不锈钢酸洗范文

不锈钢酸洗范文（精选8篇）

不锈钢酸洗 第1篇

430不锈钢在常温下为铁素体型不锈钢,具有较好的塑性,其冷轧产品具有良好的深冲性能,已广泛应用于燃气灶面板、家电外壳、餐具及洗衣机内桶等[1]。430不锈钢为含碳量较高的含铬不锈钢,其冷轧产品的应用范围取决于冷轧板的表面质量。而冷轧工艺前的热轧退火过程会在表面产生一层黑而坚硬的氧化皮,其主要成分为Fe2O3和Cr2O3,与基体的结合力较大[2,3,4],会对后续的酸洗效率产生较大的影响,并对冷轧板的表面质量产生重大影响,其表面氧化皮去除不尽会造成各种冷轧板产品质量问题[2]。

鲁兹纳公司发明的电解酸洗技术[5]目前已大量应用于不锈钢带钢的酸洗中。电解酸洗通常分为2个步骤:中性盐电解和混酸酸洗。中性盐电解除了去除少量的铁铬氧化物外,主要是利用电解过程中产生的大量氢气和氧气使带钢表面的氧化皮爆裂疏松,对带钢表面的氧化皮产生机械剥离作用,以提高后续的混酸酸洗效率。混酸酸洗的酸液主要为硝酸和氢氟酸混合溶液。硝酸在混酸酸洗过程中起主要作用,不但能够溶解铁铬的氧化物,生成Fe3+和Cr3+ ,还能够有效地改善酸洗后不锈钢的表面质量。氢氟酸在混酸酸洗过程中也起着重要的作用,氟离子将过剩的Fe3+和Cr3+结合成复杂的氟配位化合物,减少溶液中游离Fe3+和Cr3+的含量,促进酸洗反应的进行,有效提高酸洗效率,同时氢氟酸对氧化皮中少量硅的氧化物有很好的去除效果[6,7,8]。

本工作在分析430热轧带钢表面氧化皮结构的基础上,对影响电解酸洗及混合酸洗的各个因素进行试验研究,以确定430不锈钢最佳的酸洗工艺参数,提高430热轧不锈钢表面氧化皮的去除效率。

1 带钢表面氧化皮的结构分析

从热轧钢卷中取带钢带头和带尾的钢片分别进行上下表面氧化皮的结构分析,分析的方法为将所取试样的截面制成金相试样,在光学显微镜下进行观察,以读取氧化皮的厚度和观察其结构特征。

图1和图2分别为430不锈钢带钢带头和带尾氧化皮的形貌,图中黑色部分为固定试样的环氧树脂,白色部分为金属的本体。由图可看出,热轧430不锈钢表面的氧化皮存在明显的分层现象,靠近基体的氧化皮为灰色,结构致密,外层为黑色,结构比较疏松。带钢上下表面的氧化皮致密性存在一定的差异,下表面的氧化皮相比上表面更为致密,上下表面氧化皮的厚度没有明显差异。带钢带头和带尾的氧化皮则厚度存在较大的差异,带头氧化皮的厚度约为10 μm,而带尾部分氧化皮的厚度只有5 μm左右。

2 酸洗工艺参数的确定

2.1 试样制备

将热轧后厚度为3 mm的430不锈钢板卷截成20 mm×50 mm,其重约(24.5±0.1) g;先用丙酮洗去试样表面残留的油污,再用清水冲洗干净,在烘箱中烘干备用。

2.2 电解酸洗

电解酸洗采用的电解液为一定浓度的Na2SO4溶液。先将试样作为阳极电解一定时间后,再反接电源使试样变为阴极,根据试验结果,确定阴阳极的处理时间比为1 ∶2。

最佳电解工艺参数采用正交试验方法确定。在进行正交试验前先进行单因素条件下的电解酸洗试验,试验结果表明,在影响到电解酸洗的诸因素中,电流密度在4~8 A/dm2,电解液温度在70~80 ℃,硫酸钠浓度在5%~20%内均具有较好的电解效果。为此选择电解液温度,电流密度和电解液浓度3个因素进行条件试验,各因素分别确定3个水平。

