超导带材电化学抛光系统的制作方法

本发明属于超导带材生产技术领域，涉及一种超导带材电化学抛光系统，具体涉及一种能够减少污水排放量的超导带材电化学抛光系统。

背景技术

第二代高温超导带材的制备，所选用的衬底带材是哈氏合金基带，采购的衬底带材往往受生产工艺的影响，其表面灰尘、油污较多。同时，在第二代高温超导带材整个生产工艺流程中，衬底的要求严格，其表面必须极为平整，作为鉴定表面质量的测定参数，表面粗糙度ra，采用原子力显微镜在5x5μm²的测定范围内，要求ra<1nm。因此，所用的哈氏合金基带，首先要进行表面处理。目前，最为有效的处理方法，即采用电化学抛光工艺。电化学抛光工艺是利用金属表面微观凸点在特定电解液中和适当电流密度下，发生阳极溶解的原理进行抛光的一种工艺。电化学抛光工艺流程一般有以下步骤：碱性除油-擦洗-水洗-电解抛光-水洗-钝化(强氧化清洗剂清洗)-水洗-超声水洗-水洗，超导带材的电化学抛光过程需要使用大量的超纯水进行水洗，对于如何减少抛光清洗带材过程中产生的污水，同时，不影响哈氏合金基带在生产中的质量问题，目前，国内在这方面的研究还是空白。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种超导带材电化学抛光系统，在不影响带材表面质量的前提下能够减少抛光工艺产生的污水量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超导带材电化学抛光系统，包括依次设置的碱洗区、电解抛光区、钝化区、超声波清洗区和水洗区；所述碱洗区内设有第一水洗槽，所述电解抛光区内设有第二水洗槽，所述钝化区内设有第三水洗槽；所述第一水洗槽的排水口、第二水洗槽的排水口、第三水洗槽的排水口均通过各自的排水管道连接至循环水槽，所述循环水槽的出水口通过管道分别与第一水洗槽、第二水洗槽和第三水洗槽的进水口连接；所述水洗区内设有第四水洗槽，所述第四水洗槽内通入的水为超纯水；所述第四水洗槽的排水口通过管道连接至收集槽，所述收集槽通过管道连接循环水槽。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述循环水槽的出水口连接出水总管，所述第一水洗槽、第二水洗槽、第三水洗槽的进水口分别通过各自的进水支管与所述出水总管连通。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述出水总管上设有循环水泵，各所述进水支管上均设有进水阀。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述碱洗区内还设有碱洗槽和第五水洗槽，所述碱洗槽、第五水洗槽和第一水洗槽依次设置，所述第五水洗槽内通入用于冲洗带材的自来水。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电解抛光区内还设有电解槽和第五水洗槽，所述电解槽、第六水洗槽和第二水洗槽依次设置，所述第六水洗槽内通入同于冲洗带材的自来水；所述电解槽内通入抛光液。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述抛光液的温度为50℃～60℃，抛光电流为70a，抛光速率为0.8～1.2m/min。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述钝化区内还设有钝化槽，所述钝化槽和第三水洗槽依次设置，所述钝化槽内通入硝酸清洗剂。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括带材牵引机构，所述带材牵引机构包括第一导带轮和第二导带轮，所述第一导带轮和第二导带轮分别设置在碱洗区的后端和水洗区的前端，所述第一导带轮和第二导带轮在动力源的驱动下转动，牵引所述超导带材依次进入碱洗区、电解抛光区、钝化区、超声波清洗区和水洗区。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述循环水槽具有补水口和排水口，通过所述补水口向循环水槽内补给超纯水，通过排水口将循环水槽内的循环水排出。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述超声波清洗区内设有超声波清洗槽，所述超声波清洗槽内设有超声波清洗液和超声波清洗机。

本发明的超导带材电化学抛光系统，在不影响带材表面质量的前提下能够减少抛光工艺产生的污水量。

附图说明

图1是本发明优选实施例中超导带材电化学抛光系统的结构示意图；

图2是使用本发明超导带材电化学抛光系统抛光后的带材表面平整状态测试图；

图3是在金相显微镜下，经过抛光处理后的带材表面形貌图；

图4是原子力显微镜下，在5*5um²范围，抛光后带材的测试图。

其中：1-超导带材，2-第一水洗槽，4-第二水洗槽，6-第三水洗槽，8-循环水槽，10-第四水洗槽，12-收集槽，14-出水总管，16-进水支管，18-循环水泵，20-进水阀，22-碱洗槽，24-第五水洗槽，26-电解槽，28-第六水洗槽，30-钝化槽，32-第一导带轮，34-第二导带轮，36-补水口，37-排水口，38-超声波清洗槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本实施例公开了一种超导带材电化学抛光系统，包括依次设置的碱洗区、电解抛光区、钝化区、超声波清洗区和水洗区；

