CN110857472B - 一种安全环保的金属连续除锈方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全环保的金属连续除锈方法及装置。本发明解决了传统除锈方法化学酸洗液（除锈剂）除锈时酸雾容易挥发出来污染环境，危害工人健康的关键性技术问题；同时实现了满足一个一个工件连续不断地连续除锈的目的。本发明的结构使设备在工作状态时除锈剂与工件密封在除锈工作区和封闭液内，这避免了除锈剂中的有毒有害气体挥发出来污染环境。本发明的装置采用在除锈工作区前后各设置一个封闭区的封闭方案；封闭只是一相对的封闭，利用封闭液来封闭，封闭液的作用是用来封闭除锈剂蒸汽，不直接与溶剂接触，这避免了封闭液与酸洗液相互污染；另外封闭液与大气相通，这避免了因装置中化学酸洗液蒸汽压力过大而发生爆炸的危险。

Description

一种安全环保的金属连续除锈方法及装置

技术领域

本发明涉及金属除锈方法及除锈领域，特涉及一种安全环保、连续的金属除锈方法及装置。

背景技术

钢铁表面的除锈、除氧化皮处理工序是钢铁表面在拉拔、冷轧、热镀、真空镀、电镀、磷化、氧化、涂装……等工序之前必须的前处理工序，目前市场上广泛采用的金属除锈、除氧化皮方法就是酸洗。酸洗除锈处理中用会到大量的硫酸、盐酸等酸液，其产生的大量酸雾和废水，对环境造成了严重危害。近几年市场上出现了一种环保型超声波除锈技术，因其无酸雾挥发，对人体无害所以受到人们的重视，但是它有二个缺点：1.是这种除锈液除氧化皮，必须要超声波，超声波功率一大，噪音对整个工厂都有影响。2.该超声波除锈液除氧化皮时间长，效果差，一般至少10分钟以上，不适合大批量的钢带连续去氧化皮的生产，3.该超声波除锈液用一段时间后，铁离子到达一定量后就很容易结块，一旦结块整个槽子都是果冻状，清理很麻烦，而且被络合的铁离子无法分离，除锈液很难再生。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种安全环保的金属连续除锈方法及装置。具体如下：

本发明针对除锈采用了一种安全的化学酸洗液除锈技术与一种特殊的装置和特殊的封闭技术相结合的工艺与结构，达到了既环保、又快速同时成本低的除锈目的。本发明的结构使工作状态时化学酸洗液与工件密封在除锈工作区和封闭液内，这样避免了化学酸洗液挥发出来污染环境，且能够通过再生工序使污染的化学酸洗液重新利用。本发明的装置中封闭液不是直接与化学酸洗液接触，而只是与少量化学酸洗液蒸汽接触。本发明的装置取件时，工件从一个封闭槽的下部通过然后再从联通的另一个封闭槽的上部被取出来，封闭液填充在两个连通的封闭槽中，这样可以达到封闭液有效封闭化学酸洗液蒸汽，同时又不会带出化学酸洗液或者其蒸汽的目的，也就是环保除锈目的。