2.3 混酸酸洗

混酸酸洗是将配好的混酸溶液盛入聚四氟乙烯烧杯,将烧杯置于恒温水浴锅中加热,当混酸溶液达到所需的酸洗温度时,将经过电解酸洗的试样浸入混酸溶液中不断搅拌,至酸洗所需的时间后将试样取出,用清水冲洗干净,烘干后用电子天平称重。

影响不锈钢混酸酸洗速度的主要因素有硝酸浓度、氢氟酸浓度和酸洗温度。为了确定这些因素对酸洗速度的影响,应用正交试验来优选最佳工艺参数,为此,选取了酸洗温度、硝酸浓度和氢氟酸浓度3个因素,各因素分别取3个水平。

2.4 混酸酸洗时间

混酸酸洗时间过短氧化皮去除不完全,酸洗时间过长则会造成过酸洗的缺陷,同时由于酸洗液中含有氢氟酸,会造成不锈钢的晶间腐蚀,给产品质量带来重大影响,因此确定合理的混酸酸洗时间对不锈钢酸洗质量十分重要。本工作在确定电解酸洗和混酸酸洗工艺参数的前提下,通过改变混酸酸洗时间来评判其对酸洗效果的影响。

2.5 效果判断

采用失重法进行酸洗效果评判,通过称量试样酸洗前后的失重量来考察特定酸洗工艺参数下酸洗去除氧化皮的效果。

3 结果与讨论

3.1 电解酸洗工艺参数的影响

硫酸钠溶液浓度为5%,10%,15%;电流密度为4,6,8 A/dm2;电解液温度为70,75,80 ℃;电解时阴极处理时间为10 s,按照阴阳极的处理时间比例,确定阳极处理时间为20 s。正交试验所得结果见表1。

从表1可看出:温度和电流密度的正交对电解酸洗的效果影响是显著的,温度和电流密度增大有利于提高电解酸洗的速率;硫酸钠浓度的变化对酸洗效果影响相对不显著。综合考虑电解效率及酸洗成本,最终确定最佳工艺参数为:溶液温度75 ℃,电流密度4 A/dm2,Na2SO4溶液浓度为10%,电解时间为30 s。

3.2 混酸酸洗工艺参数的影响

根据单因素试验结果,酸洗温度在50~60 ℃内较为显著,故选择水平为50,55,60 ℃,而硝酸浓度则选60,70,80 g/L,氢氟酸浓度选择10,20,30 g/L,从而确定了一个3因子3水平试验样本。酸洗时间统一选定为25 s,正交试验结果见表2。

从表2可以看到:4,5,7,9组试样的失重量较大,均达到50 mg以上,其中第4组较大,而所用的硝酸和氢氟酸的浓度较低,酸洗的温度也较低。为此,综合考虑酸洗效率与经济性,确定第4组试验条件为430不锈钢混酸酸洗最佳工艺参数,即酸洗温度为55 ℃,硝酸浓度为60 g/L,氢氟酸浓度为20 g/L。

在最佳混酸酸洗工艺条件下,酸洗时间和酸洗后试样的失重量之间的关系见图3。

从图3可以看出,酸洗时间在60 s之前,试样的失重量随酸洗的进行快速增加,说明试样表面的氧化皮在酸洗液中溶解较快,其主要反应为氧化铁与混酸间的反应,当酸洗时间大于60 s后,试样表面大部分的氧化皮已经被混酸溶解。酸洗后的试样表面形貌见图4。在酸洗80 s后,试验表面残存氧化皮的量已很少,除残存氧化皮被酸溶解外,金属本体将与混酸发生置换反应,由于这一反应速度很小,失重量较小,曲线明显走平,这一过程一直进行到110 s;之后只发生混酸与金属基体间的反应。热轧430不锈钢上下表面氧化皮在酸中的溶解速度是不同的,上表面经100 s酸洗后,附着的氧化皮已完全溶解,而下表面的氧化皮经120 s还存在少量残留,这一结果与表面氧化皮的结构分析结果是一致的。据此确定混酸酸洗时间为100 s。

