專利名稱：一種厚度為3.0～6.0mm普碳鋼/半工藝電工鋼的酸洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼板的酸洗方法，尤其涉及ー種3. 0 6. Omm普碳鋼/半エ藝電エ鋼的酸洗方法。
背景技術(shù)：
厚規(guī)格普碳鋼/半エ藝電エ鋼在熱軋吋，由于帶鋼表面溫度較高在其表面會(huì)生成由外到內(nèi)的Fe203、Fe3O4, FeO及Fe2SiO4等的厚層氧化鐵皮，這種氧化鐵皮層在后續(xù)冷軋之前必須去除。由于這種氧化鐵皮層是在高溫下形成的，氧化鐵皮的表層非常致密，酸洗液難與氧化鐵皮的表層進(jìn)行反應(yīng)，而容易發(fā)生反應(yīng)的卻在氧化鐵皮的內(nèi)層。另外，由于冶煉當(dāng)中的元素偏析和熱軋エ藝均可造成Cu、Ni、As等元素的富集，酸洗后會(huì)嚴(yán)重造成帶鋼表面出現(xiàn)黑色的條紋，其次是在熱軋時(shí)ー些氧化鐵皮深度軋入造成的軋入缺陷也會(huì)造成酸洗后板面質(zhì)量差，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的降級和判廢。在本發(fā)明之前，對所述普碳鋼/半エ藝電エ鋼帶表面氧化鐵皮的處理方法一般是帶鋼經(jīng)拉矯機(jī)破鱗之后進(jìn)入三段式的酸洗槽，在酸洗槽用85 90°C、濃度為180 200g/L的再生鹽酸溶液逆著帶鋼運(yùn)行方向分三級清洗帶鋼。如果厚規(guī)格(即厚度>3. Omm)的普碳鋼/半エ藝電エ鋼在此酸洗槽中的走速過快，因氧化鐵皮未完全清除則會(huì)影響酸洗后的鋼板板面質(zhì)量，必然造成欠酸洗；為此只好降低酸洗機(jī)組的運(yùn)行速度，這不但影響機(jī)組生產(chǎn)能力，還容易造成帶鋼板面局部過酸洗，并產(chǎn)生大量酸霧；同時(shí)在停機(jī)時(shí)帶鋼表面殘留的酸液會(huì)對帶鋼表面進(jìn)ー步浸蝕會(huì)使帶鋼表面生成“凹坑”。另外，某鋼企的冷軋板廠以前為了保證帶鋼酸洗板面質(zhì)量又要提高酸洗速度，往往采用在帶鋼進(jìn)入第2級酸洗槽時(shí)向鹽酸酸洗液中加入從日本進(jìn)ロ的酸洗緩蝕抑霧劑同時(shí)在帶鋼進(jìn)入第I級酸洗槽時(shí)又向鹽酸酸洗液中加入從日本進(jìn)ロ的酸洗促進(jìn)劑。對此類問題的整體解決，目前國內(nèi)報(bào)道較少。通常是在(鹽酸)酸洗液中添加酸洗促進(jìn)劑以加速氧化鐵皮的去除而又不影響帶鋼的表面質(zhì)量。就整體名稱而言，有從日本進(jìn)ロ的酸洗促進(jìn)劑，但價(jià)格昂貴。國內(nèi)如有《硅鋼氧化皮酸洗促進(jìn)劑的制備和應(yīng)用》(Specialsteel march. 2003是由華中科技大學(xué)和武漢永興化工有限責(zé)任公司共同研究制備的)。這種酸洗促進(jìn)劑用于清除硅鋼表面的氧化鐵皮，可改善和提高酸洗板表面質(zhì)量，酸洗速度可提高50%，酸洗溫度可降低5 10°C，節(jié)酸30%左右。華中科技大學(xué)和武漢冷軋硅鋼片廠的《硅鋼氧化皮SXC-B酸洗促進(jìn)劑的應(yīng)用》(科研與生產(chǎn))?？芍?，他們只從ー個(gè)角度涉及了一些問題，厚規(guī)格(厚度彡3. Omm)普碳鋼/半エ藝電エ鋼的表面氧化鐵皮的酸洗或處理工藝還未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種改善鋼板表面酸洗質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高酸洗機(jī)組生產(chǎn)能力以及不污染環(huán)境的厚度為3. 0 6. Omm普碳鋼/半エ藝電エ鋼的酸洗方法。
