专利名称：轧钢用碱液或乳化液循环净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轧钢工艺设备技术领域，特别涉及轧钢碱液及乳化液循环净化装置结构设计。
背景技术：
带钢在冷轧轧制时必须采用乳化液(轧制油与水经乳化后的溶液)的潤滑和冷却才能进行下去。而带钢在冷轧轧制过程中会掉下许多铁粉和灰尘到乳化液中，这些杂质会不断在乳化液中累积造成污染，但是乳化液是连续循环使用的，上述杂质将会不断累积，浓度升高，而且极易在带钢冷轧轧制时附在钢带表面。这样一来留在钢带表面的轧制油及轧制油中的渣滓、轧制中产生的铁粉、积聚的灰尘等杂物会带到下一个工序—连续退火。上述杂质在连续退火时，如果清洗不干净，一旦带入炉内，将会污染炉内气氛，影响脱碳效果；并且引起碳套辊的严重结瘤；同时污染钢带表面的清洁，影响钢带表面的质量，影响到生产的正常进行。正因为如此，现代化的冷轧带钢厂都追求钢带表面的清洁度，而钢带表面的清洁度是靠乳化液的清洁度来保证的，这样就必须对乳化液进行净化。
上述乳化液在现代化生产中是连续循环使用的。在使用过程中，上述杂质会不断累积，所以乳化液的净化也最好是连续的，使得乳化液保持一个较为清洁的水平。因此，乳化液的净化多采用在线旁滤的方式进行。在以前，乳化液的净化工艺多采用霍夫曼过滤器或磁棒过滤的方式。霍夫曼过滤器可以去除部分铁粉及油污灰尘，但是霍夫曼过滤纸的空隙度较大(一般是15-30微米)，比霍夫曼过滤纸的空隙小的铁粉及油污灰尘就会漏过去，而且这部分的铁粉及油污灰尘所占比例很大(大约占55％)，乳化液依然很脏；磁性材料过滤的方法只能从乳化液中去除部分铁粉等磁性杂质，对其他杂质(比如油分)作用不明显，乳化液的质量还是得不到保障；如果磁性材料过滤的功能太强，又会适得其反，铁粉及粘附在铁粉上的乳化液也一并被过滤掉，乳化液成了清水，无法轧钢。
现有的管式陶瓷膜及管式有机膜过滤的方式，仅仅用于排放到水处理站的脏乳化的液的破乳过滤，脏乳化液的处理一般采用0.2微米的膜管，只让脏乳化液中的水通过，铁粉及油污灰尘都留下并逐渐浓缩后排放，已经排放到水处理站的脏乳化液与生产无直接关系。现在面临的任务是对正在生产的轧机的乳化液系统中循环使用的已经污染的乳化液进行净化处理，满足轧钢生产的要求，显然上述的过滤方式都不合适。陶瓷膜过滤虽然效果较好，但也有造价高、质脆易裂、不易清洗等缺点。
另外，带钢在连续退火前必须经过碱洗脱脂，把钢板表面的杂物油污清洗干净。碱液由10％的水玻璃(Na2SiO2)、5％的NaOH和85％的水混合而成，在使用过程中NaOH浓度需要保持在2.5～5.0％的范围内。碱液的温度一般为70～80℃。该碱液是连续循环得到使用的。在使用过程中，上述杂质会不断累积，所以碱液的净化也最好是连续的，使得碱液保持一个较为清洁的水平。碱液的净化多采用在线旁滤的方式进行。在以前，碱液的净化工艺也是多采用磁性滤料过滤或管式陶瓷膜过滤的方式。磁性材料过滤的方法只能从碱液中去除部分铁粉等磁性杂质，对其他杂质(比如油分)作用不明显，碱液的质量还是得不到保障。陶瓷膜除了有造价高、质脆易裂、不易清洗等缺点外，更为致命的是，碱物质与陶瓷容易发生化学作用，不仅消耗碱液中的碱量，还发生结垢，从而造成不可恢复的膜堵塞。
发明内容
