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镀铬板生产线镀液净化技术

摘要:测试了宝钢电镀铬机组镀液中杂质颗粒的粒度分布,观察了镀液中杂质颗粒浓度的变化情况,提出了一种去除镀液中固体杂质的方法,并设计了一套净化过滤系统。经实际使用,过滤后的镀液能满足高品质镀铬板生产的要求。

关键词:镀铬板;镀液;杂质;净化 

中图分类号:TQ153.11

文献标志码:A 

文章编号:1004-227X(2010)12-0016-03

1·前言

镀铬钢板(TFS)的生产成本比镀锡板低,具有镀层附着力强、印刷性好、~、耐硫化性好等特点,其加工成型性及机械强度也与镀锡板大致相同。采用镀铬钢板代替镀锡板是未来包装行业的发展方向,因此近年来镀铬钢板产量在国外的应用逐年增加。为适应镀铬板的市场需求,宝钢冷轧薄板厂电镀铬机组于2007年兴建了*条镀铬机组,该机组是目前国内速度较 快、规格较 薄、工艺起首进的镀铬板专用生产线,具有20万吨/年的生产能力。该机组选用“两步法”工艺和含氟化物型镀液,冷轧薄带钢首先在高浓度CrO3一步液中镀金属铬,再在低浓度CrO3二步液中镀氧化铬,这样可获得厚度理想且均匀的铬层和氧化膜,其大致工艺流程如图1所示。

镀铬机组自2007年11月进入试运行以来,所生产的镀铬板存在大量压痕、凹坑、表面色差、表面光泽度不良、烧点和表面污迹等表面缺陷,这些表面缺陷大多与镀液的清洁程度有关。为降低宝钢电镀铬机组的废次品率,笔者已对镀液中的杂质类型进行了测试,并分析了镀液中杂质的可能来源。本文将在此基础上,对镀液中杂质的浓度和粒度进行跟踪分析,通过试验研究提出去除镀液中杂质的方法,并提出工程应用的工艺路线及系统装备,实现对TFS机组镀液的离线净化。

2·镀液中杂质的浓度和粒度分析

镀液中杂质的质量浓度对镀层质量的影响重大,而镀液中杂质的粒度则决定其去除方法。为此,在确定去除方法之前,对镀液中杂质的浓度和粒度进行分析。

2.1镀液中杂质的粒度分析

由于镀液中的大颗粒很容易采用过滤的方法去除,因此着重分析经初步沉淀后依然残留在溶液中的固体颗粒。采用BECKMAN的粒度分析仪,从现场取得的镀液经一天时间沉淀后进行测定,所得结果如图2所示。由图2可知,镀液中颗粒的粒度大多在1~40μm之间。

2.2镀液中杂质的质量浓度分析

采用过滤的方法,考察了2个定修周期内镀液中杂质的质量浓度变化。从各槽中区取1000mL镀液,采用滤纸过滤;所得到的过滤产物经去离子水清洗干净后放入干燥箱内,在110°C下加热干燥2h;待滤纸烘干后,用AB135-S型电子天平分别进行*称重,得到1000mL镀液内固体颗粒的质量(含滤纸)。另取5张相同规格且干燥了的滤纸,称重后取平均值。含固体颗粒的滤纸的质量与滤纸平均质量相减,即得固体颗粒的净重,测试结果如表1所示。

从表1可以看出,镀液中杂质的质量浓度随着施镀过程的进行而逐渐增加,其中铬镀液中的杂质浓度*高于氧化铬镀槽中的浓度,如此高浓度的杂质必将对镀层的质量产生重大的影响。

3·固体杂质的去除方法

从对镀液中固体杂质的分析可知,镀液中固体杂质的粒度主要集中在1μm以上。经分析,固体杂质中既含有有机物,又含有无机物。因此,采用过滤的办法较为合适。过滤器的主要部件为过滤网,由于镀液中固体杂质的粒度小,镀液又具有强烈的腐蚀性,过滤时需要采用加压过滤的方式,因此滤网需选用强度高、耐氧化腐蚀的过滤材料。不锈钢烧结过滤网是一种可供选择的滤网。本试验采用的是五层烧结过滤网,滤网材料选316L不锈钢。过滤装置如图3所示,过滤试验主要考察所选用滤网的过滤速度和过滤效果,试验的方法是自现场镀液槽中分别取1000mL镀液,在该试验装置上进行试验,考察过滤量随时间的变化,以及压力与过滤速率的关系。试验结果如图4所示。

从图4可以看出,常压下过滤速率随时间的延长而逐渐减慢。采用一定的真空度可提高过滤速率,200mm水柱的真空度可使过滤速率提高近一倍。

4·镀液过滤装置及其实际效果

根据过滤试验的结果,设计制作了如图5所示的镀液过滤系统。

该系统使用自动反清洗管式微孔过滤机,是一个完全自动的连续系统,主要包括微滤主机(1台),循环泵(2台),压滤装置(1台),反洗气栅,反洗水栅,循环泵现场操作盒,PLC控制柜,管道阀门等。

镀铬机组离线镀液净化系统于2009年底建造完毕,随即投入使用,及后研究人员跟踪过滤装置的实际运行效果,其中镀液中固体颗粒质量浓度的变化如图6所示。从测试的结果来看,固体杂质的质量浓度小于20mg/L,这与过滤器投入使用前的200mg/L以上的质量浓度相比下降了90%以上。而镀液中杂质的粒度如图7所示。从分析的结果看,镀液中杂质的粒度大多在1μm以下,其中90%以上的固体颗粒的粒度小于0.747μm。由此说明,电镀铬机组采用过滤器后,镀液得到了极大的净化,达到了预期的过滤效果,镀铬的表面质量也得到了极大的提高,与镀液不洁程度有关的镀铬板废次品率由过滤系统投用前的8%下降到0.4%。

5·结论

在研究镀液中固体物质的组成、含量及特征的基础上,提出了采用增加离线镀液净化系统对镀液进行净化的方法,通过试验研究确定了镀液离线净化工艺。该镀液净化系统在实际应用中,大大降低了镀层 西安万家乐热水器维修表面质量缺陷发生率,提高了镀铬板表面质量,西安月嫂增强了镀铬产品的市场竞争能力。