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脂肪酸甲酯乙氧基化物在带钢弱碱脱脂中的应用_郑岩.pdf
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1、2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50,No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.34脂肪酸甲酯乙氧基化物在带钢弱碱脱脂中的应用郑岩(上海喜赫精细化工有限公司,上海201620)摘要:轧制后的带钢在退火前需要在 60 70 的强碱条件下脱脂清洗,过多的使用碱剂会腐蚀带钢,产生碱雾,损害工作环境,残留的碱也会吸附在带钢表面消耗大量清水漂洗。为了减少带钢脱脂工艺强碱的使用量,将 PO 封端脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)作为脱脂剂的主体成分,复配阴离子型渗透剂伯烷基磺
2、酸钠(PAS80),烷基醇酰胺(6501)、铁粉捕捉剂乙二胺二邻苯基乙酸钠(EDDHA Na),并通过正交实验确定四种原料的最佳质量比为:m(FMEE)m(PAS 80)m(6501)m(EDDHA Na)=3 2 1 1。该脱脂剂与纯碱共同应用于带钢退火前脱脂,在弱碱性条件下即可获得良好的脱脂效果。关键词:PO 封端;FMEE;脱脂;退火;纯碱中图分类号:TQ423文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0125 04Application of FMEE in Weak Base Degreasing Process of olled Strip SteelZheng
3、Yan(Shanghai Xihe Fine Chemical Co,Ltd,Shanghai 201620,China)Abstract:The rolled strip steel is generally degreased under the condition of strong alkali of sodium hydroxide The sodium hydroxide can notonly corrode metals,but also produce alkali mist to damage the working environment The residual alk
4、ali will be adsorbed on the surface of stripsteel and it can be rinsed with plenty of clean water In order to reduce the dosage of strong alkali used in strip degreasing process,PO end capped FMEE was used as the main component of degreasing agent,anionic primary alkyl sulfonate,ethydiaminedhephen a
5、cetic sodium and6501 were compounded with FMEE The optimal proportion of degreasing was determined by orthogonal experiment as 3:1:1:1 The degreasingagent and sodium carbonate were used in strip degreasing before annealing process,and good degreasing effect could be obtained under weak al-kaline con
6、ditionsKey words:end capped with PO;FME;degrease;annealing;soda ash钢材在冷轧过程中需要使用轧制油、冷却液来润滑和冷却带钢。轧制后的带钢表面会残留大量的油污并附带铁粉等污垢。带钢表面清洗不彻底,会导致带钢发黑、表面出现条状油泥1。表面残留铁粉会在退火炉辊产生结瘤硬点和污染退火炉。因此带钢在进行退火前都要进行清洗脱脂,以除去黏附在钢板表面的各种污垢。目前带钢清洗主要是碱性清洗工艺,但大量使用碱剂会产生碱雾以及难以处理的碱性废水2。在脱脂过程中加入表面活性剂作为脱脂剂,不仅能够大幅度降低碱的用量也能加快脱脂速度,提高生产线带钢生产效
