ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ВАННА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ Российский патент 2023 года по МПК C25D17/02 C25F7/00 C23G3/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к технике обработки поверхности металлургических полос, а более конкретно – к эффективным и стабильным электролитическим ваннам.

Уровень техники

При отжиге холоднокатаной нержавеющей стали, из-за того, что дымовые газы печи отжига содержат определенное количество окислительных газов, таких как O₂ и H₂O, это может приводить к образованию на поверхности полосовой стали нескольких слоев тонкой и плотной окалины, содержащей железо, хром, никель, марганец, кремний и другие элементы, а на стороне полосовой стали, близкой к корпусу, также может образоваться обедненный хромом слой; эти факторы ведут к снижению коррозионной стойкости полосовой стали и увеличению шероховатости ее поверхности. Чтобы удовлетворить требования к качеству поверхности полосовой стали, необходимо удалить окалину и слой, обедненный хромом, с помощью технологий физической и химической обработки поверхности. Общепринятым методом для оксидов хрома и железа является использование электрохимического воздействия для растворения окалины. Поскольку обычно используемая среда в системе электролиза может содержать сильные окисляющие и коррозионные элементы, такие как Cr6+, азотная кислота, серная кислота и т.д., для электролитических ванн обычно используются кирпичные резервуары с резиновой обкладкой из низкоуглеродистой стали, резервуары из чистого металла, пластика и т.д. Однако с точки зрения капиталовложений, эксплуатации и технического обслуживания существующие электролитические ванны имеют следующие недостатки:

(1) Кирпичный резервуар с резиновой обкладкой из низкоуглеродистой стали: чтобы предотвратить коррозию электролитом стального основания резервуара через подложку и слой кирпича, к качеству кирпича с резиновой обкладкой предъявляются высокие требования. Однако из-за изменения параметров электролиза во время производственного процесса или прекращения обслуживания температура электролитической ванны может сильно измениться, а разница коэффициентов расширения между клеевым слоем, кирпичным слоем, подложкой и стальным основанием неизбежно приводит к тому, что тепловое расширение и сжатие каждого слоя будут разными, что со временем легко может вызвать утечку в резервуаре. Поскольку трудно определить место утечки, кирпичный резервуар с резиновой обкладкой из низкоуглеродистой стали является сложным в обслуживании.

(2) Резервуары из чистого металла устойчивы к сильным окислительным и коррозийным свойствам электролита и требуют использования чугуна с высоким содержанием кремния и других материалов. Несмотря на то, что чугун с высоким содержанием кремния обладает отличной коррозионной стойкостью, его высокая твердость и плохие механические свойства не только приводят к высоким инвестиционным затратам, но и усложняют его обработку и последующее обслуживание.

(3) Резервуары из пластика, часто используемые резервуары ПП, обладают такими преимуществами, как хорошая коррозионная стойкость, хорошее соотношение цены и качества, удобство производства и технического обслуживания, но сильные окисляющие ионы в электролите, такие как Cr6+ и NO₃^-, вызывают окислительную коррозию сварного шва корпуса резервуара, что может привести к сокращению его срока службы.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание эффективной и стабильной электролитической ванны с учетом вышеупомянутых дефектов существующих резервуаров из пластика и предотвращение окисления основного сварного шва корпуса резервуара.

С этой целью настоящее изобретение предлагает электролитическую ванну для обработки полосовой стали, содержащую: корпус основного резервуара и корпусы рефлюксного резервуара, расположенные на обоих концах корпуса основного резервуара; корпус основного резервуара включает пластину днища резервуара, боковую панель резервуара и крышку резервуара, между пластиной днища резервуара и боковой панелью резервуара приваривается наклонная пластина для защиты основного сварного шва между пластиной днища резервуара и боковой панелью резервуара, внутри корпуса основного резервуара имеется несколько групп блоков электродных пластин, расположенных с интервалом вдоль его длины, блок электродных пластин включает в себя две электродные пластины, расположенные сверху и снизу друг напротив друга, корпус основного резервуара снабжен электродным фиксатором для позиционирования и фиксации блока электродных пластин, корпус рефлюксного резервуара снабжен погружными роликами для погружения полосовой стали в электролит основного резервуара,

