CN110129874A - 不锈钢高效清洗装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢高效清洗装置及方法，其装置包括依次连接的中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽、喷淋漂洗槽、超声漂洗槽和辐射热风干燥系统，所述中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽内都设有超声波振子，所述超声振子通过支架悬挂在中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽的槽体内，所述超声波振子与超声波发生器连接本发明可用于热轧态和冷轧态不锈钢的连续酸洗，降低化学试剂的消耗，提高清洗效率，获得高表面质量的不锈钢。

Description

不锈钢高效清洗装置及方法
技术领域
本发明涉及带钢表面清洗技术领域，更具体地说，涉及一种不锈钢高效清洗装置及方法。
背景技术
不锈钢表面质量是影响产品性能提升的关键因素之一。带钢在热轧和冷轧过程中会在表面形成一层致密的金属氧化物薄膜，该氧化膜会严重降低带钢表面质量且加剧轧辊的磨损。
针对上述表面鳞皮对带钢后续加工的影响，国内外生产企业普遍采用化学或电化学除鳞，该方法清洗效果好。不锈钢酸洗除去氧化铁皮普遍采用两段法，同时热轧板和冷轧板清洗工艺不一样。现有技术中的酸洗条件较为恶劣，且酸洗耗时很长，因此，亟待开发高效酸洗设备及工艺，减缓高温高浓度化学试剂对环境的污染、加快清洗速度以及获得高表面质量的带钢。目前，常规酸洗机组及工艺的酸洗效率还有待通过辅助其他工艺进一步提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种不锈钢高效清洗装置及方法，可用于热轧态和冷轧态不锈钢的连续酸洗，降低化学试剂的消耗，提高清洗效率，获得高表面质量的不锈钢。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种不锈钢高效清洗装置，包括依次连接的中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽、喷淋漂洗槽、超声漂洗槽和辐射热风干燥系统，所述中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽内都设有超声波振子，所述超声振子通过支架悬挂在中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽的槽体内，所述超声波振子与超声波发生器连接。
上述方案中，所述中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽的槽体内都设有液位计，所述超声波发生器与所述液位计连接。
上述方案中，所述超声波振子的材质为不锈钢、钛合金或陶瓷，超声波振子表面涂覆聚四氟乙烯或镀钽。
上述方案中，所述支架还与螺杆联轴器连接，通过螺杆联轴器调节支架的位置。
本发明还提供了一种热轧不锈钢板带钢清洗方法，包括以下步骤：
S1、在强酸超声酸洗槽内进行超声硫酸酸洗，热轧不锈钢板带钢浸入硫酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为55～85℃，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为120～250g/L；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在超声混酸酸洗槽内进行超声混酸酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入混酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，所述混酸酸洗液中，HNO3浓度为100～150g/L、HF浓度为15-40g/L；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
本发明还提供了一种冷轧铁素体不锈钢板带钢清洗方法，包括以下步骤：
S1、在中性盐超声电解槽内进行超声电解酸洗，冷轧铁素体不锈钢板带钢浸入中性盐Na2SO4酸洗液中电解酸洗，酸洗温度为60～85℃，所述Na2SO4酸洗液中，Na2SO4浓度为120～200g/L，电解电流密度5～10A/dm2；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在强酸超声酸洗槽内进行超声电解酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入HNO3酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，HNO3浓度为80～120g/L，电解电流密度5～10A/dm2，开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
本发明还提供了一种冷轧奥氏体不锈钢板带钢清洗方法，包括以下步骤：
S1、在中性盐超声电解槽内进行超声电解酸洗，冷轧铁素体不锈钢板带钢浸入中性盐Na2SO4酸洗液中电解酸洗，酸洗温度为60～85℃，所述Na2SO4酸洗液中，Na2SO4浓度为120～200g/L，电解电流密度5～10A/dm2；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在超声混酸酸洗槽内进行超声混酸酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入混酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，所述混酸酸洗液中，HNO3浓度为100～150g/L，HF浓度为15-40g/L，开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
