浅析冷轧生产中的电解清洗技术

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1、浅析冷轧生产中的电解清洗技术慧聪表面处理网：电解清洗技术是一种工业生产中常用的清洗技术。它主要是利用电解原理将金属表面的污垢去除的清洗方法，也称为电化学清洗。电解清洗除了电解外，还辅助了其他一些化学清洗和物理清洗，以达到最大限度清除污垢的目的。在冷轧带钢生产过程中，带钢表面总残留着一些油脂、铁粉和灰尘等杂质。如果不对带钢进行表面清洗，各种杂质会被带到下一工序，从而引起比较严重的表面质量问题，尤其是镀层产品，据统计由于脱脂除油不彻底而导致镀层不良的比例一般占60%～80%。目前我国大多数冷轧带钢连续退火线、涂层生产线普遍采用电解清洗的方法来清洁带钢表面，有的厂还设置了独立的电解清洗生产线。本

2、文简单介绍冷轧生产中的电解清洗技术。一、电解清洗的原理冷轧的带钢表面从金属基体开始依次为钢基体、氧化膜层、杂质层和油脂层，清洗最终要去除的是油脂和杂质。带钢表面的油脂，可分为皂化类油脂与非皂化类油脂，这两种油脂的皂化值不同，除油的方法也有所不同，而带钢表面杂质主要是铁粉、灰尘等。通常采用的电解脱脂剂的主要成分为碱性成分、螯合剂和表面活性剂。1.皂化脱脂带钢表面的皂化类油脂的清除，主要是皂化类油脂与清洗液中的碱发生皂化反应，生成溶于水的脂肪酸钠和甘油:(RCOO)3C3H5+3NaOH→3RCOONa+C3H5(OH)2.乳化脱脂带钢表面的非皂化类油脂不能与清洗液中的碱发生皂化反应，但是能与

3、脱脂剂中的表面活性剂发生乳化作用，使带钢表面的油污附着力减弱，再加以刷洗、冲洗，油膜破裂变成细小的油珠，脱离金属表面从而达到清洗的目的。3.分散作用带钢清洗中的分散作用，主要是指将大的污垢颗粒分散成小的颗粒，降低污垢在钢铁表面的附着力，提高钢板清洗效果。分散作用的理论基础是电荷效应和空间位阻效应。磷酸盐在水中电离，形成负电荷体系，伴随机械力或化学力的作用，磷酸盐吸附在污垢表面形成表面带负电荷的胶体粒子体系:一方面由于同性相斥，小的污垢变得稳定，能有效防止小颗粒的再次凝聚;另一方面，吸附了磷酸盐后，污垢再次凝聚的空间阻力也加大了。4.螯合剂的作用螯合剂主要指一些有机物，它与金属离子具有很强的

4、结合能力，形成螯合物分子，溶解在水中。带钢清洗中使用的清洗剂往往呈强碱性，且经常加入碳酸盐，而水中往往含有一定量极易形成沉淀的钙、镁离子，若其沉淀在钢板表面，将严重影响其后续工序，如镀锌后钢板的表面质量。清洗剂中加入一定量的与钙、镁离子有更强亲和力的螯合成分，可防止这些沉淀的出现。另外，螯合剂还有一个重要作用就是容易吸附在金属颗粒表面，降低其与钢板的附着力。5.电解脱脂带钢在经过盛有碱性电解液的电解清洗槽时，两侧的电栅因通以低电压、高电流的直流电而极化。带钢的两面分别作为阴极和阳极发生电化学反应，带钢表面析出氢气或氧气的小气泡。在电极极化和气体的机械撕裂综合作用下，带钢表面的残留油脂被进一

5、步除去，从而达到了清洗的目的。电解脱脂的过程中，气体的析出过程实质是电解水的过程:2H2O2H2↑+O2↑当带钢作阳极时，其表面上进行的是氧化反应，并析出氧气:4OH--4e→O2↑+2H2O当带钢作阴极时，其表面上进行的是还原反应，并析出氢气:4H2O+4e→2H2↑+4HO-二、电解清洗设备国际上通常把电解清洗装置分为两种类型:电流密度在50A/dm2以下的称为普通电流密度电解清洗，电流密度在100～210A/dm2以上的称为高电流密度电解清洗。1.普通电流密度的电解清洗设备普通电流密度的电解清洗，按照槽体形式，可分为卧式槽和立式槽两种。这两种类型的电解清洗，电极沉浸在电解液中，平行于

6、带钢布置，电流流向从正极极板通过电解质到带钢上，带钢上的电流再通过电解质返回到负极极板上。普通电流密度电解清洗装置能耗高、产能低、清洗质量不理想，但结构简单、投资低，目前仍是大多数冷轧厂采用的清洗工艺。2.高电流密度的电解清洗设备高电流密度电解清洗装置主要型式有:卧式极板液垫型、喷嘴/极板兼容型、辊子缠绕型等，以下简单介绍喷嘴/极板兼容型电解清洗装置。喷嘴/极板兼容型电解清洗装置是利用电解对油污进行破碎、剥离的新工艺。它由布置在带钢上下两个表面的喷头及相关喷射装置组成，两喷头作为两个电极分别接在电源的两极上，间距约20mm。当带钢通过喷嘴(极板)区域时，喷嘴喷射较小流量的电解液，在带钢表面

7、产生密集的微小气泡使油污层表面和内部产生破裂，经连续几组喷嘴(极板)电解作用，油污层底部完全乳化而脱离带钢表面，呈独立状态，然后经过刷洗清除油污。喷嘴/极板兼容型电解清洗装置最大的优点是清洗效果好、结构紧凑、耗能低，但该类型电解时间极短，特别对于高速运行机组，清洗后的带钢表面附着硅离子量不足，如果接着采用罩式退火炉退火，易发生带钢粘结现象。三、影响电解清洗效果的因素1.脱脂液中碱浓度对清洗效果的影响碱预清洗、碱刷洗的化学