鍍鋅線(xiàn)循環(huán)水處理

　　冷軋時(shí)鋼帶表面會(huì )粘有油污和含有鐵粉末的渣滓，在進(jìn)入鍍鋅線(xiàn)和連續退火線(xiàn)的退火爐之前需先經(jīng)過(guò)堿洗槽洗去鋼帶表面的油污和渣滓，再經(jīng)過(guò)刷洗槽刷洗。鋼帶在刷洗時(shí)，附在鋼帶表面的鐵粉末和堿洗溶液被刷離鋼帶，進(jìn)入刷洗槽。鋼帶在冷軋時(shí)需要對軋輥表面進(jìn)行冷卻，軋制過(guò)程中產(chǎn)生的大量鐵粉末隨冷卻液流回循環(huán)罐。清洗液和冷卻液要循環(huán)使用就必須去除其中的鐵粉末。目前國內還沒(méi)有能長(cháng)時(shí)間使用且使用效果好的專(zhuān)業(yè)除鐵設備，主要靠進(jìn)口德國或日本的磁選機。而進(jìn)口設備價(jià)格高，維護費用也很高，且備件的制備周期長(cháng)。筆者研制了一種高性能低成本的逆流式鐵粉末磁選機，經(jīng)實(shí)際使用，該磁選機除鐵率高達98.7%，超過(guò)德國磁棒式鐵粉末磁選機94%的除鐵效果。另外，還可以根據使用需要，通過(guò)單獨提高永磁體的磁感應強度進(jìn)一步提高除鐵率，這種方法符合磁選機向高梯度方向發(fā)展的趨勢。

　　1 設備的結構

　　逆流式鐵粉末磁選機結構見(jiàn)圖 1。

　　圖 1 逆流式鐵粉末磁選機結構

　　2 工作原理

　　結合圖 1，含有鐵粉末的刷洗槽循環(huán)清洗液或軋機冷卻液從磁選機的入口10 進(jìn)入，在經(jīng)過(guò)凹弧形緩沖槽12 時(shí)減慢速度，減速后的液體順著(zhù)箱體9 的弧形底部流經(jīng)輥筒5，到達出水口1。在含鐵粉末的液體流經(jīng)輥筒5 時(shí)，輥筒內的永磁體6 將水中的鐵粉末吸附在輥筒上，永磁體不隨輥筒轉動(dòng)。鐵粉末隨著(zhù)輥筒的順時(shí)針?lè )较蛐�轉，經(jīng)過(guò)脫水布7 脫水，轉到刮板4。刮板將鐵粉末刮掉并使鐵粉末進(jìn)入廢料收集箱3。

　　3 技術(shù)參數

　　設備技術(shù)參數為：(1)該設備可以吸附超過(guò)98% 的直徑≥20 μm 的鐵粉粉末，適用于質(zhì)量分數為4%~ 6%的NaOH 堿溶液。(2)磁包角為230°，各點(diǎn)場(chǎng)強基本一致，磁包角以外扼磁(即沒(méi)有磁包角的另外130 度輥筒外表面磁感應強度為零)。(3)輥筒外表面平均磁感應強度約為0.487 5 T，磁感應強度10 a 的衰減率≤7%。(4)輥筒的筒壁厚度為8 mm，表面粗糙度為6.3μm，直徑為1 100mm，長(cháng)度為1 800mm，輥筒兩端端蓋與輥筒外徑一致。(5)處理能力為110m3/h。(6)工作溫度為80 ℃，環(huán)境濕度為35%~85%，環(huán)境溫度為0~60 ℃。

　　4 輥筒外表面磁感應強度

　　輥筒外表面測量點(diǎn)及磁感應強度如表 1 所示。磁感應強度分布如圖 2 所示。

　　圖 2 磁感應強度分布

　　5 磁選機的設計要素

　　5.1 輥筒設計要素

　　輥筒5 的材質(zhì)為不銹鋼，輥筒的表面為光滑的圓面，輥筒兩端的端面與輥筒表面同圓(呈圓柱狀)，該結構有利于刮板刮掉輥筒上吸附的鐵粉末，輥筒直徑為1 100 mm，考慮輥筒的透磁性和自身強度，輥筒厚為8 mm。在輥筒的內腔中，裝有不隨輥筒轉動(dòng)的永磁體6，永磁體的磁力角設計為230°，既能最大限度地吸附流體中的鐵粉末，同時(shí)又能將吸附的鐵粉末帶到刮板4。永磁體的磁力角以靠近出水口為起點(diǎn)，順時(shí)針?lè )较虿紳M(mǎn)輥筒內部圓柱面。磁感應強度的增加不會(huì )影響磁選機的其他部分，因此磁感應強度可以根據除鐵率的增加而增加，永磁鐵的磁感應強度越強則除鐵效果越好。通過(guò)調整輥筒軸11 的軸頭確定永磁鐵的位置(磁力角的起始點(diǎn))，使取水樣閥門(mén)的回流水含鐵粉末最少，然后緊固定位軸頭。