при этом передняя и задняя части каждого блока электродных пластин снабжены защитными платами электродов, которые предотвращают контакт полосовой стали с электродными пластинами,

при этом защитная плата электрода имеет зигзагообразную структуру, включает верхнюю пластину, нижнюю пластину, переднюю боковую пластину и заднюю боковую пластину; верхняя пластина и нижняя пластина представляют собой цельные зубчатые пластины, а зубчатые концы верхней и нижней пластины приварены задней боковой пластиной; сторона, противоположная зубчатому концу на верхней и нижней пластинах, приварена передней боковой пластиной, нижняя пластина выступает наружу от верхней пластины на 3-10 мм, а одна сторона нижней пластины защитной платы электрода расположена вплотную к полосовой стали.

В предпочтительном варианте осуществления верхняя пластина, нижняя пластина, передняя боковая пластина и задняя боковая пластина изготовлены из пластиковых материалов, устойчивых к электролитной коррозии.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления электродный фиксатор включает в себя раму позиционирования, штифт фиксатора и опорный блок, рама позиционирования размещена над внешним краем боковой стенки корпуса основного резервуара, а опорный блок накладывается в два слоя, верхний и нижний, и размещается между рамой позиционирования и внешним краем боковой стенки корпуса основного резервуара, края верхней и нижней электродных пластин закреплены соответственно в верхнем и нижнем опорных блоках, рама позиционирования, опорный блок и внешний край боковой стенки основного корпуса резервуара фиксируются штифтами фиксатора, а соседние электродные фиксаторы разделены пластиковыми пластинами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления рама позиционирования и штифт фиксатора выполнены из металла, а опорный блок – из пластмассы.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления по боковым пластинам резервуара равномерно распределены U-образные стальные конструкции.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления между двумя соседними блоками электродных пластин расположен опорный ролик для поддержки полосовой стали.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления корпус основного резервуара также снабжен укупорочной машиной для открывания и закрывания крышки резервуара.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления входная и выходная стороны полосовой стали корпуса рефлюксного резервуара снабжены отжимными роликами.

По сравнению с предшествующим уровнем техники полезные эффекты настоящего изобретения заключаются в следующем:

(1) Настоящее изобретение предлагает эффективную и стабильную электролитическую ванну, в которой основной сварочный шов защищен наклонной пластиной, так что основной сварочный шов и электролит не имеют прямого контакта, что эффективно решает проблему, связанную с тем, что основной сварной шов существующих резервуаров из пластика легко окисляется и подвергается коррозии, и увеличивает срок службы электролитической ванны.

(2) Настоящее изобретение предлагает эффективную и стабильную электролитическую ванну, в которой передняя и задняя части блока электродных пластин снабжены защитными платами электродов, а в средней части электродной пластины защитные платы отсутствуют; по сравнению с традиционным типом защитных плат с сеткой, это значительно увеличивает полезную площадь электродной пластины, сокращает длину электролитической ванны, уменьшает количество электродных пластин и потребление энергоносителей, кроме того, когда полосовая сталь с дефектами проходит через электродную пластину, это не будет напрямую изнашивать сварочный шов защитной платы и не приводит к падению защитной платы, повреждению электрода и полосовой стали и утечке электролита.

(3) Настоящее изобретение предлагает эффективную и стабильную электролитическую ванну, в которой используется защита U-образных стальных конструкций внешней стенки, при уменьшении размера плиты корпуса основного резервуара прочность корпуса основного резервуара усиливается, в то же время электродный фиксатор позиционирует и фиксирует блоки электродных пластин, что снижает нагрузку на корпус резервуара, вызванную тепловым расширением и сжатием электродной пластины, и вызываемые этим повреждения, кроме того, верхняя и нижняя электродные пластины объединены, деформация всего блока электродных пластин невелика, что повышает стабильность электролитической ванны.

Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые фигуры.

