1. Jakie są najczęstsze zanieczyszczenia i zagrożenia występujące na powierzchni stali-walcowanej na zimno?
Zanieczyszczenie olejem: pochodzi głównie z oleju walcowniczego (stosowanego do smarowania i chłodzenia, zawierającego olej mineralny, emulgatory itp.) podczas procesu walcowania, wycieków smaru z urządzeń lub pozostałości olejów lotnych z wyżarzania. Jeśli nie zostanie usunięty, może to prowadzić do słabej przyczepności farby/powłoki podczas kolejnego powlekania (pęcherzyki i łuszczenie się) lub do poślizgu formy i uszkodzenia przedmiotu obrabianego podczas tłoczenia.
Zgorzelina olejowa/rdza: często występuje to po-wyżarzeniu jaskrawym (wyżarzaniu bez izolacji powietrza, w wyniku którego powstają warstwy tlenków, takich jak Fe₂O₃ i Fe₃O₄ na powierzchni) lub drobnej rdzy spowodowanej nieprawidłowym przechowywaniem. Zgorzelina tlenkowa może powodować szorstkość powierzchni, prowadząc do nierównomiernego pokrycia powłoki oraz możliwości łuszczenia się i zarysowania blachy podczas obróbki.
Zanieczyszczenia stałe: obejmują proszek żelaza i resztki metalu pozostałe po walcowaniu, a także pył i cząstki stałe powstałe podczas przechowywania/transportu. Zanieczyszczenia te mogą powodować dziury i nierówności na powleczonej powierzchni lub uszkodzić powierzchnię arkusza podczas tłoczenia. Pozostałości po trawieniu: Jeśli płukanie po trawieniu nie jest dokładne, na powierzchni może pozostać kwas (np. kwas solny) lub sole (np. FeCl₂), co przyspiesza korozję blachy (żółte plamy i plamy rdzy).
2. Jakie są powszechnie stosowane chemiczne środki czyszczące i scenariusze ich zastosowania?
Alkaliczne środki czyszczące zawierają wodorotlenek sodu, węglan sodu, krzemian sodu i środki powierzchniowo czynne (takie jak alkilobenzenosulfonian sodu). Usuwają plamy olejowe poprzez hydrolizę alkaliczną (olej tworzy w środowisku zasadowym rozpuszczalne mydła) oraz emulgację i dyspersję (środki powierzchniowo czynne zmniejszają przyczepność plam olejowych do materiału arkusza, powodując, że olej tworzy drobne kropelki zawieszone w wodzie). Nadają się do usuwania plam z olejów mineralnych, takich jak olej walcowniczy i olej smarowy, i są lekko żrące dla materiałów arkuszowych (należy kontrolować stężenie zasad, aby uniknąć nadmiernej korozji).
Acidic cleaners primarily use hydrochloric acid, sulfuric acid (at low concentrations), or citric acid (an organic acid). They are effective against mill scale and rust stains. The acid reacts with the mill scale to form soluble salts (such as FeCl₂ and FeSO₄), which are removed with the solution. Acid cleaning is often combined with alkaline cleaning (first using acid to remove scale, then alkaline to remove oil). However, it's important to note that cold-rolled steel is mostly low-carbon steel. Excessive acid concentrations (e.g., hydrochloric acid concentrations > 20%) or high temperatures (>60 stopni) może powodować korozję podłoża, powodując chropowatość powierzchni. (W celu zmniejszenia szybkości korozji wymagane są inhibitory korozji, takie jak heksamina.)
Neutralne środki czyszczące, oparte głównie na środkach powierzchniowo czynnych (takich jak niejonowe środki powierzchniowo czynne), mają pH około 7 i usuwają lekki olej i kurz poprzez emulgację i penetrację. Nadają się do stali-walcowanej na zimno wymagającej wyjątkowo wysokiej jakości wykończenia powierzchni (np. stosowanej w instrumentach precyzyjnych), zapobiegającej korozji kwasowej i zasadowej.
3. Jakie są powszechnie stosowane procesy czyszczenia?
Zanurzenie: Zimny-arkusz walcowany (lub arkusz odwinięty ze zwoju) zanurza się w roztworze chemicznym (podgrzanym do 40-60 stopni w celu przyspieszenia reakcji) w połączeniu z mieszaniem lub falami ultradźwiękowymi (wibracje o wysokiej-częstotliwości w celu usunięcia zanieczyszczeń). Metoda ta, odpowiednia dla małych partii arkuszy o skomplikowanych kształtach, wymaga prostego sprzętu, ale jest mniej wydajna.
