本發(fā)明涉及一種無鉻鈍化鍍錫板的生產(chǎn)，具體涉及一種無鉻鈍化鍍錫板膜厚自動控制裝置及方法，屬于屬于冶金行業(yè)鍍錫板生產(chǎn)。

背景技術(shù)：

1、鍍錫板是一種重要的食品包裝材料，耐蝕性是一項重要的質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)包裝對象的不同，對耐蝕性的要求各異。鍍錫板的耐蝕性是依靠鍍錫板表面的錫層和錫層外表面的鈍化膜，其中鈍化膜的量對耐蝕性的影響巨大。鍍錫板的鈍化常見的鈍化方式有二種：鉻酸鹽鈍化和無鉻鈍化。由于鉻酸鹽中含有劇毒的六價鉻，用于食品保證的鉻酸鹽鈍化產(chǎn)品其使用范圍將越來越窄，如歐盟reach指令、rohs法規(guī)以及國家標(biāo)準(zhǔn)gb4806等均對鍍錫板六價鉻提出了限制要求，無鉻鈍化必然會成為未來發(fā)展趨勢，屆時將全力推進無鉻鈍化產(chǎn)品的使用。

2、無鉻鈍化就是采用不含六價鉻的鈍化劑在錫層的表面生成一種無鉻的鈍化膜，起到阻止錫層被氧化腐蝕的作用。無鉻鈍化總體可分為無機類和有機類兩大類，無機類鈍化主要包括鉬酸鹽、鎢酸鹽、鈦鋯體系、磷硅體系等；有機類鈍化包括植酸、硅烷等有機物。無鉻鈍化現(xiàn)有的工藝技術(shù)有二種，一種是電解法，另一種是噴涂法。噴涂法是將無鉻鈍化液均勻噴涂到鍍錫板表面，經(jīng)干燥后形成無鉻鈍化膜。由于采用噴涂的方法易于控制膜的量，形成的無鉻鈍化膜耐腐蝕性和涂覆性能俱佳，因此噴涂法制備無鉻鈍化膜逐漸成為鍍錫板無鉻鈍化的主流技術(shù)。

3、為使得無鉻鈍化鍍錫板具有較好的耐蝕性能，無鉻鈍化膜量的控制以及無鉻鈍化膜的均勻性是至關(guān)重要的，噴涂法盡管易于實現(xiàn)無鉻鈍化膜厚的控制，但仍需要從噴涂的方式和方法上不斷加以優(yōu)化，針對無鉻鈍化工藝參數(shù)實現(xiàn)無鉻鈍化膜自動化控制，從而滿足不同用途鍍錫板對無鉻鈍化膜量的要求。