Описание прилагаемых фигур

На фиг. 1 представлена конструктивная схема эффективной и стабильной электролитической ванны в соответствии с настоящим изобретением;

На фиг. 2 представлено схематическое изображение защиты основного сварного шва корпуса основного резервуара в соответствии с настоящим изобретением;

На фиг. 3 представлено схематическое изображение конструкции монтажа защитной платы электродной пластины в соответствии с настоящим изобретением;

На фиг. 4 представлено схематическое изображение конструкции электродного фиксатора в соответствии с настоящим изобретением.

Обозначения на прилагаемых фигурах: 1- корпус рефлюксного резервуара; 2- погружной ролик; 3- корпус основного резервуара; 4- боковая пластина резервуара; 5- U-образная стальная конструкция; 6- крышка резервуара; 7- укупорочная машина; 8- электродный фиксатор; 9- электродная пластина; 10- защитная плата электродов; 11- опорный ролик; 12- отжимный ролик; 13- наклонная пластина; 14- пластина днища резервуара; 15- верхняя пластина; 16- нижняя пластина, 17- передняя боковая пластина; 18- задняя боковая пластина; 19- рама позиционирования; 20- опорный блок; 21- штифт фиксатора.

Конкретные методы осуществления

Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения четко и полностью описаны ниже со ссылкой на прилагаемые фигуры в вариантах осуществления настоящего изобретения; очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь некоторыми, но не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Основываясь на вариантах осуществления настоящего изобретения, все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники без творческих усилий, входят в сферу охраны настоящего изобретения.

При описании настоящего изобретения следует понимать, что ориентация и позиционное соотношение, обозначенные терминами «по центру», «сверху», «снизу», «спереди», «сзади», «слева», «справа», «вертикально», «горизонтально», «внутри», «снаружи» и т.д., основаны на ориентации и позиционном соотношении, показанных на прилагаемых фигурах, и предназначены только для удобства описания настоящего изобретения и упрощения описания, а не указывают или подразумевают, что устройство или элементы, на которые делается ссылка, должны иметь определенную ориентацию, быть сконструированы и работать в определенной ориентации и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничение настоящего изобретения.

Термины «первый» и «второй» используются только в описательных целях и не должны толковаться как указывающие или подразумевающие относительную важность или неявно указывающие на количество указанных технических характеристик. Таким образом, признаки, определенные с помощью терминов «первый» и «второй», могут явно или неявно включать один или несколько таких признаков; в описании настоящего изобретения, если не указано иное, значение «несколько» означает два или более.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, данный вариант осуществления предлагает эффективную и стабильную электролитическую ванну, включающую в себя корпус основного резервуара 3 и корпусы рефлюксного резервуара 1, расположенные на обоих концах корпуса основного резервуара 3; корпус основного резервуара 3 включает пластину днища резервуара 14, боковую панель резервуара 4 и крышку резервуара 6, пластина днища резервуара 14 и боковая панель резервуара 4 свариваются, образуя основной сварной шов; чтобы избежать окислительной коррозии основного сварного шва электролитом и снижения срока службы корпуса резервуара, между пластиной днища резервуара 14 и боковой панелью резервуара 4 приваривается наклонная пластина 13 для защиты основного сварного шва, в частности, наклонная пластина 13 может представлять собой одну или несколько пластин, установка наклонной пластины 13 может предотвратить прямой контакт основного сварочного шва с электролитом, чтобы избежать утечки электролита после окисления и растрескивания основного сварочного шва; в то же время, если сварной шов между наклонной пластиной 13, пластиной днища резервуара 14 и боковой панелью резервуара 4 подвергся коррозии, его можно легко заменить секционно или целиком, не влияя на прочность корпуса основного резервуара 3, и тем самым значительно повысить срок службы корпуса резервуара; крышка резервуара 6 герметизирует корпус основного резервуара 3, чтобы избежать перетекания коррозионно-активного и сильно окисляющего кислотного тумана в корпус основного резервуара 3, а также для того, чтобы облегчить открытие и закрытие крышки резервуара 6, предпочтительно, чтобы корпус основного резервуара 3 также был снабжен укупорочной машиной 7 для открывания и закрывания крышки резервуара 6. Внутри корпуса основного резервуара 3 имеется несколько групп блоков электродных пластин, расположенных с интервалом вдоль его длины, блок электродных пластин включает в себя две электродные пластины 9, расположенные сверху и снизу друг напротив друга, корпус основного резервуара 3 снабжен электродным фиксатором 8 для позиционирования и фиксации блока электродных пластин, электродный фиксатор 8 делает положение блока электродных пластин относительно фиксированным, уменьшая повреждение корпуса резервуара, вызванное тепловым расширением и сжатием электродной пластины 9; корпус рефлюксного резервуара 1 снабжен погружными роликами 2 для погружения полосовой стали в электролит в корпусе основного резервуара 3, с помощью погружных роликов 2 полосовая сталь может проходить через середину верхней и нижней электродных пластин 9 под действием натяжения. Предпочтительно, чтобы между двумя соседними блоками электродных пластин был расположен опорный ролик 11 для поддержки полосовой стали, чтобы предотвратить погружение полосовой стали под действием силы тяжести и контакт с электродной пластиной 9, а также и царапание поверхности полосовой стали; входная и выходная стороны полосовой стали корпуса рефлюксного резервуара 1 снабжены отжимными роликами 12. В данном варианте осуществления корпус основного резервуара 3 и корпус рефлюксного резервуара 1 представляют собой пластиковые корпуса резервуаров, устойчивые к электролитной коррозии, можно использовать PPH, PVDF, HDPE и другие материалы; таким образом, данный вариант осуществления эффективной и стабильной электролитической ванны основан на преимуществах корпуса резервуара, изготовленного из пластика, и применяет меры для предотвращения окисления основного сварного шва корпуса резервуара и повышения срока службы корпуса резервуара.

