CN110205621A - 控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法、装置和存储介质，所述方法包括如下步骤：测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

Description

控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法、装置和存储介质

技术领域

本发明属于镀锌磷化领域，具体涉及一种钢铁厂控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法、装置和存储介质。

背景技术

镀锌磷化是针对电镀锌、热镀锌、锌板等的一种灰膜磷化工艺，是在磷化液(磷酸盐的稀溶液)中，通过化学反应在锌层表面形成磷化膜(不溶性的三系磷酸盐膜)的过程。通过镀锌磷化处理获得的磷化板，具有优良冲压性及涂覆性，然而，磷化板质量好坏取决于磷化膜厚及晶粒大小，镀锌磷化过程中，随着磷化液被不断消耗，磷化液含量降低，导致游离酸度FA不断降低，总酸度TA不断升高，从而影响磷化膜厚及晶粒尺寸。目前，钢铁厂对镀锌磷化中磷化液补充量的控制主要采用人工监测，通过人工，每20分钟对磷化液的总酸及游离酸进行一次检测，根据检测结果确定磷化液的补充量，存在劳动强度大、监测误差大及磷化液补充不稳定的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法、装置和存储介质。

本发明实施例提供一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，所述方法包括如下步骤：

测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

进一步的，所述方法还包括向磷化液中加入所述磷化液补充量体积的磷化补充液，获得磷化调整液，通过滴定实验，获得所述磷化调整液的游离酸度和总酸度，以验证所述磷化液补充量是否准确。

进一步的，所述滴定实验包括如下步骤：

取磷化调整液，加入去离子水进行稀释，获得磷化稀释液；所述磷化调整液与所述去离子水的体积比为1∶5；

取适量所述磷化稀释液，加入2-3滴甲基橙指示剂或溴酚蓝指示剂，并使用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行一次滴定，滴定至溶液呈橙色或由黄色变为蓝紫色，记录所述一次滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V₁；

取与所述一次滴定相同量的磷化稀释液，加入2-3滴酚酞指示剂，并使用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行二次滴定，滴定至溶液呈粉红色，记录所述二次滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V₂；

根据V₁和V₂，获得磷化调整液的游离酸度和总酸度。

进一步的，所述游离酸度的计算公式为：

式中，FA(pt)表示游离酸度，V₁为一次滴定中氢氧化钠标准溶液体积，单位为mL，c为氢氧化钠标准溶液浓度，单位为mol/L，V₀为磷化稀释液取样体积，单位为mL。

进一步的，所述总酸度的计算公式为：

式中，TA(pt)表示总酸度，V₂为二次滴定中氢氧化钠标准溶液体积，单位为mL，c为氢氧化钠标准溶液浓度，单位为mol/L，V₀为磷化稀释液取样体积，单位为mL。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的装置，包括：

第一测量模块，用于测量待磷化镀锌钢的运行速度；

第二测量模块，用于测量待磷化镀锌钢的宽度；

第三测量模块，用于测量磷化槽中磷化液高度；

计算模块，用于根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现如下方法步骤：

测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明的发明人通过研究发现，镀锌磷化过程中，影响磷化液消耗的因素只与生产线上的过钢面积相关，而过钢面积可根据机组生产时的镀锌钢的运行速度和宽度获得，同时，发明人还发现，总酸度TA增加1点，需要添加磷化补充液的体积为32.5×H(L)，而游离酸FA对应增加0.5个点，因此，利用公式：V＝k×v_钢×B×H，计算获得的磷化液补充量，具有可稳定补充磷化补充液的技术效果。

本发明实施例中的控制镀锌磷化中磷化液补充量的装置，及计算机可读存储介质的设置，可实现自动化控制磷化液补充量，能可稳定补充磷化补充液，且能减少劳动力投入。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请提供一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，所述方法包括如下步骤：

测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

本申请中，所述方法还包括向磷化液中加入所述磷化液补充量体积的磷化补充液，获得磷化调整液，通过滴定实验，获得所述磷化调整液的游离酸度和总酸度，以验证所述磷化液补充量是否准确。

本申请中，所述滴定实验包括如下步骤：

取磷化调整液，加入去离子水进行稀释，获得磷化稀释液；所述磷化调整液与所述去离子水的体积比为1∶5；

取适量所述磷化稀释液，加入2-3滴甲基橙指示剂或溴酚蓝指示剂，并使用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行一次滴定，滴定至溶液呈橙色或由黄色变为蓝紫色，记录所述一次滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V₁；

取与所述一次滴定相同量的磷化稀释液，加入2-3滴酚酞指示剂，并使用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行二次滴定，滴定至溶液呈粉红色，记录所述二次滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V₂；

根据V₁和V₂，获得磷化调整液的游离酸度和总酸度。

本申请中，所述游离酸度的计算公式为：

式中，FA(pt)表示游离酸度，V₁为一次滴定中氢氧化钠标准溶液体积，单位为mL，c为氢氧化钠标准溶液浓度，单位为mol/L，V₀为磷化稀释液取样体积，单位为mL。

本申请中，所述总酸度的计算公式为：

式中，TA(pt)表示总酸度，V₂为二次滴定中氢氧化钠标准溶液体积，单位为mL，c为氢氧化钠标准溶液浓度，单位为mol/L，V₀为磷化稀释液取样体积，单位为mL。

