Установка и способ обработки растворов для травления полос из кремнистой стали



Установка и способ обработки растворов для травления полос из кремнистой стали
Установка и способ обработки растворов для травления полос из кремнистой стали
Установка и способ обработки растворов для травления полос из кремнистой стали
Установка и способ обработки растворов для травления полос из кремнистой стали
Установка и способ обработки растворов для травления полос из кремнистой стали

 


Владельцы патента RU 2434975:

СИМЕНС ФАИ МЕТАЛЗ ТЕКНОЛОДЖИЗ САС (FR)

Изобретение относится к травлению горячекатаных полос из кремниевой стали и фильтрации травильных растворов, предназначенных для непрерывного травления этих полос при непрерывной очистке травильного раствора от образованного в нем кремнезема. Способ включает непрерывное травление указанных полос, проходящих, по меньшей мере, через один травильный бак с травильным раствором на основе соляной, серной или азотной кислот с добавлением или без добавления фтористоводородной кислоты, и обработку кремнезема, образующегося в упомянутом травильном растворе в виде коллоидной суспензии и в растворенном виде. Обработка кремнезема включает перемещение травильного раствора из травильного бака в подготовительный резервуар, в который добавляют фильтрационную добавку, способствующую образованию фильтрационного осадка и приводящую к получению фильтрационной смеси, перемещение предназначенного для фильтрации раствора в фильтрующую секцию для получения фильтрационного осадка с высоким содержанием кремнезема и травильного раствора с низким содержанием кремнезема. Для непрерывной фильтрации применяют две фильтрующие секции, расположенные параллельно, одна из которых находится в рабочем состоянии, тогда как другая секция последовательно проходит очистку, восстановление рабочего состояния фильтрации и ожидание, пока другая секция не выйдет из рабочего состояния фильтрации. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

В целом, настоящее изобретение относится к травлению горячекатаных полос из кремнистой стали и, в частности, касается фильтрации травильных растворов, предназначенных для травления этих полос.

В процессе изготовления стальные полосы подвергают операции горячей прокатки при температурах, которые могут достигать 1200°С, затем операции холодной прокатки. Во время горячей прокатки за счет окисления в присутствии воздуха образуется слой оксидов железа, называемый окалиной, поэтому после горячей прокатки стальные полосы оказываются покрытыми относительно толстым и исключительно твердым слоем окалины. Перед конечной холодной прокаткой эту окалину необходимо обязательно удалить, так как она может проникнуть в металл и значительно ухудшить его способность к штамповке и его поверхностное состояние. Кроме того, учитывая, что слой окалины является исключительно твердым, его присутствие на стальных полосах может привести к очень быстрому износу валков прокатного стана при холодной прокатке.

Классически для очистки полосового проката используют устройства, содержащие специальные линии, в которых применяют химическое травление полос, непрерывно проходящих через баки, содержащие кислотные травильные растворы. В самых старых устройствах травильными растворами являются растворы серной кислоты. Вместе с тем, в настоящее время с учетом требований к охране окружающей среды применяют травильные растворы на основе соляной кислоты.

Для использования в магнитных системах были разработаны стали с высоким содержанием кремния. Такими являются стали, содержащие от 0,6 до 3,2% кремния, или в случае сталей, называемых «сталями с ориентированным зерном», - от 3 до 3,25% кремния. Их особенностью является наличие в слое окалины, образовавшемся во время горячей прокатки, кристаллов, состоящих из силикатов железа с высоким содержанием кремния. Эти кристаллы необходимо удалить путем травления тем же раствором, что и оксиды. Учитывая, что соляная кислота позволяет хорошо растворять такие кристаллы, для очистки кремнистых сталей используют растворы на основе соляной кислоты, что позволяет очищать кремнистые стали при помощи тех же технологий, которые применяют для очистки мягких углеродистых сталей.

Вместе с тем, недостатком этих способов травления кислотой является то, что при прохождении полос через травильные баки в травильном растворе образуется кремнезем. Образовавшийся кремнезем присутствует в травильном растворе в растворенном виде или в виде коллоидной суспензии.

При этом присутствие в травильных ваннах коллоидной суспензии кремнезема (который составляет примерно три четверти от общего количества кремнезема, присутствующего в травильном растворе) может значительно затруднить нормальную работу травильных линий, так как она стремится осесть на горячих зонах травильной установки и, следовательно, образует слой покрытия на травильных баках и даже закупоривает трубопроводы или теплообменники.

С другой стороны, кремнезем, как в растворенном виде, так и в виде коллоидной суспензии, может также стать причиной сбоев в работе систем регенерации травильных растворов. Регенерация состоит в обработке этих растворов, которые во время их использования вбирают в себя хлориды железа, образующиеся при растворении оксидов железа окалины и даже при травлении окалины на стальной подложке, согласно отношениям (1)-(5):

(1) FeO + HCl ⇔ FeCl2 + H2O

(2) Fe2O3 + 6HCl ⇔ 2FeCl3 + 3H2O

(3) Fe3O4 + 8HCl ⇔ FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

(4) Fe + 2HCl ⇔ FeCl2 + H2 (газ)

(5) 2FeCl3 + Fe ⇔ 3FeCl2

Концентрация кислоты в травильном растворе снижается по мере расходования ионов хлора Cl-, и ее необходимо регенерировать в так называемых «регенерационных» установках, которые расположены в одной линии с травильной установкой и которые работают на принципе впрыскивания в печь или реактор, где происходят реакции пирогидролиза, выражающиеся в виде реакций (6) и (7):

(6) 2FeCl2 + 2H2O + ½O2 ⇔ Fe2O3 + 4HCl

(7) 2FeCl3 + 3H2O ⇔ Fe2O3 + 6HCl

Таким образом, кремнезем играет возмущающую роль в процессе регенерации (обработки оксидов железа) и может закупорить патрубки впрыска травильного раствора.

