一種鹼洗液在線槽的製作方法

2023-05-27 10:56:31

本發明涉及一種液體的處理裝置，尤其涉及一種液體的清潔處理裝置。

背景技術：

由於帶鋼表面的清洗是帶鋼生產中的重要環節，其表面清洗質量會直接影響帶鋼質量。該環節一方面是清洗掉鋼板表面的油汙，另一方面是清洗掉鋼板表面的灰塵和鐵鏽，以利於在後續生產工藝過程中帶鋼的表面處理。為此，在冷軋生產領域的冷軋後處理連續生產線中會使用到諸如鹼洗液(alkali liquor)的清洗液。鹼洗液中的雜質主要是從帶鋼表面清洗下來的油脂、金屬粉塵及氧化鐵皮顆粒等懸浮物粘合在一起而形成鐵油混合物，當其濃度達到一定程度時，將會影響鹼洗液的清洗質量，因而必須將鹼洗液中的鐵油混合物去除，以提高鹼洗液的清潔程度，從而使得鹼洗液得以循環使用，進而降低鹼洗液的消耗。

鹼洗液在線槽是機組清洗段的重要設備，其中，鹼洗液的清潔程度直接關係到帶鋼的清洗質量。圖1顯示了現有技術中的鹼洗液在線槽的結構。如圖1所示，鹼洗液中的鐵油混合物a會堆積於在線槽1的槽底縫隙處，只有在檢修時才能通過排汙管將其排出於在線槽1外，造成在線槽內的鹼洗液的清潔程度過低，從而影響帶鋼的清洗質量。

為此，針對現有在線槽的不足，希望能夠獲得一種技術方案能夠有效地防止汙泥或鐵油混合物等異物沉積於在線槽內，尤其是避免異物沉積於在線槽的槽底縫隙處，從而提高槽內鹼洗液的清潔度，進而減少鹼洗液的投入量，並進一步地提高帶鋼的清洗質量。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種鹼洗液在線槽。本發明所述的鹼洗液在線槽能夠有利地避免異物沉積於在線槽內，以提高鹼洗液的清潔程度，從而一方 面減少鹼洗液的消耗，另一方面提高帶鋼的清洗質量。

為了實現上述目的，本發明提出了一種鹼洗液在線槽，其包括槽體，該槽體底部設有浸沒輥；此外，該鹼洗液在線槽還包括：

溢流管，其一端與槽體連通，其另一端連接至離線槽；

回流管，其第一端與溢流管連接，其第二端連接至槽體的底部；

其中，浸沒輥的轉動使得回流管內的液體從第一端流向第二端，並繼續流向槽體內以形成渦流，進而帶動槽體底部的沉積物被衝起後進入溢流管。

基於本發明的技術方案，用於承接鹼洗液的槽體內的液面上升會隨著工藝處理步驟的持續進行而不斷上升，漂浮於液面表面的泡沫以及懸浮物等質量較小的汙物可以經由溢流管流向離線槽而被排出於在線槽外，質量較大的汙物(例如，汙泥或鐵油混合物)會下沉至槽體底部。在槽體底部的浸沒輥轉動的帶動下，在回流管內的液體會從第一端流向第二端，並在回流管沿其高度方向上的第一端和第二端之間產生附加壓強差，該附加壓強差使得經過回流管的液體具有一定的速度，該帶有一定速度的液體繼續流向槽體內以形成渦流，從而將沉積於槽體底部的沉積物衝起，被衝起後的沉積物與液面上質量較小的泡沫或懸浮物的汙物，最後通過溢流管流向離線槽而被排出於在線槽外。

在上述技術方案中，溢流管的一端與槽體連通，其另一端則連接至離線槽，回流管的第一端與溢流管連接，其第二端則連接至槽體的底部，在附加壓強差的作用下，液體會形成回流管-槽體-溢流管-回流管的循環流動，以使得槽體底部的沉積物隨著液體的循環流動而被衝起，隨後連同漂浮於液面的其他汙物被帶出於在線槽外。

進一步地，在本發明所述的鹼洗液在線槽中，上述槽體內還設有噴淋裝置，以向槽體內的帶鋼噴淋液體。

帶鋼在浸沒輥的帶動下不斷行進，設置於槽體內的噴淋裝置向帶鋼表面噴淋液體，使得在線槽的槽體內的液體持續上升。當液體的最高液面與溢流管與槽體連通的埠持平時，漂浮於液面表面的質量較小的汙物將經由溢流管而離開在線槽。

更進一步地，在本發明所述的鹼洗液在線槽中，上述回流管的內半徑r為：

其中，Pn為將槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量，其單位為m3/s；Vs為帶鋼運行速度，其單位為m/s；r的單位為m。在本技術方案中，可以通必要衝擊流量Pn的值是可以通過實驗測得的，而帶鋼運行速度Vs則是已知的現場生產數據。