本发明的技术方案是：

一种安全环保的金属连续除锈装置，包括除锈设备和再生设备，除锈设备是一封闭除锈装置，包括2个封闭区、1个除锈工作区。封闭区和除锈工作区都设置在槽体内；每个封闭区各有两个槽体（封闭区一：槽体一和槽体二；封闭区二：槽体四和槽体五），每个封闭区的两个槽体下部连通（槽体一和槽体二下部连通；槽体四和槽体五下部连通）；封闭区的连通部分可允许工件和封闭液通过。封闭区和除锈工作区底部隔开。封闭区一的一个槽体（槽体二）的上部与除锈工作区（槽体三）的上部连通，封闭区二的一个槽体（槽体四）的上部与除锈工作区（槽体三）的上部连通，即：封闭区与除锈工作区相连的上部连通，也就是：槽体二、槽体三、槽体四的上部连通，以便于化学酸洗液蒸汽和工件通过。另外，封闭区底部设置排污口；除锈工作区底部设置抽排口，除锈工作区中上部设置进液口，除锈工作区底部设置加热器。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈装置，所述的封闭除锈装置是在封闭区的每两个连通槽体（封闭区一：槽体一和槽体二；封闭区二：槽体四和槽体五）分别加装封闭液来封闭化学酸洗液蒸汽。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈装置，所述的封闭液为水（或其它的水性溶液）。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈装置，所述的化学酸洗液为除锈剂。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈装置，本发明所述的封闭除锈装置只是一相对封闭装置，不是与外界完全隔开的完全封闭装置，封闭液通过封闭区一的槽体一和封闭区二的槽体五与大气相通。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈装置，除锈工作区底部设置：抽排口，中上部设置：进液口，它们被用于对化学酸洗液进行再生。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈装置，该装置的再生设备为通用的蒸发冷凝重结晶设备。

本发明还公开了一种安全环保的金属连续除锈方法，工件在本发明封闭除锈装置中除锈，包括以下步骤：1.通过机械传动装置将工件放入工件导轨，2.机械传动装置沿着导轨把工件传入封闭区一槽体一的封闭液中，3. 传动装置将工件从封闭区一的下部连通处从槽体一转至槽体二，并从槽体二的上部出来，往上送至化学酸洗液蒸汽区内，然后再从上部送入除锈工作区槽体三内；4.在除锈工作区槽体三内，通过传动装置把工件送入化学酸洗液，通过化学酸洗液对工件进行除锈，5.工件除锈完成后，再被吊起转入化学酸洗液蒸汽区内，然后再从上往下送入封闭区二槽体四的封闭液中；6.工件在封闭区二的底部连通处被传动装置从槽体四转至槽体五，然后再从槽体五的上部最终被起吊出来。

本发明还公开了一种安全环保的金属连续除锈方法，工件的除锈为化学酸洗液除锈，除锈过程中化学酸洗液及其蒸汽处于密封装置内。

本发明还公开了一种安全环保的金属连续除锈方法，除锈工作区（密封装置）中的化学酸洗液及其蒸汽的密封方法是：由封闭区一和封闭区二内具有两个连通槽体中的封闭液把化学酸洗液的蒸汽与外界隔开，使工件进入工作区和出来工作区都不会让化学酸洗液蒸汽挥发出来污染环境。本方法采用封闭液对化学酸洗液的蒸汽进行封闭。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，所述的封闭液的作用是用来封闭化学酸洗液蒸汽，不让其挥发出来；不是用来直接封闭化学酸洗液，不直接与化学酸洗液接触，以免封闭液与化学酸洗液相互污染。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，本发明所述的封闭除锈装置的封闭方法只是一相对封闭法，不是与外界完全隔开的完全封闭方法。本方法采用与大气连通的封闭液对除锈剂化学酸洗液蒸汽封闭，即：封闭液的一个端口（槽体二或槽体四）与化学酸洗液的蒸汽相连，另一个端口（槽体一或槽体五）与大气相连，即封闭液是与大气相通的，这样既保证了不让化学酸洗液蒸汽挥发出来污染环境，同时又方便工件进出；另外由于没有把化学酸洗液（化学酸洗液蒸汽）完全与外界大气隔开，若本发明装置中化学酸洗液蒸汽压力突然增大，也只是把封闭液往外压送一定高度，不会引起设备压力过大而发生爆炸的危险。所以本发明方法达到了既环保又安全又能实现工件连续自由进出本设备除锈的目的。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，所述的封闭液为水（或其它的水性溶液）。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，所述的化学酸洗液为除锈剂。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，所述的化学酸洗液在除锈工作区工作时可以常温工作也可以通过加热器加温工作。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，该方法还包括经过多次除锈后废旧化学酸洗液的再生循环利用方法，具体为：1.工件经过多次除锈后，含有大量铁离子及其它杂质的化学酸洗液被从抽排口抽出，进入化学酸洗液再生装置；2.再生装置通过蒸发和冷凝的方法把化学酸洗液进行重结晶，把含有大量铁离子的金属盐与酸洗液中无法结晶的液体成分（酸液）分离开；3.蒸发出来的酸雾气体经过冷凝后变成有用的酸液加上上述第2步骤重结晶冷凝后剩下的酸液被重新从进液口注入到除锈工作区槽体三；4.蒸发器底部剩下来的、经过重结晶后剩下的固体物为金属铁盐，用常规方法干燥后盛装起来作为水处理剂原料或者农用肥料原料销售给相关厂家。5.调整旧酸液、重新利用：通过分析检测再生后合并注入到除锈工作区槽体三的酸液成分，添加新的酸液和必要组分，使除锈工作区槽体三的混合酸液达到重新除锈要求。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，工件除锈操作方法与传统工艺的操作方法的不同，本工艺步骤包括：工件→从上往下进入封闭区一的封闭液→从下往上出来封闭区一并进入除锈蒸汽区→从上往下进入除锈工作区除锈→从下往上出来并进入除锈蒸汽区→从上往下进入封闭区二的封闭液→从下往上出来封闭区二→下挂完成除锈工作；工件在整个除锈过程中，包括上、下循环步骤操作了6次。而传统的除锈工艺的操作方法只有上下两次。