4、采用噴涂無鉻鈍化方法的核心技術(shù)是要根據(jù)不同鍍錫板的要求將無鉻鈍化液均勻噴涂到板的表面，同時根據(jù)無鉻鈍化工藝實現(xiàn)無鉻鈍化膜的自動化控制。cn211057225u公布了一種無鉻鈍化設(shè)備，該設(shè)備采用旋噴技術(shù)將經(jīng)過稀釋的無鉻鈍化液噴涂到板的表面，這一技術(shù)是當(dāng)前無鉻鈍化主流設(shè)備。采用旋噴方法噴涂無鉻鈍化液的主要問題是難以保證無鉻鈍化液在板表面的均勻分布，增加了無鉻鈍化液的消耗且無法實現(xiàn)無鉻鈍化膜的自動化控制。因此，基于噴涂型無鉻鈍化液，急需發(fā)明一種無鉻鈍化鍍錫板膜厚自動控制裝置及方法，對于提升鍍錫板的綠色制造技術(shù)、產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)過程自動化控制具有極其重要的意義因此，迫切的需要一種新的方案解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種無鉻鈍化鍍錫板膜厚自動控制裝置，該技術(shù)方案通過plc控制實現(xiàn)無鉻鈍化工藝的自動化運行，實現(xiàn)無鉻鈍化膜量的自動化控制。整個方案設(shè)計巧妙、自動化程度高、使用方便、安全高效，能根據(jù)不同用途鍍錫板要求實現(xiàn)各種規(guī)格鍍錫板的生產(chǎn)，保證無鉻鈍化工藝自動化運行和無鉻鈍化膜的自動控制，從而實現(xiàn)對鍍錫板無鉻鈍化膜量的精準(zhǔn)控制。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種無鉻鈍化鍍錫板膜厚自動控制裝置，所述控制裝置包括無鉻鈍化液原液罐1、無鉻鈍化液配液罐2、供液泵3、工作槽4、噴射泵5、無鉻鈍化液流量計6、壓縮空氣調(diào)壓閥7、噴嘴8和擠干輥9，無鉻鈍化液原液罐1與工作槽4之間設(shè)置有無鉻鈍化液配液罐2和供液泵3，工作槽4中的無鉻鈍化液通過噴射泵5輸送至噴嘴8中，噴涂無鉻鈍化液的鍍錫板出口處設(shè)置有一對擠干輥9。自動控制裝置中的無鉻鈍化液原液罐1用于盛裝無鉻鈍化液原液，可以通過供液泵將無鉻鈍化液原液加入到無鉻鈍化液配液罐2中；無鉻鈍化液配液罐2和工作槽4之間設(shè)置供液泵3，用于將配置好的無鉻鈍化液加入到工作槽4中；工作槽4和噴嘴8之間設(shè)置有噴射泵5和無鉻鈍化液流量計6，噴射泵5的作用是將無鉻鈍化液輸送至噴嘴8處，無鉻鈍化液流量計6的作用是監(jiān)測流經(jīng)噴嘴8的無鉻鈍化液流量；噴嘴8前端設(shè)置有壓縮空氣調(diào)節(jié)閥7，用于將無鉻鈍化液通過壓縮空氣后進行霧化成細小的液體顆粒，以氣霧的形式噴射到鍍錫板表面，然后再經(jīng)過擠干輥9將噴射到鍍錫板表面的無鉻鈍化液擠干形成均勻的液膜。

3、其中,工作槽4帶液位控制，噴射泵5采用變頻調(diào)速,無鉻鈍化液流量通過無鉻鈍化液流量計6的流量調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)，流量調(diào)節(jié)閥由plc控制,噴嘴8中通入壓縮空氣，壓縮空氣的壓力為0.3～0.6mpa。工作槽4可以實現(xiàn)在線監(jiān)控也為，便于操作人員及時掌握液位變化，并根據(jù)需要進行自動配液；噴射泵5可以根據(jù)無鉻鈍化膜厚設(shè)定所需無鉻鈍化液流量，通過無鉻鈍化液流量計6進行自動調(diào)節(jié)；噴嘴8前端的壓縮空氣調(diào)節(jié)閥7可以調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力，將無鉻鈍化液霧化成所需的粒度，均勻噴射到鍍錫板表面，然后再經(jīng)過擠干輥9將無鉻鈍化液擠干形成均勻的液膜。自動控制裝置實現(xiàn)了無鉻鈍化液配液、無鉻鈍化液噴射、無鉻鈍化液成膜的自動化控制，便于無鉻鈍化鍍錫板的高效率和批量穩(wěn)定生產(chǎn)。

4、無鉻鈍化液原液和去離子水按一定比例加入到無鉻鈍化液配液罐2中，攪拌5～10分鐘后完成無鉻鈍化液的配置，配置后的無鉻鈍化液通過供液泵3加入到工作槽中4；工作槽4帶液位控制，工作槽4中的無鉻鈍化液通過噴射泵5輸送至噴嘴8中，噴射泵5采用變頻調(diào)速，可以調(diào)節(jié)噴射量；噴嘴8中同時通入壓縮空氣，壓縮空氣的壓力為0.3～0.6mpa，無鉻鈍化液流量通過無鉻鈍化液流量計6的流量調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)，流量調(diào)節(jié)閥由plc控制，噴嘴8帶電子閥門，可以調(diào)整閥門的開度。噴涂無鉻鈍化液的鍍錫板出口處設(shè)置有一對擠干輥9，擠干輥9的壓力可以自動調(diào)節(jié)。