3 结 论

(1)430不锈钢热轧板表面氧化皮带头和带尾的厚度存在较大的差异,前者约为后者的2倍,而上表面氧化皮相对于下表面更为疏松。

(2)采用电解酸洗和混酸合酸洗才能有效去除430不锈钢表面氧化皮,从而有助于获得较好的表面质量。其最佳工艺路线为先在电流密度4 A/cm2、电解液温度为75 ℃的10%硫酸钠溶液中电解30 s,然后在温度55 ℃,60 g/L 硝酸,20 g/L 氢氟酸的混酸溶液中酸洗100 s。

参考文献

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不锈钢酸洗 第2篇

关键词：不锈钢压力容器；酸洗；钝化；防污染

中图分类号：TQ052.4 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）18－0041－01

不锈钢材料在加工过程中会出现黑色、黄色的氧化皮，为了提高不锈钢压力容器的外观和耐蚀性，加工过程中的不锈钢压力容器零件等需进行防污染处理，完工后不锈钢压力容器需进行酸洗、钝化。去除焊接、高温加工处理后产生的氧化皮，使之银亮有光，并使处理后的表面形成一层以铬为主要物质的氧化膜，不会再产生二次氧蚀，达到钝化目的，从而提高不锈钢制品的表面的防腐质量，延长使用寿命。

首先在制作不锈钢压力容器过程前，不锈钢材料上应有清晰的入库标记，该标记应采用无氯无硫记号笔书写，不得打钢印，不得使用油漆等有污染的物料书写。不锈钢原材料应按钢号、规格、炉批号分类在室内放置，并与碳钢材料之间有严格的隔离措施。不锈钢压力容器的制造应有独立、封闭的生产车间或专用固定生产场地，应与碳素钢制品严格隔离，不锈钢压力容器如附有碳素钢零部件，其零部件应分开制造。为防止铁离子和其他杂质的污染，不锈钢压力容器生产场地应保持清洁、干燥，严格控制灰尘，地面应铺设橡胶或木质垫板。生产中应使用专用的滚轮架、吊夹具以及工装设备，且不可与碳钢类的混用。不锈钢工作场地的操作人员和需要进入工作场地的其他工作人员，必须换上软底鞋，严禁穿带铁钉的鞋进入场地。不锈钢零部件，应配有木质堆放架，不得任意堆放。在不锈钢部件周转和运输过程中，应配备必要的防铁离子污染和磕碰划伤的运送工具。

不锈钢板下料时，应将不锈钢板移至专用场地下料，严禁在不锈钢材料垛上直接切割下料，加工过程中不锈钢材料表面严禁用钢针划线和打样冲眼。向不锈钢材料上移植的材料标记和检验员的确认标记应用无氯无硫的记号笔书写，同时做好下料的书面记录。不锈钢板应采用等离子切割或机械加工下料。当采用机械加工下料时，机床应清理干净。不锈钢板卷圆时，应用无铁离子的材料覆盖卷板机的轧辊表面。不锈钢封头采用热成形时，应严格控制炉内温度以及始压温度与终压温度，并做好记录。不允许与碳钢封头同炉加热。

壳体组装过程临时所需的楔铁、垫板等与壳体表面接触的用具，应选用与壳体相当的不锈钢材料。不锈钢压力容器严禁强力组装。组装过程中不得使用可能造成铁离子污染的工具。不锈钢材料在制造过程中，严禁用铁锤或铁器直接敲打，必要时可用不锈钢胎具隔离且不得产生捶击烙印。制造不锈钢压力容器时，应避免尖锐、硬性物质擦划伤不锈钢表面。进入容器内工作，应铺设软衬垫。不锈钢压力容器的施焊不得用碳钢类材料作为地线搭铁。地线搭铁应紧固在工件上，但禁止用点焊方法固定。不锈钢压力容器施焊前需用丙酮或酒精将接头处的油污等杂物清洗干净。采用等离子切割的坡口应打磨至呈金属光泽。焊接时，不允许在不锈钢非施焊表面直接引弧。采用手工电弧焊焊接时，在接头两侧100 mm范围内应有防飞溅涂层，以易清除焊接飞溅物。在不锈钢压力容器表面处理之前，所有的焊缝修补工作应结束，压力容器表面的焊接飞溅物、溶渣、凹坑、油污等杂质均应清除干净。在表面处理过程中，禁止用碳钢刷清理不锈钢压力容器的表面。不锈钢容器采用机械抛光时，抛光磨料一般应选用氧化铝或氧化铬，不得使用铁砂作磨料。

