10
清洗基本原理
• 水：传输 漂洗 传输/漂洗 • 表面活性剂：减少水的表面张力 表面活性剂：
润湿表面 通过卷裹作用去除污染物
• 无机组分：分散稳定污染物 无机组分： • 络合物：减少水的硬度 络合物：
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脱脂剂组成
• • • • •
无机组分:磷酸盐， 无机组分 磷酸盐，碱 磷酸盐 表面活性剂 络合剂 防腐添加剂 消泡/抑泡剂 消泡 抑泡剂
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表面状况（光泽、侵蚀等） 表面状况（光泽、侵蚀等）
• 应用工艺： 浸渍、喷淋等 应用工艺： 浸渍、 • 法规限制：硝酸盐、磷酸盐、COD等 法规限制：硝酸盐、磷酸盐、 等 • 运输、气候等 运输、
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脱脂剂的选用
固体与液体脱脂剂的比较
固体脱脂剂 高的活性成分 优点 易做成单组分 需要予混槽 使用不便 粉尘问题 粘结问题
退火时产生的碳及分解的碳氢化合物 钢铁储运过程中使用的防锈油 机械油的泄漏等
3
钢铁清洗特点
普通清洗: 普通清洗: 2 - 10 分钟
带钢清洗: 带钢清洗: 2 - 10 秒 速度: (速度: 100 - 1000 m/min 或 6 - 60 km/h)
4
脱脂参数
脱脂剂种类
稀释 皂化/乳化 皂化 乳化 润湿性 吸附性
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双组分液体脱脂剂
情况1 情况1
NaOH溶液 添加剂（包括磷酸盐、表面活性剂、 NaOH溶液 + 添加剂（包括磷酸盐、表面活性剂、消泡剂等）
情况2 情况2
无机成分为主（ 无机成分为主（碱、磷酸盐等） 磷酸盐等） 有机成分为主（表面活性剂、消泡剂等） + 有机成分为主（表面活性剂、消泡剂等）
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双组分液体脱脂剂特点
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污染物的推荐控制范围
对于连退线
预脱脂溶液中 后脱脂溶液中 2%乳化液 2%乳化液 800mg/l铁粒子 800mg/l铁粒子 mg/l 1.0%乳化液 1.0%乳化液 300mg/l mg/l铁粒子 300mg/l铁粒子
对于镀锌线
预脱脂溶液中 后脱脂溶液中 1%乳化液 1%乳化液 500mg/l铁粒子 500mg/l铁粒子 mg/l 0.5%乳化液 0.5%乳化液 200mg/l mg/l铁粒子 200mg/l铁粒子
液体脱脂剂 使用方便 无粉尘 不会发生粘结 高的水含量 需要增溶剂
缺点
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液体脱脂剂分类
按有效成分多少， 按有效成分多少，可分为
高固体份（50~70% 高固体份（50~70%） 普通（30~40% 普通（30~40%）
按组分
单组分 双组分
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高固体份脱脂剂特点
具流动性的浆糊状液体 兼有固体和液体的某些优点 温度高时具有流动性 温度低（一般＜ 温度低（一般＜5℃）时流动性丧失 温度过高与过低均不稳定 生产、 生产、储存和运输较困难
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脱脂剂推荐
单组分液体脱脂剂： 单组分液体脱脂剂： Novaclean 187WB 双组分液体脱脂剂： 187WB+P3双组分液体脱脂剂： Novaspray 187WB+P3-cronisol 669 P3P3-Percy 702+NaOH 固体脱脂剂： 固体脱脂剂： 消泡剂： 消泡剂： VR6334-16C、 VR6334-16C、VR6334-16D D Defoamer C
1
possible maximum
2
permissible maximum
3 4
时间
20
脱脂剂的消耗途径
1. 带出消耗 (3 - 10 ml/m ) ml/m²)
2. 槽液排放以及溢流
3. 泡沫
4. 皂化
CH3-(CH2)X-COO-R + NaOH
CH3-(CH2)X-COONБайду номын сангаас + R-OH
5. 漏液，不溶解部分等
预脱脂 喷淋 刷洗
电解脱脂 刷洗 漂洗 干燥
循环槽 电导率仪
循环槽
P3-Cronisol 669
max.