實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是所述的ー種厚度為3. 0 6. Omm普碳鋼/半エ藝電エ鋼的酸洗方法是當(dāng)鹽酸酸洗液中的游離酸濃度從180 200g/L降低到110 120g/L及Fe2+濃度從5. Og/L上升到50 70g/L時(shí)向鹽酸酸洗中加入酸洗促進(jìn)劑，控制酸洗促進(jìn)劑的加入量，使酸洗促進(jìn)劑鹽酸酸洗液的體積比=(0.4 0.6) 100，混合，經(jīng)石墨加熱器連續(xù)加溫到80 85°C，進(jìn)入酸洗槽對帶鋼進(jìn)行酸洗，整個(gè)酸洗時(shí)間40 70秒，酸洗后進(jìn)行熱水漂洗。所述酸洗促進(jìn)劑是由表面活性剤、有機(jī)配位螯合剤、緩蝕劑、還原劑和穩(wěn)定劑混合配制而成的。其中表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉 和0P-10乳化剤，十二烷基硫酸鈉的濃度為5 10g/L，0P-10乳化劑的濃度為5 10g/L。有機(jī)配位螯合劑選自こニ胺四こ酸ニ鈉和草酸鈉，こニ胺四こ酸ニ鈉的濃度為20 40g/L，草酸鈉的濃度為20 40g/L。緩蝕劑選自六次甲基四肢和1，4_ 丁炔ニ醇，六次甲基四肢的濃度為15 20g/L，I，4_ 丁炔ニ醇的濃度為10 15g/L。還原劑選自亞硫酸鈉，亞硫酸鈉的濃度為20 30g/L。穩(wěn)定劑選自檸檬酸鈉，檸檬酸鈉的濃度為10 15g/L。采用如上技術(shù)方案提供的ー種厚度為3. 0 6. Omm普碳鋼/半エ藝電エ鋼的酸洗方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，技術(shù)效果在于①可加速鋼板氧化鐵皮層、表面黒色條紋和氧化鐵皮軋入缺陷的去除。②提高帶鋼的酸洗運(yùn)行速度，提高酸洗機(jī)組的生產(chǎn)能力。③減少酸霧，不污染環(huán)境。④降低生產(chǎn)成本，減少了酸洗段加藥的麻煩，經(jīng)濟(jì)效益明顯。⑤應(yīng)用范圍廣，可運(yùn)用于鋼鐵企業(yè)熱軋板、帶、線材酸洗エ序及機(jī)械、機(jī)加工和緊固件行業(yè)材料的表面清除銹蝕。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。本發(fā)明所述的ー種厚度為3. 0 6. Omm普碳鋼/半エ藝電エ鋼的酸洗方法中的普碳鋼是指DCOI、DC03、DC04、DC06、08A1、DX51D和DX53D (根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn))，半エ藝電エ鋼是指 50Wb500、50Wb600、50Wb800、50Wbl300(根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn))。從酸洗液同氧化鐵皮的反應(yīng)速度機(jī)理可知酸洗液同普碳鋼/半エ藝電エ鋼的基體(Fe)和氧化鐵底層(FeO)反應(yīng)速度最快，而與外層(Fe3O4、Fe2O3)的反應(yīng)速度緩慢。為了加快酸洗液同帶鋼外層的反應(yīng)速度，特配自制了酸洗促進(jìn)劑。所述酸洗促進(jìn)劑由表面活性劑、有機(jī)配位螯合劑、緩蝕劑、還原劑和穩(wěn)定劑配制而成，其中表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉(由長沙湘科精細(xì)化工廠生產(chǎn))和0P-10乳化液(由上海山浦化工有限公司生產(chǎn))，有機(jī)配位螯合劑選自こニ胺四こ酸ニ鈉(由湖南湘中精細(xì)化學(xué)品廠生產(chǎn))和草酸鈉(湖南湘中地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所)，緩蝕劑選自六次甲基四肢(由天津市大茂化學(xué)試劑廠生產(chǎn))和1，4_ 丁炔ニ醇(由上海凌峰試劑有限公司生產(chǎn))，還原劑選自亞硫酸鈉(江蘇宜興分水化學(xué)試劑廠生產(chǎn))，穩(wěn)定劑選自檸檬酸鈉(長沙分路ロ塑料化工廠生產(chǎn))。