酸洗、钝化处理应在产品完工，经检验且清除表面毛刺、飞溅，压力试验合格后进行。可采用酸洗液、钝化液浸泡的方法，也可采用在不锈钢表面涂敷酸洗钝化膏的方法进行。

酸洗液配方：①40%HCL＋10%HNO3＋50%H2O；②40%HCL＋5%HNO3＋5%H2SO3＋50%H2O。

钝化液的配方：①60%HNO3＋40%H2O；②50%HNO3＋50%H2O。

钝化膏一般为外购。

酸洗钝化前一般采用丙酮或工业清洗剂清除不锈钢表面的油污等其他污染物。如发现划痕、凹坑则应打磨至圆滑过渡后，才允许酸洗、钝化处理。对于能放入酸洗槽内的小产品或零部件可采用浸泡法，将部件浸入酸洗液内，浸泡10 min左右，用不锈钢钢丝刷不断擦刷，清除氧化物，部件湿润20 min左右，然后用清水将表面清洗冲刷干净。尺寸较大的产品及构件采用酸洗钝化膏涂敷法，在不锈钢表面用毛刷将酸洗钝化膏涂敷约1～2 mm厚，保持1 h左右（或按使用说明书要求），然后用不锈钢钢丝刷不断擦刷，用清水冲洗干净，表面不得留有残余物。如在冬天进行酸洗钝化，膏剂可延长保留时间。酸洗钝化如一次达不到效果，可进行第二次。对于热压封头或热处理表面，应相对延长浸泡和涂敷层保留时间。

酸洗钝化后，用酚酞试纸检查呈中性；有抗晶间腐蚀要求的不锈钢压力容器表面处理后，应进行蓝点法检查，以无蓝点为合格。

酸洗液及工业盐酸（HCL）、工业硝酸（HNO3）、工业硫酸（H2SO3）等属危险品，应妥善保管和回收。操作工在进行操作时，应穿戴好酸洗工作服、工作帽、橡皮手套、胶靴、口罩、眼镜等保护用品。酸洗时应保持作业场地的通风良好。

不锈钢压力容器制造完毕后，所有密封面和管口应及时用盖板盖好，并采取适当的保护措施。不锈钢压力容器运输时，应避免与黑色金属接触，不应用可能擦伤容器表面的硬质材料作垫块，以防止铁离子污染和设备表面的损伤。

On Stainless Steel Pressure Vessel Pollution

Prevention and Pickling, Passivation Problems

Chen Hong

Abstract: Stainless steel material during processing will be black, yellow oxide, stainless steel pressure vessel in order to improve the appearance and corrosion resistance, the processing of stainless steel pressure vessel in need of pollution prevention and other parts handling, stainless steel pressure vessel to be completed pickling, passivation.

Key words: stainless steel pressure vessel; pickling; passivation; pollution prevention

不锈钢酸洗工序的污染防治 第3篇

关键词:不锈钢;酸洗;污染防治

所谓不锈钢主要意思是指耐空气、水、蒸气等弱腐蚀介质以及酸、盐、碱等化学浸蚀性介质腐蚀的钢, 俗称不锈耐酸钢。在实际的应用中, 人们通常将耐弱腐蚀的介质腐蚀钢统称为不锈钢, 而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异, 前者不一定耐化学介质腐蚀, 而后者则一般均具有不锈性。不锈钢中的合金元素Cr (铬) 的含量达到一定值时, 钢才有耐蚀性。这些物质大大的提高了不锈钢的耐腐蚀性, 用来满足各种使用中对不锈钢组成和它的性能要求。这成分中其中有大量的氧化铬以及氧化镍, 甚至还有难以溶解的氧化铁铬。这就需要用酸洗的工序去清楚表层的氧化膜[1]。

