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        鍍鉻板生產線鍍液凈化技術

        摘要:測試了寶鋼電鍍鉻機組鍍液中雜質顆粒的粒度分布,觀察了鍍液中雜質顆粒濃度的變化情況,提出了一種去除鍍液中固體雜質的方法,并設計了一套凈化過濾系統。經實際使用,過濾后的鍍液能滿足高品質鍍鉻板生產的要求。

        關鍵詞:鍍鉻板;鍍液;雜質;凈化 

        中圖分類號:TQ153.11

        文獻標志碼:A 

        文章編號:1004-227X(2010)12-0016-03

        1·前言

        鍍鉻鋼板(TFS)的生產成本比鍍錫板低,具有鍍層附著力強、印刷性好、~、耐硫化性好等特點,其加工成型性及機械強度也與鍍錫板大致相同。采用鍍鉻鋼板代替鍍錫板是未來包裝行業的發展方向,因此近年來鍍鉻鋼板產量在國外的應用逐年增加。為適應鍍鉻板的市場需求,寶鋼冷軋薄板廠電鍍鉻機組于2007年興建了*條鍍鉻機組,該機組是目前國內速度較快、規格較薄、工藝起首進的鍍鉻板專用生產線,具有20萬噸/年的生產能力。該機組選用“兩步法”工藝和含氟化物型鍍液,冷軋薄帶鋼首先在高濃度CrO3一步液中鍍金屬鉻,再在低濃度CrO3二步液中鍍氧化鉻,這樣可獲得厚度理想且均勻的鉻層和氧化膜,其大致工藝流程如圖1所示。

        鍍鉻機組自2007年11月進入試運行以來,所生產的鍍鉻板存在大量壓痕、凹坑、表面色差、表面光澤度不良、燒點和表面污跡等表面缺陷,這些表面缺陷大多與鍍液的清潔程度有關。為降低寶鋼電鍍鉻機組的廢次品率,筆者已對鍍液中的雜質類型進行了測試,并分析了鍍液中雜質的可能來源。本文將在此基礎上,對鍍液中雜質的濃度和粒度進行跟蹤分析,通過試驗研究提出去除鍍液中雜質的方法,并提出工程應用的工藝路線及系統裝備,實現對TFS機組鍍液的離線凈化。

        2·鍍液中雜質的濃度和粒度分析

        鍍液中雜質的質量濃度對鍍層質量的影響重大,而鍍液中雜質的粒度則決定其去除方法。為此,在確定去除方法之前,對鍍液中雜質的濃度和粒度進行分析。

        2.1鍍液中雜質的粒度分析

        由于鍍液中的大顆粒很容易采用過濾的方法去除,因此著重分析經初步沉淀后依然殘留在溶液中的固體顆粒。采用BECKMAN的粒度分析儀,從現場取得的鍍液經一天時間沉淀后進行測定,所得結果如圖2所示。由圖2可知,鍍液中顆粒的粒度大多在1~40μm之間。

        2.2鍍液中雜質的質量濃度分析

        采用過濾的方法,考察了2個定修周期內鍍液中雜質的質量濃度變化。從各槽中區取1000mL鍍液,采用濾紙過濾;所得到的過濾產物經去離子水清洗干凈后放入干燥箱內,在110°C下加熱干燥2h;待濾紙烘干后,用AB135-S型電子天平分別進行*稱重,得到1000mL鍍液內固體顆粒的質量(含濾紙)。另取5張相同規格且干燥了的濾紙,稱重后取平均值。含固體顆粒的濾紙的質量與濾紙平均質量相減,即得固體顆粒的凈重,測試結果如表1所示。

        從表1可以看出,鍍液中雜質的質量濃度隨著施鍍過程的進行而逐漸增加,其中鉻鍍液中的雜質濃度*高于氧化鉻鍍槽中的濃度,如此高濃度的雜質必將對鍍層的質量產生重大的影響。

        3·固體雜質的去除方法

        從對鍍液中固體雜質的分析可知,鍍液中固體雜質的粒度主要集中在1μm以上。經分析,固體雜質中既含有有機物,又含有無機物。因此,采用過濾的辦法較為合適。過濾器的主要部件為過濾網,由于鍍液中固體雜質的粒度小,鍍液又具有強烈的腐蝕性,過濾時需要采用加壓過濾的方式,因此濾網需選用強度高、耐氧化腐蝕的過濾材料。不銹鋼燒結過濾網是一種可供選擇的濾網。本試驗采用的是五層燒結過濾網,濾網材料選316L不銹鋼。過濾裝置如圖3所示,過濾試驗主要考察所選用濾網的過濾速度和過濾效果,試驗的方法是自現場鍍液槽中分別取1000mL鍍液,在該試驗裝置上進行試驗,考察過濾量隨時間的變化,以及壓力與過濾速率的關系。試驗結果如圖4所示。

        從圖4可以看出,常壓下過濾速率隨時間的延長而逐漸減慢。采用一定的真空度可提高過濾速率,200mm水柱的真空度可使過濾速率提高近一倍。

        4·鍍液過濾裝置及其實際效果

        根據過濾試驗的結果,設計制作了如圖5所示的鍍液過濾系統。

        該系統使用自動反清洗管式微孔過濾機,是一個完全自動的連續系統,主要包括微濾主機(1臺),循環泵(2臺),壓濾裝置(1臺),反洗氣柵,反洗水柵,循環泵現場操作盒,PLC控制柜,管道閥門等。

        鍍鉻機組離線鍍液凈化系統于2009年底建造完畢,隨即投入使用,及后研究人員跟蹤過濾裝置的實際運行效果,其中鍍液中固體顆粒質量濃度的變化如圖6所示。從測試的結果來看,固體雜質的質量濃度小于20mg/L,這與過濾器投入使用前的200mg/L以上的質量濃度相比下降了90%以上。而鍍液中雜質的粒度如圖7所示。從分析的結果看,鍍液中雜質的粒度大多在1μm以下,其中90%以上的固體顆粒的粒度小于0.747μm。由此說明,電鍍鉻機組采用過濾器后,鍍液得到了極大的凈化,達到了預期的過濾效果,鍍鉻的表面質量也得到了極大的提高,與鍍液不潔程度有關的鍍鉻板廢次品率由過濾系統投用前的8%下降到0.4%。

        5·結論

        在研究鍍液中固體物質的組成、含量及特征的基礎上,提出了采用增加離線鍍液凈化系統對鍍液進行凈化的方法,通過試驗研究確定了鍍液離線凈化工藝。該鍍液凈化系統在實際應用中,大大降低了鍍層 西安萬家樂熱水器維修表面質量缺陷發生率,提高了鍍鉻板表面質量,西安月嫂增強了鍍鉻產品的市場競爭能力。 

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