1. ما هو نطاق التحكم في التركيز للغسيل القلوي للملفات المدرفلة الباردة -؟ لماذا هذا النطاق ضروري؟
يتم عادةً التحكم في تركيز المحلول القلوي (مثل NaOH) للتنظيف القلوي للملفات المدلفنة على البارد بنسبة تتراوح بين 3% و5%.
يتم اختيار هذا النطاق بناءً على اعتبارات التوازن التالية:
تركيز منخفض جدًا (<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%): على الرغم من تسريع تفاعل التصبن، فإن تركيزات NaOH العالية بشكل مفرط تقلل من ذوبان الصابون، مما يتسبب في إعادة التصاق الصابون غير المذاب-بسطح الشريط، وبالتالي تقليل كفاءة إزالة الشحوم وزيادة تكاليف الكاشف وعبء الشطف اللاحق.
وفقًا للممارسة الهندسية، فإن نطاق التركيز من 3% إلى 5% يحقق نتائج تنظيف جيدة؛ إن زيادة التركيز بشكل أكبر لا يؤدي إلى تحسين تأثير التنظيف بشكل كبير ويقلل من فعالية التكلفة-.
2. ما هو المبدأ الكامن وراء التحكم في تركيز المنظفات القلوية؟ ما هي العلاقة بين التركيز وتأثير التنظيف؟
يعتمد المبدأ الأساسي للتحكم في تركيز الغسيل القلوي على التوازن الكيميائي بين التصبن والاستحلاب. تقوم المحاليل القلوية (التي تتكون بشكل أساسي من NaOH وNa₂CO₃ وNa₂SiO₃، وما إلى ذلك) بإزالة الشحوم من سطح الشريط الفولاذي من خلال الآليات التالية:
التصبن: تتفاعل القلويات مع الزيوت الحيوانية والنباتية (جليسريدات الأحماض الدهنية) لإنتاج الماء-والجلسرين القابل للذوبان والصابون (أحماض الصوديوم الدهنية)، مما يؤدي إلى انفصال الشحوم عن سطح الشريط الفولاذي. تؤدي زيادة تركيز القلويات إلى تسريع معدل تفاعل التصبن.
الاستحلاب: تعمل المواد الخافضة للتوتر السطحي على استحلاب وتشتيت الشحوم غير القابلة للتصبن مثل الزيوت المعدنية في محلول التنظيف؛ التركيز المناسب يعزز الاستحلاب.
3. كيف يمكن مراقبة تركيز المحلول القلوي عبر الإنترنت أثناء الإنتاج؟ ما هي بعض طرق الكشف شائعة الاستخدام؟
يستخدم موقع الإنتاج في المقام الأول طريقة التوصيل للكشف عبر الإنترنت والتحكم الآلي في تركيز المحلول القلوي. المبدأ هو أنه عندما تظل درجة حرارة المحلول وضغطه ثابتين، يكون هناك توافق واحد-إلى-واحد بين موصلية المحلول وتركيز الأيونات (أي القلوية).
سير عمل طريقة التوصيل هو كما يلي:
يتم تركيب مقياس الموصلية على خط أنابيب التدوير لقياس قيمة التوصيل للمحلول القلوي في الوقت الحقيقي.
من خلال منحنى عمل "الموصلية-التركيز" المحدد مسبقًا (والذي يحتاج إلى معايرته في المختبر لوحدات محددة وصيغ عوامل إزالة الشحوم)، يتم تحويل الموصلية إلى قيمة تركيز.
يقوم نظام التحكم PLC تلقائيًا بضبط إضافة المحلول القلوي المركز والماء النقي بناءً على الانحراف بين التركيز المقاس والقيمة المحددة، مما يحقق التحكم في الحلقة المغلقة-.