Когда полосовая сталь проходит через блок электродных пластин, из-за боковых волн, косого изгиба или потере натяжения полосовая сталь легко контактирует с верхней и нижней электродными пластинами, которые могут поцарапать поверхность полосовой стали, поэтому электродная пластина 9 обычно снабжена пластиковой защитной платой решетчатого типа, но обычная пластиковая защитная плата решетчатого типа, с одной стороны, блокирует зону действия электродной пластины 9, а кроме того, появление царапин на полосовой стали могут привести к тому, что положение сварочного шва легко отстает, тем самым блокируя рефлюксный порт корпуса резервуара и вызывая перелив жидкости в корпусе резервуара. Исходя из этого, в данном варианте осуществления только передняя и задняя части каждой электродной пластины 9 снабжены защитными платами электродов 10, которые предотвращают контакт полосовой стали с электродными пластинами 9, а в средней части электродной пластины 9 защитные платы 10 не предусмотрены; используя жесткость самой полосовой стали, когда она имеет такие дефекты, как потеря натяжения или изгиб, в направлениях длины и ширины электродной пластины 9 полосовая сталь сначала контактирует с защитными платами электродов 10, в то же время форма установки защитных плат электродов 10 в данном варианте осуществления значительно увеличивает полезную площадь электродной пластины 9, уменьшает количество электродных пластин 9 и расход энергоносителя, а также эффективно защищает полосовую сталь и электродную пластину 9. В частности, как показано на фиг. 3, защитная плата электрода 10 имеет зигзагообразную структуру, и включает верхнюю пластину 15, нижнюю пластину 16, переднюю боковую пластину 17 и заднюю боковую пластину 18, верхняя пластина 15 и нижняя пластина 16 представляют собой цельные зубчатые пластины без специальной сварочной конструкции, а зубчатые концы верхней пластины 15 и нижней пластины 16 приварены задней боковой пластиной 18; сторона, противоположная зубчатому концу на верхней 15 и нижней пластинах 16, приварена передней боковой пластиной 17, нижняя пластина выступает наружу от верхней пластины на 3-10 мм, при установке защитных плат электродов на электродную пластину одна сторона нижней пластины защитной платы электрода расположена вплотную к полосовой стали, таким образом, в направлении движения полосовой стали это не приведет к царапанию сварочного шва полосовой сталью и падению пластиковой пластины. Верхняя пластина 15, нижняя пластина 16, передняя боковая пластина 17 и задняя боковая пластина 18 изготовлены из пластиковых материалов, устойчивых к электролитной коррозии, таких как PPH, PVDF, HDPE, UHMWPE и т.д.