Кроме того, образование кремнезема в травильных растворах приводит к снижению чистоты оксидов железа слоя окалины, образующихся во время травления, что мешает их рециркуляции в виде ферритов или красильных пигментов.

Следовательно, присутствие кремнезема в травильных баках играет двойную возмущающую роль, и его необходимо регулярно удалять из травильного раствора.

Обычно удаление кремнезема производят, регулярно сливая раствор из установок и очищая баки и трубопроводы при помощи раствора карбоната соды. Опорожнение и очистка установок требует длительных перерывов в их работе, что снижает производительность этих установок. В зависимости от типа установки время, затрачиваемое для очистки, может составлять от 5 до 10% от производственного потенциала установки. Использованные травильные растворы сливают в специальные установки, чтобы выделить из них оксиды с максимально высокой степенью чистоты. В частности, в немецкой патентной заявке DE 3542470 и в японской патентной заявке JP 7204411 раскрыты установки, в которых травильные растворы фильтруют при помощи пресс-фильтров. Существуют также установки, в которых травильные растворы проходят обработку центрифугированием или осаждением для выделения силикатов, образовавшихся во время травления.

Однако ни один из этих способов не предусматривает непрерывного отбора кремнезема из источника, то есть непосредственно в травильных баках, чтобы избежать его скапливания и исключить, таким образом, длительные перерывы для опорожнения и очистки этих баков.

Таким образом, настоящее изобретение призвано предложить травильную установку и способ фильтрации растворов для травления полос из кремнистой стали, которые позволяют устранить недостатки известных технических решений и обеспечивают непосредственное извлечение кремнезема из травильных баков.

Специалистам известен способ непрерывной очистки травильных растворов, используемых для травления полос из кремнистой стали, которые непрерывно проходят через травильные баки. Действительно, в японской патентной заявке JP 2005/298937 описан способ, основанный на механическом отделении твердых частиц коллоидного кремнезема, находящихся в виде суспензии в травильном растворе (твердые частицы «кремнеземного геля»), при помощи ультразвуковых волн разной частоты. Однако основным недостатком такого способа является необходимость использования сложного устройства с применением трудоемкой технологии. Действительно, речь идет о способе, который, кроме всего прочего, зависит от плотности жидкости, которая в процессе травления может меняться в широких пределах в зависимости от снижения концентрации кислоты и от содержания железа в травильном растворе. Кроме того, этот способ зависит от геометрии канала прохождения жидкости по отношению к частоте ультразвуковых волн.

Другим примером установки фильтрации кремнезема или других кислот, производных способа травления, является AT 411575 В, где установка для травления полосы кремнистой стали содержит травильный бак, заполненный ванной травильного раствора, и устройство извлечения кремнезема, образовавшегося вследствие травления упомянутой полосы, причем упомянутое устройство извлечения кремнезема включает в себя фильтрационный контур, который содержит:

- подготовительный резервуар подготовительный резервуар (61) для травильного раствора, образующего предназначенный для фильтрации раствор, и

- главную фильтрующую секцию для фильтрации предназначенного для фильтрации раствора, при этом упомянутая главная фильтрующая секция соединена с травильным баком, из которого был отобран упомянутый травильный раствор, для обеспечения нагнетания упомянутого травильного раствора с низким содержанием кремнезема в упомянутый травильный бак,

при этом упомянутая установка предусматривает, что упомянутый фильтрационный контур дополнительно содержит дополнительную фильтрующую секцию, работающую поочередно с главной фильтрующей секцией, при этом одна из фильтрующих секций, главная или дополнительная, находится в рабочем состоянии обеспечения фильтрации, тогда как другая из фильтрующих секций, главная или дополнительная, последовательно проходит через циклы очистки.

В связи с этим объектом настоящего изобретения является установка для травления полосы из кремнистой стали, которая содержит:

- по меньшей мере, один травильный бак, заполненный ванной травильного раствора,

- контур рециркуляции травильного раствора,

- контур регенерации травильного раствора для обработки хлоридов железа, образующихся во время травления упомянутой полосы, и

- устройство извлечения кремнезема, получаемого во время травления упомянутой полосы, содержащее фильтрационный контур, который содержит:

- подготовительный резервуар для травильного раствора, предназначенного для фильтрации и поступающего из травильного бака или одного из травильных баков,

- главную фильтрующую секцию, соединенную с упомянутым подготовительным резервуаром, для фильтрации травильного раствора, поступающего из подготовительного резервуара, и получения фильтрационного осадка с высоким содержанием кремнезема и травильного раствора с низким содержанием кремнезема, при этом упомянутая главная фильтрующая секция соединена с травильным баком, откуда отбирают упомянутый травильный раствор, для обеспечения нагнетания травильного раствора с низким содержанием кремнезема в упомянутый травильный бак.