表面活性劑是非離子、陰離子或兩性離子型的表面活性物質(zhì)，是由憎水基和親水基兩部分組成的化合物。表面活性劑具有降低酸洗液表面張カ和潤濕帶鋼表面的作用，可以提高酸洗液向氧化皮層滲透的速度，還能除去帶鋼表面經(jīng)前エ序帶來少量的油污。表面活性劑還可以起到懸浮分散作用，使帶鋼表面脫落的固體小顆粒均勻分布在酸洗液中。十二烷基硫酸鈉是ー種陰離子表面活性剤，主要是起滲透作用；0P-10乳化液是ー種非離子表面活性剤，主要是起潤濕、清洗帶鋼的作用。十二烷基硫酸鈉和0P-10乳化液的配制濃度均為5 10g/Lo根據(jù)去除氧化層的反應(yīng)機(jī)理，加入適量的有機(jī)配位螯合劑有利于Fe2O3和Fe3O4的脫除。有機(jī)配位螯合劑與Fe3+、Fe2+形成穩(wěn)定的配位螯合物，降低酸洗液中游離的Fe3+、Fe2+的濃度，打破了酸洗反應(yīng)的平衡，保證了酸洗反應(yīng)迅速進(jìn)行。有機(jī)配位螯合劑還可以將氧化皮外層難于反應(yīng)的高價(jià)金屬氧化物或硫化物(如Cu、Ni等)和高價(jià)鐵鹽轉(zhuǎn)化成易溶于酸的高價(jià)鐵鹽、高價(jià)金屬離子有機(jī)配位螯合物，促進(jìn)酸洗速度。有機(jī)配位螯合劑的配制濃度為 20 40g/L。緩蝕劑的加入會(huì)在鐵基體表面發(fā)生縮聚反應(yīng)而形成聚合物膜，具有更致密的性質(zhì)，可以減緩酸洗液對鋼鐵基體的腐蝕，減少酸霧，減少鹽酸消耗，并同時(shí)避免造成帶鋼局部過酸洗。更關(guān)鍵的是所用的緩蝕劑在抑制酸液對基體腐蝕的同時(shí)還不影響氧化鐵皮的溶解速度。緩蝕劑中的六次甲基四胺的濃度為15 20g/L，l，4_ 丁炔ニ醇的濃度為10 15g/L。還原劑能將氧化鐵皮層+3價(jià)的鐵還原為較容易與鹽酸液發(fā)生反應(yīng)的+2價(jià)的鐵而溶解于鹽酸液，經(jīng)有機(jī)配位螯合劑的作用降低酸液中游離的Fe2+的濃度。另外還原劑還能將+5價(jià)的As氧化物還原,亞硫酸鈉還能與+3價(jià)的As氧化物或硫化物起作用(+3價(jià)的As氧化物或硫化物是以酸性為主的兩性氧化物或硫化物)。還原劑的濃度為20 30g/L。加入弱堿性有機(jī)酸檸檬酸鈉(穩(wěn)定劑)可使有機(jī)配位螯合劑長時(shí)間存放時(shí)不容易析出，不因存放時(shí)間而出現(xiàn)質(zhì)量問題；另外，弱堿性有機(jī)酸朽1檬酸鈉對Fe、Cu、Ni等金屬尚子也具有一定的配位螯合作用。穩(wěn)定劑的配制濃度為10 15g/L。由上可知，每噸(IOOOkg)酸洗促進(jìn)劑中，十二烷基硫酸鈉占5 10kg、0P-10乳化液占5 10kg、檸檬酸鈉占10 15kg、こニ胺四こ酸ニ鈉占20 40kg、草酸鈉占20 40kg、亞硫酸鈉占20 30kg、六次甲基四胺占15 20kg、I. 4_ 丁炔ニ醇占10 15kg,除此配加820 895kg脫鹽水。將不同重量的表面活性剤、穩(wěn)定劑、有機(jī)配位螯合劑、還原劑及緩合劑在常溫下混合，攪拌均勻成為酸洗促進(jìn)劑，外觀顏色為淡黃色的液體，無毒、無氣味、對環(huán)境無污染，在エ廠自配成本價(jià)格< 2000元/t。減少了酸洗段加藥的麻煩，只用酸洗促進(jìn)劑混合鹽酸酸洗液加入第2級酸洗槽代替以前帶鋼進(jìn)入第2級酸洗槽的時(shí)鹽酸酸洗液加入酸洗緩蝕抑霧劑同時(shí)帶鋼進(jìn)入第I級酸洗槽的時(shí)鹽酸酸洗液加入酸洗促進(jìn)劑。