7、率。PO 封端 FMEE 具有类似油脂的脂肪酸结构,对矿物油有良好的乳化作用,适用于低温条件下对矿物油的清洗。FMEE 同时具有优异的分散作用,可以将油污膨胀松动有利于刷辊刷洗带钢,并将清洗下来的油脂均匀地分散到脱脂槽中,不会对钢板表面造成二次沾污3。将 PO 嵌段 FMEE 作为脱脂剂的主体成分,复配阴离子型渗透剂伯烷基磺酸钠(PAS 80),烷基醇酰胺(6501),铁粉捕捉剂乙二胺二邻苯基乙酸钠(EDDHA Na),并通过正交实验确定四种原料的最佳配比。1实验部分1.1主要试剂与仪器PO 封端 FMEE、烷基醇胺(6501,1 1.5 型)、无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠(EDDHA Na)、伯
8、烷基磺酸钠(PAS),均为工业级,上海喜赫精细化工有限公司;冷却乳化液,工业级,上海化之素精细化工有限公司;润滑油,工业级,南京玛雅油脂有限公司;99%粒碱,工业级,无锡里昂实业有限公司;水玻璃、三聚磷酸钠、纯碱,分析级,杭州创科高新科技有 限 公 司;不 锈 钢 试 片 13.5 cm 13.5 cm 0.55 cm、粒径 50 目铁粉,厦门金科金属材料有限公司。SITA CleanoSpector 表面洁度仪,上海维斯实业有限公司;MP 2 型分析电子天平,湖州艾特精密仪器有限公司;N20XE 型电脑色差测试仪,济南中科高新有限公司;FWA 2 小型旋转喷淋清洗机,大连飞腾仪器仪表制造有限
9、公司。1.2油污试片的制备与测试方法1.2.1模拟不锈钢油污的配制将 10 份工业冷却液、40 份润滑油和 2 份铁粉,5212023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50,No.1加热到 60 并充分混合搅拌均匀,备用。将准备好的不锈钢试片在石油醚中浸泡并洗净烘干,准确称其质量并记为 m0,再浸入上述人造混合油污中静置8 min,取出后垂直悬挂于空气中老化 72 h 并准确称其质量记为 m1。1.2.2除油率除油后的不锈钢试片 90 烘干后称其质量并记为 m2。除油率()的计算公式为:=1 (m2 m0)/(
10、m1 m0)100%。1.2.3油污防沾将尺寸 13.5 cm 13.5 cm 0.55 cm 不锈钢片用石油醚彻底除净并吹干,用分析天平称其质量记为m3,将称重后的试片放至油污工作液中静止 15 min,取出沥干于 85 的烘箱恒温 6 h,称其质量记为 m4,油污反沾量(s)计算公式为:s=m4 m31.3除油工艺将不锈钢试片平垂直悬挂于小型喷淋试验机喷洗区,喷淋工作液温度 50,压力设置为 0.2 MPa,前后喷淋90 s,取出不锈钢片,在冷水中摆动20 次用暖风机吹干。1.4油污防沾工艺将不同用量脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)、乙二胺二邻苯基乙酸钠(EDDHA Na)、烷醇酰胺(65
11、01)、伯烷基磺酸钠(PAS 80)与 0.5 g 自制不锈钢油污乳化均匀配制成油污液,将不锈钢试片悬挂浸入工作液中,静置 15 min 后取出沥干于 85 的烘箱恒温 6 h 并称重。1.5铁粉分散力称取 0.1 g 铁粉,加入到 250 mL 的烧杯中,加入无水乙醇至 150 mL 刻度线,添加不同用量脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)、乙二胺二邻苯基乙酸钠、6501、伯烷基磺酸钠,超声波分散 5 min,取出上层液体,采用紫外分光光度计测量其吸光度。吸光度越高,表明待测液铁粉含量越高,溶液分散性越好。2实验内容2.1正交试验因素水平的确定PO 封端 FMEE 具有低温清洗拉伸油效果好,泡沫
12、低,易漂洗的特点,分子链结构中有末端甲酯基和环氧丙烷甲基,多个极性亲油基团可同时插入于油脂分子表面,将油脂更稳定的分散于工作液中。伯烷基磺酸钠(PAS 80)在钢板表面的润湿性能好,具有超级快速铺展能力,能沿钢板表面的油污边缘渗透入油污和金属表面的结合处,弱化两者之间的附着力。伯烷基磺酸钠是阴离子型表面活性剂,可以同时吸附于油污和金属表面,利用同性电荷斥力易于将油污剥离金属表面4。乙二胺二邻苯基乙酸钠(EDDHA Na)是性能优异的无磷、环保型重金属离子捕捉剂,对 Fe3+螯合效果明显,在弱碱条件下对 Fe3+螯合值高达 120 mg/g,可以与 Fe3+形成稳定的二元环配位体,并利用 COO
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