Согласно изобретению упомянутая установка отличается тем, что упомянутый фильтрационный контур дополнительно содержит дополнительную фильтрующую секцию, работающую поочередно с главной фильтрующей секцией, при этом одна из фильтрующих секций, главная или дополнительная, находится в рабочем состоянии обеспечения фильтрации, тогда как другая из фильтрующих секций, главная или дополнительная, последовательно проходит через циклы очистки, восстановления рабочего состояния фильтрации и затем ожидания.

Таким образом, установка травления в соответствии с настоящим изобретением содержит устройство, специально предусмотренное для извлечения кремнезема, получаемого в ванне травления полос из кремнистой стали, которое является простым в применении, так как оно позволяет получать кремнезем путем фильтрации, то есть при помощи известной и испытанной технологии отделения твердых частиц, находящихся в растворе в виде суспензии.

Установка в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно предназначена для травления кремнистых сталей с повышенными магнитными свойствами (стали, содержащие от 0,6 до 3,2% кремния) или сталей с повышенным содержанием кремния, таких как некоторые стали AHSS (высокопрочные стали), содержащие от 3 до 3,25% кремния.

Предпочтительно фильтрационный контур травильной установки в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит устройство, питающее подготовительный резервуар фильтрационным реактивом для получения в нем фильтрационной смеси с травильным раствором.

Объектом настоящего изобретения является также способ травления горячекатаных полос из кремнистой стали, непрерывно проходящих, по меньшей мере, через один травильный бак, содержащий травильный раствор на основе соляной кислоты, серной кислоты или азотной кислоты с добавлением или без добавления фтористоводородной кислоты, при этом упомянутый способ использует обработку кремнезема, образующегося в упомянутом травильном растворе и присутствующем в виде коллоидной суспензии и в растворенном виде, при этом упомянутая обработка кремнезема в упомянутом травильном растворе содержит следующие этапы:

- перемещение травильного раствора из травильного бака или из рециркуляционного бака, сообщающегося с упомянутым травильным баком, в подготовительный резервуар, при этом упомянутый травильный раствор, содержащийся в подготовительном резервуаре, является раствором, предназначенным для фильтрации;

- перемещение предназначенного для фильтрации травильного раствора в фильтрующую секцию для осуществления фильтрации предназначенной для фильтрации смеси, в результате чего получают фильтрационный осадок с высоким содержанием кремнезема и травильный раствор с низким содержанием кремнезема;

- нагнетание упомянутого травильного раствора с низким содержанием кремнезема непосредственно в упомянутый травильный бак или в упомянутый рециркуляционный бак.

Согласно изобретению способ обработки кремнезема в травильном растворе осуществляют непрерывно за счет применения двух фильтрующих секций, расположенных параллельно, при этом одна из фильтрующих секций находится в рабочем состоянии фильтрации, тогда как другая секция последовательно проходит через следующие последовательные циклы:

- очистку;

- восстановление рабочего состояния фильтрации; и

- ожидание, пока другая фильтрующая секция не выйдет из рабочего состояния фильтрации.

Преимуществом способа в соответствии с настоящим изобретением является то что, он позволяет избежать частых очисток травильных баков и трубопроводов, в частности, при помощи раствора карбоната соды, требующих остановки травильной установки.

Предпочтительно обработка кремнезема согласно способу в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит способ согласно изобретению, отличающийся тем, что в предназначенный для фильтрации раствор, содержащийся в упомянутом подготовительном резервуаре, добавляют фильтрационную добавку, позволяющую получить фильтрационную смесь.

Другие предпочтительные отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания некоторых вариантов выполнения, представленных в качестве примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - принципиальная схема первого примера травильной установки в соответствии с настоящим изобретением, содержащей фильтрующую секцию, связанную только с одним травильным баком, в нормальном режиме работы.

Фиг.2 - принципиальная схема второго примера травильной установки в соответствии с настоящим изобретением, содержащей две фильтрующие секции, работающие поочередно и тоже связанные только с одним травильным баком, при этом на фиг.2 показана работа в нормальном режиме одной из фильтрующих секций.

Фиг.3 - принципиальные схемы второго примера травильной установки в соответствии с настоящим изобретением, показанной на фиг.2, при этом одна фильтрующая секция проходит цикл очистки, и одна фильтрующая секция проходит цикл восстановления рабочего состояния фильтрации.

Фиг.5 - принципиальная схема третьего примера травильной установки в соответствии с настоящим изобретением, в которой фильтрующие секции встроены в контуры рециркуляции и регенерации травильного раствора.

Травильные установки 1, показанные на фиг.1-5, являются классическими установками погружного типа, аналогичными установке, описанной в американском патенте US 3,445,284. Такая установка содержит определенное число травильных баков 20, 21, 22, например три бака, установленные друг за другом в продольном направлении перемещения полосы 4, каждый из которых содержит ванну травильного раствора, соответственно 30, 31, 32.

На выходе травильной установки 1 классически расположены средства управления перемещением полосы (на фиг.1-5 не показаны). Полоса из кремнистой стали, приводимая в движение этими средствами управления вдоль оси 5 перемещения, последовательно проходит через эти травильные баки (20, 21, 22), образуя внутри каждого из этих баков 20, 21, 22 направленную вверх вогнутую кривую 40, 41 и 42 (так называемая кривая «типа цепочки»).

На двух концах каждого бака 20, 21, 22 установлены средства 200 удержания полосы 4, например три отражательных ролика, которые позволяют ей перемещаться от одного бака к следующему, проходя над их смежными концами. Эти травильные баки 20, 21, 22 содержат, каждый, травильную жидкость или травильный раствор 30, 31, 32, в котором травление происходит за счет погружения полосы 4. Эти травильные растворы 30, 31, 32 характеризуются более или менее высокой концентрацией соляной кислоты.

