關(guān)鍵詞:電鍍錫;錫溶解系統(tǒng);不溶性陽(yáng)極
傳統(tǒng)的電鍍錫方法有不溶性陽(yáng)極、可溶性陽(yáng)極之分?？扇苄躁?yáng)極電鍍錫方法的缺點(diǎn)是帶鋼在寬度方向的鍍層均勻性控制不好，陽(yáng)極的維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)在可溶性陽(yáng)極逐漸為不溶性陽(yáng)極所取代。不溶性陽(yáng)極電鍍錫方法是將鈦合金極板表面鍍上約15μm的鉑或氧化釔金屬，安裝在帶鋼的兩側(cè)，與整流器陽(yáng)極相連接。電鍍過(guò)程中，Sn2+在直流電流的作用下，得到電子變成金屬錫原子而沉積在陰極帶鋼表面上，電鍍液中的錫離子通過(guò)外部不斷輸入，即通過(guò)錫溶解槽來(lái)提供。上海梅山鋼鐵股份有限公司1420冷軋電鍍錫機(jī)組采用的是不溶性陽(yáng)極電鍍錫方法，因此它需要有獨(dú)立的錫溶解系統(tǒng)以補(bǔ)充由于鍍錫而消耗的錫離子。
1·錫溶解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能
錫溶解系統(tǒng)主要是由錫溶解槽、沉淀槽和循環(huán)泵及配管等組成，如圖1所示。錫溶解槽上方有加錫裝置，打開(kāi)錫粒投入閥，將一定量的錫粒(直徑為2～3mm)投入錫溶解槽，然后由供液泵(PC-12)將電鍍循環(huán)槽內(nèi)的電鍍液打入一定量到溶解槽，再打開(kāi)氧氣供應(yīng)閥門(mén)，供應(yīng)一定量的氧氣，則金屬錫粒在槽內(nèi)網(wǎng)板上進(jìn)行反應(yīng)，生成Sn2+。溶解好的溶液經(jīng)溢流口到沉淀槽內(nèi)，在沉淀槽內(nèi)經(jīng)三級(jí)沉淀溢流到電鍍循環(huán)罐內(nèi)，補(bǔ)充錫離子，從而保證了電鍍液中Sn2+濃度的穩(wěn)定，維持一定的工藝條件。
錫溶解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
(1)用小直徑的金屬錫粒增加反應(yīng)面積;
(2)罐體下部裝有多孔網(wǎng)板隔開(kāi)錫粒，形成固液流動(dòng)層以增加溶解氧的移動(dòng)速度;
(3)密閉型罐體，通過(guò)循環(huán)泵(PC-13)打循環(huán)和調(diào)節(jié)自動(dòng)閥(PVC-1312)的開(kāi)口度，溶解罐內(nèi)形成高壓流動(dòng)層。
2·錫溶解系統(tǒng)的控制
錫溶解系統(tǒng)是通過(guò)建立氧氣流量、吹氧時(shí)間與Sn2+濃度間的平衡比例關(guān)系，在穩(wěn)定的壓力、流量、溫度、液位等條件下，控制氧氣量而達(dá)到穩(wěn)定供Sn2+目的。
(1)氧氣流量控制
錫離子濃度分析儀檢測(cè)的Sn2+含量信號(hào)被送入PLC并存儲(chǔ)。同時(shí)，來(lái)自錫離子控制功能的信號(hào)被送入氧氣流量控制計(jì)FE-1311?？刂破鬏敵鲞B續(xù)信號(hào)，以操作氧氣流量控制閥FCV-1311。
(2)壓力控制
壓力計(jì)PT-1312:錫溶解罐內(nèi)的壓力通過(guò)此遠(yuǎn)程密封型壓力變送器檢測(cè)，并將信號(hào)送入PLC?？刂破鬏敵鲞B續(xù)信號(hào)，以操作循環(huán)管道上的自動(dòng)閥PVC-1312。
(3)差壓測(cè)量
壓差計(jì)PT-1313:錫溶解罐內(nèi)的差壓通過(guò)此遠(yuǎn)程密封型差壓變送器測(cè)量，并將信號(hào)送入PLC。
(4)網(wǎng)板差壓測(cè)量
壓差計(jì)PT-1314:錫溶解罐內(nèi)網(wǎng)板差壓通過(guò)此遠(yuǎn)程密封型差壓變送器測(cè)量，并將信號(hào)送入PLC。
(5)循環(huán)流量測(cè)量
流量計(jì)FT-1315:流量速度通過(guò)此電磁型流量計(jì)檢測(cè)，并將信號(hào)送入PLC。
(6)溫度測(cè)量
溫度計(jì)TE-1316:錫溶解罐內(nèi)的溫度通過(guò)此熱電阻檢測(cè)，并將信號(hào)送入PLC。溫度過(guò)高時(shí)，氧氣安全閥XV-1311將關(guān)閉。
(7)液位檢測(cè)
液位計(jì)LE-1317:錫溶解罐的液位通過(guò)此電容式液位計(jì)測(cè)量。報(bào)警信號(hào)被送入報(bào)警顯示盤(pán)(PLC)。
3·錫溶解系統(tǒng)工作原理
3.1 錫溶解原理
錫粒在電鍍液中的溶解速度非常緩慢，需要通入氧氣，以加快反應(yīng)速度。其反應(yīng)式如下:
根據(jù)此方程式，溶解1kg錫所需要的氧氣量為94L，由于氧氣的有效利用率只有70%左右，因此實(shí)際氧氣消耗量約134L/kg。氧氣的供應(yīng)量不能太小，也不能過(guò)多。供應(yīng)過(guò)量的氧氣，則有可能使Sn2+繼續(xù)氧化，生成Sn4+，即發(fā)生反應(yīng):
Sn+O2→SnO2(2)
3.2 錫溶解罐內(nèi)的重量測(cè)定原理
錫溶解罐內(nèi)錫粒的重量測(cè)定采用的是動(dòng)態(tài)重量測(cè)定法則，即在溶液穩(wěn)定流動(dòng)條件下建立錫的填充量與槽內(nèi)壓差間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)槽內(nèi)壓差計(jì)顯示的數(shù)據(jù)推算出槽內(nèi)錫粒的重量，有A，B，C3種模式。
模式A錫溶解槽靜止時(shí)，如圖2所示。
模式B錫溶解槽運(yùn)行時(shí)，如圖3所示。如果錫粒是攪拌著的，錫粒的填充量是能作為壓差測(cè)定出來(lái)的。即便是錫溶解槽的內(nèi)壓產(chǎn)生變化，差壓也是不會(huì)變化的，如表1所示。模式C錫溶解槽運(yùn)行(不穩(wěn)定)時(shí)，如圖4所示。
高位填充時(shí)，錫粒如果超過(guò)低壓側(cè)的測(cè)定位置而被攪拌的話(huà)，實(shí)際的錫粒重量作為壓差不被測(cè)定出來(lái)，而在較低位置上被推移下去。
錫粒因攪拌而產(chǎn)生散亂的話(huà)，壓差測(cè)定值也會(huì)變得不穩(wěn)定。
將表1中溶解罐內(nèi)錫粒填充量(x)與槽內(nèi)壓差(y)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系用曲線表示，如圖5所示，可以列出它們之間的函數(shù)關(guān)系式為
y=11.50515x+33.31377(3)
將式(3)輸入PLC，通過(guò)壓差計(jì)PT-1313顯示的壓力值可以計(jì)算出罐體內(nèi)錫粒的重量。錫粒重量控制在5.5～6t之間，低于5.5t時(shí)就打開(kāi)錫粒投入閥。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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