实施本发明的不锈钢高效清洗装置及方法，具有以下有益效果：
1、超声波可强化带钢的电解、酸洗以及漂洗工艺。带钢超声清洗工艺，利用超声波使带钢附近的液体发生剧烈震荡，液体内部处于压力瞬间减少增大的循环中，在压力突然减小时，液体内部会形成许多高度真空气穴，压力突然增大而被压迫产生冲击波。这些冲击波作用在带钢表面，使带钢表面的污染物剥离，起到“无刷强效刷洗”的效果；同时还有升温、搅拌作用，强化传质，有利于带钢清洗，从而大大促进清洗的进行。
2、热轧不锈钢表面的氧化物较为粗大且厚，同时热轧退火酸洗后产品还要后续处理，所以在第一阶段采用热H2SO4方式就可满足要求，第二阶段采用混酸酸洗；而对于冷轧不锈钢，其表面氧化物较薄，但表面质量要求比热轧退火酸洗产品高，所以采用电解Na2SO4方式；对于冷轧铁素体不锈钢而言，第二阶段采用电解HNO3。为了满足不同钢种、冷热轧不锈钢的酸洗，不锈钢酸洗采用通用的槽体结构，槽体结构根据工艺切换功能。
3、本发明适用于不同厚度、运行速度、冷热轧不锈钢的工业化连续清洗；本发明首次实现超声强化电解、酸洗和漂洗，利用超声的冲击波达到快速清洗目的，缓解不锈钢酸洗压力，显著提高清洗效率、降低环保压力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明不锈钢高效清洗装置的结构示意图；
图2是超声波振子的安装结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-2所示，本发明不锈钢高效清洗装置包括依次连接的中性盐超声电解槽1、强酸超声酸洗槽2、超声混酸酸洗槽3、喷淋漂洗槽4、超声漂洗槽5和辐射热风干燥系统6。
中性盐超声电解槽1、强酸超声酸洗槽2、超声混酸酸洗槽3和超声漂洗槽5内都设有超声波振子8，超声波振子8与超声波发生器连接，超声波振子8通过支架10悬挂在中性盐超声电解槽1、强酸超声酸洗槽2、超声混酸酸洗槽3和超声漂洗槽5的槽体内。中性盐超声电解槽1、强酸超声酸洗槽2和超声混酸酸洗槽3的槽体结构均相同，可以根据需要设置电解极板9。辐射热风干燥系统6配备了红外或微波快速辐射干燥设备。
中性盐超声电解槽1、强酸超声酸洗槽2、超声混酸酸洗槽3和超声漂洗槽5的槽体内都设有液位计，超声波发生器与液位计11连接，实现低液位连锁保护，防止超声波发生器干烧。超声功率根据带钢7来料、清洗质量要求及带钢7清洗工艺速度调节，可通过选择性开启超声组数大调或发生器电流微调。
超声波振子8材质为不锈钢、钛合金或陶瓷，超声波振子8表面涂覆聚四氟乙烯或镀钽，防腐蚀能力强。
超声波振子8的支架10还与螺杆联轴器连接，通过螺杆联轴器调节支架10的位置。超声波发生器的超声波振子8在带钢7上下表面对称、错开布置或布置在带钢7清洗槽侧壁，超声波振子8距离带钢7或槽壁的间距可调节。
本发明还提供了一种热轧不锈钢板带钢清洗方法，包括以下步骤：
S1、在强酸超声酸洗槽内进行超声硫酸酸洗，热轧不锈钢板带钢浸入硫酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为55～85℃，硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为120～250g/L；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在超声混酸酸洗槽内进行超声混酸酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入混酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，混酸酸洗液中，HNO3浓度为100～150g/L、HF浓度为15-40g/L；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
本发明还提供了一种冷轧铁素体不锈钢板带钢清洗方法，包括以下步骤：
S1、在中性盐超声电解槽内进行超声电解酸洗，冷轧铁素体不锈钢板带钢浸入中性盐Na2SO4酸洗液中电解酸洗，酸洗温度为60～85℃，Na2SO4酸洗液中，Na2SO4浓度为120～200g/L，电解电流密度5～10A/dm2；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在强酸超声酸洗槽内进行超声电解酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入HNO3酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，HNO3浓度为80～120g/L，电解电流密度5～10A/dm2，开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
本发明还提供了一种不锈钢高效清洗装置的冷轧奥氏体不锈钢板带钢清洗方法，包括以下步骤：
