一种碱洗液在线槽的制作方法

本发明涉及一种液体的处理装置，尤其涉及一种液体的清洁处理装置。

背景技术：

由于带钢表面的清洗是带钢生产中的重要环节，其表面清洗质量会直接影响带钢质量。该环节一方面是清洗掉钢板表面的油污，另一方面是清洗掉钢板表面的灰尘和铁锈，以利于在后续生产工艺过程中带钢的表面处理。为此，在冷轧生产领域的冷轧后处理连续生产线中会使用到诸如碱洗液(alkali liquor)的清洗液。碱洗液中的杂质主要是从带钢表面清洗下来的油脂、金属粉尘及氧化铁皮颗粒等悬浮物粘合在一起而形成铁油混合物，当其浓度达到一定程度时，将会影响碱洗液的清洗质量，因而必须将碱洗液中的铁油混合物去除，以提高碱洗液的清洁程度，从而使得碱洗液得以循环使用，进而降低碱洗液的消耗。

碱洗液在线槽是机组清洗段的重要设备，其中，碱洗液的清洁程度直接关系到带钢的清洗质量。图1显示了现有技术中的碱洗液在线槽的结构。如图1所示，碱洗液中的铁油混合物a会堆积于在线槽1的槽底缝隙处，只有在检修时才能通过排污管将其排出于在线槽1外，造成在线槽内的碱洗液的清洁程度过低，从而影响带钢的清洗质量。

为此，针对现有在线槽的不足，希望能够获得一种技术方案能够有效地防止污泥或铁油混合物等异物沉积于在线槽内，尤其是避免异物沉积于在线槽的槽底缝隙处，从而提高槽内碱洗液的清洁度，进而减少碱洗液的投入量，并进一步地提高带钢的清洗质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种碱洗液在线槽。本发明所述的碱洗液在线槽能够有利地避免异物沉积于在线槽内，以提高碱洗液的清洁程度，从而一方 面减少碱洗液的消耗，另一方面提高带钢的清洗质量。

为了实现上述目的，本发明提出了一种碱洗液在线槽，其包括槽体，该槽体底部设有浸没辊；此外，该碱洗液在线槽还包括：

溢流管，其一端与槽体连通，其另一端连接至离线槽；

回流管，其第一端与溢流管连接，其第二端连接至槽体的底部；

其中，浸没辊的转动使得回流管内的液体从第一端流向第二端，并继续流向槽体内以形成涡流，进而带动槽体底部的沉积物被冲起后进入溢流管。

基于本发明的技术方案，用于承接碱洗液的槽体内的液面上升会随着工艺处理步骤的持续进行而不断上升，漂浮于液面表面的泡沫以及悬浮物等质量较小的污物可以经由溢流管流向离线槽而被排出于在线槽外，质量较大的污物(例如，污泥或铁油混合物)会下沉至槽体底部。在槽体底部的浸没辊转动的带动下，在回流管内的液体会从第一端流向第二端，并在回流管沿其高度方向上的第一端和第二端之间产生附加压强差，该附加压强差使得经过回流管的液体具有一定的速度，该带有一定速度的液体继续流向槽体内以形成涡流，从而将沉积于槽体底部的沉积物冲起，被冲起后的沉积物与液面上质量较小的泡沫或悬浮物的污物，最后通过溢流管流向离线槽而被排出于在线槽外。

在上述技术方案中，溢流管的一端与槽体连通，其另一端则连接至离线槽，回流管的第一端与溢流管连接，其第二端则连接至槽体的底部，在附加压强差的作用下，液体会形成回流管-槽体-溢流管-回流管的循环流动，以使得槽体底部的沉积物随着液体的循环流动而被冲起，随后连同漂浮于液面的其他污物被带出于在线槽外。

进一步地，在本发明所述的碱洗液在线槽中，上述槽体内还设有喷淋装置，以向槽体内的带钢喷淋液体。

带钢在浸没辊的带动下不断行进，设置于槽体内的喷淋装置向带钢表面喷淋液体，使得在线槽的槽体内的液体持续上升。当液体的最高液面与溢流管与槽体连通的端口持平时，漂浮于液面表面的质量较小的污物将经由溢流管而离开在线槽。

更进一步地，在本发明所述的碱洗液在线槽中，上述回流管的内半径r为：

$r=\sqrt{\frac{2P_n}{{\mathrm{\πV}}_s}}$

其中，P_n为将槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量，其单位为m³/s；V_s为带钢运行速度，其单位为m/s；r的单位为m。在本技术方案中，可以通必要冲击流量P_n的值是可以通过实验测得的，而带钢运行速度V_s则是已知的现场生产数据。