Детализация конструкции электродного фиксатора 8, как показано на фиг. 4: электродный фиксатор 8 включает в себя раму позиционирования 19, штифт фиксатора 21 и опорный блок 20, рама позиционирования 19 размещена над внешним краем боковой стенки корпуса основного резервуара 3, а опорный блок 20 накладывается в два слоя, верхний и нижний, и размещается между рамой позиционирования 19 и внешним краем боковой стенки корпуса основного резервуара 3, края электродных пластин 9, расположенных симметрично сверху и снизу, закреплены соответственно в верхнем и нижнем опорных блоках 20, рама позиционирования 19, опорный блок 20 и внешний край боковой стенки корпуса основного резервуара 3 фиксируются штифтами фиксатора 21, таким образом, верхняя и нижняя электродные пластины 9 объединены с помощью рамы позиционирования 19, что позволяет избежать смещения электродных пластин 9, вызванного перемещением опорного блока, и обеспечивает стабильность установки электродных пластин 9; усовершенствование: соседние электродные фиксаторы 8 разделены пластиковыми пластинами. В частности, рама позиционирования 19 и штифт фиксатора 21 выполнены из металла, а опорный блок 20 – из пластмассы.

Кроме того, по боковым пластинам 4 резервуара равномерно распределены U-образные стальные конструкции 5, данная U-образная стальная конструкция 5 может расширяться и сжиматься вместе с корпусом основного резервуара 3, одновременно усиливая боковые пластины 4 резервуара; это помогает эффективно выдерживать нагрузку электродной пластины 9 и в то же время позволяет избежать деформации корпуса резервуара и разрыва основного сварочного шва, а также дополнительно обеспечить стабильность электролитической ванны.

Обобщая вышесказанное, можно сказать, что настоящее изобретение предлагает эффективную и стабильную электролитическую ванну, в которой: применяется ряд защитных и стабилизирующих мер и используется наклонная пластина для изоляции от электролита основного сварного шва корпуса резервуара, чтобы избежать утечки, вызванной эрозией и окислением основного сварного шва электролитом; применяется тип практичных, стабильных и компактных защитных плат электродов, что по сравнению с традиционным типом защитных плат с сеткой значительно увеличивает полезную площадь электродной пластины, сокращает длину электролитической ванны, уменьшает потребление энергоносителей, кроме того, когда полосовая сталь с дефектами проходит через электродную пластину, это не будет напрямую изнашивать сварочный шов защитной платы и не приводит к падению защитной платы, повреждению электрода и полосовой стали и утечке электролита; боковая пластина резервуара защищена U-образными стальными конструкциями внешней стенки, так что при уменьшении размера плиты корпуса основного резервуара прочность корпуса основного резервуара усиливается, в то же время электродный фиксатор позиционирует и фиксирует блоки электродных пластин, что снижает нагрузку на корпус резервуара, вызванную тепловым расширением и сжатием электродной пластины, и вызываемые этим повреждения, кроме того, верхняя и нижняя электродные пластины объединены, а деформация всего блока электродных пластин невелика.

Приведенные выше примеры являются только иллюстрациями настоящего изобретения и не ограничивают сферу охраны настоящего изобретения. Все конструкции, идентичные или сходные с конструкциями настоящего изобретения, входят в сферу охраны настоящего изобретения.

