RU1808886C - Устройство дл электрохимической очистки полосового проката - Google Patents

Abstract

Использование: в металлургии, в частности в непрерывно-закалочных лини х дл  2 обработки полосового проката из нержавеющих марок стали. Сущность изобретени : система рециркул ции электролита с узлом прокачки в межэлектродное пространство выполнена в виде набора сопел 26 с разновеликими диаметрами рабочих отверстий и расположена снизу каждого электролизера 15. Ролики 13, 14 выполнены разновеликого диаметра, оси которых лежат в одной горизонтальной плоскости и установлены с асимметричным шагом. Длина входных катодных электролизеров 15 превышает длину выходных анодных 16 в 1,2-1,3 раза. Межэлектродное пространство входных катодных электролизеров 15 превышает межэлектродное пространство выходных анодных электролизеров 16 в 1,3-1,7 раза . 5 ил. (Л С

Description

фиг 2

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к непрерызно-зэкалочным лини м дл  обработки полосового проката из нержавеющих марок сталей.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества очистки и сокращение эксплуатационных затрат за счет совмещени  правка и очистки.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (участок очистки); на фиг. 3 - конструкци  наклонного электролизера (узел И на фиг. 2); на фиг. 4 и 5 - схема потоков электролита в наклонном электролизере относительно ширины полосы (варианты и II).

Разматыватель 1 предназначен дл  установки рулонов с горизонтальной осью и размотки их под нат жением;

Ножницы 2 предназначены дл  обрезки концов полосы перед сваркой и удалени  дефектных участков полосы;

Стыкосварочна  машина 3 предназначена дл  соединени  концов полос в непрерывную нить.

Далее следует набор технологического оборудовани , который состоит из участка нагрева 4 и участка закалки 5, предназначенных дл  термообработки полосы;

участков очистки 6 и промывки 7, предназначенных дл  очистки поверхности полосы от окалины.

В хвостовой части агрегата установлены ножницы 8, предназначенные дл  вырез- ки транспортного шва и дефектных участков, а также моталки 9 дл  смотки полосы в рулоны.

Участок очистки 6 состоит из ванны электрохимического травлени , котора  содержит корпус 10, диэлектрические перегородки 11 и 12, раздел ющие ванну электрохимического травлени  на отсеки.

Над диэлектрическими перегородками 11 и 12 смонтированы транспортно-откло- н ющие ролики 13 и 14 разновеликого диаметра , оси и подшипниковые узлы которых расположены выше уровн  электролита Н.

В каждом отсеке наклонно смонтированы электролизеры 15 и 16, при этом один из них по ходу полосы катодный, а другой анодный 16. Соответственно катодный 15 и анодный 16 электролизеры соединены ши- нопроводами с регулируемыми источниками посто нного тока 17 и 18. Аналогичные электролизеры и источники питани  установлены друг за другом в необходимом количестве . При этом межэлектродные рассто ни  первого электролизера Д1 превышают межэлектродные рассто ни  последнего Д2.

Участок очистки снабжен баком 19 дл  приготовлени  электролита, из которого периодически заполн ютс  раствором все отсеки ванны с помощью насоса 20 и запорно-регулирующей аппаратуры 21.

Слив электролита из корпуса ванны 10 в бак 19 производитс  с помощью трубопровода 21

Каждый электролизер 15 и 16 одним концом (фиг, 3) погружен ниже уровн  электролита Н.

В межэлектродное пространство элект5 ролизера электролит подаетс  с помощью насоса 23.

Подача электролита производитс  через дроссели 24, коллекторы 25, сопла 26. Верх и низ электролизера 27  вл ютс  элек-

0 уродами. Манометры 28 служат дл  контрол  давлени  в коллекторе 25. Дроссели 24 служат дл  регулировки давлени  в каждом коллекторе 25. При работе насоса 23 в электролизере 27 устанавливаетс  уровень II,

5 который выше уровн  раствора в ванне. Сопла 26 установлены в коллекторе 25 р дами (см. фиг. 4; 5).

В каждом р ду сопла 26 имеют разные по величине диаметры, при этом относи0 тельно середины полосы шириной В сопла 26 имеют больший диаметр, чем у краев.

Коллекторы 25 могут быть сменными (см. фиг. 5), коллектор 29 имеет свой набор сопел 30.

5 Устройство работает следующим образом .