本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种轧钢用碱液或乳化液循环净化装置，既可用于乳化液处理又可用于碱液净化，不仅净化效果好，廉价、简便，而且还不影响乳化液和碱液中碱的浓度。
本实用新型设计的一种轧钢用碱液或乳化液循环净化装置，其特征在于，该装置主要由水力漩流器、筛滤机、微滤机组、反洗泵和滤后液储槽组成；各组成部件的连接关系为水力漩流器设有一个进料口，该水力漩流器的出料口与筛滤机的进料口通过管道相连接，该筛滤机的出料口与微滤机组的进料口相连接，微滤机组的出料口通过连接管道通入滤后液储槽；该水力漩流器和筛滤机的底部均设有排渣口，该排渣口通过管道通入渣浆储池；该微滤机组另设有反洗液进口和出口，该反洗液进口通过连接管道与反洗泵的出口连接；微滤机组的反洗液出口通过管道通入渣浆储池；该反洗泵的进口通过管道与滤后液储槽连接。
本实用新型的技术特点及效果本实用新型是以管式微滤膜过滤为主体工艺环节，辅以水力漩流器和筛滤机工艺，滤出杂质通过反冲洗操作排出管式微滤器，反洗排放出的杂质又经过斜板沉淀池及固液高速分离机得以去除。
本实用新型的微滤机组由多个微滤器组成(一般是偶数个)，其中的微滤膜管是采用有机高分子材料制作的、具有一定厚度的可以抵抗水力冲击的管式多孔过滤介质。对于单个的微滤器来说，其工作过程是间歇的，每工作30分钟到几个小时，就进行一次反冲洗操作。反冲洗操作是爆炸式的短时过程，反冲洗强度可以是过滤强度的十倍以上。
本实用新型既可用于乳化液处理又可用于碱液净化，不仅净化效果好，廉价、简便，而且还不影响乳化液和碱液中碱的浓度。
图1为本实用新型的总体结构示意图。
图2为本实用新型的核心设备微滤机组的正面示意图。
图3为图2的侧面示意图。
具体实施方式
本实用新型设计的轧钢用碱液或乳化液循环净化装置结合附图及实施例进一步说明如下本实用新型的轧钢用碱液或乳化液循环净化装置结构如图1所示，主要由水力漩流器、筛滤机、微滤机组、反洗泵11和滤后液储槽组成。在使用中需要配备渣浆储池和离心脱水机使用，以便对分离出来的泥渣进行处置。其中实线代表正在得到处理的碱液或乳化液所走行的连接管道，虚线代表反洗操作时反洗液所走行的连接管道及排渣管。双点画线框内为本实用新型的组成设备，框外是配套使用的其他设备。
该装置各组成部分的连接关系为水力漩流器有一个进料口1，同时也是整个净化装置的进料口，水力漩流器的出料口与筛滤机的进料口由管道相连接，筛滤机的出料口和微滤机组的进料口相连接，微滤机组的出料口通过连接管道通入滤后液储槽。另外，水力漩流器和筛滤机分别在它们的底部有排渣口，通过管道通入渣浆储池。微滤机组另有反洗液进口，通过连接管道与反洗泵的出口连接；微滤机组的反洗液出口通过管道通入渣浆储池；反洗泵的进口通过管道与滤后液储槽连接。
该装置的工作原理及工作过程为如图1所示，待处理的碱液或乳化液从轧钢生产线的碱液或乳化液储罐经泵加压后从进料口1引入水力漩流器，水力漩流器的作用是去除铁屑等较重的颗粒物，防止这些颗粒物在管道和后续处理设备中沉积；从水力漩流器出来后接着通过连接管道进入筛滤机，筛滤机的作用是滤除待处理液体中可能含有的轻的漂浮物，保护后续处理设备的正常运行；从筛滤机出来后再进入微滤机组，微滤机组是主净化设备—主处理单元，其作用是滤除液体中的几乎所有颗粒物和油滴，而让水和碱或乳化油通过。从微滤机组出来的滤后液经滤后液储槽暂存后即可回到轧钢生产线继续使用。