管道9和热冲洗水管道5在滤筒上端盖孔处聚合在一起。
碱液入口电动阀2，碱液出口电动阀11，压缩空气电动阀8，热冲洗水电动阀6，铁粉排出电动阀17，这些电动阀用于过滤、吹扫和反冲洗的逻辑控制。
滤芯15由多组蜂窝状的可上下叠加的滤芯块20构成，每个滤芯块20上有多个蜂窝21，每个蜂窝的中心都开一个冲洗孔22，并与压缩空气管道9和热冲洗水管道5相连，便于吹扫和反冲洗。滤芯块20由耐碱液腐蚀材质制成。各组滤芯块垂直放置。
滤筒14外部安装一对永磁铁4，永磁铁4垂直放置，磁力线与碱液流动方向垂直，同时磁力线与滤芯块蜂窝孔中心线平行，便于捕捉铁粉颗粒。永磁铁4为可移动部件，过滤时移入，吹扫和反冲洗时移出。
碱液的循环流量为0.1-0.2m3/min，压缩空气压力0.6-0.8bar，热冲洗水温度60℃-65℃，热冲洗水流量1-1.2m3/min，铁粉单次循环去除率≥60％。
去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器的工作过程按以下几步循环进行：
第一步：过滤(见图1)
永磁铁移入；压缩空气管道电动阀8关闭；热冲洗水电动阀6关闭；铁粉排出电动阀17关闭；碱液入口电动阀2打开；碱液出口电动阀11打开，碱液以0.1m3/min的流量进入滤筒中，碱液中的铁粉吸附在滤芯块的蜂窝内，20分钟后转到第二步。
第二步：吹扫(见图4)
永磁铁移出；压缩空气进气电动阀8打开；热冲洗水电动阀6关闭；铁粉排出电动阀17打开；碱液入口电动阀2关闭；碱液出口电动阀11关闭。用压力为0.6bar的压缩空气吹扫1分钟，滤芯块蜂窝和孔内的铁粉被吹出，然后转到第三步。
第三步：反冲洗(见图4)
压缩空气电动阀8关闭；热冲洗水电动阀6打开；铁粉排出电动阀17关闭；碱液入口电动阀2关闭；碱液出口电动阀11关闭；滤筒中注入热冲洗水，热冲洗水温度60℃，热冲洗水流量1m3/min，未被吹扫掉的铁粉溶入到热冲洗水中，30秒注满滤筒后转到第四步。
第四步：铁粉排出(见图4)
热冲洗水管道电动阀6关闭；铁粉排出管道电动阀17打开；碱液入口管道电动阀2关闭；碱液出口管道电动阀11关闭；铁粉单次循环去除率65％，热冲洗水和铁粉混合物排出滤筒后转到第一步。
Claims (3)
1.一种去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器，包括滤筒、滤芯和滤筒两侧的永磁铁、入口、出口、粒子排放端口，其特征在于：滤筒(14)上部为长方体，下部为四棱锥体，滤筒(14)上部端盖中央设有气水混合三通(7)，其出口经管道与滤芯(15)相连，滤筒一侧的下方中间焊接有滤筒碱液入口管道(3)，另一侧的上方中间焊接有滤筒碱液出口管道(10)，下部四棱锥体尖端焊接有滤筒铁粉排出管道(16)；滤芯(15)由多组蜂窝状的可上下叠加的滤芯块(20)构成，每个蜂窝(21)的中心都开一个冲洗孔(22)，并与压缩空气管道和热冲洗水管道相连，各组滤芯块垂直放置在滤筒内部的支架(19)上；
滤筒碱液入口管道(3)通过法兰与碱液入口电动阀(2)连接，碱液入口电动阀(2)的另一端通过法兰与碱液入口管道(1)连接；
滤筒碱液出口管道(10)通过法兰与碱液出口电动阀(11)连接，碱液出口电动阀(11)的另一端通过法兰与碱液出口管道(12)连接；
气水混合三通(7)的进水口通过法兰与热冲洗水电动阀(6)相连，热冲洗水电动阀(6)的另一端通过法兰与热冲洗水管道(5)相连，气水混合三通(7)的进气口通过法兰与压缩空气电动阀(8)相连，压缩空气电动阀(8)的另一端通过法兰与压缩空气管道(9)相连；
滤筒铁粉排出管道(16)通过法兰与铁粉排出电动阀(17)相连，铁粉排出电动阀(17)的另一端通过法兰与铁粉排出管道(18)相连；
永磁铁(4)为可移动部件，与滤筒(14)间有5-10mm的间隙，永磁铁垂直放置，磁力线与碱液流动方向垂直，同时磁力线与滤芯块蜂窝孔中心线平行。
2.根据权利要求1所述的一种去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器，其特征在于：滤筒(14)，与其相连接的碱液入口管道(1)、碱液出口管道(12)、压缩空气管道(9)、热冲洗水管道(5)、铁粉排出管道(18)的材质均为不锈钢；滤芯块(20)由耐碱液腐蚀的材质制成。
3.一种用于权利要求1或2所述的去除碱液中超细铁粉的永磁反冲洗过滤器的方法，其特征在于包含以下步骤：
第一步：过滤：永磁铁(4)移入；压缩空气管道电动阀(8)关闭；热冲洗水电动阀(6)关闭；铁粉排出电动阀(17)关闭；碱液入口电动阀(2)打开；碱液出口电动阀(11)打开，碱液进入滤筒中，碱液的流量为0.1-0.2m3/min，碱液中的铁粉吸附在滤芯块的蜂窝内，过滤后转到第二步；
第二步：吹扫：永磁铁(4)移出；压缩空气进气电动阀(8)打开；热冲洗水电动阀(6)关闭；铁粉排出电动阀(17)打开；碱液入口电动阀(2)关闭；碱液出口电动阀(11)关闭，用压缩空气吹扫，压缩空气压力0.6-0.8bar，滤芯块蜂窝和孔内的铁粉被吹出，然后转到第三步；
第三步：反冲洗：压缩空气电动阀(8)关闭；热冲洗水电动阀(6)打开；铁粉排出电动阀(17)关闭；碱液入口电动阀(2)关闭；碱液出口电动阀(11)关闭；滤筒中注入热冲洗水，热冲洗水温度60℃-65℃，热冲洗水流量1-1.2m3/min，未被吹扫掉的铁粉溶入到热冲洗水中，注满滤筒后转到第四步；
第四步：铁粉排出：热冲洗水管道电动阀(6)关闭；铁粉排出管道电动阀(17)打开；碱液入口管道电动阀(2)关闭；碱液出口管道电动阀(11)关闭；铁粉单次循环去除率≥60％，热冲洗水和铁粉混合物排出滤筒后转到第一步。
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