一般說來，當(dāng)鹽酸酸洗液在未對帶鋼進(jìn)行酸洗時(shí)，鹽酸酸洗液中游離酸濃度為180 200g/L及Fe2+濃度為5. Og/L左右，而對帶鋼進(jìn)行酸洗后其中的游離酸濃度會(huì)逐步降低，而Fe2+濃度會(huì)逐步升高，所以對帶鋼進(jìn)行第一次酸洗時(shí)當(dāng)鹽酸酸洗液中游離酸濃度為180 200g/L不需要向鹽酸酸洗液中加入酸洗促進(jìn)劑，而當(dāng)鹽酸酸洗液中的游離酸濃度從180 200g/L降低到110 120g/L及Fe2+濃度從5. Og/L上升到50 70g/L時(shí)向鹽酸酸洗液中加入酸洗促進(jìn)劑，配比為酸洗促進(jìn)劑鹽酸酸洗液的體積比=(0.4 0.6) 100，在溫度為80 85°C的條件下，控制帶鋼的整個(gè)酸洗時(shí)間為40 70秒，達(dá)到理想的效果，在帶鋼表面無氧化鐵皮殘留，酸洗速度可提高35%左右，酸洗溫度可降低4°C左右，改善了現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。帶鋼酸洗完后用熱水漂洗，表面不 會(huì)出現(xiàn)殘留，不會(huì)對后續(xù)過程中冷軋所用的乳化液造成影響。同時(shí)鹽酸酸洗液中含有的酸洗促進(jìn)劑組分不會(huì)對酸再生エ藝和酸再生エ藝生產(chǎn)的氧化鉄粉的質(zhì)量造成影響。如上所述的表面活性剤、有機(jī)配位螯合劑、緩蝕劑、還原劑和穩(wěn)定劑均可采用CP(化學(xué)純)產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種厚度為3. O 6. Omm普碳鋼/半工藝電工鋼的酸洗方法,其特征在于當(dāng)鹽酸酸洗液中游離酸濃度從180 200g/L降低到110 120g/L及Fe2+濃度從5. Og/L上升到50 70g/L時(shí)向鹽酸酸洗液中加入酸洗促進(jìn)劑，控制酸洗促進(jìn)劑的加入量為酸洗促進(jìn)劑鹽酸酸洗液的體積比=(O. 4 O. 6) 100，在80 85°C溫度下整個(gè)酸洗過程為40 70秒，然后進(jìn)行熱水漂洗；所述酸洗促進(jìn)劑由表面活性劑、有機(jī)配位螯合劑、緩蝕劑、還原劑和穩(wěn)定劑混合配制而成；其中 表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉和0P-10乳化劑，十二烷基硫酸鈉的濃度為5 IOg/L，0P-10乳化液的濃度為5 10g/L ； 有機(jī)配位螯合劑選自乙二胺四乙酸二鈉和草酸鈉，乙二胺四乙酸二鈉的濃度為20 40g/L，草酸鈉的濃度為20 40g/L ； 緩蝕劑選自六次甲基四胺和1，4_丁炔二醇，六次甲基四胺的濃度為15 20g/L，l，4_丁炔二醇的濃度為10 15g/L ； 還原劑選自亞硫酸鈉，亞硫酸鈉的濃度為20 30g/L ； 穩(wěn)定劑選自朽1檬酸鈉，朽1檬酸鈉的濃度為10 15g/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種厚度為3.0～6.0mm普碳鋼/半工藝電工鋼的酸洗方法，當(dāng)鹽酸酸洗液中游離酸濃度從180～200g/L降低到110～120g/L及Fe2+濃度上升到50～70g/L時(shí)向鹽酸酸洗液中加入酸洗促進(jìn)劑，控制酸洗促進(jìn)劑∶鹽酸酸洗液的體積比為(0.4～0.6)∶100，在80～85℃溫度下酸洗40～70秒后進(jìn)行熱水漂洗。酸洗促進(jìn)劑由表面活性劑、有機(jī)配位螯合劑、緩蝕劑、還原劑和穩(wěn)定劑配制而成，其中表面活性劑濃度為5～10g/L、有機(jī)配位螯合劑濃度為20～40g/L、緩蝕劑濃度為10～20g/L、還原劑濃度為20～30g/L和穩(wěn)定劑濃度為10～15g/L。用加有酸洗促進(jìn)劑的鹽酸酸洗液清除普碳鋼/半工藝電工鋼的表面氧化鐵皮，酸洗速度提高35％以上，表面質(zhì)量同類于進(jìn)口酸洗促進(jìn)劑的效果。
文檔編號C23G1/06GK102634807SQ20121014391
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者李光輝, 李輝若, 王智炎, 田飛, 聶建新 申請人:湖南華菱漣源鋼鐵有限公司, 湖南華菱漣鋼薄板有限公司