CN113477729B - 一种不锈钢管可再生清洗装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不锈钢管可再生清洗装置，包括设于上料段（1）和出料段（2）之间的清洗装置（3），其包括清洗腔（31）、泵组（32）、导热油加热装置（33）、溶剂再生装置（34）、洁净液槽（35）和污液槽（36），清洗腔（31）的污液出口与污液槽（36）的入口相连，污液槽（36）的出口与溶剂再生装置（34）相连，溶剂再生装置（34）的洁净液出口与洁净液槽（35）相连；其中，溶剂再生装置（34）包括本体框架（341）、蒸汽发生器（342）、溶剂再生单元（343）、废油槽（344）和再生液储槽（345）。本发明的优点是安全无害、使用成本低、清洁效果好，实现溶剂的循环再生，降低设备的使用成本。

Description

一种不锈钢管可再生清洗装置及方法

技术领域

本发明涉及不锈钢管清洗技术领域，尤其是一种不锈钢管可再生清洗装置及方法。

背景技术

目前，不锈钢管主流的生产工艺流程包括圆钢扒皮准备、加热、热轧穿孔、切头、酸洗、修磨、润滑、冷轧加工、脱脂、固溶热处理、矫直探伤、切管、酸洗和成品检验。对不锈钢管性能有决定性影响因素主要为材质、固溶热处理和酸洗。其中，不锈钢热处理的好坏，对制件的质量起决定性的作用。

制品表面脏污，对热处理有很大的影响。不锈钢表面带湿气、油脂以及其他脏污附着，入炉时会导致炉内气氛露点、碳势等异常，进而导致产品氧化，并且还会发生渗碳现象。因此，不锈钢表面的清洗、脱脂、干燥等是否良好，对后续的热处理的质量有很大的影响。

钢管在冷轧加工过程中，会使用一种起润滑作用的“轧制油”。这种“轧制油”以机械油或抗磨油及石蜡为主体，石蜡主要成分是氯化石蜡。然而，钢管在冷轧后，钢管表面残留大量的“轧制油”， “氯化石蜡”在钢管表面形成的“保护膜”，极难去除。

目前，国际上通行做法是：在钢管脱脂、蒸汽除垢之前，先用碱水进行清洗，其中，用于蒸汽脱脂的溶剂是三氯乙烷和三氯乙烯，但是由于其对环境和人体造成不良影响而逐渐被禁用。

此外，很多清洁设备制造商和使用商也在提供和使用水性清洁设备。水性设备优点主要有单次使用成本低、设计和制造简单。但是，日益高昂的环保排放要求和对产品高性能要求，水性清洗设备越来越显示出其疲态。实际上，从清洗原理来说，蒸汽脱脂清洁工艺比任何清洁方案都更有效。

国内的大多数不锈钢管制造商还是采用传统的清洗工艺，其清洗设备也是露天或者半封闭式，对于作为酸性、碱性或溶剂的化学性用品的排放和回收也存在着亟待改进的事项。

目前，行业内几家比较知名的不锈钢生产企业使用的是“内外壁在线脱脂清洗工序”，具体步骤如下：首先，从轧机中完成轧制工序得钢管，在外脱脂设备中完成外壁的脱脂清洗工序。外脱脂设备对于钢管外壁主要的清洗流程是：脱脂液→毛刷→脱脂液→热水→毛刷→热水→风干。可以看出，虽然是连续性清洗设备，但还是传统的清洗手段和清洗溶剂。尤其是水的介入，将会带来污水排放和处理的极大难题；其次是毛刷的介入，这种与钢管表面物理性硬接触的清洗手段，在刮除油污的同时也对钢管表面带来了一定程度的擦伤风险；然后，水加油的形式导致后期的油水分离难度大，因为氯化石蜡比水重；最后，水尤其是热水的介入，设备的内壁必须是不锈钢材质，这无疑增大了设备的生产制造成本。

接下来，钢管进入到内脱脂设备中。内脱脂设备主要的清洗流程是：内壁吹扫刮油器刮油→脱脂液清洗1#→脱脂液清洗2#→热水清洗1#→热水清洗2#→海绵球擦拭→出料。可以看出，最后一道热水清洗后用海绵球擦拭，以此来去除钢管内外表面的水分。实际上，在连续作业过程中，这种形式的除水作业的效果不甚乐观，原因在于海绵球自身不可能确保100%无水分，擦拭的效果不可能无死角。但是，进入到热处理工序的钢管必须确保干燥，否则会影响炉内气氛，导致产品氧化变色、增碳等风险。

