CN111690977A - 带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，包括：检测、第一组切换、第二组切换等步骤。本发明提供的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，有效提升了带钢头尾等轧制残留物较严重区域带钢的清洗效果；有效避免了不同组电极极性同步切换所导致的切换过程中带钢电解清洗效果减弱和失效问题，提升了的带钢清洗效果；有效减少和控制了极性切换过程中通过清洗槽内的带钢长度，减少了因极性切换对带钢清洗造成的不良影响。

Description

带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法

技术领域

本发明涉及一种带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，属于带钢表面清洗技术领域。

背景技术

在热镀铝锌板生产过程中，因原料带钢在上道轧制工序生产过程中, 带钢表面不可避免地残留着一些油脂、铁粉和灰尘等杂质，如果不对带钢进行表面清洗, 就会引起比较严重的表面质量问题。原料带钢表面残留的固体颗粒一部分粘到退火炉炉辊上， 另一部分落入炉内，粘到退火炉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，带钢表面会被划伤；另一方面，在镀锌过程中残留在带钢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 形成金属间化合物即浮渣（Al 化合物） 与底渣（Zn 化合物），增加了锌液成分控制难度。碳颗粒通常形成浮渣，如果渣量较多，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。因此带钢清洗工艺是热镀锌过程中极其重要的一环，所以在热镀铝锌板生产过程中必须对冷轧后的带钢表面进行有效清洗。

目前清洗工艺一般为较为复杂的碱喷洗+碱刷洗+电解清洗+水刷洗+水漂洗的组合式来进行多级强化清洗。冷轧带钢经过碱喷洗和碱刷洗后，表面的污物大部分被清洗去除，但是在带钢表面的微小凹坑处残留的污物仍难以清洗，而电解清洗可有效去除这部分凹坑处的污物。如图1 所示，目前带钢电解清洗工艺通常采用卧式电解清洗槽，主要由两组电极2、4成对安装在卧式电解槽1内，其中每组电极均由并排对称布置的四块电极板8组成，带钢7从两层成对安装的电极板间通过，电极板8通过铜排6连接到整流电源3、5的正负极上。工作时在电解槽内盛有一定温度和浓度并循环流动的电解液，通过电解整流器电源输出直流电，带钢7与电极2、4之间通过电解液产生电流，把电极和带钢作为阳极或者阴极，在带钢7表面进行电极反应并析出大量的氧气或者氢气，对油膜产生强大的乳化作用，使油和碱液间的界面张力减少，油膜产生裂纹。另外由于电极板通电而极化，使得带钢与碱液间的界面张力大大降低，因此很快地加大了二者的接触面积，从而排除了附着在金属表面的油污，使油膜进一步破裂成小油珠离开带钢表面。电解清洗正是依靠电极上析出气体的机械搅拌和剥离作用可以去除残留在微小凹坑处的污物。同时为了防止电极钝化，减缓阳极电极板的损耗，通常做法是在前后卷带钢焊接的焊缝位置到达电解槽入口时进行每组电极板的极性切换。

目前这个应用在热镀铝锌生产线上的电解清洗装置在使用中存在如下问题：1）电解板极性切换时刻通常设置在前后卷带钢焊接的焊缝位置到达电解槽入口时进行，而电极板极性切换需要先将整流电源输出电流减少到零安培后才能切换极性，切换极性后再将电流上升至设定范围，整个过程需要一定时间来响应和完成， 而带钢的头尾部分在轧制过程中因轧制速度慢，轧制油和铁粉等在带头带尾区域汇集较带钢中间部分严重，因此带头带尾区域更需要清洗，如果在带头带尾区域进行电极板极性切换，就会直接导致在焊缝所在的前后卷带钢头尾部一定范围内的带钢无法有效进行电解清洗；2）现有电极板极性切换时对多组电极板同时进行切换，导致在极性切换过程中电极无法正常工作，期间通过电解槽内的带钢也无法得到有效的清洗；3）现有电极板极性切换速度恒定,通常在8-12秒内完成,当生产线带钢为高速通过电解槽时，导致无法得到有效清洗的带钢数量增多，影响产品质量和产量。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种能有效提升电极板极性切换过程中带钢表面清洗效果的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，所述电解清洗槽包括控制单元和沿着所述带钢运行方向依次布置的第一组电极和第二组电极，所述第一组电极由第一电源驱动，所述第二组电极由第二电源驱动；所述第一电源经第一正向开关单元和第一反向开关单元连接所述第一组电极；所述第二电源经第二正向开关单元和第二反向开关单元连接所述第二组电极；所述第一正向开关单元和第一反向开关单元不同时开启，所述第二正向开关单元和第二反向开关单元不同时开启；通过第一正向开关单元和第一反向开关单元的切换开启，能够切换所述第一组电极的极性；通过第二正向开关单元和第二反向开关单元的切换开启，能够切换所述第二组电极的极性；所述方法包括如下步骤：