反洗泵的作用是对微滤机组定时进行反冲洗，以保持其过滤性能；滤后液储槽的作用是就近储存反洗微滤机组所需的净化后的液体。一般情况下，得到充分循环净化处理后的轧钢生产线循环使用的碱液或乳化液中的颗粒物和油滴含量会趋于稳定在一个较低的浓度水平，微滤机组的反洗间隔时间大约为1到2个小时。水力漩流器和筛滤机采用间歇排渣，其排渣间隔时间较长，一般是24小时或更长的时间排一次渣。整个净化装置的进料压力为0.1～0.3MPa，微滤机组反洗液的压力是0.4～0.6MPa。装置的各个部分排出来的渣浆均收集到渣浆储池，定期开动离心脱水机进行脱水处理，脱水后的泥渣装袋后作适当处置，脱水机排出的液体回流到装置的进料口1汇入待处理的碱液或乳化液，从而得到回收。
本实用新型的各个设备的实施例逐一进行详细描述如下水力漩流器水力漩流器在本装置中属于预处理设备，其原理是经加压后的待处理液体以切线方向进入上部为筒状、下部为倒锥形的漩流部件内，液体在部件内部以螺旋路线高速流过，比水重的颗粒即在离心力的作用下降落在内壁上，然后在重力的作用下沉积到下部的锥斗里，上清液则经上部中央的出口排出漩流器外。本实施例的水力漩流器是选用市场上现成的产品，按照处理能力选择适用的规格的产品即可。
筛滤机筛滤机在本装置中也属于预处理设备，其原理是待处理液体在压力推动下经过网状筛，把较大的漂浮物筛除。本实施例的筛滤机选购市场上现成的产品。网状筛的规格选用30～40目即可，微滤机组微滤机组是整个装置的核心工艺。采用由高分子材料制成的管式微滤膜作为过滤介质，其过滤精度为0.2～1.0微米，可以从液体中滤除包括细小铁屑、油滴和细菌在内的几乎所有颗粒物，而处于溶解状态的其他物质可以穿过滤膜而不被去除。管式微滤膜使用超高分子量聚乙烯制作，其过滤精度为0.2～1.0微米，并具有2毫米的厚度，因而其具有很高的物理强度和化学稳定性，可以耐受广泛的液体环境和较大的冲击，并可以采用高强度的清洗手段对其进行清洗。比如可以采用爆炸式的冲洗方式对其进行反冲洗而膜本身不会破裂。
本实施例的微滤机组结构如图2、3所示。主要由微滤器1、手动阀2、气动阀3、待处理液母管4、滤后液母管5、循环液母管6、联接管7以及钢支架8组成。通常情况下，一个微滤机组包含偶数个微滤器(例如图中所示的微滤机组由8个微滤器组成)。一个微滤器是一个含有若干数量的高分子管式微滤膜的罐形设备，该罐形设备在市场上可以选购。本实施例的微滤器的罐形设备中的微滤膜是由高分子材料制作的管式微滤膜，其过滤精度为0.2～1.0微米，微滤膜管的外径是10毫米左右，内径是5毫米左右，有效长度为1到2米。
该微滤机组各部件的连接关系为每个微滤器1有3个开口位于顶部的开口11、位于中部的开口12和位于底部的开口13。其中，开口11通过联接管7与微滤机组的滤后液母管5相连接，开口12通过联接管7与循环液母管6相连接，开口13通过联接管7与待处理液母管4相连接。另外，顶部和中部的开口12、13的联接管7上设有手动阀2，底部开口13的联接管7上设有气动阀3，钢支架8将各个微滤器固定联结成一个整体。
微滤机组的工作过程为从轧钢生产线的碱液或乳化液储罐经泵加压后输送过来的待处理液(经简单的预处理)由待处理液母管4经联接管7从微滤罐底部的开口13分配给微滤机组的各个微滤器，经过微滤膜过滤后经由微滤器顶部的开口11汇集到滤后液母管5排出微滤机组。另外，在错流过滤模式下，一定比例的尚未透过微滤膜的浓液由微滤器中部的开口12汇集到循环液母管6，形成微滤机组内部的浓液循环流动，用于加大浓液侧膜表面的流动速率，对膜表面形成冲刷作用，从而减缓膜表面的污堵过程。