Изобретение относится к технике обработки поверхности металлургических полос. Электролитическая ванна для обработки полосовой стали содержит корпус основного резервуара и корпус рефлюксного резервуара. Корпус основного резервуара включает крышку резервуара, а также пластину днища резервуара и боковую панель резервуара, между которыми приварена наклонная пластина для защиты основного сварного шва. Внутри корпуса основного резервуара имеется несколько групп блоков электродных пластин, расположенных с интервалом вдоль его длины. Блок электродных пластин включает две электродные пластины, расположенные сверху и снизу напротив друг друга. Корпус основного резервуара снабжен электродным фиксатором для позиционирования и фиксации блока электродных пластин, корпус рефлюксного резервуара снабжен погружными роликами. Передняя и задняя части каждого блока электродных пластин снабжены защитными платами электродов, которые предотвращают контакт полосовой стали с электродными пластинами. Защитная плата электрода имеет зигзагообразную структуру, включает верхнюю пластину, нижнюю пластину, переднюю боковую пластину и заднюю боковую пластину. Обеспечивается создание эффективной и стабильной электролитической ванны за счет применения ряда защитных и стабилизирующих мер и предотвращения окисления основного сварного шва корпуса резервуара. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электролитическая ванна для обработки полосовой стали, содержащая: корпус основного резервуара и корпусы рефлюксного резервуара, расположенные на обоих концах корпуса основного резервуара; корпус основного резервуара включает пластину днища резервуара, боковую панель резервуара и крышку резервуара, между пластиной днища резервуара и боковой панелью резервуара приваривается наклонная пластина для защиты основного сварного шва между пластиной днища резервуара и боковой панелью резервуара, внутри корпуса основного резервуара имеется несколько групп блоков электродных пластин, расположенных с интервалом вдоль его длины, блок электродных пластин включает в себя две электродные пластины, расположенные сверху и снизу напротив друг друга, корпус основного резервуара снабжен электродным фиксатором для позиционирования и фиксации блока электродных пластин, корпус рефлюксного резервуара снабжен погружными роликами для погружения полосовой стали в электролит основного резервуара, отличающаяся тем, что передняя и задняя части каждого блока электродных пластин снабжены защитными платами электродов, которые предотвращают контакт полосовой стали с электродными пластинами, при этом защитная плата электрода имеет зигзагообразную структуру, включает верхнюю пластину, нижнюю пластину, переднюю боковую пластину и заднюю боковую пластину; верхняя пластина и нижняя пластина представляют собой цельные зубчатые пластины, а зубчатые концы верхней и нижней пластин приварены задней боковой пластиной; сторона, противоположная зубчатому концу на верхней и нижней пластинах, приварена передней боковой пластиной, нижняя пластина выступает наружу от верхней пластины на 3-10 мм, а одна сторона нижней пластины защитной платы электрода расположена вплотную к полосовой стали.

2. Электролитическая ванна по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя пластина, нижняя пластина, передняя боковая пластина и задняя боковая пластина изготовлены из пластиковых материалов, устойчивых к электролитной коррозии.

3. Электролитическая ванна по п. 1, отличающаяся тем, что электродный фиксатор включает в себя раму позиционирования, штифт фиксатора и опорный блок, рама позиционирования размещена над внешним краем боковой стенки корпуса основного резервуара, а опорный блок накладывается в два слоя, верхний и нижний, и размещается между рамой позиционирования и внешним краем боковой стенки корпуса основного резервуара, края верхней и нижней электродных пластин закреплены соответственно в верхнем и нижнем опорных блоках, рама позиционирования, опорный блок и внешний край боковой стенки основного корпуса резервуара фиксируются штифтами фиксатора, а соседние электродные фиксаторы разделены пластиковыми пластинами.

4. Электролитическая ванна по п. 3, отличающаяся тем, что рама позиционирования и штифт фиксатора выполнены из металла, а опорный блок – из пластмассы.

5. Электролитическая ванна по п. 1, отличающаяся тем, что по боковым пластинам резервуара равномерно распределены U-образные стальные конструкции.

6. Электролитическая ванна по п. 1, отличающаяся тем, что между двумя соседними блоками электродных пластин расположен опорный ролик для поддержки полосовой стали.

7. Электролитическая ванна по п. 1, отличающаяся тем, что корпус основного резервуара также снабжен укупорочной машиной для открывания и закрывания крышки резервуара.

8. Электролитическая ванна по п. 1, отличающаяся тем, что входная и выходная стороны полосовой стали корпуса рефлюксного резервуара снабжены отжимными роликами.