上述碱洗区内依次设有碱洗槽22、第五水洗槽24和第一水洗槽2；上述碱洗槽22内通入碱液，上述第五水洗槽24内通入自来水。

上述电解抛光区内依次设有电解槽26、第六水洗槽28和第二水洗槽4；上述电解槽26内通入抛光液，控制抛光液的温度为50～60℃；上述第六水洗槽28内通入自来水。

上述钝化区内依次设有钝化槽30和第三水洗槽6；上述钝化槽30内硝酸清洗剂。

上述超声波清洗区内设有超声波清洗槽38，上述超声波清洗槽38内设有超声波清洗液和超声波清洗机。

上述水洗区内设有第四水洗槽10，上述第四水洗槽10内通入超纯水。

上述碱洗槽22、第五水洗槽24、第一水洗槽2、电解槽26、第六水洗槽28、第二水洗槽4、钝化槽30、第三水洗槽6、超声波清洗槽38、第四水洗槽10依次设置。待电化学抛光的超导带材已经进入碱洗槽22、第五水洗槽24、第一水洗槽2、电解槽26、第六水洗槽28、第二水洗槽4、钝化槽30、第三水洗槽6、超声波清洗槽38、第四水洗槽10完成动态电化学抛光，在碱洗槽22内去除带材表面的油污，在第五水洗槽24内自来水冲洗带材，第一水洗槽2内循环水清洗带材，电解槽26内基于电化学抛光工艺对带材表面进行抛光，控制抛光电流为70a，抛光速率为0.8～1.2m/min；第六水洗槽28内自来水冲洗带材，第二水洗槽4内循环水清洗带材，钝化槽30内硝酸清洗剂作为强氧化清洗剂清洗带材，第三水洗槽6内循环水清洗带材，超声波清洗槽内基于超声波设备清洗带材，第四水洗槽8内超纯水清洗带材。

第一水洗槽2、第二水洗槽4、第三水洗槽6内的循环水来自于第四水洗槽10内清洗带材以后排出的水，其具体实现过程如下：上述第一水洗槽2的排水口、第二水洗槽4的排水口、第三水洗槽6的排水口均通过各自的排水管道连接至循环水槽8，上述循环水槽8的出水口通过管道分别与第一水洗槽2、第二水洗槽4和第三水洗槽6的进水口连接；上述第四水洗槽10内通入的水为超纯水；上述第四水洗槽10的排水口通过管道连接至收集槽12，上述收集槽12通过管道连接循环水槽8。

传统用于电化学抛光超导带材的系统，由于结构设计的不合理，整个系统用于水洗带材的清洗液都必须是超纯水，哈氏合金基带的长度一般在1000米以上，电化学抛光的速度控制在0.8～1.2m/min的情况下，一根基带表面处理的时间在20小时左右，20小时结束后就要重新更换用于水洗带材的超纯水，清洗结束后的水作为污水排放，这种情况下污水的排放量异常大，一方面造成企业的抛光成本居高不下，另一方面这些污水都要经过处理才能排放，造成污水处理的压力非常大。本实施例技术方案中，优化系统的整体设计，在超声波清洗后段的水洗槽中使用超纯水，超声波清洗前端的水洗槽内均不使用超纯水，将超声波清洗后段的水洗槽内的超纯水进行再次使用，且将清洗抛光带材出气产生的污水集中收集后，多次循环使用，在不影响带材表面质量的前提下能够减少抛光工艺产生的污水量，每年可减少抛光清洗带材产生的污水排放量约500吨，同时，如图2所示，使用本发明超导带材电化学抛光系统抛光后的带材表面平整状态测试图，激光在线检测下，抛光后哈氏合金基带整体平整度较好。其中，0～130米、430～440米处缺少部分，为激光在线检测装置系统软件停滞所致。

如图3所示，为在金相显微镜下，经过抛光处理后的带材表面形貌图；在金相显微镜下，抛光后哈氏合金基带首尾端取样观察的表面情况，带材表面没有未洗净的污渍。如图4所示，为原子力显微镜下，在5*5um²范围，抛光后带材的测试图；原子力显微镜下，在5*5um²范围，抛光后哈氏合金基带表面粗糙度小于1，复合下道工艺对抛光带的质量要求。因此，本发明的超导带材电化学抛光系统在不影响带材表面质量的前提下能够减少抛光工艺产生的污水量。

具体的，上述循环水槽8的出水口连接出水总管14，上述第一水洗槽2、第二水洗槽4、第三水洗槽6的进水口分别通过各自的进水支管16与上述出水总管14连通。上述出水总管14上设有循环水泵18，各上述进水支管16上均设有进水阀20。

其还包括带材牵引机构，上述带材牵引机构包括第一导带轮32和第二导带轮34，上述第一导带轮32和第二导带轮34分别设置在碱洗区的后端和水洗区的前端，上述第一导带轮32和第二导带轮34在动力源的驱动下转动，牵引上述超导带材依次进入碱洗区、电解抛光区、钝化区、超声波清洗区和水洗区。

上述循环水槽8具有补水口36和排水口37，通过上述补水口36向循环水槽8内补给超纯水，通过排水口37将循环水槽8内的循环水排出。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。