1.¿Cuál es el rango de control de concentración para el lavado alcalino de bobinas laminadas en frío-? ¿Por qué es necesario este rango?
La concentración de la solución alcalina (como NaOH) para la limpieza alcalina de bobinas laminadas en frío-normalmente se controla entre un 3 % y un 5 %.
Este rango se elige en función de las siguientes consideraciones de equilibrio:
Una concentración demasiado baja (<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%): aunque la reacción de saponificación se acelera, las concentraciones excesivamente altas de NaOH reducen la solubilidad del jabón, lo que hace que el jabón no disuelto se vuelva a-adherir a la superficie de la tira, lo que reduce la eficiencia del desengrasante y aumenta los costos de los reactivos y la posterior carga de enjuague.
Según la práctica de la ingeniería, un rango de concentración del 3% al 5% logra buenos resultados de limpieza; aumentar aún más la concentración no mejora significativamente el efecto de limpieza y reduce la rentabilidad-.
2. ¿Cuál es el principio detrás del control de la concentración de detergente alcalino? ¿Cuál es la relación entre concentración y efecto limpiador?
El principio básico del control de la concentración del lavado alcalino se basa en el equilibrio químico entre saponificación y emulsificación. Las soluciones alcalinas (compuestas principalmente por NaOH, Na₂CO₃, Na₂SiO₃, etc.) eliminan la grasa de la superficie de la tira de acero mediante los siguientes mecanismos:
Saponificación: el álcali reacciona con aceites animales y vegetales (glicéridos de ácidos grasos) para producir glicerol-soluble en agua y jabón (ácidos grasos de sodio), lo que hace que la grasa se desprenda de la superficie de la tira de acero. El aumento de la concentración de álcali acelera la velocidad de la reacción de saponificación.
Emulsificación: los tensioactivos emulsionan y dispersan grasas no-saponificables, como el aceite mineral, en la solución de limpieza; la concentración adecuada mejora la emulsificación.
3.¿Cómo se puede controlar en línea la concentración de la solución alcalina durante la producción? ¿Cuáles son algunos métodos de detección comúnmente utilizados?
El sitio de producción emplea principalmente el método de conductividad para la detección en línea y el control automático de la concentración de la solución alcalina. El principio es que cuando la temperatura y la presión de la solución permanecen constantes, existe una correspondencia uno-a-uno entre la conductividad de la solución y la concentración de iones (es decir, alcalinidad).
El flujo de trabajo del método de conductividad es el siguiente:
Se instala un medidor de conductividad en la tubería de circulación para medir el valor de conductividad de la solución alcalina en tiempo real.
A través de una curva de trabajo de "conductividad-concentración" preestablecida (que debe calibrarse en el laboratorio para unidades específicas y fórmulas de agentes desengrasantes), la conductividad se convierte en un valor de concentración.
El sistema de control PLC ajusta automáticamente la adición de solución alcalina concentrada y agua pura en función de la desviación entre la concentración medida y el valor establecido, logrando un control de circuito cerrado-.
La importancia de la compensación de temperatura: dado que la temperatura afecta directamente a la conductividad, el sistema de detección debe tener una función de compensación de temperatura. Los sistemas de detección en línea modernos generalmente establecen el rango de compensación de temperatura entre 0 grados y 85 grados, logrando una precisión de control de concentración de ±2 g/L.
Tecnologías emergentes: algunas líneas de producción avanzadas han comenzado a adoptar sistemas de detección en línea Raman in situ, que logran un análisis de componentes más preciso al establecer un modelo de los componentes efectivos de la solución alcalina, con una tasa de precisión de detección de más del 90 %.
4. ¿Qué defectos de calidad pueden resultar de un control inadecuado de la concentración de álcali?
Cuando la concentración es demasiado baja:
Un desengrasado incompleto produce residuos de aceite y polvo de hierro en la superficie de la tira. Durante el recocido posterior, el aceite se carbonizará, formando "manchas de aceite" o decoloración de la superficie.
Esto afecta la adhesión del recubrimiento y puede provocar una galvanización incompleta durante la galvanización en caliente-.
Cuando la concentración es demasiado alta:
La solubilidad del jabón disminuye y los precipitados de jabón cálcico se adhieren a la superficie de la tira. Después de ser exprimidos por los rodillos exprimidores, estos precipitados forman "puntos negros de lavado con álcali"-líneas finas distribuidas irregularmente que contienen altos niveles de Ca y P.
Para los aceros que contienen elementos de aleación como silicio y manganeso, concentraciones excesivamente altas pueden exacerbar la corrosión selectiva.
Esto aumenta el consumo de álcali y la carga del enjuague posterior, lo que aumenta los costos de tratamiento de aguas residuales.
5. ¿Cómo se puede lograr un control automático preciso de la concentración de álcali en la producción?
Mecanismo dispensador automático de álcali:
Se instala un sensor de concentración en el tanque dispensador de álcali. Cuando se detecta que la concentración está por debajo del límite inferior establecido, el sistema de control abre automáticamente la válvula de la tolva dispensadora para agregar una solución alcalina concentrada, al mismo tiempo que repone agua pura hasta que la concentración vuelve al rango establecido.
Las condiciones del activador de dispensación incluyen: la conductividad cae a un valor establecido (debido al consumo de alcalinidad) o el nivel del tanque de circulación cae a un valor establecido (debido a la descarga periódica de líquido sucio).
Control de enlace de nivel y concentración:
Se establecen seis puntos de control para el nivel del tanque de circulación (LLL, LL, L, H, HH, HHH). La diferencia entre los niveles de H y L afecta directamente la estabilidad de la concentración.-una diferencia grande conduce a fluctuaciones excesivas de la concentración, mientras que una diferencia pequeña resulta en una reposición frecuente de agua y líquido.
Optimización del proceso de flujo inverso:
La avanzada línea de producción adopta un diseño en el que el agente de limpieza fluye en dirección opuesta al movimiento de la banda de acero. Se prepara una nueva solución alcalina en la sección de limpieza electrolítica y luego fluye secuencialmente a la sección de lavado por aspersión, lo que permite que la solución alcalina se utilice y se ensucie gradualmente, lo que garantiza agua más limpia en los tanques posteriores y mejora la calidad de la limpieza.