CN113416962B - 一种减少碱液耗量的带钢清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，所述方法包括：将碱液置于碱洗槽内，将宽度为b、残油量为α的带钢在所述碱洗槽上方水平移动，获得所述带钢在t时间内通过所述碱洗槽的面积s；将所述碱液以总流量L喷射至所述带钢表面，所述喷射中碱液所覆盖的宽度为d；在所述喷射过程中，根据宽度b、残油量α、面积s、总流量L，获得所述碱液的预设浓度β；将所述碱洗槽内的碱液浓度调整为所述预设浓度β；本申请发明人对碱液耗量过高进行分析、根据皂化反应原理对碱液浓度动态配比，从而达到减少碱液耗量的目的；不仅能够有效降低碱液耗量，降低工序成本；而且能减少碱液这种危化品外排，对增加企业的经济和社会效益具有重大意义。

Description

一种减少碱液耗量的带钢清洗方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种减少碱液耗量的带钢清洗方法。

背景技术

冷轧后的带钢表面总残留着一些轧制油、铁粉以及其它污染物，在进入退火炉处理前就必须进行表面清洗，将带钢表面的残留物去除。清洗段的清洗介质为碱液，能否有效的对碱液中的含铁淤泥进行分离；关系到能否有效地减少碱液的消耗，降低能源消耗，以及能否有效地提高碱液的清洁度等问题。这些将直接影响到PALL陶瓷膜除油系统的投用和使用质量，以及影响带钢的清洗质量和全线辊子的维护频率。清洗段循环槽中碱液浓度的高低直接影响清洗效果，浓度过低会导致带钢清洗不净，表面残留的油性物质和铁屑将附着在带钢上进入退火炉中，进而给连退产品带来质量风险，为此，国内绝大部分钢厂会保守的选择高浓度的碱液来保证清洗质量。一般来讲，在典型的冷轧板带工艺的连退和镀锌机组中，通常清洗段可设置1#喷淋段和1#刷洗段及1#循环系统、2#喷淋段和2#刷洗段及2#循环系统、电解清洗段和3#循环系统，其使用的介质为碱液，通过离心循环泵的作用将碱液提升后通过喷嘴喷射到带钢表面进行喷淋清洗和刷洗及电解，清洗后的碱液回流到循环系统的循环罐中。目前的带钢清洗方法存在碱液消耗量过多的问题，从而导致工序成本较高，且会导致碱液这种危化品外排，对增加企业的经济和社会效益产生负面影响。

因此，如何开发一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，本申请发明人对碱液耗量过高进行分析、根据皂化反应原理对碱液浓度动态配比，从而达到减少碱液耗量的目的。不仅能够有效降低碱液耗量，降低工序成本；而且能在一定程度上减少碱液这种危化品外排，对增加企业的经济和社会效益具有重大意义。

为了实现上述目的，本发明提供了一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，所述方法包括：

将碱液置于碱洗槽内，将宽度为b、残油量为α的带钢在所述碱洗槽上方水平移动，获得所述带钢在t时间内通过所述碱洗槽的面积s；

将所述碱液以总流量L喷射至所述带钢表面，所述喷射中，碱液所覆盖的宽度为d；根据宽度b、残油量α、面积s、总流量L和宽度d，获得所述碱液的预设浓度β，所述预设浓度β＝(276×s×α)/[64×(b/d)×L)]；

将所述碱洗槽内的碱液浓度调整为所述预设浓度β。

进一步地，所述碱液浓度调整中，每过t时间调整一次。

进一步地，所述t＝30min～90min。

进一步地，所述将碱液置于碱洗槽内时，所述碱液的浓度为31～39g/L。

进一步地，所述喷射中，采用与所述碱洗槽相连通的清洗段刷机进行喷射。

进一步地，所述清洗段刷机上设有多个喷嘴，所述清洗段刷机所有喷嘴所覆盖的宽度为d。

进一步地，所述清洗段刷机包括喷嘴总流量为L₁的刷洗段和喷嘴总流量为L₂的喷洗段，所述总流量L＝L₁+L₂。

进一步地，所述刷洗段包括每个出水流量为f₁的A₁个喷嘴，所述喷洗段包括每个出水流量为f₂的A₂个喷嘴，所述L₁＝f₁×A₁，所述L₂＝f₂×A₂。

进一步地，所述宽度d＝2100mm。

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：

本发明提供的一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，本发明人晶实践发现碱液耗量过高是由于目前连退线碱液循环槽的碱液浓度基本固定在35g/L左右，并没有根据来料的清洁度情况进行修正，这实际上造成一定程度的浓度过量，导致碱液耗量较高；因此本申请根据皂化反应原理来动态调整碱液浓度，根据在一定时间内来料带入循环槽中的残油来动态改变槽内碱浓度，避免碱液过量添加。所述皂化反应原理为：残油中含有的棕榈脂和脂肪酸与碱液中OH^-离子反应来配比循环槽中所需碱液的浓度。不仅能够有效降低碱液耗量，降低工序成本；而且能在一定程度上减少碱液这种危化品外排，对增加企业的经济和社会效益具有重大意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种减少碱液耗量的带钢清洗方法的流程图。