Центральная система управления травильной установкой 1 в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает управление ее общей работой.

Согласно двум примерам выполнения травильной установки 1 в соответствии с настоящим изобретением, показанным на фиг.1-4, обрабатывают только кремнезем в виде коллоидной суспензии, присутствующей в первом травильном баке 22, через который в направлении перемещения 5 проходит полоса 4, так как именно в этом баке образуется наибольшее количество кремнезема во время удаления окалины.

Однако, в зависимости от потребностей управления концентрацией ванн при помощи центральной системы управления (на чертежах не показана), можно производить фильтрацию других травильных ванн 20, 21. Действительно, центральная система управления травильной установкой в основном обеспечивает поддержание концентрации кислоты и железа в различных травильных баках травильной установки 1 и рН промывочной воды, используемой для промывки полосы после травления. Центральная система управления учитывает измерения проводимости, концентрации кислоты и железа, рН (промывочной воды) и температуры в различных баках, а также скорость перемещения полосы. Центральная система также регулирует расход при добавлении свежей кислоты (для травления) и деминерализованной воды (промывка), а также скорость перемещения полосы. Параллельно, она обеспечивает регулирование температуры на требуемых уровнях.

Установка травления, показанная на фиг.1-4, содержит:

- устройство 6, 7 обработки кремнезема, получаемого во время травления полосы 4 из кремнистой стали, и

- контуры рециркуляции 9 и регенерации 10 (на фиг.1-4 не показаны) травильного раствора 30, 31, 32 для обработки хлоридов железа, образующихся во время травления, которые выполнены полностью независимо от устройства 6, 7, 8 обработки кремния.

В травильной установке, показанной на фиг.1-4, устройство 6, 7, 8 обработки кремнезема выполнено полностью независимо от контуров рециркуляции 9 и регенерации 10.

В примере выполнения травильной установки 1 в соответствии с настоящим изобретением, показанном на фиг.1, первый травильный бак 22 связан с фильтрационным контуром 6, который содержит:

- подготовительный резервуар 61 для травильного раствора 30, 31, 32, поступающего из травильного бака 20, 21, 22,

- устройство 63, питающее подготовительный резервуар 61 фильтрационным реактивом для образования в нем фильтрационной смеси 64 с травильным раствором 30, 31, 32,

- главную фильтрующую секцию 62, соединенную с упомянутым подготовительным резервуаром 61 при помощи насоса 65 и открывающегося и закрывающегося вентиля 66 для направления фильтрационной смеси 64 из подготовительного резервуара 61 в фильтрующую секцию 62, которая содержит:

- по меньшей мере, один фильтрующий элемент 621, выполненный с возможностью фильтрации фильтрационной смеси 64 для получения фильтрационного осадка с высоким содержанием кремнезема и травильного раствора с низким содержанием кремнезема, предназначенный для подачи в травильный бак 20, 21, 22, откуда был отобран предназначенный для фильтрации травильный раствор 30, 31, 32, через открывающийся и закрывающийся вентиль 67.

Предпочтительно фильтрационную добавку выбирают из группы, в которую входят диатомит, перлит или волокна целлюлозы.

В качестве фильтрующей секции 62 предпочтительно используют фильтрующую секцию, которая содержит свечевой фильтр со свечами из полипропилена или из поливинилиденфторида (ПВДФ).

Во время работы, когда главная фильтрующая секция 62 находится в рабочем состоянии фильтрации, в подготовительный резервуар 61 подают, с одной стороны, травильный раствор 32, поступающий из травильного бака 22, через который проходит полоса 4 и в котором находится наибольшее количество кремнезема, и, с другой стороны, фильтрационную добавку, поступающую из устройства 63 питания, для образования фильтрационной смеси 64. Через вентиль 66 насос 65 нагнетает фильтрационную смесь 64, которая фильтруется на фильтрующем элементе или фильтрующих элементах 621, затем возвращается после фильтрации в травильный бак 22 через вентиль 67.

На фиг.2 показан второй пример травильной установки 1 в соответствии с настоящим изобретением, в которой фильтрационный контур 6, с которым связан первый травильный бак 22, дополнительно содержит дополнительную фильтрующую секцию 620, работающую поочередно с главной фильтрующей секцией 62, при этом главная секция 62 находится в рабочем состоянии обеспечения фильтрации, когда дополнительная фильтрующая секция 620 последовательно проходит через циклы очистки, восстановления рабочего состояния фильтрации и ожидания, и наоборот.

Главная 62 и дополнительная 620 фильтрующие секции являются идентичными и содержат, каждая, по меньшей мере, один фильтрующий элемент 621, 6210 для получения коллоидной суспензии кремнезема в виде осадка. Эти главная 62 и дополнительная 620 фильтрующие секции соединены, каждая, с одной стороны, с первым травильным баком 22 через вентиль 67, 670 и, с другой стороны, с насосом 65 соответственно через вентили 66 и 660.

На фиг.3 показан такой же пример травильной установки 1, что и на фиг.2, при этом фильтрующая секция 62 показана в рабочем состоянии фильтрации, тогда как фильтрующую секцию 620 подвергают циклу очистки через очистной контур 7. Для упрощения чертежа на фиг.3 фильтрационный контур 6, связанный с фильтрующей секцией 620, не показан.