上述具有合適內半徑r的回流管可以進一步地保證回流管的液體以適當的速度繼續流向槽體內從而形成渦流，進而帶動槽體底部的沉積物被衝起後經由溢流管而被帶出於在線槽外。

更進一步地，在本發明所述的鹼洗液在線槽中，上述溢流管的內半徑ry為：

其中，Pn為將槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量，其單位為m3/s；Vs為帶鋼運行速度，其單位為m/s；Pp為噴淋裝置單位時間內的必要噴淋量，其單位為m3/s；Pp＝PeVs，Pe為單位長度帶鋼對於鹼洗液的損耗量，其單位為m3/m，其為已知量；ry的單位為m。

更進一步地，在本發明所述的鹼洗液在線槽中，上述溢流管底部高度h為：

h＝δdhy

其中，hy表示帶鋼在槽體內的必要浸沒深度，其單位為m；Vs為帶鋼運行速度，其單位為m/s；te表示單位長度的帶鋼的必要清洗時間，其單位為s，其為已知量；Rr表示浸沒輥的半徑，其單位為m，其為已知量；δd為槽體底部的裕度係數，取其可以根據生產現場的需要在限定的範圍內選取。

進一步地，在本發明所述的鹼洗液在線槽中，上述槽體的寬度Wc為：

Wc＝2Rrδw

其中，Wc的單位為m；Rr表示浸沒輥的半徑，其單位為m；δw為槽體的 寬度設計參數，取1＜δw＜2，其可以根據生產現場的需要在限定的範圍內選取。

進一步地，在本發明所述的鹼洗液在線槽中，上述槽體的長度Lc為：

Lc＝LrδL

其中，Lc的單位為m；Lr為浸沒輥長度，其單位為m，其為已知量；δL為槽體的長度設計參數，取1＜δL＜1.5，其可以根據生產現場的需要在限定的範圍內選取。

本發明所述的鹼洗液在線槽在不設置額外動力裝置的前提下，僅通過設置回流管以在槽體內形成渦流，來有效地避免了質量較大的汙物(例如，鐵油混合物)沉積於在線槽的槽體底部，令沉積物得以迅速地離開在線槽，從而提升在線槽內的鹼洗液的清潔度，進而不僅大幅度地節省了鹼洗液的消耗量，還提高了帶鋼表面的清洗質量。

另外，本發明所述的鹼洗液在線槽的結構簡單，便於處理生產線的改造。

此外，本發明所述的鹼洗液在線槽的適用範圍廣，其能夠用於各種生產線，例如，冷軋後處理連續生產線。

附圖說明

圖1為現有技術中的鹼洗液在線槽的結構示意圖。

圖2為本發明所述的鹼洗液在線槽在一種實施方式下的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖說明和具體的實施方式來對本發明所述的鹼洗液在線槽做進一步的解釋說明，但是該解釋說明並不構成對本發明的技術方案的不當限定。

圖2顯示了本發明所述的鹼洗液在線槽在一種實施方式下的結構。

如圖2所示，在上述實施方式下，該鹼洗液在線槽包括槽體11，在槽體底部設置有浸沒輥12，鹼洗液在線槽的一側壁處設置有溢流管13，其一端與槽體11連通，其另一端則連接至離線槽(未示出於圖2中)，回流管14的第一端與溢流管13連通，其第二端則與槽體11的底部連通，槽體11內設置有噴淋裝置15以向槽體11內的帶鋼b噴淋液體c(例如，鹼洗液)，其中，在設置於槽體11下部的浸沒輥12轉動的帶動下，使得回流管14內的液體從第 一端流向第二端，並在回流管沿其高度方向X上的第一端和第二端之間產生附加壓強差，令經過回流管14的液體具有一定的速度，該帶有一定速度的液體繼續流向槽體11內以形成渦流，從而衝起沉積於槽體底部的沉積物d，被衝起後的沉積物d與液面上的較輕的泡沫或懸浮物混合後，最後經由溢流管13而被排出於在線槽外。

為了能夠獲得清潔度更高的液體，可以對於上述實施方式下的鹼洗液在線槽的槽體、溢流管及回流管的相關參數進行設計，具體如下：

1)回流管的內半徑r為：其中，Pn為將槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量，其單位為m3/s；Vs為帶鋼運行速度，其單位為m/s；r的單位為m。

2)溢流管的內半徑ry為：其中，Pn為將槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量，其單位為m3/s；Vs為帶鋼運行速度，其單位為m/s；Pp為噴淋裝置單位時間內的必要噴淋量，其單位為m3/s；Pp＝PeVs，Pe為單位長度帶鋼對於鹼洗液的損耗量，其單位為m3/m；ry的單位為m。