1 不锈钢酸洗工序

对于不锈钢表面的清洗处理主要是以酸洗为主要方法。由于氧化铬很难在一种酸中溶解, 所以我们在进行酸洗中经常会使用到硫酸、硝酸以及各种的混合酸。运用不同的酸洗工序就会适用到不同浓度的算。硫酸、氢氟酸以及硝酸分别是2%、2%和20%的浓度。进行生产时会消耗各种酸, 这时需要继续不断的添加用以确保酸能够满足酸洗工序中的需求。酸洗工序进行一段时间后, 酸洗中发生了化学反应会产生很多新的成分与杂质, 相对也比较复杂, 影响了酸洗的速度和效率。所以需要更换酸洗工序中的酸洗液。大概更换期限为30天。酸洗过后, 不锈钢表层会残留一些酸洗液, 处理时先用温水清洗, 然后要在一定期限内更换清洗水, 一定要将其投入污废水的装置中进行处理, 以免造成环境的污染[2]。

2 不锈钢酸洗中产生的污染物

在酸洗过程中会造成大气污染。主要产生的污染物为酸雾。那么在清洗工作中必须进酸洗工具槽进行蜜蜂处理, 加强通风排风的工作。这样可以有效的减弱在酸洗工序进行中产生酸雾的过量排出。

这种酸洗工序进行中, 产生的废弃酸、氧化铁皮等沉淀物会对处理装置中的水构成一定量的污泥。这种氧化铁皮中包含有被酸洗所腐蚀溶解的铬、镍、铁等物质。而废弃的酸中只要含有硝酸铁、硝酸亚铁、硝酸镍、硝酸铬、硫酸镍、硫酸铬以及废水等。《国家危险废物名录》中明确规定了含有铬的废物HW21以及含有镍的废物HW46等均为高度危险的废弃物。因此, 在进行酸性工序中要加强对废弃物的处理[3]。

3 对酸洗工序的污染治理

虽然对废气的处理工序处理相对简单, 但是酸洗中产生的废弃经过工具手机后, 再用鼓风机棘手。这时候废气与吸收液[Ca (OH) 2+Na2S]能完全接触。废气里的氧化物与氟化物在与吸收液产生一定发硬。这样废气才能得到一定的处理, 再经过排气装置排出。

对酸洗的废气处置后的效果进行分析, 再根据同类型的企业中进行酸洗处理废气的工序达到的环保设备检测结果显现。处理过后的废气中, 一定量的氟化物以及NOX都达到了《大气污染综合排放标准》中的所体现的二级标准。

根据以上所提出的杂质沉淀物的处理, 在进行时, 可以采用第二次中和沉淀物的方法进行处理。在第一次进行处理时, 反应池中的PH数值控制在8-9之间, 废水中产生了一些氢氧化锘以及氢氧化铁的沉淀物, 第二次进行处理时PH数值控制在10-12之间。再在进行时假如一定量的氯化钙, 可以适量的提高Ca2+浓度, 从而除去F-, 使得二者之比为2:1。在进行这两次的沉淀池内加入一些PAM絮凝剂, 加速了沉淀的速率。这样就可以有效的用于酸雾净化的装置。再将沉淀了的污泥排入干化池内进行脱水处理[4]。

对于废水处理的效果进行分析, 再根据同类型的企业进行废水处理工序中的检测结果显示, 经过处理后的废水的氟化物以及PH值都达到了《污水综合排放》的标准[5]。

酸洗过程中的不锈钢同时也会产生废气的酸液已经废气的氧化铁皮。这些杂质是经过了水处理装置的处理之后才产生出的污垢。参照国家的废物标准, 这些废物都属于危险的废物。所以应该委托一些有这方面资格的公司进行专业化的清楚处理, 并且在处理时产生的总铬、总镍等化学物可以进行一定量的提取, 得到铬盐和镍盐, 这些物质在工业生产中还有再次利用的价值[6]。