发明内容

本发明目的就是为了解决现有不锈钢管清洁设备处理效果差、清洗剂有害、成本高和不可再生的问题，提供了一种不锈钢管可再生清洗装置，安全、无危害、使用成本低、清洁效果好，可以满足钢板表面污水的要求，确保良好的表面质量，同时实现溶剂的循环再生，大大减少溶剂的非清洗消耗，降低设备的使用成本。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种不锈钢管可再生清洗装置，包括设于上料段和出料段之间的清洗装置，清洗装置包括清洗腔、泵组、导热油加热装置、溶剂再生装置、洁净液槽和污液槽，清洗腔的污液出口与污液槽的入口相连，污液槽的出口与溶剂再生装置相连，溶剂再生装置的洁净液出口与洁净液槽相连，以用于完成溶剂的再生循环利用；

所述溶剂再生装置包括本体框架，本体框架内设有相互配合的蒸汽发生器、溶剂再生单元、废油槽和再生液储槽，导热油加热装置与溶剂再生单元相连，溶剂再生单元上设有废油出口和再生液出口，废油出口与废油槽相连，再生液出口和再生液储槽相连，再生液储槽通过管道与洁净液槽相连；

所述溶剂再生单元包括再生罐体，再生罐体的上部与一个冷凝罩相连、下部设置在一个导热油罐体内，再生罐体内设有一组带有空腔的加热板，加热板的一端设有加热油进口、另一端设有加热油出口，加热油出口与再生罐体底部的废油出口相连，加热板的上方设有污液喷口，污液喷口正对着加热板设置，再生罐体的顶部连有一个除雾器，除雾器设于冷凝罩的正下方，冷凝罩内设有一组缠绕着再生罐体的冷却盘管，冷凝罩的顶部还设有一根与冷却盘管相连的外部接口，再生液出口连接在冷却盘管的底部，导热油罐体上设有再生单元导热油入口和再生单元导热油出口，再生单元导热油入口与导热油加热装置相连，导热油罐体内设有一个换热器，换热器的入口与导热油罐体上的污液入口相连，换热器的出口通过管道与再生罐体内的污液喷口相连。

进一步地，所述冷凝罩的侧面连有真空泵接口，以用于对再生腔体内部抽真空。

进一步地，所述冷凝罩的外部连有一个冷却夹层，以用于对部分溶剂蒸馏蒸汽进行冷凝。

进一步地，所述泵组包括真空泵、导热油泵和溶剂泵，以用于实现抽真空、导热油的循环以及溶剂的循环供能。

进一步地，所述蒸汽发生器上设有一个双作用口和一个洁净溶剂入口，洁净溶剂入口与洁净液槽的出口相连，双作用口再通过管道与清洗腔相连，以用于完成洁净溶剂循环至清洗腔再次利用。