5、一種無鉻鈍化鍍錫板膜厚自動控制方法，所述方法包括以下步驟：

6、1)無鉻鈍化液濃度的配置按照所需要的無鉻鈍化膜量控制，當(dāng)無鉻鈍化膜量在0.5～2.0mg/m2時，無鉻鈍化液的濃度為5％(即1份無鉻鈍化液原液配20份去離子水)，當(dāng)無鉻鈍化膜量在2.0～5.0mg/m2時，無鉻鈍化液的濃度為10％(即1份無鉻鈍化液原液配10份去離子水)；

7、2)控制模型中噴嘴中電子閥的開度k分為兩檔，當(dāng)無鉻鈍化膜量在0.5～2.0mg/m2時，電子閥門的開度k取50％，當(dāng)無鉻鈍化膜量在2.0～5.0mg/m2時，電子閥的開度k取80％；

8、3)控制模型中無鉻鈍化液流量按下式計算：

9、無鉻鈍化液流量q＝1495×t×w×n÷c÷k(l/min)

10、式中：t為無鉻鈍化膜量(mg/m2)

11、w帶鋼寬度(m)

12、n帶鋼運行速度(m/min)

13、c無鉻鈍化液濃度(wt％)；

14、4)控制模型中壓縮空氣的壓力按下式計算：

15、壓縮空氣的壓力p＝0.213×q×c(mpa)

16、式中：q為無鉻鈍化液流量(l/min)

17、c為無鉻鈍化液濃度(wt％)；

18、5)控制模型中擠干輥壓力p按下式計算：

19、擠干輥的壓力p＝1.17×t÷c(mpa)

20、式中：t為無鉻鈍化膜量(mg/m2))

21、c為無鉻鈍化液濃度(wt％)

22、當(dāng)求得的p小于2mpa時，擠干輥可以無需投入使用，當(dāng)求得的p大于等于2mpa時，擠干輥按設(shè)定的壓力投用；

23、6)plc系統(tǒng)按3)中的公式算得無鉻鈍化液流量后，控制噴射泵按先前做過的標(biāo)定參數(shù)設(shè)置運行參數(shù)，啟動供液；

24、7)plc系統(tǒng)按4)中的公式算得壓縮空氣的壓力后，控制壓力調(diào)節(jié)閥的開度，向噴嘴供應(yīng)壓縮空氣；

25、8)plc系統(tǒng)按5)中的公式算得擠干輥的壓力后，根據(jù)計算值確定是否需要投用擠干輥。如確定需要投用擠干輥后，按計算值設(shè)定擠干輥的壓力；

26、9)整個噴射系統(tǒng)由獨立的plc控制，plc系統(tǒng)自動接收和反饋指令，實現(xiàn)了無鉻鈍化膜的自動化控制。

27、該方案中，無鉻鈍化液噴射系統(tǒng)將噴射到鍍錫板表面的無鉻鈍化液通過壓縮空氣霧化，霧化后的無鉻鈍化液在壓縮空氣的作用下被噴射到鍍錫板的表面，實現(xiàn)了噴射到鍍錫板表面的無鉻鈍化液粒度小且致密這一要求。同時，本專利采用的方法是要求噴射到鍍錫板表面的無鉻鈍化液能根據(jù)不同鍍錫板對無鉻鈍化膜量的要求和帶鋼運行速度而變，這就需要建立一個控制模型，由模型根據(jù)陳要求計算出合適的噴射工藝參數(shù)，從而實現(xiàn)了無鉻鈍化膜量的自動化控制。

28、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點，1)該技術(shù)方案整體結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、自動化程度高、使用方便、安全高效；2)該技術(shù)方案可實現(xiàn)無鉻鈍化液的均勻涂覆，無鉻鈍化膜厚度可實現(xiàn)0.5～5.0mg/m2范圍內(nèi)精準(zhǔn)控制；3)本發(fā)明的無鉻鈍化膜厚自動控制裝置充分考慮了噴射到鍍錫板表面的無鉻鈍化液的均勻性，可在plc的控制下實現(xiàn)全自動運行，大大提高作業(yè)效率。自動控制裝置實現(xiàn)了無鉻鈍化液配液、無鉻鈍化液噴射、無鉻鈍化液成膜的自動化控制，便于無鉻鈍化鍍錫板的高效率和批量穩(wěn)定生產(chǎn)。