上述具有合适内半径r的回流管可以进一步地保证回流管的液体以适当的速度继续流向槽体内从而形成涡流，进而带动槽体底部的沉积物被冲起后经由溢流管而被带出于在线槽外。

更进一步地，在本发明所述的碱洗液在线槽中，上述溢流管的内半径r_y为：

$r_y=\sqrt{\frac{4(P_n+P_p)}{{\mathrm{\πV}}_s}}$

其中，P_n为将槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量，其单位为m³/s；V_s为带钢运行速度，其单位为m/s；P_p为喷淋装置单位时间内的必要喷淋量，其单位为m³/s；P_p＝P_eV_s，P_e为单位长度带钢对于碱洗液的损耗量，其单位为m³/m，其为已知量；r_y的单位为m。

更进一步地，在本发明所述的碱洗液在线槽中，上述溢流管底部高度h为：

h＝δ_dh_y

其中，h_y表示带钢在槽体内的必要浸没深度，其单位为m；V_s为带钢运行速度，其单位为m/s；t_e表示单位长度的带钢的必要清洗时间，其单位为s，其为已知量；R_r表示浸没辊的半径，其单位为m，其为已知量；δ_d为槽体底部的裕度系数，取其可以根据生产现场的需要在限定的范围内选取。

进一步地，在本发明所述的碱洗液在线槽中，上述槽体的宽度W_c为：

W_c＝2R_rδ_w

其中，W_c的单位为m；R_r表示浸没辊的半径，其单位为m；δ_w为槽体的 宽度设计参数，取1＜δ_w＜2，其可以根据生产现场的需要在限定的范围内选取。

进一步地，在本发明所述的碱洗液在线槽中，上述槽体的长度L_c为：

L_c＝L_rδ_L

其中，L_c的单位为m；L_r为浸没辊长度，其单位为m，其为已知量；δ_L为槽体的长度设计参数，取1＜δ_L＜1.5，其可以根据生产现场的需要在限定的范围内选取。

本发明所述的碱洗液在线槽在不设置额外动力装置的前提下，仅通过设置回流管以在槽体内形成涡流，来有效地避免了质量较大的污物(例如，铁油混合物)沉积于在线槽的槽体底部，令沉积物得以迅速地离开在线槽，从而提升在线槽内的碱洗液的清洁度，进而不仅大幅度地节省了碱洗液的消耗量，还提高了带钢表面的清洗质量。

另外，本发明所述的碱洗液在线槽的结构简单，便于处理生产线的改造。

此外，本发明所述的碱洗液在线槽的适用范围广，其能够用于各种生产线，例如，冷轧后处理连续生产线。

附图说明

图1为现有技术中的碱洗液在线槽的结构示意图。

图2为本发明所述的碱洗液在线槽在一种实施方式下的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图说明和具体的实施方式来对本发明所述的碱洗液在线槽做进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本发明的技术方案的不当限定。

图2显示了本发明所述的碱洗液在线槽在一种实施方式下的结构。

如图2所示，在上述实施方式下，该碱洗液在线槽包括槽体11，在槽体底部设置有浸没辊12，碱洗液在线槽的一侧壁处设置有溢流管13，其一端与槽体11连通，其另一端则连接至离线槽(未示出于图2中)，回流管14的第一端与溢流管13连通，其第二端则与槽体11的底部连通，槽体11内设置有喷淋装置15以向槽体11内的带钢b喷淋液体c(例如，碱洗液)，其中，在设置于槽体11下部的浸没辊12转动的带动下，使得回流管14内的液体从第 一端流向第二端，并在回流管沿其高度方向X上的第一端和第二端之间产生附加压强差，令经过回流管14的液体具有一定的速度，该带有一定速度的液体继续流向槽体11内以形成涡流，从而冲起沉积于槽体底部的沉积物d，被冲起后的沉积物d与液面上的较轻的泡沫或悬浮物混合后，最后经由溢流管13而被排出于在线槽外。

为了能够获得清洁度更高的液体，可以对于上述实施方式下的碱洗液在线槽的槽体、溢流管及回流管的相关参数进行设计，具体如下：

1)回流管的内半径r为：其中，P_n为将槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量，其单位为m³/s；V_s为带钢运行速度，其单位为m/s；r的单位为m。

2)溢流管的内半径r_y为：其中，P_n为将槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量，其单位为m³/s；V_s为带钢运行速度，其单位为m/s；P_p为喷淋装置单位时间内的必要喷淋量，其单位为m³/s；P_p＝P_eV_s，P_e为单位长度带钢对于碱洗液的损耗量，其单位为m³/m；r_y的单位为m。