4 结论

对于不锈钢的酸洗, 在进行时会产生很多的污染物, 并且种类繁多, 产生数量很大。较多数的污染物多具有强酸性, 对环境会造成很大的危害。其次在对酸洗的废气进行处理手机后, 与吸收液Ca (OH) 2与Na2S要完全的接触。这样的情况下废气的污染程度才可以达到标准从而进行排放处理。另外在对不锈钢进行酸洗废水时要采取二次的中和沉淀方式, 不同的反应会在沉淀池中有不同的PH数值。根据不同的数值提高污染物沉淀性。达到高效率的去除污染物。这其中产生的含有酸性的重金属的废弃物都是较为危险的废弃物。所以一定要合理合法的处理, 如果无法处理则需要更专业性的资格单位进行操作。

参考文献

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不锈钢酸洗 第4篇

本文综述了酸洗废液中酸及金属的回收方法、原理及优缺点,着重介绍了酸的扩散渗析、双极膜电渗析、蒸酸和焙烧回收技术,以及金属盐的中和沉淀、析晶、离子交换树脂和萃取回收技术。

1 酸洗废液的组成及危害

不锈钢酸洗通常采用硫酸及硝酸-氢氟酸的混合液进行两道酸洗。酸洗废液的主要成分见表1[1,2,3]。

酸洗废液的主要危害是侵蚀废水管道和钢筋混凝土等,渗入土壤会造成土质钙化,农作物减产,其中的重金属离子会污染水体,毒害生物,危害人类健康[4,5]。

2 酸的回收方法

2.1 膜法

膜法可回收盐酸、硝酸-氢氟酸混合酸、硫酸-盐酸混合酸等。酸洗废液主要含硝酸-氢氟酸混合酸,可采用膜技术中的扩散渗析和双极膜电渗析技术进行回收。

2.1.1 扩散渗析

扩散渗析是一种有效、节能的工业分离方法,原理是根据两种溶液的浓度差,采用阴离子交换膜使两种溶液分开[6]。扩散渗析原理见图1。在阴离子交换膜两侧,酸洗废液和自来水以逆向方式循环流动,阴离子膜本身所带的正电荷吸引酸根离子(An-),使其透过膜进入自来水的一侧,而金属阳离子(Men+)由于膜上正离子的阻碍不能透过膜[5,7]。扩散渗析能回收氢氟酸和硝酸。为了防止膜被污染,酸洗废液中的悬浮固体质量分数必须低于(2～3)×10-6,常采用双层过滤装置来避免膜被堵塞。该技术已在瑞士应用于不锈钢酸洗池,技术可行,效果较好。

2.1.2 双极膜电渗析

双极膜电渗析适用于经碱中和后的大流量废液,尤其适合酸洗废液中硝酸和氢氟酸的再生,回收的酸进入酸洗池,分离后的金属盐沉淀处理[8]。双极膜电渗析原理见图2。双极膜两侧的自来水与酸洗废液逆向流动,电极电解水促进阳离子透过阳极膜,阴离子透过阴极膜,从而实现废液中酸和金属盐的分离。由于阴极和阳极进行水的电解,需补充一定量的水。双极膜电渗析的缺点是双极膜容易被K2SiF6污染,当酸洗废液中含有Si4+时,不宜使用双极膜[2]。该技术的电能消耗和设备成本将很大程度上影响电渗析运营的成本,而且会产生大量的金属氢氧化物污泥。尽管有上述缺点,双极膜电渗析作为一项新技术,已在奥托昆普不锈钢厂使用,利用回收的硝酸和氢氟酸减少酸的使用费用,同时降低了50%的新鲜水量。