Очистной контур 7 содержит водяной резервуар 71, соединенный с каждой из фильтрующих секций 62 и 620 (на фиг.3 соединение показано пунктирной линией) через вентиль 73 и насос 74, при этом фильтрующие секции 62 и 620, в свою очередь, соединены с подготовительным резервуаром 61. Очистной контур 7 содержит также устройство 76 для подачи сжатого воздуха в дополнительную фильтрующую секцию 620, которая проходит цикл очистки, для нагнетания в нее сжатого воздуха в направлении, противоположном фильтрации, с целью разрушения фильтрационного осадка.

Во время работы, когда главная фильтрующая секция 62 находится в состоянии обеспечения фильтрации травильного раствора, дополнительную секцию 620 предварительно подвергают циклу очистки. Для этого фильтрационную смесь 64, присутствующую в фильтрующей секции, сливают в подготовительный резервуар 61 через вентиль 75 и сразу же заменяют водой из водяного резервуара 71 при помощи насоса 74 через вентиль 73. После этого заполнения в направлении, противоположном направлению фильтрации, через вентиль 77 нагнетают поток сжатого воздуха 76, чтобы удалить фильтрационный осадок, образовавшийся во время фильтрации на фильтрующих элементах 6210. При этом вода, присутствующая в фильтрующей секции 620, перемешивается с частицами фильтрационного осадка.

На фиг.4 показана та же травильная установка 1, что и на фиг.2 и 3. На этом чертеже показана главная фильтрующая секция 62 в рабочем состоянии фильтрации, тогда как дополнительная фильтрующая секция 620 проходит через цикл восстановления рабочего состояния фильтрации, который следует сразу же за циклом очистки. Во время цикла восстановления рабочего состояния фильтрации применяют контур 8 восстановления рабочего состояния фильтрации, который соединен с дополнительной фильтрующей секцией 620 через вентиль 81, при этом упомянутые фильтрующие секции также соединены с подготовительным резервуаром 61 через подкачивающий насос 82 и вентиль 83.

Так же как и на фиг.3, контур 6 очистки/промывки/восстановления рабочего состояния, связанный с главной фильтрующей секцией 62, не показан.

Во время работы, когда секция 62 находится в рабочем состоянии фильтрации, а другую секцию подвергают циклу восстановления рабочего состояния фильтрации, воду, содержащую частицы фильтрационного осадка, сливают через вентиль 81 в водяной резервуар 71, где происходит отстаивание твердых частиц, которые удаляют через вентиль 81 в бак 85 сбора отходов, расположенный под водяным резервуаром 71. После этого фильтрующую секцию 620 заполняют фильтрационной смесью 64, поступающей из подготовительного резервуара 61 через вентиль 83 и подкачивающий насос 82. После этого, в случае необходимости, используют противоточный поток сжатого воздуха 76 для очистки сеток фильтрующих свечей.

Далее следует описание общей работы травильной установки согласно примеру выполнения, показанному на фиг.2-4. Эта работа требует определения того, какой из секций 62, 620 можно располагать, то есть какая из них находится в рабочем состоянии фильтрации травильного раствора 32. Для этого каждый фильтрующий элемент 621, 6210 каждой фильтрующей секции 62, 620 оборудован устройством измерения потери напора фильтруемого травильного раствора (в частности, фильтрационной смеси 64). Это устройство работает на измерении давления Ре раствора, поступающего из подготовительного резервуара, и давления Ps на выходе фильтрующей установки (см. фиг.1). Это устройство измерения потери напора выдает сигнал в общую систему управления травильной установкой 1 (на чертеже не показана), когда достигается заранее определенное пороговое значение потери напора в фильтрующих элементах 621, 6210. Этот сигнал запускает следующие этапы:

- идентификация секции 62, 620, находящейся в состоянии обеспечения фильтрации;

- подача фильтрационной смеси 64, поступающей из подготовительного резервуара 61, в упомянутую секцию 62, 620;

- переключение контура возврата отфильтрованного травильного раствора с низким содержанием кремнезема в травильный бак или травильные баки 20, 21, 22 с дополнительной фильтрующей секции 620, проходящей цикл очистки, на главную фильтрующую секцию 62 (или наоборот);

- опорожнение секции 620, находящейся в цикле очистки;

- заполнение водой секции 620, находящейся в цикле очистки;

- нагнетание сжатого воздуха через фильтрующие элементы 6210 дополнительной секции 620, находящейся в цикле очистки, в направлении, противоположном направлению фильтрации.

Каждый фильтрующий элемент 621, 6210 каждой фильтрующей секции, главной 62 и дополнительной 620, оборудован также устройством измерения потери напора (на фиг.2-4 не показано) в осадке, которое выдает сигнал, когда достигается заранее определенное пороговое значение при очистке. Этот сигнал запускает следующие этапы способа:

- остановка очистки сжатым воздухом 76;

- промывка фильтрующих элементов 621, 6210,

- слив воды,

- подкачка фильтрационной смеси, поступающей из подготовительного резервуара 61, в дополнительную фильтрующую секцию 620, и

- в случае необходимости, очистка сеток фильтрующих элементов 6210, затем

- подача сигнала о рабочем состоянии дополнительной фильтрующей секции 620 в общую систему управления травильной установкой.