（1）极性切换启动条件检测，所述控制单元检测到设定的电极板极性切换条件满足时，启动极性切换控制流程；

（2）关断第一电源的当前导通的第一正向开关单元或第一反向开关单元；

（3）当控制单元检测到第一电源的负载电流A1=0时，控制单元触发第一反向开关单元或第一正向开关单元导通；

（4）当控制单元检测到第一电源负载电流A1=设定值时，控制单元关断第二电源的当前导通的第二正向开关单元或第二反向开关单元；

（5）当控制单元检测到第二电源负载电流A2=0时，控制单元触发第二反向开关单元或第二正向开关单元导通。

上述方案进一步的改进在于：所述步骤（1）中，电极板极性切换条件为：A1≠0且A2≠0且LT=1/2L,其中，A1为第一电源负载电流；A2为第二电源负载电流；LT为带钢通过电解槽的长度；L为当前卷带钢总长度。

上述方案进一步的改进在于：所述第一电源与第二电源均为六相半波可控整流电源。

上述方案进一步的改进在于：所述解清洗槽为卧式电解清洗槽。

上述方案进一步的改进在于：所述第一正向开关单元、第一反向开关单元、所述第二正向开关单元和第二反向开关单元为可控硅开关。

上述方案进一步的改进在于：所述第一正向开关单元、第一反向开关单元、所述第二正向开关单元和第二反向开关单元的开启和关断时间t为0.0095到2.3倍的V， 所述V为通过电解槽的带钢速度，t的单位为秒，V的单位为米/分钟。

本发明提供的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，选取生产线上当前卷带钢全长一半通电解槽作为触发电极板极性切换的启动条件，使整个电极板极性切换过程完全在当前卷带钢长度的中间部位进行，有效提升了带钢头尾等轧制残留物较严重区域带钢的清洗效果；对电极板极性进行切换时采用了不同组电极间依次切换的方法，有效避免了不同组电极极性同步切换所导致的切换过程中带钢电解清洗效果减弱和失效问题，提升了的带钢清洗效果；对电极板极性进行切换过程中，采样通过电解槽带钢的运行速度，并根据可控硅的导通与关断完成时间t与带钢运行速度V间的对应关系，进行电极板极性切换完成时间的控制，有效减少和控制了极性切换过程中通过清洗槽内的带钢长度，减少了因极性切换对带钢清洗造成的不良影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是卧式电解清洗槽的结构示意图。

图2是带钢电解清洗电气设备电路示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法中，所使用的卧式电解清洗槽与现有技术中的卧式电解清洗槽结构一致，如图1，包括控制单元9和沿着带钢运行方向依次布置的第一组电极2和第二组电极4，第一组电极2由第一整流电源3驱动，第二组电极4由第二整流电源5驱动；第一整流电源3经第一正向开关单元和第一反向开关单元连接第一组电极2；第二电源经第二正向开关单元和第二反向开关单元连接第二组电极4；第一正向开关单元和第一反向开关单元不同时开启，第二正向开关单元和第二反向开关单元不同时开启；通过第一正向开关单元和第一反向开关单元的切换开启，能够切换第一组电极2的极性；通过第二正向开关单元和第二反向开关单元的切换开启，能够切换第二组电极4的极性；改方法包括如下步骤：

（1）极性切换启动条件检测，控制单元9检测到设定的电极板极性切换条件满足时，启动极性切换控制流程；

（2）关断第一整流电源3的当前导通的第一正向开关单元或第一反向开关单元；

（3）当控制单元9检测到第一整流电源3的负载电流A1=0时，控制单元9触发第一反向开关单元或第一正向开关单元导通；也即是，开启与上步骤中关断的开关不同的开关；

（4）当控制单元9检测到第一整流电源3负载电流A1=设定值时，控制单元9关断第二整流电源5的当前导通的第二正向开关单元或第二反向开关单元；

（5）当控制单元9检测到第二整流电源5负载电流A2=0时，控制单元9触发第二反向开关单元或第二正向开关单元导通；也即是，开启与上步骤中关断的开关不同的开关。

步骤（1）中，电极板极性切换条件为：A1≠0且A2≠0且LT=1/2L,其中，A1为第一整流电源3负载电流；A2为第二整流电源5的负载电流；LT为带钢通过电解槽的长度；L为当前卷带钢总长度。

第一整流电源3与第二整流电源5均为六相半波可控整流电源。第一正向开关单元、第一反向开关单元、第二正向开关单元和第二反向开关单元为可控硅开关。六相中每一相都由一正组可控硅和一反组可控硅并联组成。控制单元通9过对可控硅触发脉冲的触发及调节实现对整流电源输出电压及电流的闭环控制。