为了进一步完成本发明的目的，还提供了一种不锈钢管可再生清洗方法，所用装置包括清洗腔、泵组、导热油加热装置、溶剂再生装置、洁净液槽和污液槽，具体步骤如下，包括：

（1）清洗腔对上料段输送的钢管进行清洗工作，利用石油类碳氢溶剂清洗剂对钢管清洗，清洗后的溶剂形成污液，排入污液槽内；

（2）污液转移泵将污液槽内的污液送入溶剂再生装置内，先通过污液入口进入换热器，导热油罐体内的高温导热油对污液进行加热，加热后的污液由污液喷口喷出；

（3）喷出的污液聚集在加热板上，同时，外部的高温导热油输入加热板的内腔中，多层形式的加热板利用高温导热油的温度，在真空环境下将污液进行蒸馏再生；

（4）蒸馏后的蒸汽向上通过除雾器，将蒸汽夹带的雾粒、浆液滴捕集下来，然后进入上方的冷凝罩内；

（5）冷凝罩及其内的冷却盘管对蒸馏后的蒸汽进行冷凝，使其由气态转变为液态，并通过再生液出口排至再生液储槽内；

（6）当再生液储槽存储到一定液位后，洁净的溶剂自动被送入到洁净液槽中，然后依靠泵和压差的作用力，从蒸汽发生器的洁净溶剂入口进入到蒸汽发生器内；

（7）蒸汽发生器的双作用口一方面将蒸汽发生器内产生的溶剂蒸汽送回清洗腔内，另一方面在蒸汽发生器的腔体内构建真空环境，至此完成一个周期内的清洗和溶剂再生工作。

进一步地，所述步骤（3）中，当完成蒸馏后，加热板内的废油聚集到一定量后，通过废油出口将废油排至废油槽内。

进一步地，所述步骤（3）中，利用真空泵的抽真空作用，在溶剂再生单元的腔体内构建规定压力数值的真空环境。

与现有技术相比，本发明的技术方案的优点具体在于：

（1）本发明的清洗装置安全无害、使用成本低且清洗效果好，构建了蒸汽脱脂、发泡、浸泡功能的全新清洗工艺流程，在出料前道工序，采用真空快速干燥技术，避免物理性接触除水，使得钢管既能满足表面无水的要求，又能确保良好的表面质量；

（2）本发明采用石油类碳氢溶剂清洗剂替代传统的氯代物溶剂，具有低气味、高闪点、低刺激性、安全环保等特点，对于去除金属加工、热处理加工后的油污，可以发挥出优秀的清洗性能；

（3）本发明使得溶剂全周期循环再生，最大限度地减少溶剂的非清洗消耗，同时将轧制油和碳氢溶剂充分分离，轧制油可视情况再次利用，大大降低了设备的使用成本。

附图说明

图1为本发明的不锈钢管可再生清洗装置与上料段和出料段的配合图；

图2为图1的A向视图；

图3为本发明的清洗装置的正视图；

图4为本发明的清洗装置的俯视图；

图5为本发明的溶剂再生装置的结构示意图；

图6为本发明的溶剂再生单元的结构示意图；

图7为本发明的蒸汽发生器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种不锈钢管可再生清洗装置及方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2，一种不锈钢管可再生清洗装置，包括设于上料段1和出料段2之间的清洗装置3，其特征在于：

参见图3和图4，清洗装置3包括清洗腔31、泵组32、导热油加热装置33、溶剂再生装置34、洁净液槽35和污液槽36，清洗腔31的污液出口与污液槽36的入口相连，污液槽36的出口与溶剂再生装置34相连，溶剂再生装置34的洁净液出口与洁净液槽35相连，以用于完成溶剂的再生循环利用；

参见图5，所述溶剂再生装置34包括本体框架341，本体框架341内设有相互配合的蒸汽发生器342、溶剂再生单元343、废油槽344和再生液储槽345，导热油加热装置33与溶剂再生单元34相连，溶剂再生单元34上设有废油出口3431a和再生液出口3437a，废油出口3431a与废油槽344相连，再生液出口3437a通过管道与再生液储槽345相连，再生液储槽345通过管道与洁净液槽35相连；

参见图6，所述溶剂再生单元343包括再生罐体3431，再生罐体3431的上部与一个冷凝罩3432相连、下部设置在一个导热油罐体3433内，冷凝罩3432的外部连有一个冷却夹层3439；

再生罐体3431内设有一组带有空腔的加热板3434，加热板3434的一端设有加热油进口3434a、另一端设有加热油出口3434b，加热油出口3434b与再生罐体3431底部的废油出口3431a相连，加热板3434的上方设有污液喷口3435，污液喷口3435正对着加热板3434设置，以用于将换热后的污液喷入再生罐体内；

再生罐体3431的顶部连有一个除雾器3436，除雾器3436设于冷凝罩3432的正下方，冷凝罩3432内设有一组缠绕着再生罐体3431的冷却盘管3437，冷凝罩3432的顶部还设有一根与冷却盘管3437相连的外部接口3432a，再生液出口3437a连接在冷却盘管3437的底部，冷凝罩3432的侧面还连有真空泵接口3432b；

导热油罐体3433上设有再生单元导热油入口3433a和再生单元导热油出口3433b，导热油罐3433体内设有一个换热器3438，换热器3438的入口与导热油罐体3433上的污液入口3433c相连，换热器3438的出口通过管道与再生罐体3431内的污液喷口3435相连；

参见图3和图4，所述泵组32包括真空泵、导热油泵和溶剂泵，以用于实现抽真空、导热油的循环以及溶剂的循环供能；

参见图7，所述蒸汽发生器342上设有一个双作用口342a和一个洁净溶剂入口342b，洁净溶剂入口342b与洁净液槽35的出口相连，双作用口342a再通过管道与清洗腔31相连，以用于完成洁净溶剂循环至清洗腔再次利用。