Предпочтительно в травильной установке 1 в соответствии с настоящим изобретением перед подготовительным резервуаром 61 устанавливают флокуляционный бак (на чертежах не показан), в котором применяют, например, добавку из катионных полиакриламидов для преобразования основной части растворенного кремнезема (составляющей примерно четверть от общего количества кремнезема, получаемого во время травления полос из кремнистой стали) в коллоидную суспензию, которую можно затем фильтровать.

На фиг.5 показан третий пример травильной установки 1 в соответствии с настоящим изобретением, в которой в уже существующий рециркуляционный контур 9, установленный последовательно с регенерационным контуром 10, встраивают фильтрационный контур 6. Кроме того, для ванны 30, 31, 32 каждого бака 30, 31, 32 запускают режим рециркуляции при помощи насосных установок и их нагревают при помощи теплообменников 900, 901, 902. Регенерационный контур 10 содержит пирогидролизную установку 110 для преобразования хлоридов железа, образующихся во время травления полосы 4, в оксиды железа, и бак 111 сбора отходов для сбора упомянутых оксидов. Устройство 6, 7, 8 извлечения кремнезема и рециркуляционный 9 и регенерационный 10 контуры выполнены таким образом, чтобы направлять травильный раствор 32, присутствующий в первом по направлению движения 5 полосы 4 резервуаре 92 хранения, в фильтрующую секцию 62, 620 для его фильтрации, и чтобы полученный после фильтрации травильный раствор с низким содержанием кремнезема регенерировать затем в пирогидролизной установке 110 и, в конечном счете, направлять его в последний по направлению движения 5 полосы 4 резервуар 90 хранения.

Баланс концентрации между баками 20, 21, 22 определяют известным образом с учетом расхода травильного раствора 30, 31, 32, увлекаемого полосой 4 от бака к баку (то есть от бака 22 к баку 20, проходя через бак 21), и с учетом расхода в обратном каскаде между циркуляционными резервуарами 90, 91, 92 (то есть от резервуара 90 к резервуару 92, проходя через резервуар 91). Оксиды железа, получаемые при пирогидролизе хлоридов в регенерационной установке 10, собирают в бак 111 сбора отходов, а фильтрационный осадок с кремнеземом собирают в бак 140 сбора отходов.

1. Способ травления горячекатаных полос (4) из кремнистой стали, непрерывно проходящих, по меньшей мере, через один травильный бак (20, 21, 22), содержащий травильный раствор (30, 31, 32) на основе соляной кислоты, серной кислоты или азотной кислоты с добавлением или без добавления фтористоводородной кислоты, в котором обрабатывают кремнезем, образующийся в упомянутом травильном растворе (30, 31, 32) и присутствующий в виде коллоидной суспензии и в растворенном виде, при этом упомянутая обработка кремнезема в упомянутом травильном растворе (30, 31, 32) содержит следующие этапы:
- перемещение травильного раствора (30, 31, 32) из травильного бака (20, 21, 22) или из рециркуляционного бака (90, 91, 92), сообщающегося с упомянутым травильным баком (20, 21, 22), в подготовительный резервуар (61), при этом упомянутый травильный раствор (30, 31, 32), содержащийся в подготовительном резервуаре (61), является травильным раствором (64), предназначенным для фильтрации,
- перемещение предназначенного для фильтрации травильного раствора (64) в фильтрующую секцию (62, 620),
- нагнетание упомянутого травильного раствора с низким содержанием кремнезема непосредственно в упомянутый травильный бак (20, 21, 22) или в упомянутый рециркуляционный бак (90, 91, 92), причем фильтрацию травильного раствора (30, 31, 32) осуществляют непрерывно за счет применения двух фильтрующих секций (62, 620), расположенных параллельно, при этом одна из фильтрующих секций (62) находится в рабочем состоянии фильтрации, тогда как другая секция (620) последовательно проходит через следующие последовательные циклы: очистку, восстановление рабочего состояния фильтрации и ожидание, пока другая фильтрующая секция (62) не выйдет из рабочего состояния фильтрации, отличающийся тем, что перемещение предназначенного для фильтрации травильного раствора (64) в фильтрующую секцию (62, 620) выполняют для осуществления фильтрации предназначенной для фильтрации смеси (64), в результате чего получают фильтрационный осадок с высоким содержанием кремнезема и травильный раствор с низким содержанием кремнезема, при этом в предназначенный для фильтрации раствор (64), содержащийся в упомянутом подготовительном резервуаре (61), добавляют фильтрационную добавку, которая способствует образованию фильтрационного осадка и приводит к получению фильтрационной смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этапу добавления фильтрационной добавки в предназначенный для фильтрации раствор (64) предшествует этап флокуляции, обеспечивающий осаждение в коллоидном виде кремнезема, растворенного в травильном растворе (30, 31, 32).

