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电解脱脂
冷轧带钢要进行涂镀层涂加工时,对其原板表面有一定的粗糙度要求,通常为0.8~1.0μm。化学脱脂只能清除钢板平面上的油污,藏在凹坑里的污染物只有通过电解脱脂才能彻底清除。
电解清洗不同于电镀,电镀时通过导电辊使钢板本身带了电,金属阳离子在作为阴极的带钢上被还原沉积,形成了金属镀层。而电解脱脂时钢板本身并不直接带电,而是借助于通直流电夹持带钢的一对栅板电极的磁场感应,使带钢带电而发生电解反应。当极板为阳极时,它对应的带钢则为阴极,这时在其表面上进行的是还原反应,析出的是氢气[4]:
2H++ 2e →H2↑
当极板为阴极时,则它对应的带钢是阳极,这时在其表面上进行的是氧化反应,析出的是氧气:
4OH- — 4e→2H2 O + O2↑
在电解脱脂时,当带钢一浸入到时电解液中,其表面的油膜就会因表面张力下降而产生裂纹。随着电解液对钢板表面的润湿性加强,溶液便从裂纹处对不连续的油膜产生排挤作用,使其对钢铁板表面的附着力大大减弱。同时作为阴极、阳极交替布置的带钢表面连续地、大量地冒出氢气和氧气,对油膜又产生了强烈的撞击作用,因此钢板表面的油膜就会被撕裂分散成细小的油珠,而从钢板表面冒出的氢气、氧气小气泡又易滞留在这些小油珠上,当气泡逐渐长大到一定尺寸,待其浮力大于油珠的附着力时,气泡就带着小油珠离开钢板表面进入脱脂液中,并进一步上升到槽液表面,达到除油目的。
当大量气泡从钢板表面逸出时,又对电解液发生强烈的搅拌作用,从而钢板表面油污又被强烈乳化,更加速了除油过程。
研究证明,电解脱脂在阴极和阳极上都可进行,但是阴极除油和阳极除油各有不同的特点。
在阴极上析出的是氢气,因为氢气分子体积小,气泡小,数量多,面积大,所以它的携带能力和乳化能力都特别强。同时,由于H+的放电作用,又可导致阴极表面碱液层的PH值升高,也增强了碱度,因此使阴极除油的效率较高。但是因为在阴极区总是产生大量氢气,众所周知,氢气分子体积小很容易渗透钢板内部,引起钢板氢脆,这不仅能够降低钢基本身物理性能,同时在热镀锌时还会产生气泡缺陷。
电解脱脂时,在阳极上析出的氧气,因为氧气分子体积大,气泡大,数量少,面积小,所以其携带能力和乳化能力都较弱。同时,在阳极区的碱度也低,所以阳极区的脱脂效率没有阴极区高。但是阴极区逸出的氧气泡较大,单体携带能力强,它可以除去钢板表面直径较大的铁粉残渣。
鉴于阴极和阳极除油各有优点,所以在电解脱脂中常采用阴极和阳极交错的组合形式来完成电解脱脂的全过程。 |
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