微波加热技术在钛带卷酸洗及脱脂过程中的应用

　　1 前 言

　　由于没有保护性气氛，钛带卷在高温轧制时会发生氧化，形成硬而脆的氧化污染层，必须采用化学酸洗方法去除，以避免在后续加工中出现裂纹等缺陷。此外，在钛带冷轧过程表面需喷淋润滑油，起到润滑和冷却的作用。为避免润滑油污染钛带表面质量，退火前需对其表面进行清洁和脱脂处理。酸洗和脱脂处理都需要加热。传统的加热方式有蒸汽直接加热、蒸汽间接加热、电热管加热等。这些加热方式存在试剂消耗量大、热利用率低、维护成本高等问题。微波加热是利用波长在0.1～100cm之间的电磁波在物料内部的能量耗散来直接加热物料，根据物料电磁特性的不同，可及时有效地在整个物料内部产生热量，加热均匀，热效率高，具有加热速度快、工作温度稳定、反应灵敏、对化学反应起催化作用等优点。昆明理工大学利用微波加热技术研制了一种新型流体加热设备，并进行了中试，为微波加热技术在钛带卷生产中的应用提供了参考。

　　2 微波加热装置及工艺流程

　　2.1 微波加热装置

　　昆明理工大学非常规冶金教育部重点实验室研制了一种新型微波加热钛带酸洗液/脱脂液装置，以及与之相配套的控制系统和冷却系统。该装置主要结构为腔体、微波发生器、温度传感器、内胆等，微波流体加热装置示意图见图1。

　　微波加热装置的腔体为七面体结构，微波发生器均匀布置在腔体的7个面上。整台设备的微波功率为35kW，内胆选用PPH(高密度聚丙烯)材质，置于微波加热装置腔体内，温度传感器分布在内胆的进口端和出口端。

　　2.2 微波加热钛带酸洗液及脱脂液的工艺流程

　　根据以上所述的新型微波加热装置，结合钛带酸洗液及脱脂液的加热特点，优化设计出一种新的微波加热钛带酸洗液及脱脂液的工艺流程，见图2。

　　生产过程开始时，开启耐蚀泵，不断地将液体(酸洗液/脱脂液)从储罐中抽出，通过微波加热装置加热后流至酸洗槽或脱脂槽，对经过预冲洗后的钛带进行除氧化层或除污，液体沿着槽体回流至储罐，形成一个闭环回路。生产时钛带以一定速度通过槽体，槽体中配有上、下两个刷辊，分别对钛带上表面和下表面进行刷扫。钛带在槽内进行除氧化层或除污时会带走液体的一部分热量，加上其流经管道、储罐和槽体散失的热量，需要不时补充这部分热量以维持酸洗液或脱脂液的工作温度。这时自动控制电路根据温度传感器的输出信号控制微波加热功率的大小，使加热后的液体温度始终满足酸洗或脱脂过程的需要。这样，通过微波加热设备的液体在闭环回路中形成升温—降温—升温的循环。