LIC HL
Novaspray187WB
LI
LA Q
9
脱脂工艺参数 (热镀锌) 热镀锌)
温度: 温度: 喷淋) 70 - 75 °C ( 喷淋) 电解脱脂) 80 - 85 °C ( 电解脱脂) 脱脂时间: 脱脂时间: (喷淋 刷洗) 喷淋/ 8 - 12 s (喷淋/刷洗) (电解脱脂 电解脱脂) 5 - 8 s (电解脱脂) 脱脂剂浓度: 脱脂剂浓度: 粉末脱脂剂) 20 - 30 g/l ( 粉末脱脂剂) 喷淋压力: 喷淋压力: 2 - 4 巴 电流密度: 电流密度: A/dm² 10 ～ 15 A/dm
- 减少表面张力，使表面润湿 减少表面张力， - 去除油污 - 有一定程
度的消泡作用
14
温度和浓度的影响
[ mg C /m² ]
30 25 20
15 10 5 0 3%
浓度
50°C 60°C 70°C
4%
5%
pressure 2bar 2 min treatment time P3-percy 704
镀锌线化学品
汉高股份有限公司 2008年3月26日 年 月 日
表面清洗
VR
Parco
P3
钢铁工业用汉高脱脂剂
2
冷轧板表面的污染物
冷轧时使用的轧制油和乳化液 轧制过程中产生的
--金属颗粒 --金属颗粒 --分解的碳氢化合物 --分解的碳氢化合物 --附带的化学反应产物 如铁皂化物） 附带的化学反应产物（ --附带的化学反应产物（如铁皂化物）
12
无机组分
碱化合物: 碱化合物: - 皂化油脂 - 提高电解槽液的电导率 - 较好的清洗性能 - 侵蚀有色金属 - 对污物是有效的分散剂 - 硬水络合剂 - 增加表面活性剂的清洗效果
磷酸盐: 磷酸盐:
13
络合剂: 络合剂: 淀
- 防止硬水的沉 - 氧化物的溶解 - 减少金属粒子在表面的黏附
表面活性剂: 表面活性剂:
(温度 压力 时间 浓度 温度, 压力, 时间, 浓度) 温度
• 生产过程改变 • 槽液污染严重 • 槽液使用周期过长
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问题-泡沫的形成机理 问题 泡沫的形成机理
水相 气相 表面活性剂分子
预脱脂
电解脱脂
泡沫形成
25
问题-泡沫形成的原因 问题 泡沫形成的原因
• • • • • •
温度过低 压力过大 泵中夹入空气 阳离子表面活性剂富集， 阳离子表面活性剂富集，如来自于轧制油或防锈油 强碱性清洗剂的皂化 消泡有效成分被分离出系统， 消泡有效成分被分离出系统，如超滤等
工业技术
化学
机械
喷淋 高压喷淋 浸渍 超声波 电解 刷洗
温度
能量消耗 泡沫形成
时间
生产过程
5
脱脂流程 (1)
预脱脂
后脱脂
1段漂洗 段漂洗
2段漂洗 段漂洗
3段漂洗 段漂洗
干燥
逆向漂洗 20 m³ 循环槽 20 m³
horizontal spray-brush cleaning line
6
脱脂清洗线 (2)
18
延长槽液寿命
漂浮的油污: 漂浮的油污: 乳化的油污: 乳化的油污: 铁粒子: 铁粒子: 渣: 器 油分离器 膜分离系统 磁过滤器 传统过滤
19
污染物含量增长
污染物 含量
1 -> theory 2 -> reality 3 -> cont. recycling 4 -> discont. recycling
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问题-消泡方法 问题 消泡方法
热力消泡 - 加热脱脂剂溶液
物理消泡 - 离心消泡 旋转消泡 真空消泡 离心消泡, 旋转消泡,
化学消泡 - 消泡剂
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选择正确的脱脂剂
• 材料：钢铁、有色金属等 材料：钢铁、 • 污染物的种类：油脂、氧化物、颗粒物等 污染物的种类：油脂、氧化物、 • 要求：清洁度（表面最大残留等） 要求：清洁度（表面最大残留等）
早先以粉末脱脂剂（老线） 早先以粉末脱脂剂（老线） 近期以液体为主，包括双组分与单组分（新线） 近期以液体为主，包括双组分与单组分（新线） 原因： 原因：
1环境法规的约束 2先前控制系统的价格很贵，近期价格大大降低 先前控制系统的价格很贵， 3控制系统供应商也在欧洲，维修与保养方便 控制系统供应商也在欧洲， 4欧洲人力资源成本相对较高
化学品运行成本相对较低 设备投资增加 正常运行需要维持合适添加比例
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国外脱脂剂的选用及分析
在美国，以粉末脱脂剂和单组分液体（高固体份） 在美国，以粉末脱脂剂和单组分液体（高固体份）为主 原因： 原因：
1 美国的生产线大多建立较早 2 先前控制系统的价格很贵 3 美国物流系统很发达
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在欧洲， 在欧洲，
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漂洗水
Spray cleaning
Rinse 1
Rinse 2
Rinse 3
L=m
n
c0 cx
Example m= 10ml/m2 表面积 co= 25 m/l cx= 0,01 g/l
L = 漂洗水消耗量 (l/m2 表面积) m = 损失 ( l/m2 表面积)
n = 漂洗段数 C0= 最终清洗段浓度 (g/l) Cx= 最终漂洗段浓度 (g/l)
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表面清洁度检测
1. 水膜试验
不润湿
部分润湿
完全润湿
2. 残碳分析
O2 石英管 加热 试片 CO2
3. 擦拭法
原子吸收/分光 原子吸收 分光 光度等 乙醇润湿滤纸 试片
HCl
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可能出现的问题
• 清洗不净 • 泡沫 • 消耗量过大