本发明中，使用上述装置进行不锈钢管可再生清洗的方法，具体步骤如下，包括前台清洗段和后台溶剂再生段，其中，清洗段的整体热量供应来源于导热油加热装置33。前台执行的是钢管的清洗流程，后台执行的是溶剂的分离和再生工作。从清洗腔31排出的污液被送入到污液槽36中，污液转移泵将污液送入到溶剂再生装置34内。污液在溶剂再生装置34内经过减压、升温，溶剂和轧制油得到分离。以蒸汽状态被分离的溶剂，经过热交换器得到冷凝，然后进入到洁净液槽35中。溶剂再生装置34内的轧制油在积累到一定的量后，自动排出到废油槽344内。洁净液槽35中的溶剂，作为清洗过程中注入到清洗腔31的溶剂，具有良好的纯度和清洁能力。前台程序和后台程序，相互配合，完成周期内的钢管清洗工作。

本发明中，溶剂再生装置34的主体结构如图5所示，包含主体框架341、蒸汽发生器342、溶剂再生单元343、废油槽344和再生液储槽345：存储在污液槽36内的非洁净溶剂，在“泵+压差”的作用下，被送入到溶剂再生单元343内，利用真空泵的抽真空作用，在溶剂再生单元343腔体内构建规定压力数值的真空环境，非洁净溶剂在溶剂再生单元343腔体内完成减压蒸馏；

得到蒸馏的洁净溶剂暂存在再生液储槽345内，存储到一定液位后，自动被送入到洁净液槽35中，在溶剂再生单元343腔体内无法被再生的废油存储在腔体底部，达到一定液位后，通过底部的排放通道，送入到废油槽344内。

本发明中，溶剂再生单元343的主体结构如图6所示，真空泵接口3432b负责对内部再生腔体抽真空；顶部的冷却夹层3439负责部分溶剂蒸馏蒸汽的冷凝；外部接口3432a负责将外部的冷却剂与腔体内部的冷却盘管3437进行连接；除雾器3436位于再生罐体3431的顶部，将蒸汽夹带的雾粒、浆液滴捕集下来；蒸馏形成的蒸汽在冷却盘管3437和冷却夹层3439的作用下，由气态转变为液态，通过再生液出口3437a排至再生液储槽345内；再生罐体3431的底部浸没在导热油罐体3433内，维持罐体内的温度；从导热油加热装置33过来的高温导热油通过再生单元导热油入口3433a通入，从再生单元导热油出口3433b排出；从污液槽36过来的溶剂，通过污液入口3433c被引入到换热器3438内，换热器3438被横向插入在导热油罐体3433内的导热油中，利用导热油的温度对溶剂进行加热处理；被加热的溶剂从顶部的污液喷口3435处排出。

溶剂以喷射形式从污液喷口3435喷出，喷出的溶剂大部分聚集在加热板3434上，加热板3434的加热油进口3434a负责将外部的高温状态导热油引入加热板3434内，多层形式的加热板利用导热油的温度，在真空环境下，将溶剂进行蒸馏再生，完成蒸馏后，废油聚集到一定量后，通过废油出口3431a将废油排出到废油槽344内。

本发明采用碳氢溶剂清洗剂对钢管进行清洗，安全、无危害、使用成本低、清洁效果好，可以满足钢板表面污水的要求，确保良好的表面质量，同时实现溶剂的循环再生，大大减少溶剂的非清洗消耗，降低设备的使用成本。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢管可再生清洗装置，包括设于上料段（1）和出料段（2）之间的清洗装置（3），其特征在于：

清洗装置（3）包括清洗腔（31）、泵组（32）、导热油加热装置（33）、溶剂再生装置（34）、洁净液槽（35）和污液槽（36），清洗腔（31）的污液出口与污液槽（36）的入口相连，污液槽（36）的出口与溶剂再生装置（34）相连，溶剂再生装置（34）的洁净液出口与洁净液槽（35）相连；

所述溶剂再生装置（34）包括本体框架（341），本体框架（341）内设有相互配合的蒸汽发生器（342）、溶剂再生单元（343）、废油槽（344）和再生液储槽（345），导热油加热装置（33）与溶剂再生单元（343）相连，溶剂再生单元（343）上设有废油出口（3431a）和再生液出口（3437a），废油出口（3431a）与废油槽（344）相连，再生液出口（3437a）和再生液储槽（345）相连，再生液储槽（345）通过管道与洁净液槽（35）相连；