3. Установка (1) для травления полосы (4) из кремнистой стали, содержащая, по меньшей мере, один травильный бак (20, 21, 22), заполненный ванной травильного раствора (30, 31, 32), и устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема, получаемого во время травления упомянутой полосы (4), при этом упомянутое устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема содержит фильтрационный контур (6), который содержит подготовительный резервуар (61) для травильного раствора (30, 31, 32), образующего предназначенный для фильтрации раствор (64), и главную фильтрующую секцию (62) для фильтрации предназначенного для фильтрации раствора (64), при этом упомянутая главная фильтрующая секция соединена с травильным баком (20, 21, 22), из которого отбирается упомянутый травильный раствор (30, 31, 32), для обеспечения нагнетания упомянутого травильного раствора с низким содержанием кремнезема в упомянутый травильный бак (20, 21, 22), а упомянутый фильтрационный контур (6) дополнительно содержит дополнительную фильтрующую секцию (620), работающую поочередно с главной фильтрующей секцией (62), при этом одна из фильтрующих секций, главная (62) или дополнительная (620), находится в рабочем состоянии обеспечения фильтрации, тогда как другая из фильтрующих секций, главная (62) или дополнительная (620), последовательно проходит через циклы очистки, восстановления рабочего состояния фильтрации и затем ожидания, отличающаяся тем, что фильтрационный контур (6) дополнительно содержит устройство (63), питающее подготовительный резервуар (61) фильтрационной добавкой для получения в нем фильтрационного осадка, приводящего к получению фильтрационной смеси (64) с травильным раствором (30, 31, 32), при этом фильтрационный осадок с высоким содержанием кремнезема и травильный раствор с низким содержанием кремнезема образуются в главной фильтрующей секции (62).

4. Установка (1) по п.3, отличающаяся тем, что в предназначенный для фильтрации раствор добавляется фильтрационная добавка, при этом фильтрационная добавка выбрана из группы, в которую входят диатомит, перлит или волокна целлюлозы.

5. Установка (1) по одному из пп.3, 4, отличающаяся тем, что фильтрующие секции (62, 620) содержат свечевой фильтр со свечами из полипропилена или из поливинилиденфторида (ПВДФ).

6. Установка (1) по п.3, отличающаяся тем, что фильтрующие секции (62, 620) содержат устройство обнаружения закупоривания путем измерения потери напора во время очистки.

7. Установка (1) по п.3, отличающаяся тем, что фильтрующие секции (62, 620) содержат устройство обнаружения очистки путем измерения потери напора.

8. Установка (1) по п.3, отличающаяся тем, что в фильтрационном контуре (6) между травильным баком (20, 21, 22) и подготовительным резервуаром (61) установлен флокуляционный бак для осаждения растворенного кремнезема, присутствующего в травильных растворах (30, 31, 32).

9. Установка (1) по п.3, отличающаяся тем, что упомянутое устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема дополнительно содержит очистной контур (7) для очистки фильтрационного осадка в той из фильтрующих секций (62, 620), которая не находится в состоянии обеспечения фильтрации, при этом упомянутый очистной контур (7) содержит водяной резервуар (71), соединенный с каждой из фильтрующих секций (62, 620), которые, в свою очередь, соединены с подготовительным резервуаром (61), и устройство (76) подачи сжатого воздуха для нагнетания сжатого воздуха в ту из фильтрующих секций (62, 620), которая проходит цикл очистки, при этом упомянутый водяной резервуар (71), упомянутые фильтрующие секции (62, 620), упомянутый подготовительный резервуар (61) и упомянутое устройство (76) подачи сжатого воздуха выполнены таким образом, чтобы фильтрационную смесь (64), присутствующую в той из фильтрующих секций, главной (62) или дополнительной (62), которая находится в цикле очистки, можно было направить в подготовительный резервуар (61), затем заменить водой, поступающей из водяного резервуара (71), и чтобы эта вода (71) могла смешаться с частицами фильтрационного осадка после нагнетания сжатого воздуха.

10. Установка (1) по одному из пп.3 или 9, отличающаяся тем, что упомянутое устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема дополнительно содержит контур (8) восстановления рабочего состояния фильтрации той из фильтрующих секций (62, 620), которая не находится в состоянии обеспечения фильтрации и которую предварительно подвергли очистке, при этом упомянутый контур (8) восстановления рабочего состояния фильтрации содержит водяной резервуар (71), соединенный с каждой из фильтрующих секций (62, 620), которые, в свою очередь, соединены с подготовительным резервуаром (61), и бак (85) для сбора отходов, расположенный под водяным резервуаром (71), при этом упомянутый водяной резервуар (71), упомянутые фильтрующие секции (62, 620) и упомянутый подготовительный резервуар (61) выполнены таким образом, чтобы воду с частицами фильтрационного осадка, присутствующую в той из фильтрующих секций, главной (62) или дополнительной (62), которая находится в цикле восстановления рабочего состояния фильтрации, можно было слить в водяной резервуар (71), затем заменить фильтрационной смесью (64), поступающей из фильтрационного резервуара (61).

11. Установка (1) для травления полосы (4) из кремнистой стали, содержащая множество травильных баков (21, 22, 23), каждый из которых заполнен ванной травильного раствора (30, 31, 32), контур (10) регенерации травильного раствора (30, 31, 32), содержащий пирогидролизную установку (110) для преобразования хлоридов железа, образующихся во время травления полосы (4), в оксиды железа, и бак (111) сбора отходов для сбора упомянутых оксидов железа, и устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема, получаемого во время травления упомянутой полосы (4), которое включает фильтрационный контур (6), и содержащее подготовительный резервуар для травильного раствора, образующего предназначенный для фильтрации раствор, и фильтрующую секцию для фильтрации указанного раствора, отличающаяся тем, что устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема интегрировано в контуры рециркуляции (9) и регенерации (10) травильного раствора (30, 31, 32) таким образом, что устройство (6, 7, 8) извлечения кремнезема соединено, с одной стороны, с резервуаром (92) хранения, связанным с первым по направлению движения (5) полосы (4) травильным баком (22) и, с другой стороны, с пирогидролизной установкой (110) регенерационного контура (10), при этом упомянутая пирогидролизная установка (110), в свою очередь, соединена с последним по направлению движения (5) полосы (4) травильным баком (20).