根据如上所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，本发明方法采用了在除锈工作区前后各设置一个封闭区的封闭方案，工件从一个封闭区进入除锈工作区工作，再从除锈工作区进入另外一个封闭区，然后再从另外这个封闭区出来。这样既可以满足封闭除锈剂中的有毒有害气体，不让其挥发出来污染环境，达到安全环保的目的；同时又可满足一个一个工件（一段一段工件或者装在挂具中的一挂一挂工件）接踵而至地不断从一端封闭区进入工作区，再不断地从另外一端封闭区出来，达到连续除锈的目的。

本发明方法的有益效果是：

一、采用两个封闭区、一个工作区的设计理念，改变了传统的除锈工件进出槽体的工作方法。即本方法是：工件在本发明的一个相对封闭装置中，从一个封闭区进入除锈工作区工作，再从除锈工作区进入另外一个封闭区，然后再从另外这个封闭区出来。这样既可以满足封闭除锈剂中的有毒有害气体，不让其挥发出来污染环境，达到安全环保的目的；同时又可满足一个一个工件（一段一段工件或者装在挂具中的一挂一挂工件）接踵而至地不断进入工作区，再不断从工作区出来，达到连续除锈除锈的目的。

二、两个封闭区分别采用两个下部连通的封闭槽体的设计，采用水或者水溶液作为封闭液，封闭液不直接与除锈液接触，而只是接触其蒸汽，这样使工件进入工作区和出来工作区都不会让化学酸洗液的蒸汽挥发出来污染环境；同时这样也避免了除锈常规方法从上部吊挂进出槽时容易把除锈液被直接带出污染环境的缺点。

三、本发明装置采用了使用封闭液这种相对封闭的方法，不是与外界完全隔开的完全封闭方法，这既保证了不让化学酸洗液蒸汽挥发出来污染环境，同时又方便工件进出，另外，也避免了若装置中化学酸洗液蒸汽压力突然增大引起设备压力过大而发生爆炸的危险。也就是本发明方法达到了既环保又安全又能实现工件连续自由进出本设备除锈的目的。

四、本发明设计的封闭液的作用是用来封闭化学酸洗液蒸汽，不直接与化学酸洗液接触，避免了封闭液与化学酸洗液相互污染的缺点。

五、本发明把除锈步骤与再生回用步骤结合在一起，达到了除锈除锈剂再生后反复使用、成本低廉、零排放的目的。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