أهمية تعويض درجة الحرارة: بما أن درجة الحرارة تؤثر بشكل مباشر على الموصلية، يجب أن يكون لنظام الكشف وظيفة تعويض درجة الحرارة. تقوم أنظمة الكشف الحديثة عبر الإنترنت عادةً بتعيين نطاق تعويض درجة الحرارة إلى 0 درجة ~85 درجة، مما يحقق دقة التحكم في التركيز بمقدار ±2 جم/لتر.
التقنيات الناشئة: بدأت بعض خطوط الإنتاج المتقدمة في اعتماد-أنظمة الكشف عبر الإنترنت Raman في الموقع، والتي تحقق تحليلًا أكثر دقة للمكونات من خلال إنشاء نموذج للمكونات الفعالة للمحلول القلوي، مع معدل دقة اكتشاف يزيد عن 90%.
4. ما هي عيوب الجودة التي يمكن أن تنجم عن التحكم غير السليم في تركيز القلويات؟
عندما يكون التركيز منخفضًا جدًا:
تؤدي عملية إزالة الشحوم غير الكاملة إلى بقاء الزيت ومسحوق الحديد على سطح الشريط. أثناء التلدين اللاحق، سوف يتفحم الزيت، ويشكل "بقع زيتية" أو يتغير لون السطح.
يؤثر هذا على التصاق الطلاء وقد يؤدي إلى عدم اكتمال الجلفنة أثناء الجلفنة بالغمس الساخن.
عندما يكون التركيز مرتفعًا جدًا:
تنخفض قابلية ذوبان الصابون، وتلتصق رواسب صابون الكالسيوم بسطح الشريط. بعد عصرها بواسطة بكرات الضغط، تشكل هذه الرواسب "بقع سوداء قلوية"-خطوط دقيقة موزعة بشكل غير منتظم تحتوي على مستويات عالية من Ca وP.
بالنسبة للفولاذ الذي يحتوي على عناصر صناعة السبائك مثل السيليكون والمنغنيز، فإن التركيزات العالية بشكل مفرط قد تؤدي إلى تفاقم التآكل الانتقائي.
وهذا يزيد من استهلاك القلويات والعبء على الشطف اللاحق، مما يرفع تكاليف معالجة مياه الصرف الصحي.
5. كيف يمكن تحقيق التحكم الآلي الدقيق في تركيز القلويات في الإنتاج؟
آلية توزيع القلويات الأوتوماتيكية:
يتم تركيب مستشعر التركيز في خزان توزيع القلويات. عندما يتم اكتشاف أن التركيز أقل من الحد الأدنى المحدد، يقوم نظام التحكم تلقائيًا بفتح صمام قادوس التوزيع لإضافة محلول قلوي مركز، بينما يقوم في نفس الوقت بتجديد الماء النقي حتى يعود التركيز إلى النطاق المحدد.
تشمل ظروف إطلاق التوزيع ما يلي: انخفاض الموصلية إلى قيمة محددة (بسبب استهلاك القلوية)، أو انخفاض مستوى خزان التدوير إلى قيمة محددة (بسبب التصريف الدوري للسائل القذر).
التحكم في ربط المستوى والتركيز:
تم ضبط ست نقاط تحكم لمستوى الخزان التدويري (LLL، LL، L، H، HH، HHH). يؤثر الفرق بين مستويات H وL بشكل مباشر على ثبات التركيز-يؤدي الاختلاف الكبير إلى تقلبات مفرطة في التركيز، بينما يؤدي الاختلاف البسيط إلى تجديد متكرر للمياه والسوائل.
تحسين عملية التدفق العكسي:
يعتمد خط الإنتاج المتقدم تصميمًا حيث يتدفق عامل التنظيف في الاتجاه المعاكس لحركة الشريط الفولاذي. يتم تحضير المحلول القلوي الجديد في قسم التنظيف الإلكتروليتي ثم يتدفق بالتتابع إلى قسم الغسيل بالرش، مما يسمح باستخدام المحلول القلوي ويصبح متسخًا تدريجيًا، مما يضمن الحصول على مياه نظيفة في الخزانات اللاحقة وتحسين جودة التنظيف.