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。

根据本发明实施的一种典型实施方式提供一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，包括：

S1、将碱液置于碱洗槽内，将宽度为b、残油量为α的带钢在所述碱洗槽上方水平移动，获得所述带钢在t时间内通过所述碱洗槽的面积s；

S2、将所述碱液以总流量L喷射至所述带钢表面，所述喷射中碱液所覆盖的宽度为d；根据宽度b、残油量α、面积s、总流量L，获得所述碱液的预设浓度β；所述预设浓度β＝(276×s×α)/[64×(b/d)×L)]；

S3、将所述碱洗槽内的碱液浓度调整为所述预设浓度β。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请发明人对碱液耗量过高进行分析、根据皂化反应原理对碱液浓度动态配比，从而达到减少碱液耗量的目的。

(1)所述的碱液耗量过高分析为：由于目前连退线碱液循环槽的碱液浓度基本固定在35g/L左右，并没有根据来料的清洁度情况进行修正，这实际上造成一定程度的浓度过量，导致碱液耗量较高。

(2)所述的皂化反应原理是：根据来料表面残留的棕榈脂和脂肪酸与碱液中OH^-离子反应的化学方程式来配比循环槽中所需碱液的浓度；具体地：

根据实际检验，冷硬卷中残油的成分主要由两部分构成，棕榈脂和脂肪酸，二者的比例约为4:1，其和碱液反应的方程式分别为：

A、棕榈脂与碱液的反应方程式为：

B、脂肪酸与碱液的反应方程式为：

RCOOH+NaOH→RCOONa+H₂O

上述的化学反应式可以看出棕榈脂和碱的反应比为1:3，脂肪酸和碱的反应比为1:1，因此，可以理解为1mol的棕榈脂需要消耗3mol的碱，1mol的脂肪酸需要消耗1mol的碱，其中棕榈脂的摩尔质量为209g/mol，碱的摩尔质量为41g/mol，脂肪酸的摩尔质量为67g/mol，那么，消耗276g残油需要164g碱。

(3)所述的碱液浓度动态配比，根据在一定时间内来料带入循环槽中的残油来动态改变槽内碱浓度，避免碱液过量添加；即存在关系式：

276×s×α＝164×β×(b/2100)×L

根据所述关系式算出预设浓度β，将所述碱洗槽内的碱液浓度调整为所述预设浓度β。

本发明提供的一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，一方面不仅能够有效降低碱液耗量，降低工序成本；另外一方面也能在一定程度上减少碱液这种危化品外排，对增加企业的经济和社会效益具有重大意义。

作为可选的实施方式，所述碱液浓度调整中，每过t时间调整一次。所述t＝30min～90min。最为优选地，所述t为60min。此时的碱液浓度跟随通过清洗段带钢的表面残油动态变化，为方便操作，优选为一个小时更改一次碱液浓度。

作为可选的实施方式，所述清洗段刷机包括喷嘴总流量为L₁的刷洗段和喷嘴总流量为L₂的喷洗段，所述总流量L＝L₁+L₂。

所述刷洗段包括每个出水流量为f₁的A₁个喷嘴，所述喷洗段包括每个出水流量为f₂的A₂个喷嘴，所述L₁＝f₁×A₁，所述L₂＝f₂×A₂。

对于现有的清洗段刷机而言，所述宽度d＝2100mm。

那么时间t内存在关系式：

276×s×α＝164×β×(b/2100)×(f₁×A₁+f₂×A₂)

此时根据所述关系式，将所述碱洗槽内的碱液浓度调整为所述预设浓度β。

本发明实施例中可通过现有技术中常规的软件动态监测带钢在t时间内通过所述碱洗槽的面积s，可手动算出所述预设浓度β，也可通过软件进行计算。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种减少碱液耗量的带钢清洗方法进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的一种一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，以国内某冷轧厂1850带钢为例进行说明，

(1)国内绝大部分钢厂会保守的选择高浓度的碱液来保证清洗质量，但其碱液浓度一直不变，基本固定在35g/L左右，未根据来料的清洁度情况进行调整，这就导致了碱液的过量。

