1.Qual é a faixa de controle de concentração para lavagem alcalina de bobinas-laminadas a frio? Por que esse intervalo é necessário?
A concentração da solução alcalina (como NaOH) para limpeza alcalina de bobinas-laminadas a frio é normalmente controlada entre 3% e 5%.
Este intervalo é escolhido com base nas seguintes considerações de equilíbrio:
Uma concentração muito baixa (<3%): Insufficient saponification rate, incomplete grease removal, and residual oil on the strip surface will affect subsequent annealing and coating quality.
Too high a concentration (>5%): Embora a reação de saponificação seja acelerada, concentrações excessivamente altas de NaOH reduzem a solubilidade do sabão, fazendo com que o sabão não dissolvido volte a-aderir à superfície da tira, reduzindo assim a eficiência do desengorduramento e aumentando os custos de reagentes e a subsequente carga de enxágue.
De acordo com a prática de engenharia, uma faixa de concentração de 3% a 5% alcança bons resultados de limpeza; aumentar ainda mais a concentração não melhora significativamente o efeito de limpeza e reduz o custo-efetivo.
2.Qual é o princípio por trás do controle da concentração de detergente alcalino? Qual é a relação entre concentração e efeito de limpeza?
O princípio fundamental do controle da concentração da lavagem alcalina baseia-se no equilíbrio químico entre saponificação e emulsificação. Soluções alcalinas (compostas principalmente de NaOH, Na₂CO₃, Na₂SiO₃, etc.) removem a graxa da superfície da tira de aço através dos seguintes mecanismos:
Saponificação: o álcali reage com óleos animais e vegetais (glicerídeos de ácidos graxos) para produzir glicerol solúvel em água e sabão (ácidos graxos de sódio), fazendo com que a graxa se desprenda da superfície da tira de aço. Aumentar a concentração de álcali acelera a taxa de reação de saponificação.
Emulsificação: os surfactantes emulsificam e dispersam graxas não{0}}saponificáveis, como óleo mineral, na solução de limpeza; concentração apropriada aumenta a emulsificação.
3.Como a concentração da solução alcalina pode ser monitorada online durante a produção? Quais são alguns métodos de detecção comumente usados?
O local de produção emprega principalmente o método de condutividade para detecção on-line e controle automático da concentração de soluções alcalinas. O princípio é que, quando a temperatura e a pressão da solução permanecem constantes, existe uma correspondência de um-para-entre a condutividade da solução e a concentração de íons (isto é, alcalinidade).
O fluxo de trabalho do método de condutividade é o seguinte:
Um medidor de condutividade é instalado na tubulação de circulação para medir o valor de condutividade da solução alcalina em tempo real.
Através de uma curva de trabalho de "condutividade-concentração" pré-estabelecida (que precisa ser calibrada em laboratório para unidades específicas e fórmulas de agentes desengordurantes), a condutividade é convertida em um valor de concentração.
O sistema de controle PLC ajusta automaticamente a adição de solução alcalina concentrada e água pura com base no desvio entre a concentração medida e o valor definido, obtendo controle de circuito-fechado.
A importância da compensação de temperatura: Como a temperatura afeta diretamente a condutividade, o sistema de detecção deve ter uma função de compensação de temperatura. Os modernos sistemas de detecção on-line normalmente definem a faixa de compensação de temperatura para 0 graus ~85 graus, alcançando uma precisão de controle de concentração de ±2g/L.
Tecnologias emergentes: algumas linhas de produção avançadas começaram a adotar sistemas de detecção on-line Raman in{0}}in situ, que alcançam análises de componentes mais precisas estabelecendo um modelo dos componentes efetivos da solução alcalina, com uma taxa de precisão de detecção de mais de 90%.
4.Quais defeitos de qualidade podem resultar do controle inadequado da concentração de álcalis?
Quando a concentração é muito baixa:
O desengorduramento incompleto resulta em óleo residual e pó de ferro na superfície da tira. Durante o recozimento subsequente, o óleo irá carbonizar, formando “manchas de óleo” ou descoloração da superfície.
Isso afeta a adesão do revestimento e pode levar à galvanização incompleta durante a galvanização-por imersão a quente.
Quando a concentração é muito alta:
A solubilidade do sabão diminui e os precipitados do sabão de cálcio aderem à superfície da tira. Depois de serem espremidos pelos rolos de compressão, esses precipitados formam "manchas pretas de lavagem de álcalis"-linhas finas distribuídas irregularmente contendo altos níveis de Ca e P.
Para aços contendo elementos de liga como silício e manganês, concentrações excessivamente altas podem exacerbar a corrosão seletiva.
Isto aumenta o consumo de álcalis e a carga no enxágue subsequente, aumentando os custos de tratamento de águas residuais.
5.Como o controle automático preciso da concentração de álcalis pode ser alcançado na produção?
Mecanismo de distribuição automática de álcalis:
Um sensor de concentração está instalado no tanque de distribuição de álcali. Quando a concentração é detectada abaixo do limite inferior definido, o sistema de controle abre automaticamente a válvula do reservatório de distribuição para adicionar solução alcalina concentrada, ao mesmo tempo em que reabastece água pura até que a concentração retorne à faixa definida.
As condições de disparo da distribuição incluem: queda da condutividade para um valor definido (devido ao consumo de alcalinidade) ou queda do nível do tanque de circulação para um valor definido (devido à descarga periódica de líquido sujo).
Controle de ligação de nível e concentração:
Seis pontos de controle são definidos para o nível do tanque circulante (LLL, LL, L, H, HH, HHH). A diferença entre os níveis de H e L afeta diretamente a estabilidade da concentração-uma grande diferença leva a flutuações excessivas de concentração, enquanto uma pequena diferença resulta em reposição frequente de água e líquidos.
Otimização do processo de fluxo reverso:
A linha de produção avançada adota um design onde o agente de limpeza flui na direção oposta ao movimento da tira de aço. A nova solução alcalina é preparada na seção de limpeza eletrolítica e depois flui sequencialmente para a seção de lavagem por pulverização, permitindo que a solução alcalina seja utilizada e fique gradualmente suja, garantindo água mais limpa nos tanques subsequentes e melhorando a qualidade da limpeza.