微滤机组通常采取错流过滤的运行方式，固体颗粒的运动受剪切流和渗透流的共同作用，从而减弱了膜表面的浓度级差现象，减缓膜受污染堵塞的速率，延长膜的过滤周期，减少膜清洗的频率，从而提高设备有效使用率和节约能耗。
微滤机组采用瞬间高压液体“爆炸式”反洗方式，将粘负在膜表面的悬浮物、铁粉、有机物等杂质剥落，并排出微滤装置。微滤装置的运行采用PLC程序控制，全自动化运行。本实施例的反洗泵和PLC均可在市场上选购。
整个微滤系统运行一定时间或微滤膜受到污染后，可以进行化学清洗，也可以更换滤芯(由高分子管式膜构成的过滤介质整体结构)。
权利要求1.一种轧钢用碱液或乳化液循环净化装置，其特征在于，该装置主要由水力漩流器、筛滤机、微滤机组、反洗泵和滤后液储槽组成；各组成部件的连接关系为水力漩流器设有一个进料口，该水力漩流器的出料口与筛滤机的进料口通过管道相连接，该筛滤机的出料口与微滤机组的进料口相连接，微滤机组的出料口通过连接管道通入滤后液储槽；该水力漩流器和筛滤机的底部均设有排渣口，该排渣口通过管道通入渣浆储池；该微滤机组另设有反洗液进口和出口，该反洗液进口通过连接管道与反洗泵的出口连接；微滤机组的反洗液出口通过管道通入渣浆储池；该反洗泵的进口通过管道与滤后液储槽连接。
2.如权利要求1所述的轧钢用碱液或乳化液循环净化装置，其特征在于，所述微滤机组主要由微滤器、手动阀、气动阀、待处理液母管、滤后液母管、循环液母管、联接管以及钢支架组成；该装置各部件的连接关系为每个微滤器有3个开口位于顶部的开口(11)、位于中部的开口(12)和位于底部的开口(13)；其中，开口(11)通过联接管与所述滤后液母管相连接，开口(12)通过联接管与所述循环液母管相连接，开口(13)通过联接管与所述待处理液母管相连接；所述顶部开口(12)和中部开口(13)的联接管上设有手动阀，底部开口(13)的联接管上设有气动阀，所述钢支架将各个微滤器固定联结成一个整体。
3.如权利要求2所述的轧钢用碱液或乳化液循环净化装置，其特征在于，该微滤器采用含有多个高分子微滤膜管的罐形设备。
专利摘要本实用新型涉及轧钢用碱液或乳化液循环净化装置，属于轧钢工艺设备技术领域。该装置主要由水力漩流器、筛滤机、微滤机组、反洗泵和滤后液储槽组成；其中，水力漩流器设有进料口，水力漩流器的出料口与筛滤机的进料口相连接，该筛滤机的出料口与微滤机组的进料口相连接，微滤机组的出料口通过连接管道通入滤后液储槽；该水力漩流器和筛滤机的底部均设有排渣口，通过管道通入渣浆储池；该微滤机组另设有反洗液进口和出口，该反洗液进口与反洗泵的出口连接；微滤机组的反洗液出口通入渣浆储池；该反洗泵的进口与滤后液储槽连接。该装置既可用于乳化液处理又可用于碱液净化，不仅净化效果好，廉价、简便，而且还不影响乳化液和碱液中碱的浓度。
文档编号B01D36/00GK2788917SQ20052001854
公开日2006年6月21日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者卢绍海, 靳志军, 吕国林, 应宏, 马卫东, 吴国荣, 王雄奎, 卢涛, 齐继宇, 张弦, 卢开颜, 刘洪福 申请人:武汉格润工程技术有限公司