基于同一发明构思，本申请还提供一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的装置，包括：

第一测量模块，用于测量待磷化镀锌钢的运行速度；

第二测量模块，用于测量待磷化镀锌钢的宽度；

第三测量模块，用于测量磷化槽中磷化液高度；

计算模块，用于根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

基于同一发明构思，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现如下方法步骤：

测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

下面将结合具体实施例对本申请进行详细说明。

下述实施例镀锌磷化过程中，工艺参数控制如表1所示。

表1

磷化回流温度	游离酸点	总酸点	酸比	磷化膜膜重
					47-53℃	1.7-2.4	22-28	7-14	1.0-2.0g/m<sup>2</sup>

如磷化槽底面积为25m²，单位面积标准磷化膜重为1.5g/m²，现对k值与标准磷化膜重的关系进行说明：

镀锌磷化过程中，磷化槽液总酸TA增加1点，需要加入磷化液体积(L)为：V₂×V₃，式中，V₂表示单位体积的磷化槽液总酸TA增加1点，需要加入的磷化液体积(L)，实践证明为1.3(L)，V₃表示磷化槽液总体积，V₃＝25H，其中，S_底为磷化槽底面积，H为磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

因此，磷化槽液总酸TA增加1点，需要加入磷化液体积(L)为：32.5H，此时，测出游离酸FA对应增加0.5点，则游离酸FA对应增加0.1点的磷化液体积(L)为：6.5H。

单位面积标准磷化膜重为1.5g/m²时，致使游离酸点下降0.1，则需要面积为1000m²的镀锌磷化钢；

因此单位面积标准磷化膜重为1.5g/m²时，单位面积镀锌磷化钢需要的磷化液补充量(L)为：6.5H/1000，即6.5×10^-3×H，6.5×10^-3即为k值。

以下实施例k值均为6.5×10^-3。

实施例1：

镀锌钢板规格0.5mm×1250mm，在机组带动下的镀锌钢运行速度为120m/min，磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数为70％，磷化液补充量(L)为：

V＝k×v_钢×B×H

＝6.5×10^-3×70％×120×1.25

＝0.68

换算成单位时间补充计量泵的转速为0.68L/min。此时，此时磷化膜膜重为1.3g/m²，为此时磷化槽液的游离酸点为1.8，总酸点为27。

该实施例同样适用于本申请提供的一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的装置，及一种计算机可读存储介质。

实施例2：

镀锌钢板规格0.7mm×936mm，在机组带动下的镀锌钢运行速度为110m/min，磷化液补充量(L)为：

V＝k×v_钢×B×H

＝6.5×10-3×80％×110×0.936

＝0.54

换算成单位时间补充计量泵的转速为0.54L/min。此时磷化膜膜重为1.4g/m2，为此时磷化槽液的游离酸点为1.9，总酸点为26。

该实施例同样适用于本申请提供的一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的装置，及一种计算机可读存储介质。

与现有技术相比，本申请具有以下特点：

1、大幅降低工人的劳动强度，从每20分钟取样分析一次，变成每8小时取样分析一次，加料方式也从人工启动恒速泵添加，变成计量泵自动添加；

2、提高了磷化液的组分稳定性，从之前的人工断续添加变为现有的自动连续添加；

3、工人取样检测的责任心和试验水平对磷化产品质量的影响大幅降低；

4、无需新增一台价格高昂的自动滴定仪，大大降低成本。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，其特征在于，包括：

测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

2.根据权利要求1所述的一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，其特征在于，所述方法还包括：向磷化液中加入所述磷化液补充量体积的磷化补充液，获得磷化调整液，通过滴定实验，获得所述磷化调整液的游离酸度和总酸度，以验证所述磷化液补充量是否准确。

3.根据权利要求2所述的一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，其特征在于，所述滴定实验包括如下步骤：

取磷化调整液，加入去离子水进行稀释，获得磷化稀释液；所述磷化调整液与所述去离子水的体积比为1∶5；

取适量所述磷化稀释液，加入2-3滴甲基橙指示剂或溴酚蓝指示剂，并使用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行一次滴定，滴定至溶液呈橙色或由黄色变为蓝紫色，记录所述一次滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V₁；

取与所述一次滴定相同量的磷化稀释液，加入2-3滴酚酞指示剂，并使用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行二次滴定，滴定至溶液呈粉红色，记录所述二次滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V₂；

根据V₁和V₂，获得磷化调整液的游离酸度和总酸度。

4.根据权利要求2或3所述的一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，其特征在于，所述游离酸度的计算公式为：

式中，FA(pt)表示游离酸度，V₁为一次滴定中氢氧化钠标准溶液体积，单位为mL，c为氢氧化钠标准溶液浓度，单位为mol/L，V₀为磷化稀释液取样体积，单位为mL。

5.根据权利要求2或3所述的一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的方法，其特征在于，所述总酸度的计算公式为：

式中，TA(pt)表示总酸度，V₂为二次滴定中氢氧化钠标准溶液体积，单位为mL，c为氢氧化钠标准溶液浓度，单位为mol/L，V₀为磷化稀释液取样体积，单位为mL。

6.一种控制镀锌磷化中磷化液补充量的装置，其特征在于，包括：

第一测量模块，用于测量待磷化镀锌钢的运行速度；

第二测量模块，用于测量待磷化镀锌钢的宽度；

第三测量模块，用于测量磷化槽中磷化液高度；

计算模块，用于根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时可以实现如下方法步骤：

测量待磷化镀锌钢的运行速度和宽度，及磷化槽中磷化液高度，根据所述测量结果，获得磷化液补充量；

所述磷化液补充量的计算公式为：V＝k×v_钢×B×H；

式中，V表示磷化液补充量，k为系数，k的大小由标准磷化膜重决定，v_钢表示镀锌钢的运行速度，B表示镀锌钢的宽度，H表示磷化槽中磷化液高度占磷化槽总高度的百分数。