附图标记说明：

1.槽体一、2.槽体二、3.槽体三、4.槽体四、5.槽体五、6.抽排口、7.排污口、8.进液口、9.封闭区一、10.封闭区二、11.工件导轨、12.加热器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明的一种安全环保的金属连续除锈装置，包括2个封闭区、1个除锈工作区。封闭区和除锈工作区都设置在槽体内；每个封闭区有两个槽体（封闭区一：槽体一1和槽体二2；封闭区二：槽体四4和槽体五5），每个封闭区的两个槽体下部连通（槽体一1和槽体二2下部连通；槽体四4和槽体五5下部连通）；封闭区的连通部分可允许工件和封闭液通过。封闭区和除锈工作区底部隔开。封闭区一的一个槽体（槽体二2）的上部与除锈工作区（槽体三3）的上部连通，封闭区二的一个槽体（槽体四4）的上部与除锈工作区（槽体三3）的上部连通，即：封闭区与除锈工作区相连的上部连通，也就是：槽体二2、槽体三3、槽体四4的上部连通，以便于化学酸洗液蒸汽和工件通过。另外，封闭区底部设置排污口7；除锈工作区底部设置抽排口6，除锈工作区中上部设置进液口8，除锈工作区底部设置加热器。

如图1所示，封闭区一9包括槽体一1、槽体二2；除锈工作区包括槽体三3；封闭区二10包括槽体四4、槽体五5；封闭区一和封闭区二的底部都为排污口7；除锈工作区槽体三底部为抽排口6，除锈工作区槽体三的中上部为进液口8，用于与再生设备连接；除锈工作区底部设置加热器12，用于给除锈剂加热。工件通过工件轨道11引入装置。

作为本发明的进一步方案，本发明的化学酸洗液（除锈剂）置入槽体三中，本发明的封闭液置入槽体一1和槽体二2、槽体四4和槽体五5中。

本发明的一种安全环保的金属连续除锈装置的工作过程包括：

（1）除锈操作：首先，通过机械传动装置将带有锈或氧化皮待除锈处理的工件放入工件导轨11，机械传动装置沿着导轨把工件传入封闭区一槽体一1的封闭液中，传动装置将工件从封闭区一的下部连通处从槽体一1转至槽体二2，并从槽体二2的上部出来，往上送至化学酸洗液蒸汽区内，再从上部送入除锈工作区槽体三3内，进行然后1min至60min的化学酸洗液除锈，除锈工作操作完成后，传动装置再把工件往上送入化学酸洗液蒸汽区内，然后再从上往下送入封闭区二槽体四4的封闭液中并在封闭区二的底部从槽体四4转至槽体五5，然后从槽体五5的上部出来、下挂。

（2）废槽液（多次除锈后的除锈液）再生操作：

本方法除锈剂经过多次除锈后，需要再生回用，以保证环保的目的。再生设备的原理是：该装置的再生设备为通用的蒸发冷凝重结晶设备。

本发明装置在使用过程中，上述（1）除锈+（2）再生，两步骤连续不断往复循环操作，最终达到本发明充分回收利用废酸，减少排放的安全环保高效的除锈目的。

本发明还公开了一种安全环保的金属连续除锈方法，利用上述装置可实现本发明的方法，该方法包括以下内容，

在本发明的除锈方法中，工件浸泡除锈的时间为1min至60min，采用化学酸洗液型除锈剂，除锈过程可以加温也可以常温。

在本发明的除锈方法中，封闭液为水（或其它的水性溶液），利用水密封的办法来实现密封：既可以利用化学酸洗液快速除锈，又可以防止化学酸洗液蒸汽挥发出来，不会污染环境、危害工人健康，达到环保的目的。