所述溶剂再生单元（343）包括再生罐体（3431），再生罐体（3431）的上部与一个冷凝罩（3432）相连、下部设置在一个导热油罐体（3433）内，再生罐体（3431）内设有一组带有空腔的加热板（3434），加热板（3434）的一端设有加热油进口（3434a）、另一端设有加热油出口（3434b），加热油出口（3434b）与再生罐体（3431）底部的废油出口（3431a）相连，加热板（3434）的上方设有污液喷口（3435），污液喷口（3435）正对着加热板（3434）设置，再生罐体（3431）的顶部连有一个除雾器（3436），除雾器（3436）设于冷凝罩（3432）的正下方，冷凝罩（3432）内设有一组缠绕着再生罐体（3431）的冷却盘管（3437），冷凝罩（3432）的顶部还设有一根与冷却盘管（3437）相连的外部接口（3432a），再生液出口（3437a）连接在冷却盘管（3437）的底部，导热油罐体（3433）上设有再生单元导热油入口（3433a）和再生单元导热油出口（3433b），再生单元导热油入口（3433a）与导热油加热装置（33）相连，导热油罐体（3433）内设有一个换热器（3438），换热器（3438）的入口与导热油罐体（3433）上的污液入口（3433c）相连，换热器（3438）的出口通过管道与再生罐体（3431）内的污液喷口（3435）相连。

2.根据权利要求1所述的不锈钢管可再生清洗装置，其特征在于：

所述冷凝罩（3432）的侧面连有真空泵接口（3432b）。

3.根据权利要求1所述的不锈钢管可再生清洗装置，其特征在于：

所述冷凝罩（3432）的外部连有一个冷却夹层（3439）。

4.根据权利要求1~3任一项所述的不锈钢管可再生清洗装置，其特征在于：

所述蒸汽发生器（342）上设有一个双作用口（342a）和一个洁净溶剂入口（342b），洁净溶剂入口（342b）与洁净液槽（35）的出口相连，双作用口（342a）通过管道与清洗腔（31）相连。

5.一种使用如权利要求4所述装置进行不锈钢管可再生清洗方法，具体步骤如下，其特征在于，包括：

步骤一：清洗腔（31）对上料段（1）输送的钢管进行清洗工作，利用石油类碳氢溶剂清洗剂对钢管清洗，清洗后的溶剂形成污液，排入污液槽（36）内；

步骤二：污液转移泵将污液槽（36）内的污液送入溶剂再生装置（34）内，先通过污液入口（3433c）进入换热器（3438），导热油罐体（3433）内的高温导热油对污液进行加热，加热后的污液由污液喷口（3435）喷出；

步骤三：喷出的污液聚集在加热板（3434）上，同时，外部的高温导热油输入加热板（3434）的内腔中，多层形式的加热板（3434）利用高温导热油的温度，在真空环境下将污液进行蒸馏再生；

步骤四：蒸馏后的蒸汽向上通过除雾器（3436），将蒸汽夹带的雾粒、浆液滴捕集下来，然后进入上方的冷凝罩（3432）内；

步骤五：冷凝罩（3432）及其内的冷却盘管（3437）对蒸馏后的蒸汽进行冷凝，使其由气态转变为液态，并通过再生液出口（3437a）排至再生液储槽（345）内；

步骤六：当再生液储槽（345）存储到一定液位后，洁净的溶剂自动被送入到洁净液槽（35）中，然后依靠泵和压差的作用力，从蒸汽发生器（342）的洁净溶剂入口（342b）进入到蒸汽发生器（342）内；

步骤七：蒸汽发生器（342）的双作用口（342a）一方面将蒸汽发生器（342）内产生的溶剂蒸汽送回清洗腔（31）内，另一方面在蒸汽发生器（342）的腔体内构建真空环境，至此完成一个周期内的清洗和溶剂再生工作。

6.根据权利要求5所述的不锈钢管可再生清洗方法，其特征在于：

所述步骤三中，当完成蒸馏后，加热板（3434）内的废油聚集到一定量后，通过废油出口（3431a）将废油排至废油槽（344）内。

7.根据权利要求5所述的不锈钢管可再生清洗方法，其特征在于：

所述步骤三中，利用泵组（32）的真空泵的抽真空作用，在溶剂再生单元（343）的腔体内构建规定压力数值的真空环境。

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