S1、在中性盐超声电解槽内进行超声电解酸洗，冷轧铁素体不锈钢板带钢浸入中性盐Na2SO4酸洗液中电解酸洗，酸洗温度为60～85℃，Na2SO4酸洗液中，Na2SO4浓度为120～200g/L，电解电流密度5～10A/dm2；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在超声混酸酸洗槽内进行超声混酸酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入混酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，混酸酸洗液中，HNO3浓度为100～150g/L，HF浓度为15-40g/L，开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
本发明不锈钢清洗方法和常规不锈钢酸洗方法及效果对比如表1所示：
表1
酸洗耗时(s) 中性盐消耗 电耗 酸耗 清洗效果 环保压力
常规 25-32 - - - 金属光泽 酸雾量大
该工艺 17-21 减少约5％ 减少约17％ 减少5-10％ 金属光泽 酸雾量小
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种不锈钢高效清洗装置，其特征在于，包括依次连接的中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽、喷淋漂洗槽、超声漂洗槽和辐射热风干燥系统，所述中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽内都设有超声波振子，所述超声振子通过支架悬挂在中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽的槽体内，所述超声波振子与超声波发生器连接。
2.根据权利要求1所述的不锈钢高效清洗装置，其特征在于，所述中性盐超声电解槽、强酸超声酸洗槽、超声混酸酸洗槽和超声漂洗槽的槽体内都设有液位计，所述超声波发生器与所述液位计连接。
3.根据权利要求1所述的不锈钢高效清洗装置，其特征在于，所述超声波振子的材质为不锈钢、钛合金或陶瓷，超声波振子表面涂覆聚四氟乙烯或镀钽。
4.根据权利要求1所述的不锈钢高效清洗装置，其特征在于，所述支架还与螺杆联轴器连接，通过螺杆联轴器调节支架的位置。
5.一种利用权利要求1所述的不锈钢高效清洗装置的热轧不锈钢板带钢清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在强酸超声酸洗槽内进行超声硫酸酸洗，热轧不锈钢板带钢浸入硫酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为55～85℃，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为120～250g/L；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在超声混酸酸洗槽内进行超声混酸酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入混酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，所述混酸酸洗液中，HNO3浓度为100～150g/L、HF浓度为15-40g/L；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
6.一种利用权利要求1所述的不锈钢高效清洗装置的冷轧铁素体不锈钢板带钢清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在中性盐超声电解槽内进行超声电解酸洗，冷轧铁素体不锈钢板带钢浸入中性盐Na2SO4酸洗液中电解酸洗，酸洗温度为60～85℃，所述Na2SO4酸洗液中，Na2SO4浓度为120～200g/L，电解电流密度5～10A/dm2；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在强酸超声酸洗槽内进行超声电解酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入HNO3酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，HNO3浓度为80～120g/L，电解电流密度5～10A/dm2，开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
7.一种利用权利要求1所述的不锈钢高效清洗装置的冷轧奥氏体不锈钢板带钢清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在中性盐超声电解槽内进行超声电解酸洗，冷轧铁素体不锈钢板带钢浸入中性盐Na2SO4酸洗液中电解酸洗，酸洗温度为60～85℃，所述Na2SO4酸洗液中，Na2SO4浓度为120～200g/L，电解电流密度5～10A/dm2；开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S2、在超声混酸酸洗槽内进行超声混酸酸洗，带钢经过刷洗挤干后浸入混酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为30～65℃，所述混酸酸洗液中，HNO3浓度为100～150g/L，HF浓度为15-40g/L，开启超声波发生器，超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S3、在喷淋漂洗槽内进行喷淋漂洗，在超声漂洗槽内进行超声漂洗，漂洗温度40-65℃，超声漂洗槽内超声波振子距离带钢间距调节为20-150mm；
S4、漂洗后清洁的带钢经辐射热风干燥系统吹干。
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