第一正向开关单元、第一反向开关单元、第二正向开关单元和第二反向开关单元的开启和关断时间t为0.0095到2.3倍的V， V为通过电解槽的带钢速度，t的单位为秒，V的单位为米/分钟。

第一组电极2和第二组电极4中所使用的电极板8，通过铜排6连接到各自整流电源。

假设热镀铝锌生产线当前卷带钢7的全长为L=1200米，带钢通过卧式电解槽1的运行速度V=100米/分钟，电解电极极性切换流程如下：

S1:优选当前卷带钢7通过卧式电解槽1的距离LT=600米时，且第一整流电源3的负载电流A1及第二整流电源5的负载电流A2的电流不为零情况下，控制单元9启动对第一组电极2和第二组电极4的极性切换（本例假设切换时第一整流电源3及第二整流电源5均为正向开关单元导通）；

S2:第一整流电源3的正向开关单元的可控硅关断。控制单元9关闭第一整流电源3正向开关单元的可控硅，关闭过程完成时间t=2.3-0.0095V=1.35秒，该过程中通过卧式电解槽1的带钢长度=100*1.35/60=2.25米。

S3:第一整流电源3反向开关单元的可控硅导通。当控制单元9检测到第一整流电源3的负载电流A1=0时，控制单元9触发第一整流电源反向开关单元可控硅的导通，导通过程完成时间t=2.3-0.0095V=1.35秒，该过程中通过卧式电解槽1的带钢长度=100*1.35/60=2.25米。

S4:第二整流电源5正向开关单元可控硅关断。当控制单元9检测到第一整流电源3的负载电流A1=设定值时，控制单元9关闭第二整流电源5正向开关单元的可控硅，关闭过程完成时间t=2.3-0.0095V=1.35秒，该过程中通过卧式电解槽1的带钢长度=100*1.35/60=2.25米。

S5:第二整流电源5反向开关单元可控硅导通，当控制单元9检测到第二整流电源负载电流A2=0时，控制单元9触发第二整流电源反向开关单元的可控硅的导通，导通过程完成时间t=2.3-0.0095V=1.35秒，该过程中通过卧式电解槽1的带钢长度=100*1.35/60=2.25米。

S6:切换结束，当控制单元9检测到NO.2整流电源5的负载电流A2=设定值时，本次电极板极性切换过程结束并返回对电极板极性切换条件的侦测步骤。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，所述电解清洗槽包括控制单元和沿着所述带钢运行方向依次布置的第一组电极和第二组电极，所述第一组电极由第一电源驱动，所述第二组电极由第二电源驱动；所述第一电源经第一正向开关单元和第一反向开关单元连接所述第一组电极；所述第二电源经第二正向开关单元和第二反向开关单元连接所述第二组电极；所述第一正向开关单元和第一反向开关单元不同时开启，所述第二正向开关单元和第二反向开关单元不同时开启；通过第一正向开关单元和第一反向开关单元的切换开启，能够切换所述第一组电极的极性；通过第二正向开关单元和第二反向开关单元的切换开启，能够切换所述第二组电极的极性；其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）极性切换启动条件检测，所述控制单元检测到设定的电极板极性切换条件满足时，启动极性切换控制流程；

（2）关断第一电源的当前导通的第一正向开关单元或第一反向开关单元；

（3）当控制单元检测到第一电源的负载电流A1=0时，控制单元触发第一反向开关单元或第一正向开关单元导通；

（4）当控制单元检测到第一电源负载电流A1=设定值时，控制单元关断第二电源的当前导通的第二正向开关单元或第二反向开关单元；

（5）当控制单元检测到第二电源负载电流A2=0时，控制单元触发第二反向开关单元或第二正向开关单元导通。

2.根据权利要求1所述的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，其特征在于：所述步骤（1）中，电极板极性切换条件为：A1≠0且A2≠0且LT=1/2L,其中，A1为第一电源负载电流；A2为第二电源负载电流；LT为带钢通过电解槽的长度；L为当前卷带钢总长度。

3.根据权利要求1所述的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，其特征在于：所述第一电源与第二电源均为六相半波可控整流电源。

4.根据权利要求1所述的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，其特征在于：所述解清洗槽为卧式电解清洗槽。

5.根据权利要求1所述的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，其特征在于：所述第一正向开关单元、第一反向开关单元、所述第二正向开关单元和第二反向开关单元为可控硅开关。

6. 根据权利要求5所述的带钢生产过程中电解清洗槽的电极板极性切换控制方法，其特征在于：所述第一正向开关单元、第一反向开关单元、所述第二正向开关单元和第二反向开关单元的开启和关断时间t为0.0095到2.3倍的V， 所述V为通过电解槽的带钢速度，t的单位为秒，V的单位为米/分钟。

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