Natryskiwanie: wysokociśnieniowa dysza natryskowa (0,2-0,5 MPa) natryskuje roztwór chemiczny na powierzchnię arkusza, wykorzystując zarówno siłę uderzenia, jak i działanie chemiczne w celu usunięcia zanieczyszczeń. Nadaje się do ciągłych linii produkcyjnych (takich jak linie do wykańczania blach walcowanych na zimno), metoda ta zapewnia wysoką wydajność (prędkość do 10-30 m/min) i może być połączona ze szczotką walcową w celu uzyskania lepszych wyników.
4. Jakie są popularne metody fizycznego czyszczenia?
Czyszczenie szczotką rolkową: Na linii czyszczącej instalowane są wałki szczotkowe (wykonane z nylonu lub włosia, wybrane na podstawie wykończenia powierzchni płyty-miękki nylon w przypadku płyt precyzyjnych, twarde włosie w przypadku płyt szorstkich). Gdy płyta przechodzi, wałki szczotek obracają się (z prędkością 100-300 obr/min), pocierając o powierzchnię, aby usunąć proszek żelaza, kurz i zemulgowany olej. Należy kontrolować docisk szczotki (zwykle 0,1-0,3 MPa). Nadmierny nacisk może zarysować powierzchnię blachy (szczególnie jasnej blachy walcowanej na zimno).
Płukanie wodą pod wysokim-ciśnieniem: na powierzchnię płyty natryskiwana jest woda pod wysokim-ciśnieniem (0,5-1,0 MPa). Służy przede wszystkim do usuwania pozostałości chemicznych (takich jak kwas po trawieniu i zasady po myciu alkalicznym) oraz zanieczyszczeń rozluźnionych przez chemikalia. Należy kontrolować temperaturę wody (temperatura pokojowa lub 40{12}}50 stopni dla optymalnego spłukiwania) i kąt przepływu wody (pod kątem 30-45 stopni do powierzchni płyty, aby zapobiec odbiciu i wtórnemu zanieczyszczeniu). Czyszczenie ultradźwiękowe: Do zbiornika czyszczącego wprowadzane są fale ultradźwiękowe (częstotliwość 20-40 kHz), które wytwarzają w cieczy liczne drobne pęcherzyki. Kiedy te pęcherzyki pękają, wytwarzają miejscowe wysokie ciśnienie, wpływając na zanieczyszczenia uwięzione w szczelinach na powierzchni płyty (takie jak plamy oleju i pył żelazny w wąskich rogach). Metoda ta nadaje się do precyzyjnych blach walcowanych na zimno (takich jak te stosowane w elementach elektronicznych) lub skomplikowanych części konstrukcyjnych, uzyskując wysoką precyzję czyszczenia (usuwając zanieczyszczenia nawet o wielkości mikrona).
5.Jak kontrolować kluczowe parametry procesu czyszczenia?
Stężenie chemiczne: Alkaliczne środki czyszczące mają zazwyczaj stężenie 2-5% (wyższe stężenia mogą łatwo pozostawić osad, podczas gdy niższe stężenia mogą spowodować niewystarczającą skuteczność czyszczenia); kwaśne środki czyszczące (kwas solny) mają stężenie 5-15% (stosuj inhibitor korozji, aby utrzymać szybkość korozji poniżej 0,1 g/m²·h).
Temperatura: Wyższe temperatury przyspieszają reakcję środków czyszczących (np. temperatury czyszczenia alkalicznego 40-60 stopni zwiększają skuteczność emulgowania oleju o 30%), ale należy unikać nadmiernych temperatur (np. temperatury przekraczające 80 stopni mogą powodować rozkład środka powierzchniowo czynnego i sprawić, że środek czyszczący będzie nieskuteczny).
Czas czyszczenia: Czyszczenie natryskowe wymaga prędkości linii 10-30 m/min (czas przejścia 10–30 sekund), natomiast czyszczenie zanurzeniowe wymaga 3–10 minut (dostosowane w zależności od grubości zanieczyszczenia). Zbyt krótki czas spowoduje niepełne oczyszczenie, natomiast zbyt długi może spowodować nadmierną korozję powierzchni panelu. Wytrzymałość mechaniczna: docisk wałka szczotkowego 0,1-0,3 MPa, ciśnienie wody pod wysokim ciśnieniem 0,3-1,0 MPa (w przypadku jasnych desek należy stosować niższe ciśnienie, aby uniknąć zarysowań; wyższe ciśnienie w przypadku desek szorstkich, aby poprawić efekt łuszczenia).