3)溢流管底部高度h为(从图2中可以看出，本技术方案中的溢流管底部高度是指溢流管13的底部距槽体11底面之间的距离)：h＝δ_dh_y，其中，h_y表示带钢在槽体内的必要浸没深度(从图2中可以看出带钢在槽体内的必要浸没深度是指浸没辊12的底部距溢流管13的底部的距离)，其单位为m；V_s为带钢运行速度，其单位为m/s；t_e表示单位长度的带钢的必要清洗时间，其单位为s；R_r表示浸没辊的半径，其单位为m；δ_d为槽体底部的裕度系数，取

4)槽体的宽度W_c为：W_c＝2R_rδ_w，其中，W_c的单位为m；R_r表示浸没 辊的半径，其单位为m；δ_w为槽体的宽度设计参数，取1＜δ_w＜2。

5)槽体的长度L_c为：L_c＝L_rδ_L，其中，L_c的单位为m；L_r为浸没辊长度，其单位为m；δ_L为槽体的长度设计参数，取1＜δ_L＜1.5。

下面以一个冷轧后处理连续生产线清洗段的碱洗液在线槽实例来说明上述实施例：

收集现场设备的相关参数：带钢运行速度V_s为4m/s，单位长度带钢对于碱洗液的损耗量P_e为0.01m³/m，浸没辊的半径R_r为0.4m，单位长度的带钢的必要清洗时间t_e为0.7s，浸没辊长度L_r为1.5m，碱洗液的密度ρ为1000kg/m³。此外，根据生产现场情况，给定设计参数分别为：槽体底部的裕度系数δ_d为1.4，槽体的宽度设计参数δ_w为1.63，槽体的长度设计参数δ_L为1.33；

基于此，可以得到：

槽体的宽度W_c＝2R_rδ_w＝2*0.4*1.63＝1.304m≈1.3m；

槽体的长度L_c＝L_rδ_L＝1.5*1.33＝1.995m≈2.0m。

可以通过实验测得来确定槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量P_n：对于上述槽体，槽体底部均匀地沉积着堆积量为Y(其为根据现场情况直接获得的已知参量)的异物来说，首先在槽体内注满碱洗液，然后分别以流量为P₁、P₂、P₃……P_k(k＝1，2，3，4……k)的碱洗液水流对槽体底部的异物以水平角度进行时长为t_e(单位长度的带钢的必要清洗时间)，在冲击完成后立即通过循环泵抽取槽体底部的混合液体样本100ml，观察混合液体中可见颗粒物的含量，以人工观察无肉眼可见颗粒物的情况视为槽体底部异物被完全冲起，将能够将堆积量为Y的异物完全冲起的最小流量P_k(min)设定为槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量P_n。在该实例中，Y为1.235kg，由此按照上述实验方法测得的槽体底部的沉积物冲起的必要冲击流量P_n为0.0057m³/s。

由此可以确定回流管的内半径$r=\sqrt{\frac{2P_n}{{\mathrm{\πV}}_s}}=\sqrt{\frac{2*0.0057}{\mathrm{\π}*4}}=0.0301\≈0.03m.$

根据喷淋装置单位时间内的必要喷淋量P_p＝P_eV_s＝0.01*4＝0.04m³/s，可以获得溢流管的内半径r_y：$r_y=\sqrt{\frac{4(P_n+P_p)}{{\mathrm{\πV}}_s}}=\sqrt{\frac{4*(0.0057+0.04)}{\mathrm{\π}*4}}=0.1206\≈0.12m.$

此外，根据带钢在槽体内的必要浸没深度$h_y=\frac{V_s{t}_e-{\mathrm{\πR}}_r}{2}+R_r=\frac{4*0.7-\mathrm{\π}*0.4}{2}+0.4=1.172\≈1.17m,$可以确定溢流管的高度h＝δ_dh_y＝1.4*1.17＝1.638≈1.6m。

由此，该实例中槽体、溢流管及回流管的设计参数就可以被确定了。

较之于现有技术中的在线槽，本发明所述的碱洗液在线槽巧妙地利用了在线槽内形成的回流管-槽体-溢流管-回流管的循环流动，使得沉积于槽体底部的沉积物被冲起后随着质量较小的污物一起经由溢流管而被排出于在线槽外，由此解决了现有技术中的异物沉积于在线槽的槽体底部而不易排出的问题，不仅改善了循环碱洗液的清洁度，提高了带钢的清洗质量，还节省了碱洗液的投入量，为企业创造了经济效益。

需要注意的是，所公开实施例的上述说明使得本领域专业技术人员能够显而易见地对于本实施例进行多种类似变化和修改，这种类似变化是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。因此本发明不会受到该实施例的限制。