本发明的除锈方法还可以包括废酸回收与化学酸洗液再生方法的步骤，具体过程为：1.工件经过多次除锈后，含有大量铁离子及其它杂质的化学酸洗液被从抽排口抽出，进入化学酸洗液再生装置；2.再生装置通过蒸发和冷凝的方法把化学酸洗液进行重结晶，把含有大量铁离子的金属盐与酸洗液中无法结晶的液体成分（酸液）分离开；3.蒸发出来的酸雾气体经过冷凝后变成有用的酸液加上上述第2步骤重结晶冷凝后剩下的酸液被重新从进液口注入到除锈工作区槽体三；4.蒸发器底部剩下来的、经过重结晶后剩下的固体物为金属铁盐，用常规方法干燥后盛装起来作为水处理剂原料或者农用肥料原料销售给相关厂家。5.调整旧酸液、重新利用：通过分析检测再生后合并注入到除锈工作区槽体三的酸液成分，添加新的酸液和必要组分，使除锈工作区槽体三的混合酸液达到重新除锈要求。

本发明的除锈剂即：化学酸洗液成分包括（可以包括但不限于：硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸以及上述四种酸的混合酸、缓蚀剂、酸雾抑制剂…等复配的酸洗液；或者其他酸洗液、环保酸洗液…等所有可以用来除锈、除氧化皮的化学酸洗液。除锈剂可以根据用户或者待除锈工件的要求，按不同材料制作多种有针对性的配方。这样可以使本发明的除锈剂，能够在较短的时间内有效的除去金属表面的锈或氧化皮，对金属无论是黑色金属还是常见有色金属，都能达到除锈、除氧化皮的目的。同时除锈剂的配方只是化学酸洗液间简单的混合，成本低，性能稳定。

进一步的，上述化学酸洗液除锈后的废槽液的环保再生与再利用方法是这样实现的：本发明所述化学酸洗液多次除锈后，通过常规的蒸发冷凝重结晶方法进行分离与再生。

实施例一

本发明“一种安全环保的金属连续除锈方法与装置”，提供了一种金属化学酸洗液（除锈剂），其成分包括：硫酸25%、硫脲0.3%；除锈目的钢铁除氧化皮；除锈工艺条件：温度60℃，时间30min；操作方法：先往槽体一、槽体五中加入一定高度的水（封闭液），然后再把上述化学酸洗液加入到本发明装置的除锈工作区槽体三。工件为装有带氧化皮的小型钢铁模具的挂具篮，把该挂具篮置入到本发明装置的工件轨道11上，由装置自动除锈和再生操作。除锈完后下挂，待用。

实施例二

本发明“一种安全环保的金属连续除锈方法与装置”，提供了一种金属化学酸洗液（除锈剂），其成分包括：盐酸25%、尿素0.3%；除锈目的是钢铁除氧化皮；除锈工艺条件：温度常温，时间15min；操作方法：先往槽体一、槽体五中加入一定高度的水（封闭液），然后再把上述化学酸洗液加入到本发明装置的除锈工作区槽体三。工件为装有带氧化皮的钢铁螺丝的挂具篮，把该挂具篮置入到本发明装置的工件轨道11上，由装置自动除锈和再生操作。除锈完后下挂，待用。

实施例三

本发明“一种安全环保的金属连续除锈方法与装置”，提供了一种金属化学酸洗液（除锈剂），其成分包括：硫酸25%、盐酸8%、硫脲0.3%、乌洛托品0.2%；除锈目的是钢铁除氧化皮；除锈工艺条件：温度常温，时间30min；操作方法：先往槽体一、槽体五中加入一定高度的水（封闭液），然后再把上述化学酸洗液加入到本发明装置的除锈工作区槽体三。工件为装有带氧化皮的钢管的挂具架，把该挂具架置入到本发明装置的工件轨道11上，由装置自动除锈和再生操作。除锈完后下挂，待用。

本发明能在满足环保要求的前提下，迅速去除金属表面的轻锈、重锈以及高温形成的氧化皮；本发明装置可以按照用户的要求设计成很大的装置也可以设计成很小的装置，适合小到螺丝、小五金件、大到钢管、钢架…等所有金属件的环保除锈操作。

Claims (5)