2.2 蒸酸法

酸洗废液中硝酸和氢氟酸的蒸气压比较高,极易挥发[9]。因此酸洗废液可加入硫酸进行处理。其反应机理如下[2]。

使用过的硝酸和氢氟酸在酸洗阶段浓缩并重复使用,金属硫酸盐通过加入石灰中和沉淀,脱水后可作为烧结添加料使用。该法可回收酸,但设备投资大,运行费用高。赵俊学等[10]通过向酸洗废液中添加硫酸,实现了硝酸和氢氟酸的浓缩,减少了废物排放量。

2.3 焙烧法

焙烧法是将废酸经预浓缩和预热后焙烧,焙烧后的气相产物经吸收后形成浓度高于废酸、体积小于废酸的再生酸。焙烧技术适用于酸洗废液中硝酸和氢氟酸的回收,其中PYROMARS喷雾焙烧法使用较多[11],反应机理如下,喷雾焙烧法流程示意见图3。

2FeF3+3H2O=Fe2O3+6HF

2HNO3=NO2+NO+O2+H2O

NO2=NO+1/2 O2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO+1/2 O2=NO2

酸洗废液焙烧前经过预浓缩,然后在焙烧反应器中进行分解反应。再生酸中包含未反应的游离酸和再生的氢氟酸和硝酸,再生酸可返回用于不锈钢酸洗工序[9]。

酸洗废液回收技术的优缺点见表3[2]。

3 金属的回收方法

酸洗废液中除了含有大量的酸根阴离子外,还含有大量的金属离子如Fe3+,Cr3+,Ni2+等。回收工艺不仅应考虑酸的回收,还应实现金属的回收。

3.1 中和沉淀法

中和沉淀是传统的废液处理方法,目前仍广泛应用。通过加入石灰、NaOH或KOH对酸洗废液进行中和沉淀。反应机理如下。

铁、铬和镍的氢氧化物沉淀脱水后进行焙烧,反应机理如下。

回收的金属氧化物返回做烧结原料或转炉添加料。该方法简单实用,不需要复杂的设备,但需要消耗大量的化学药剂。

3.2 析晶技术

析晶技术适用于酸洗废液的处理,是基于金属盐在水和酸中具有不同的溶解度的原理。该方法无需中和自由酸离子即可得到纯度较高的金属盐[2]。反应机理如下[12]。

酸洗废液经过加热浓缩后,通过间接冷却结晶、气旋结晶或真空冷却结晶使金属盐析出[6],主要为K2FeF5·H2O和CrF3·2H2O,金属氟化物再经焙烧处理后以金属氧化物形式存在。Gailvez等[12]对酸洗废液中Fe3+和Cr3+的结晶析出进行了动力学研究,向废酸中加入氟化钾或氢氧化钾,发现晶体生长速率与晶体初始尺寸呈线性关系,在65℃时能获得较大的晶体初始尺寸,析晶效果好。

析品技术减少了化学药剂的消耗,但浓缩后的废液镍浓度高,使酸溶液呈血红色,且在结晶过程中增加了结垢的风险。

3.3 离子交换技术

离子交换法处理酸洗废液是利用离子交换树脂或纤维活性基团附着交换离子(H+、Na+、OH-等),从废酸溶液中交换酸根离子或金属离子来实现不同酸及金属盐之间分离的一种方法[4]。阳离子交换树脂中的可供交换阳离子与酸洗废液中的Fe3+、Cr3+和Ni2+进行交换,再用氢氧化钠对饱和树脂进行解吸。阴离子交换树脂中的可供交换阴离子与F-和NO3-进行交换,然后用漂洗水进行解吸[13]。离子交换树脂处理酸洗废液的流程示意见图4[14]。

离子交换树脂能处理金属离子含量低的酸洗废液,回收金属盐和酸。Recio等[15]利用Amberlite IR120型离子交换树脂吸附酸洗废液中的Fe3+、Cr3+和Ni2+,吸附后的酸洗废液浓缩后循环用于酸洗池。该树脂耐酸性强,运行稳定,处理效果较好。

