1.Koji je opseg kontrole koncentracije za alkalno pranje hladno-kolutaka? Zašto je ovaj raspon neophodan?
Koncentracija alkalnog rastvora (kao NaOH) za alkalno čišćenje hladno-motava se obično kontroliše između 3% i 5%.
Ovaj raspon je odabran na osnovu sljedećih razmatranja ravnoteže:
Preniska koncentracija (<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%): Iako je reakcija saponifikacije ubrzana, pretjerano visoke koncentracije NaOH smanjuju topljivost sapuna, uzrokujući da se neotopljeni sapun ponovo-prianja na površinu trake, čime se smanjuje efikasnost odmašćivanja i povećavaju troškovi reagensa i naknadno opterećenje ispiranja.
Prema inženjerskoj praksi, raspon koncentracije od 3% do 5% daje dobre rezultate čišćenja; dalje povećanje koncentracije ne poboljšava značajno učinak čišćenja i smanjuje isplativost-.
2. Koji je princip kontrole koncentracije alkalnog deterdženta? Kakva je veza između koncentracije i učinka čišćenja?
Osnovni princip kontrole koncentracije alkalnog pranja zasniva se na hemijskoj ravnoteži između saponifikacije i emulgiranja. Alkalne otopine (uglavnom sastavljene od NaOH, Na₂CO₃, Na₂SiO₃, itd.) uklanjaju masnoću s površine čelične trake na sljedeće načine:
Saponifikacija: alkalija reaguje sa životinjskim i biljnim uljima (gliceridi masnih kiselina) kako bi se proizveo glicerol{0}}topivi u vodi i sapun (natrijum masne kiseline), uzrokujući da se mast odvoji od površine čelične trake. Povećanje koncentracije alkalija ubrzava brzinu reakcije saponifikacije.
Emulzifikacija: Surfaktanti emulgiraju i raspršuju ne-masti koje se ne saponiraju kao što je mineralno ulje u otopinu za čišćenje; odgovarajuća koncentracija pojačava emulzifikaciju.
3. Kako se koncentracija alkalnog rastvora može pratiti na mreži tokom proizvodnje? Koje su neke najčešće korištene metode detekcije?
Proizvodna lokacija prvenstveno koristi metodu provodljivosti za onlajn detekciju i automatsku kontrolu koncentracije alkalnog rastvora. Princip je da kada temperatura i pritisak rastvora ostanu konstantni, postoji jedna-prema-korespondencija između provodljivosti rastvora i koncentracije jona (tj. alkalnosti).
Tok rada metode provodljivosti je sljedeći:
Merač provodljivosti je instaliran na cirkulacijskom cevovodu za merenje vrednosti provodljivosti alkalnog rastvora u realnom vremenu.
Kroz unaprijed utvrđenu radnu krivu "provodljivosti-koncentracije" (koju treba kalibrirati u laboratoriji za određene jedinice i formule sredstva za odmašćivanje), provodljivost se pretvara u vrijednost koncentracije.
PLC upravljački sistem automatski prilagođava dodavanje koncentrovanog alkalnog rastvora i čiste vode na osnovu odstupanja između izmerene koncentracije i zadate vrednosti, postižući kontrolu u zatvorenoj{0}}petlji.
Važnost temperaturne kompenzacije: Pošto temperatura direktno utiče na provodljivost, sistem detekcije mora imati funkciju temperaturne kompenzacije. Moderni sistemi onlajn detekcije obično postavljaju opseg temperaturne kompenzacije na 0 stepeni ~85 stepeni, postižući tačnost kontrole koncentracije od ±2g/L.
Nove tehnologije: Neke napredne proizvodne linije su počele da usvajaju in-situ Raman sisteme za onlajn detekciju, koji postižu precizniju analizu komponenti uspostavljanjem modela efektivnih komponenti alkalnog rastvora, sa stopom tačnosti detekcije od preko 90%.
4. Koji nedostaci u kvaliteti mogu nastati zbog nepravilne kontrole koncentracije alkalija?
Kada je koncentracija preniska:
Nepotpuno odmašćivanje rezultira ostatkom ulja i željeznog praha na površini trake. Tokom naknadnog žarenja, ulje će se karbonizirati, stvarajući "uljne mrlje" ili promjenu boje na površini.
Ovo utiče na prianjanje premaza i može dovesti do nepotpunog pocinčavanja tokom vrućeg{0}}pocinčavanja.
Kada je koncentracija previsoka:
Topljivost sapuna se smanjuje, a talog kalcijumovog sapuna prianja na površinu trake. Nakon što se stisnu valjcima za stiskanje, ovi talozi formiraju "crne mrlje koje ispiraju alkalije"-nepravilno raspoređene fine linije koje sadrže visoke nivoe Ca i P.
Za čelike koji sadrže legirajuće elemente kao što su silicijum i mangan, pretjerano visoke koncentracije mogu pogoršati selektivnu koroziju.
Ovo povećava potrošnju alkalija i opterećenje naknadnog ispiranja, povećavajući troškove tretmana otpadnih voda.
5. Kako se može postići precizna automatska kontrola koncentracije alkalija u proizvodnji?
Automatski mehanizam za doziranje alkalija:
Senzor koncentracije je ugrađen u rezervoar za doziranje alkalija. Kada se detektuje da je koncentracija ispod postavljene donje granice, kontrolni sistem automatski otvara ventil rezervoara za doziranje kako bi se dodao koncentrirani rastvor alkalije, dok istovremeno dopunjuje čistu vodu dok se koncentracija ne vrati u podešeni opseg.
Uvjeti okidača za točenje uključuju: pad provodljivosti na zadatu vrijednost (zbog potrošnje alkaliteta), ili pad nivoa u cirkulirajućem spremniku na zadatu vrijednost (zbog periodičnog ispuštanja prljave tekućine).
Kontrola veze nivoa i koncentracije:
Šest kontrolnih tačaka je postavljeno za nivo cirkulacionog rezervoara (LLL, LL, L, H, HH, HHH). Razlika između nivoa H i L direktno utiče na stabilnost koncentracije-velika razlika dovodi do prekomjernih fluktuacija koncentracije, dok mala razlika rezultira čestim dopunjavanjem vode i tekućine.
Optimizacija procesa obrnutog toka:
Napredna proizvodna linija usvaja dizajn u kojem sredstvo za čišćenje teče u suprotnom smjeru od kretanja čelične trake. Novi alkalni rastvor se priprema u sekciji za elektrolitičko čišćenje, a zatim teče uzastopno u sekciju za pranje sprejom, omogućavajući da se alkalni rastvor iskoristi i da se postepeno zaprlja, obezbeđujući čistiju vodu u narednim rezervoarima i poboljšavajući kvalitet čišćenja.