1.一种安全环保的金属连续除锈装置,包括除锈设备和再生设备，其特征在于：除锈设备是一封闭除锈装置，包括2个封闭区、1个除锈工作区；封闭区和除锈工作区都设置在槽体内；每个封闭区各有两个槽体，即封闭区一为槽体一和槽体二；封闭区二为槽体四和槽体五，每个封闭区的两个槽体下部连通，即槽体一和槽体二下部连通；槽体四和槽体五下部连通；封闭区的连通部分允许工件和封闭液通过；封闭区和除锈工作区底部隔开；封闭区一的一个槽体即槽体二的上部与除锈工作区即槽体三的上部连通，封闭区二的一个槽体即槽体四的上部与除锈工作区即槽体三的上部连通，封闭区与除锈工作区相连的上部连通，也就是：槽体二、槽体三、槽体四的上部连通，以便于化学酸洗液蒸汽和工件通过；另外，封闭区底部设置排污口；除锈工作区底部设置抽排口，除锈工作区中上部设置进液口，除锈工作区底部设置加热器；封闭除锈装置是在封闭区的每两个连通槽体，即封闭区一为槽体一和槽体二；封闭区二为槽体四和槽体五内分别加装封闭液来封闭化学酸洗液蒸汽；封闭除锈装置只是一采用封闭液对化学酸洗液及其蒸汽封闭的相对封闭装置，不是与外界完全隔开的完全封闭装置，封闭液通过封闭区一的槽体一和封闭区二的槽体五与大气相通。

2.一种安全环保的金属连续除锈方法，采用权利要求1所述一种安全环保的金属连续除锈装置，其特征在于：工件在封闭除锈装置中除锈，除锈过程包括以下步骤：1.通过机械传动装置将工件放入工件导轨，2.机械传动装置沿着导轨把工件传入封闭区一槽体一的封闭液中，3. 传动装置将工件从封闭区一的下部连通处从槽体一转至槽体二，并从槽体二的上部出来，往上送至化学酸洗液蒸汽区内，然后再从上部送入除锈工作区槽体三内；4.在除锈工作区槽体三内，通过传动装置把工件送入化学酸洗液，通过化学酸洗液对工件进行除锈，5.工件除锈完成后，再被吊起转入化学酸洗液蒸汽区内，然后再从上往下送入封闭区二槽体四的封闭液中；6.工件在封闭区二的底部连通处被传动装置从槽体四转至槽体五，然后再从槽体五的上部最终被起吊出来；

所述的除锈工作区中化学酸洗液的密封方法是：采用液体封闭气体的方法，即由封闭区一和封闭区二内具有两个相互连通的槽体中的封闭液把除锈剂蒸汽封闭起来，使工件进入工作区和出来工作区都不会让化学酸洗液或者除锈蒸汽挥发出来污染环境；所述的封闭液的作用是用来封闭化学酸洗液蒸汽，不直接与化学酸洗液接触，以免封闭液与化学酸洗液相互污染；同时，所述封闭液的一个端口槽体二或槽体四与除锈剂蒸汽相连，另一个端口槽体一或槽体五与大气相连，即封闭液是与大气相通的，该密封方法只是一相对密封法，不是与外界完全隔开。

3.根据权利要求2所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，其特征在于：工件的除锈为化学酸洗液除锈或者除锈蒸汽除锈，除锈过程中化学酸洗液及其蒸汽处于密封装置内。

4.根据权利要求2所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，其特征在于：本工艺步骤包括：工件→从上往下进入封闭区一的封闭液→从下往上出来封闭区一并进入除锈蒸汽区→从上往下进入除锈工作区除锈→从下往上出来并进入除锈蒸汽区→从上往下进入封闭区二的封闭液→从下往上出来封闭区二→下挂完成除锈工作；工件在整个除锈过程中，包括上、下循环步骤操作了6次。

5.根据权利要求2所述的一种安全环保的金属连续除锈方法，其特征在于：在除锈工作区前后各设置一个封闭区的封闭方案，工件从一个封闭区进入除锈工作区工作，再从除锈工作区进入另外一个封闭区，然后再从另外这个封闭区出来。

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