12. Установка (1) по п.11, отличающаяся тем, что в предназначенный для фильтрации раствор добавляется фильтрационная добавка, при этом фильтрационная добавка выбрана из группы, в которую входят диатомит, перлит или волокна целлюлозы.

13. Установка (1) по любому из пп.11, 12, отличающаяся тем, что фильтрующие секции (62, 620) содержат свечевой фильтр со свечами из полипропилена или из поливинилиденфторида (ПВДФ).

14. Установка (1) по п.11, отличающаяся тем, что фильтрующие секции (62, 620) содержат устройство обнаружения закупоривания путем измерения потери напора во время очистки.

15. Установка (1) по п.11, отличающаяся тем, что фильтрующие секции (62, 620) содержат устройство обнаружения очистки путем измерения потери напора.

16. Установка (1) по п.11, отличающаяся тем, что в фильтрационном контуре (6) между травильным баком (20, 21, 22) и подготовительным резервуаром (61) установлен флокуляционный бак для осаждения растворенного кремнезема, присутствующего в травильных растворах (30, 31, 32).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области эффективного удаления окалины, образующейся в процессе производства стального листа. .

Изобретение относится к прокатному производству, преимущественно к непрерывным травильным агрегатам (НТА) цехов холодной прокатки полосы. .

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при травлении горячекатаных полос рулонной стали в растворах серной и соляной кислот, в частности при травлении IF-сталей.

Изобретение относится к химической обработке рулонов металлической ленты. .

Изобретение относится к установке непрерывного действия для поверхностной обработки лент, в частности к травильной установке, в которой лента проходит через наполненную обрабатывающей жидкостью закрытую крышкой емкость.
Изобретение относится к способу непрерывной обработки поверхности металла, в частности травления стальной ленты низкоуглеродистых марок сталей в глубоких ваннах.

Изобретение относится к устройству для поверхностной обработки полос жидкостями, в частности для травления прокатанных металлических полос в имеющей форму лотка накрытой крышкой ванне.

Изобретение относится к способу непрерывной обработки поверхности, в частности травления и очистки лент, например, металлических, в частности стальных, в камере обработки, причем полотно движется приблизительно по горизонтальной траектории через камеру обработки, в которую подают обрабатывающую жидкость, в частности травильный раствор.

Изобретение относится к способу эксплуатации травильной установки, предназначенной для травления прокатных полос, в частности в нескольких расположенных друг за другом травильных ваннах, заполненных травильным раствором, содержащим кислоту, через которые протягивается полоса и в которой через расположенные по крайней мере сбоку ванны разбрызгивающие сопла подается травильное средство, содержащее кислоту, а также к травильной установке для осуществления способа.

Изобретение относится к утилизации отработанных кислых (солянокислых и сернокислых) травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в металлургической промышленности, промышленной экологии, а также в процессах водоочистки с использованием коагулянтов.
Изобретение относится к химической и электрохимической очистке металлических поверхностей от трудноудаляемых масляных загрязнений, например от прокатных смазок, с помощью моющих растворов, содержащих каустическую соду, фосфаты и поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Изобретение относится к очистке отработанных щелочных растворов меднения регенерацией катионов меди (II) и комплексонов и может быть применено в гальванотехнике и в промышленной экологии.
Изобретение относится к способу регенерационной очистки медно-аммиачных травильных растворов. .

Изобретение относится к способам регенерации соляной кислоты из отработанных травильных растворов (ОТР), содержащих неиспользованную соляную кислоту и соли железа, и может быть использовано в гальванических производствах, в металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области регенерации высококонцентрированных кислых электролитов и может быть использовано для селективного извлечения ионов железа (Fe2+, Fe3+) и хрома (Cr3+, Cr6+) в гальванических производствах, в частности, растворов химического и электрохимического травления хромсодержащих сталей.

Изобретение относится к способу очистки содержащих металлы растворов, включающему нейтрализацию раствора, восстановление входящего железа (III) и удаление входящего растворенного цинка, посредством этого способа входящий содержащий металлы раствор нейтрализуют с использованием магнетита и/или металлического железа, входящее железо (III) восстанавливают до железа (II) с помощью добавления металлического железа, входящие тяжелые металлы осаждают добавлением осаждающего количества сульфида, осажденные сульфиды регенерируют с помощью фильтрации, раствор необязательно подвергают операции ионообмена для перевода входящего цинка в несвязанную в комплекс форму, после чего цинк выделяют в виде карбоната цинка, железо (II) в оставшемся растворе окисляют до железа (III), после этого раствор используют как таковой или подвергают дальнейшей обработке для повышения содержания металла, чтобы использовать его в нужных целях.

Изобретение относится к травлению покрытий, в частности, в производстве печатных плат, а именно к процессам выделения металлов из отработанных растворов травления с одновременной регенерацией раствора для дальнейшего использования.

Изобретение относится к способам регенерации отработанных травильных растворов, содержащих соли металлов азотной и плавиковой кислот, и может быть использовано в технологии выделения металлосодержащих осадков.

Изобретение относится к гальваническому производству, а именно к способу восстановления работоспособности кислых растворов и электролитов, содержащих сильные окислители
Наверх