　　輥筒由齒輪馬達通過(guò)減速機、傳動(dòng)接手來(lái)驅動(dòng)，輥筒繞輥筒軸做順時(shí)針低速轉動(dòng)即逆流轉動(dòng)(永磁體用支撐桿安裝在輥筒內部的軸上，不隨輥筒轉動(dòng))。經(jīng)多次實(shí)驗證明，若轉速太快則輥筒表面所吸附的鐵粉末中所含的水分過(guò)多，廢料收集箱會(huì )很快裝滿(mǎn)，不利于后續對分離出來(lái)的鐵粉末的處理;若輥筒轉速太慢，則磁選機的除鐵率下降;當滾筒轉速為 1 r/min 時(shí)效果最好。為達到1 r/min 的輥筒轉速，選取額定電壓220 V、額定功率3.5 kW、輸出轉速20 r/min 的齒輪馬達和傳動(dòng)比1/20 的減速機。

　　5.2 凹弧形緩沖槽設計要素

　　凹弧形緩沖槽12 在箱體靠進(jìn)水口10 的同側，材質(zhì)為不銹鋼。凹弧形緩沖槽呈流線(xiàn)型，在流體進(jìn)入凹弧形緩沖槽時(shí)不會(huì )直接沖擊到槽體，也不會(huì )直接沖擊到吸附鐵粉末的輥筒，而是沖擊槽體中的液體。這種設計既可以減小流體的速度，防止進(jìn)水因流速大而沖掉吸附在輥筒表面的鐵粉末，又不會(huì )使流體直接沖擊到槽體，減小了箱體以及相連部件的震動(dòng)。

　　5.3 箱體設計要素

　　箱體9 的材質(zhì)為不銹鋼，其底部為圓弧形，圓弧形的圓心與輥筒同心。箱體的底部和輥筒的距離不宜太大，距離太大則輥筒內部永磁體輻射在箱體底部的磁力不能最大限度吸附流經(jīng)箱體底部的鐵粉末;為保持液體的通暢，箱體底部和輥筒的距離也不能太小，所以箱體的底部和輥筒下表面的距離設計為40 mm。箱體在弧形緩沖槽13 和出水口1 附近的圓弧形底部距離輥筒表面約45 mm。輥筒的兩端面距離箱體為3 mm。箱體在弧形緩沖槽13 靠輥筒的兩側各設有1 塊擋水板，擋水板使從凹弧形緩沖槽中流出的含有鐵粉末的液體全部流經(jīng)輥筒的吸附區，使吸附更徹底。

　　5.4 脫水裝置設計要素

　　脫水裝置是固定架8 和一端固定在固定架8 的橫桿上的普通白布7。固定架8 安裝在箱體上，位于輥筒表面十點(diǎn)鐘方向。布7 與輥筒5 同寬，順時(shí)針自由覆蓋在輥筒的外表面上，布7 覆蓋在輥筒上的長(cháng)度為200 mm。磁選機工作時(shí)，在重力和沾有鐵泥的布與輥筒之間的輕微壓力、摩擦力和吸附力的共同作用下，布7 擠掉輥筒轉動(dòng)時(shí)從槽體中帶上來(lái)的大部分水。吸附在輥筒上的鐵粉末由于受到磁力的作用隨著(zhù)輥筒轉動(dòng)被帶到刮板處。

　　5.5 刮板設計要素

　　刮板在輥筒的右側兩點(diǎn)鐘方向，通過(guò)支架安裝在箱體上。刮板上的尼龍板通過(guò)預緊彈簧緊靠在輥筒的表面。使用尼龍板的優(yōu)點(diǎn)是尼龍板和輥筒的摩擦系數小且不會(huì )磨損輥筒。刮板與輥筒同寬，呈左上右下傾斜狀，角度約為45°。刮板的左上端緊貼輥筒的外表面，刮板與輥筒的外表面呈線(xiàn)接觸，接觸點(diǎn)位于輥筒的兩點(diǎn)鐘方向。在刮板的右端的下方設置收集箱，以回收刮下來(lái)的鐵粉末。

　　6 應用部分

　　6.1 工藝介紹

　　鋼鐵廠(chǎng)鍍鋅線(xiàn)循環(huán)水處理工藝流程如圖 3 所示。其中循環(huán)泵1 將含有堿液的循環(huán)水提升至噴嘴 4，噴嘴4 將堿液噴在鋼帶2 上，通過(guò)刷輥5 刷洗掉鋼帶上的鐵粉末和污漬，循環(huán)水通過(guò)刷洗槽7 流經(jīng)磁選機9 除去水中的鐵粉末，除去鐵粉末的水流回循環(huán)槽8 循環(huán)使用。3 為鋼帶的移動(dòng)方向，6 為刷輥的轉動(dòng)方向。11 為入口取樣點(diǎn)，10 為出口取樣點(diǎn)。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　圖 3 工藝流程

　　6.2 磁選機的除鐵效果

　　磁選機的除鐵效果如表 2 所示。

　　7 結束語(yǔ)

　　筆者研制的磁選機在馬鋼1# 鍍鋅線(xiàn)的應用結果表明，其除鐵率平均為98.7%，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)的要求。

　　逆流式鐵粉末磁選機的永磁鐵磁感應強度越強則吸附效果越好，而磁感應強度的增加不會(huì )影響磁選機的其他部件，因此可以根據生產(chǎn)需要通過(guò)增加磁感應強度達到更好的除鐵效果。

　　逆流式鐵粉末磁選機經(jīng)過(guò)長(cháng)達3 a 的使用沒(méi)有出過(guò)任何故障，表明其性能穩定、安全可靠、維修費用低。目前國內鋼廠(chǎng)數量多，市場(chǎng)需求量大，其具有廣泛的應用前景，經(jīng)濟效益和社會(huì )效益可觀(guān)。