1.Phạm vi kiểm soát nồng độ để rửa kiềm các cuộn dây cán nguội- là bao nhiêu? Tại sao phạm vi này là cần thiết?
Nồng độ của dung dịch kiềm (dưới dạng NaOH) để làm sạch bằng kiềm các cuộn dây cán nguội-thường được kiểm soát trong khoảng từ 3% đến 5%.
Phạm vi này được chọn dựa trên các cân nhắc về số dư sau:
Nồng độ quá thấp (<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%): Mặc dù phản ứng xà phòng hóa được tăng tốc nhưng nồng độ NaOH quá cao làm giảm khả năng hòa tan của xà phòng, khiến xà phòng không hòa tan-dính lại vào bề mặt dải, do đó làm giảm hiệu quả tẩy dầu mỡ, tăng chi phí thuốc thử và gánh nặng rửa sạch sau đó.
Theo thực tế kỹ thuật, nồng độ từ 3% đến 5% sẽ đạt được kết quả làm sạch tốt; việc tăng thêm nồng độ không cải thiện đáng kể hiệu quả làm sạch và làm giảm hiệu quả chi phí-.
2. Nguyên tắc kiểm soát nồng độ chất tẩy rửa có tính kiềm là gì? Mối quan hệ giữa nồng độ và hiệu quả làm sạch là gì?
Nguyên tắc cốt lõi của việc kiểm soát nồng độ rửa kiềm dựa trên sự cân bằng hóa học giữa xà phòng hóa và nhũ hóa. Dung dịch kiềm (có thành phần chủ yếu là NaOH, Na₂CO₃, Na₂SiO₃,...) loại bỏ dầu mỡ bám trên bề mặt dải thép thông qua các cơ chế sau:
Xà phòng hóa: Chất kiềm phản ứng với dầu động vật và thực vật (glyxerit axit béo) để tạo ra glycerol-hòa tan trong nước và xà phòng (axit béo natri), khiến dầu mỡ tách ra khỏi bề mặt dải thép. Tăng nồng độ kiềm làm tăng tốc độ phản ứng xà phòng hóa.
Nhũ hóa: Chất hoạt động bề mặt nhũ hóa và phân tán các loại mỡ không-có thể xà phòng hóa như dầu khoáng vào dung dịch tẩy rửa; nồng độ thích hợp sẽ tăng cường khả năng nhũ hóa.
3. Làm thế nào có thể theo dõi trực tuyến nồng độ dung dịch kiềm trong quá trình sản xuất? Một số phương pháp phát hiện thường được sử dụng là gì?
Cơ sở sản xuất chủ yếu sử dụng phương pháp đo độ dẫn điện để phát hiện trực tuyến và kiểm soát tự động nồng độ dung dịch kiềm. Nguyên tắc là khi nhiệt độ và áp suất của dung dịch không đổi thì sẽ có một-một{2}}sự tương ứng giữa độ dẫn điện của dung dịch và nồng độ ion (tức là độ kiềm).
Quy trình làm việc của phương pháp dẫn điện như sau:
Máy đo độ dẫn điện được lắp đặt trên đường ống tuần hoàn để đo giá trị độ dẫn điện của dung dịch kiềm theo thời gian thực.
Thông qua đường cong làm việc "độ dẫn điện{1}}" được thiết lập trước (cần được hiệu chỉnh trong phòng thí nghiệm đối với các đơn vị cụ thể và công thức chất tẩy nhờn), độ dẫn điện được chuyển đổi thành giá trị nồng độ.
Hệ thống điều khiển PLC tự động điều chỉnh việc bổ sung dung dịch kiềm đậm đặc và nước tinh khiết dựa trên độ lệch giữa nồng độ đo được và giá trị đã đặt, đạt được điều khiển-vòng kín.
Tầm quan trọng của việc bù nhiệt độ: Vì nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến độ dẫn điện nên hệ thống phát hiện phải có chức năng bù nhiệt độ. Các hệ thống phát hiện trực tuyến hiện đại thường đặt phạm vi bù nhiệt độ ở mức 0 độ ~ 85 độ, đạt được độ chính xác kiểm soát nồng độ là ±2g/L.
Các công nghệ mới nổi: Một số dây chuyền sản xuất tiên tiến đã bắt đầu áp dụng-hệ thống phát hiện trực tuyến Raman tại chỗ, giúp đạt được phân tích thành phần chính xác hơn bằng cách thiết lập mô hình các thành phần hiệu quả của dung dịch kiềm, với tỷ lệ phát hiện chính xác trên 90%.
4. Những khiếm khuyết về chất lượng có thể xảy ra do việc kiểm soát nồng độ kiềm không đúng cách?
Khi nồng độ quá thấp:
Việc tẩy dầu mỡ không hoàn toàn sẽ để lại dầu và bột sắt dư trên bề mặt dải. Trong quá trình ủ tiếp theo, dầu sẽ cacbon hóa, tạo thành các "đốm dầu" hoặc sự đổi màu bề mặt.
Điều này ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ và có thể dẫn đến mạ kẽm không hoàn chỉnh trong quá trình mạ-nhúng nóng.
Khi nồng độ quá cao:
Độ hòa tan của xà phòng giảm và xà phòng canxi kết tủa bám vào bề mặt dải. Sau khi bị ép bởi các con lăn ép, các chất kết tủa này tạo thành "các đốm đen rửa bằng kiềm"-các đường mảnh phân bố không đều có chứa hàm lượng Ca và P cao.
Đối với thép có chứa các nguyên tố hợp kim như silicon và mangan, nồng độ quá cao có thể làm trầm trọng thêm sự ăn mòn chọn lọc.
Điều này làm tăng mức tiêu thụ kiềm và gánh nặng cho việc rửa tiếp theo, làm tăng chi phí xử lý nước thải.
5. Làm thế nào có thể đạt được sự kiểm soát tự động chính xác về nồng độ kiềm trong sản xuất?
Cơ chế phân phối kiềm tự động:
Một cảm biến nồng độ được lắp đặt trong bể phân phối kiềm. Khi phát hiện nồng độ thấp hơn giới hạn dưới đã cài đặt, hệ thống điều khiển sẽ tự động mở van phễu phân phối để thêm dung dịch kiềm đậm đặc, đồng thời bổ sung nước tinh khiết cho đến khi nồng độ trở về phạm vi đã cài đặt.
Các điều kiện kích hoạt phân phối bao gồm: độ dẫn điện giảm xuống giá trị cài đặt (do tiêu thụ độ kiềm) hoặc mức bể tuần hoàn giảm xuống giá trị cài đặt (do xả chất lỏng bẩn định kỳ).
Kiểm soát liên kết mức độ và nồng độ:
Sáu điểm kiểm soát được thiết lập cho mức bể tuần hoàn (LLL, LL, L, H, HH, HHH). Sự khác biệt giữa mức H và L ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định nồng độ-sự khác biệt lớn dẫn đến sự dao động nồng độ quá mức, trong khi sự khác biệt nhỏ dẫn đến việc bổ sung nước và chất lỏng thường xuyên.
Tối ưu hóa quy trình dòng chảy ngược:
Dây chuyền sản xuất tiên tiến áp dụng thiết kế trong đó chất tẩy rửa chảy theo hướng ngược lại với chuyển động của dải thép. Dung dịch kiềm mới được chuẩn bị ở phần làm sạch điện phân rồi tuần tự chảy sang phần rửa phun, giúp dung dịch kiềm được tận dụng và dần dần trở nên bẩn, đảm bảo nước sạch hơn ở các bể tiếp theo và nâng cao chất lượng làm sạch.