3)溢流管底部高度h為(從圖2中可以看出，本技術方案中的溢流管底部高度是指溢流管13的底部距槽體11底面之間的距離)：h＝δdhy，其中，hy表示帶鋼在槽體內的必要浸沒深度(從圖2中可以看出帶鋼在槽體內的必要浸沒深度是指浸沒輥12的底部距溢流管13的底部的距離)，其單位為m；Vs為帶鋼運行速度，其單位為m/s；te表示單位長度的帶鋼的必要清洗時間，其單位為s；Rr表示浸沒輥的半徑，其單位為m；δd為槽體底部的裕度係數，取

4)槽體的寬度Wc為：Wc＝2Rrδw，其中，Wc的單位為m；Rr表示浸沒 輥的半徑，其單位為m；δw為槽體的寬度設計參數，取1＜δw＜2。

5)槽體的長度Lc為：Lc＝LrδL，其中，Lc的單位為m；Lr為浸沒輥長度，其單位為m；δL為槽體的長度設計參數，取1＜δL＜1.5。

下面以一個冷軋後處理連續生產線清洗段的鹼洗液在線槽實例來說明上述實施例：

收集現場設備的相關參數：帶鋼運行速度Vs為4m/s，單位長度帶鋼對於鹼洗液的損耗量Pe為0.01m3/m，浸沒輥的半徑Rr為0.4m，單位長度的帶鋼的必要清洗時間te為0.7s，浸沒輥長度Lr為1.5m，鹼洗液的密度ρ為1000kg/m3。此外，根據生產現場情況，給定設計參數分別為：槽體底部的裕度係數δd為1.4，槽體的寬度設計參數δw為1.63，槽體的長度設計參數δL為1.33；

基於此，可以得到：

槽體的寬度Wc＝2Rrδw＝2*0.4*1.63＝1.304m≈1.3m；

槽體的長度Lc＝LrδL＝1.5*1.33＝1.995m≈2.0m。

可以通過實驗測得來確定槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量Pn：對於上述槽體，槽體底部均勻地沉積著堆積量為Y(其為根據現場情況直接獲得的已知參量)的異物來說，首先在槽體內注滿鹼洗液，然後分別以流量為P1、P2、P3……Pk(k＝1，2，3，4……k)的鹼洗液水流對槽體底部的異物以水平角度進行時長為te(單位長度的帶鋼的必要清洗時間)，在衝擊完成後立即通過循環泵抽取槽體底部的混合液體樣本100ml，觀察混合液體中可見顆粒物的含量，以人工觀察無肉眼可見顆粒物的情況視為槽體底部異物被完全衝起，將能夠將堆積量為Y的異物完全衝起的最小流量Pk(min)設定為槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量Pn。在該實例中，Y為1.235kg，由此按照上述實驗方法測得的槽體底部的沉積物衝起的必要衝擊流量Pn為0.0057m3/s。

由此可以確定回流管的內半徑<![CDATA[ r = 2 P n πV s = 2 * 0.0057 π * 4 = 0.0301 0.03 m . ]]>

根據噴淋裝置單位時間內的必要噴淋量Pp＝PeVs＝0.01*4＝0.04m3/s，可以獲得溢流管的內半徑ry：<![CDATA[ r y = 4 ( P n + P p ) πV s = 4 * ( 0.0057 + 0.04 ) π * 4 = 0.1206 0.12 m . ]]>

此外，根據帶鋼在槽體內的必要浸沒深度<![CDATA[ h y = V s t e - πR r 2 + R r = 4 * 0.7 - π * 0.4 2 + 0.4 = 1.172 1.17 m , ]]>可以確定溢流管的高度h＝δdhy＝1.4*1.17＝1.638≈1.6m。

由此，該實例中槽體、溢流管及回流管的設計參數就可以被確定了。

較之於現有技術中的在線槽，本發明所述的鹼洗液在線槽巧妙地利用了在線槽內形成的回流管-槽體-溢流管-回流管的循環流動，使得沉積於槽體底部的沉積物被衝起後隨著質量較小的汙物一起經由溢流管而被排出於在線槽外，由此解決了現有技術中的異物沉積於在線槽的槽體底部而不易排出的問題，不僅改善了循環鹼洗液的清潔度，提高了帶鋼的清洗質量，還節省了鹼洗液的投入量，為企業創造了經濟效益。

需要注意的是，所公開實施例的上述說明使得本領域專業技術人員能夠顯而易見地對於本實施例進行多種類似變化和修改，這種類似變化是本領域技術人員能從本發明公開的內容直接得出或者很容易便聯想到的所有變形，均應屬於本發明的保護範圍。因此本發明不會受到該實施例的限制。