Рулон полосового проката устанавливаетс  на разматыватель 1. Передний конец полосы обрезают с помощью ножниц 2 и

0 подают дл  сварки на сварочную машину 3. Затем заправл ют передний конец полосы в технологическую часть агрегата через машины 4-7, На участке очистки В полосу заправл ют путем перегиба через ролики 13 и

5 14 согласно фиг. 2.

В бак 19 заливают технологический раствор , содержащий 12-15% Na2SCM и имеющий температуру 30-40° С вследствие выделени  джоулева тепла при электроли0 зе. Обрабатываема  полоса пол ризуетс  бипол рно посто нным током. Электролизеры 15, 16 включены таким образом, что в каждой секции корпуса ванны 10 располагаютс  электроды только одного знака, т.е.

5 раствор в корпусе ванны 10 разделен на р д  чеек, не имеющих между собой электрического контакта. Благодар  этому полностью исключаетс  протекание тока между электролизерами 15, 16 и тем самым достигаетс  100% его использование.

Это обсто тельство в сочетании с прокачкой раствора в межэлектродном пространстве , эффективно удал ющей электродные газы из наклонно расположенных  чеек, позвол ет интенсифицировать процесс, повысив плотность тока на полосе до 0,5-1,0 А/см2 вместо 0,07-0,1 А/см2, обычно примен емый в горизонтальных ваннах по прототипу.

Включают насос 20 и через коллекторы 21 заполн ют ванну до уровн  Н, обеспечива  перелив через трубопровод 22. Включают источники питани  17 и 18. При этом ток подаетс  бипол рно. Соответственно электролизер 15  вл етс  катодным (к полосе подводитс  отрицательна  пол рность), а электролизер 16 -анодным. Между диэлектрическими перегородками 11 и 12 образуют зазор 5-10 мм.

Насос 23 прокачивает раствор из корпуса ванны 10 в коллекторы 25, Подача раствора в каждый из коллекторов 25 регулируетс  дроссел ми 24. Из коллекторов 25 через сопла 26 раствор подаетс  в межэлектродное пространство электролизеров 15, 16 (фиг. 3).

За счет энергии вытекающих из сопел 26 коллекторов 25 струй происходит эжек- ци  раствора из ванны 10 в электролизер 15, 16, что позвол ет подавать в электролизеры количество раствора, значительно превышающее подачу насоса 20.

В зависимости от мощности установленного насоса 20 можно получить различную величину напора (высоту уровн  раствора II) в электролизере 15, 16, вплоть до частичного или полного перелива раствора через его верхний край, причем при уровне раствора меньшем уровн  верхнего кра  электролизера весь расход циркулирует внутри его,

В зависимости от количества сопел 26 на коллекторе 25, величины рассто ни  между ними и соотношени  диаметров сопел 26 получают различную форму верхнего уровн  раствора (по кривой второго пор дка ) и различную степень циркул ции раствора в электролизере (см. кривые Б и Д фиг. 4; 5).

Исследовани  показали, что суммарный расход при переливе через уровень II составл ет 3-5 объемов раствора относительно номинальной производительности насоса 23.

Таким образом, така  подача раствора позвол ет регулировать эффективность обработки по ширине полосы, например, дл  уменьшени  краевых эффектов при электролизе .

Многократный перегиб полосы вокруг разновеликих роликов 13 и 14 (см. фиг. 2) при создании нат жени  в ванне электрохимической обработки позвол ет проводить местную правку полосы от крупных геомет- рических дефектов, образующихс  в результате термообработки полосы.

При этом полоса на входе имеет небольшие дефекты, поэтому межэлектродный зазор на входных электролизерах 15 устанавливаетс  равным Л 1, который несколько больше геометрических дефектов.

По мере прохождени  через ванну геометрические дефекты исправл ютс , поэто- му зазоры в последующих электролизерах устанавливаютс  меньше А1. При этом на выходных электролизерах устанавливаютс  зазоры А2, что в 1,3-1,7 раза меньше зазоров Д 1. Кроме того, длина катодных элект- ролизеров 15 превышает длину анодных 16 в 1,2-1,3 раза. Это позвол ет повысить качество очистки полосы и уменьшить затраты электроэнергии в катодных электродах, а также продлить срок службы анодных элек- тролизеров и уменьшить св занные с этим эксплуатационные затраты.