(2)皂化反应原理：根据实际检验，冷硬卷中残油的成分主要由两部分构成，棕榈脂和脂肪酸，二者的比例约为4:1，其和碱液反应的方程式分别为：

A、棕榈脂与碱液的反应方程式为：

B、脂肪酸与碱液的反应方程式为：

RCOOH+NaOH→RCOONa+H₂O

上述的化学反应式可以看出棕榈脂和碱的反应比为1:3，脂肪酸和碱的反应比为1:1，因此，可以理解为1mol的棕榈脂需要消耗3mol的碱，1mol的脂肪酸需要消耗1mol的碱，其中棕榈脂的摩尔质量为209g/mol，碱的摩尔质量为41g/mol，脂肪酸的摩尔质量为67g/mol，那么，消耗276g残油需要164g碱。

(3)碱液浓度动态配比：

带钢在t时间内通过碱液槽的面积s可以通过自动化系统计算得知；带钢运行的速度通常为200m/min左右；本实施例中60min内，通过碱液槽的面积s为24000m²；

碱液通过清洗段刷机的喷嘴以一定的流量喷向带钢，考虑刷辊对碱液的正向挤压效果后可以认为喷射的碱液均与残油发生反应,其中，喷嘴覆盖的宽度为2100mm，本实施例中带钢的宽度b＝1000mm，刷洗段和喷洗段喷嘴的出水流量分别为f₁和f₂；喷嘴个数分别为A₁和A₂；本实施例中f₁和f₂分别为3360L，3000L；喷嘴个数分别为A₁和A₂分别为16个,150个；

冷硬卷的残油量在酸轧同一生产周期内基本相同，可通过检化验手段获得数值α，本实施例中α＝300mg/m²；

假设此时碱洗槽内碱液的浓度为β，那么时间t内：

276×s×α＝164×β×(b/2100)×(f1×A1+f1×A2)

由此可以计算出此时碱洗槽内的碱液浓度β＝50.5mg/L。此时的碱液浓度跟随通过清洗段带钢的表面残油动态变化，为方便操作，可以一个小时更改一次碱液浓度。

通过计算，在该方法实行后的一个月内，带钢清洗后带钢反射率位置在95％的较高水平，但碱液耗量达(1.5吨)，相比于对比例1明显降低，月均降低成本3.08万元。

实施例2

本实施例提供的一种一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，以国内某冷轧厂1850带钢为例进行说明，

本实施例中，带钢在60min内通过碱液槽的面积s为36000m²，带钢的宽度b＝1500mm，f₁和f₂分别为3360L，3000L；喷嘴个数分别为A₁和A₂分别为16个，150个；

带钢表面的残油量α＝250mg/m²；

假设此时碱洗槽内碱液的浓度为β，那么时间t内：

276×s×α＝164×β×(b/2100)×(f1×A1+f1×A2)

由此可以计算出此时碱洗槽内的碱液浓度β＝42mg/L。此时的碱液浓度跟随通过清洗段带钢的表面残油动态变化，为方便操作，可以一个小时更改一次碱液浓度。

通过计算，在该方法实行后的一个月内，带钢清洗后带钢反射率位置在95％的较高水平，但碱液耗量达1.5吨，相比于对比例1明显降低，月均降低成本3.08万元。

对比例1

该对比例采用现有技术中常规方法，将碱液浓度基本固定在50mg/L左右，在该方法实行后的一个月内，带钢清洗后带钢反射率位置在95％的水平，但碱液耗量达1.5吨。

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 (3)

1.一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，其特征在于，所述方法包括：

将碱液置于碱洗槽内，将宽度为b、残油量为α的带钢在所述碱洗槽上方水平移动，获得所述带钢在t时间内通过所述碱洗槽的面积s；

碱洗槽内碱液浓度跟随通过清洗段带钢的表面残油动态变化；

将所述碱液以总流量L喷射至所述带钢表面，所述喷射中，所述碱液覆盖所述带钢的宽度为d；根据宽度b、残油量α、面积s、总流量L，获得所述碱液的预设浓度β，所述预设浓度β＝(276×s×α)/[164×(b/d)×L)]；

将所述碱洗槽内的碱液浓度调整为所述预设浓度β；

所述碱液浓度调整中，每过30min～90min调整一次；

所述碱液浓度为31～39g/L；

所述喷射中，采用与所述碱洗槽相连通的清洗段刷机进行喷射；

所述清洗段刷机上设有多个喷嘴，所述清洗段刷机所有喷嘴所覆盖的宽度为d；

所述清洗段刷机包括喷嘴总流量为L₁的刷洗段和喷嘴总流量为L₂的喷洗段，所述总流量L＝L₁+L₂；

所述刷洗段包括每个出水流量为f₁的A₁个喷嘴，所述喷洗段包括每个出水流量为f₂的A₂个喷嘴，所述L₁＝f₁×A₁，所述L₂＝f₂×A₂。

2.根据权利要求1所述的一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，其特征在于，所述带钢水平移动的速度为180～220m/min。

3.根据权利要求1所述的一种减少碱液耗量的带钢清洗方法，其特征在于，所述宽度d＝2100mm。

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