Это позвол ет повысить плотность тока в анодном (рабочем) электролизере, а также снизить плотность тока на электродах в ка- тодном (токоподвод щем) электролизере.

П .р и м е р 1. Берут гор чекатаную полосу толщиной 3-8 мм, шириной 1600 мм, марка 12Х18Н10Т, вес рулона 30 т.

Исходна  полоса имеет по геометрии отклонение от плоскости после операции термообработки 150 мм.

Межэлектродное рассто ние Д 1 устанавливают 70 мм, а Д2 - 35 мм.

В устройстве создаютс  услови  пред- варительной правки в процессе очистки. Окончательна  правка полосы ведетс  после узла очистки (или в другом агрегате).

Диаметр роликов и их шаг выбирают из следующих соображений: исходной кривизны, вход щей в узел очистки полосы, обычно эти дефекты полосы после операции нагрева и закалки, которые в свою очередь завис т от многих факторов (толщины, марки стали, температурно-вре- менных параметров нагрева и охлаждени , нат жени  в печи и т.д.).

Опытным путем они интегрально свод тс  к одному главному параметру: величине отклонени  плоскости полосы от горизонтальной плоскости.

Таким образом, с одной стороны, зна  величину такого отклонени , а с другой стороны задава сь параметрам электролизера (наличие выпр мител  с заданным напр жением посто нного тока, концентрацией и температурой электролита и т.д.) инженерна  задача сводитс  к оптимальному выбору тех и других параметров.

Расчеты показали, что мощности, зало- женные в правку по изобретению, примерно в 5-10 раз сокращают мощности электролизера.

Таким образом операци  правки позвол ет экономить электроэнергию; .

уменьшить габариты и вес узла очистки в части сокращени  теплообменного контура (темплообменники, насосы, расход воды и т.д.);

исключить брак полосы и выход элект- родов (анодов) из-за такого факта, как касание полосы с анодом (в известных устройствах), короткого замыкани , прижо- га полосы, местного расплавлени  свинцового анода;

свободный выход электродных газов как с верхней, так и с нижней поверхности полосы каждой  чейки (анода и катода)

образующиес  воздушные подушки на нижней поверхности полосы (в местах де- фектов где имеетс , например, хлопун) в известных устройствах ведут к окончательному браку поверхности полосы.

В узле очистки воздушные подушки не образуютс . Изменение длины катодных и анодных электролизеров (электродов) и междуэлектродного зазора:

- наличие узла правки позвол ет диф- ференцированно выбрать (сокращать) меж- электродное рассто ние, уменьшить его по ходу полосы, по мере уменьшени  дефектов полосы за счет последовательной правки;

- изменени  длины катодных и анодных электролизеров (вспомогательных электро- дов) позвол ет в первую очередь снизить плотность тока на свинцовые аноды и повысить срок их службы, во-вторых, первоначально выбрать минимально необходимый расход свинца.

Учитыва  дефицит свинца и его высокую стоимость, это даст существенный эффект дл  больших электролизеров. Производительность линии 150 тыс. тонн в год. Реализаци  изобретени  позвол ет

повысить производительность на 30- 40%,

снизить расход электроэнергии на 25- 35% и

веса оборудовани  на 20%,

сократить производственную площадь на 25%,

снизить отходы полосы по дефектам на 3-4%.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Устройство дл  электрохимической очистки полосового проката, включающее механизм прот гивани  полосы, бипол рные, входные катодные и выходные анодные электролизеры, отклон ющие и погружные транспортные ролики, систему рециркул ции электролита с узлом прокачки в межэлектродное пространство, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества очистки и сокращени  эксплуатационных затрат за счет совмещени  -правки и очистки, система рециркул ции электролита с узлом прокачки в межэлектродное пространство выполнена в виде набора сопел с разновеликими диаметрами рабочих отверстий и расположена внизу каждого электролизера, ролики выполнены разновеликого диаметра, их оси лежат в одной горизонтальной плоскости и установлены с асимметричным шагом, при этом длина входных катодных электролизеров превышает длину выходных анодных в 1,2-1,3 раза , а межэлектродное пространство входных катодных электролизеров превышает межэлектродное пространство выходных анодных электролизеров в 1,3-1,7 раза.

1808886

//

ft

V

,25

,. Риг- б

Д-Д№д уант $)