酸净化装置(APU)法的离子交换树脂粒径为普通树脂粒径的20%～25%,比表面积很大,树脂用量为普通树脂的5%。该树脂安装在酸洗装置上可连续运行,硝酸回收率为97%,氢氟酸回收率为92%,回收的硝酸和氢氟酸可回用于酸洗工序。

3.4 萃取技术

萃取技术是用液态萃取剂处理与之不互溶的双组分或多组分溶液,实现组分分离的传质分离过程,利用相似相溶原理[16],其工作原理见图5。采用液-液萃取方式提取酸洗废液中的重金属,将酸洗废液和萃取剂充分搅拌混合后,根据酸洗废液中Fe3+、Cr3+和Ni2+在不同溶液中溶解度的差异,金属离子通过相界面由酸洗废液向萃取剂中扩散,搅拌停止后,静置,两相溶液因密度差而实现分离,一层以溶剂S为主,包含了溶质A,含绝大部分金属离子(Fe3+、Cr3+和Ni2+),为萃取相,以E表示;另一层以原酸洗废液B为主,含绝大部分酸根离子(F-和NO3-,为萃余相,以R表示。萃取相和萃余相各自进行反萃取,剩余的溶剂用于循环萃取,反萃取后的金属离子经沉淀、焙烧后作为添加料,反萃取的氢氟酸和硝酸返回酸洗池循环使用。

日本川崎钢铁厂采用萃取技术提取酸洗废液中的Fe3+,得到晶体Fe2O3,萃取残液中的Ni2+和Cr3+以铁酸盐的形式存在[17]。Benedetto等[18]通过添加盐酸或硫酸使酸洗废液中的金属离子形成金属配合物而减少被萃取量,然后采用磷酸三丁酯烷烃萃取硝酸和氢氟酸,经水洗得到硝酸和氢氟酸。萃取技术工业化生产中铁的回收率为95%,硝酸回收率为95%,氢氟酸回收率为70%。

金属回收技术的优缺点见表4[2]。

由表4可见,各种技术都有优缺点,通过各种技术的组合,可以达到更好的效果。Dufour等[19]采用析晶、沉淀和离子交换树脂相结合的技术处理酸洗废液,回收了全部的金属盐,并能回收和再生硝酸和氢氟酸,硝酸和氢氟酸可返回到酸洗池中二次使用。

4 结语

单纯回收酸洗废液中的酸或金属盐,都会造成其他有用成分的浪费。膜技术、蒸酸技术和焙烧技术是有效的废酸再生技术;中和沉淀技术、析晶技术、离子交换技术和萃取技术是有效的金属回收技术。但各种技术都有其优点和缺点,应将多种技术组合应用,以取得最佳效果,并在设备投资、运行成本、环境保护等方面获得最佳平衡点。要增强对新技术的投入和研发,对原流程实施技术改进,以实现酸洗废液中金属盐和酸的双重回收。

摘要：介绍了不锈钢酸洗废液的来源、组成和危害。综述了酸洗废液中酸及金属的回收方法、原理及优缺点,着重介绍了酸的扩散渗析、双极膜电渗析、蒸酸和焙烧回收技术,以及金属盐的中和沉淀、析晶、离子交换树脂和萃取回收技术。指出将多种技术进行组合,可实现酸洗废液中金属盐和酸的双重回收。

不锈钢酸洗 第5篇

1 退火酸洗线工艺相关内容概述。

(1) 退火工艺。该生产线的退火炉为卧式连续性的退火炉, 可以对热轧300 系不锈钢和400 系超纯铁素体不锈钢进行退火, 对不锈钢带进行退火的目的在于使不锈钢带发生结晶、软化, 提高其耐腐蚀性能, 改善其酸洗性。对热轧纯铁素体不锈钢带进行退火是为了使得组织发生结晶, 降低带钢的硬度, 改善成品的抗皱性。

(2) 酸洗工艺。酸洗工艺通常使用硫酸和混合酸进行联合酸洗。首先使用硫酸对其进行酸洗去除带钢表面的氧化层, 并且使得残留的氧化层变得松散易脱落;其次, 使用混合酸进一步去除残留的氧化层, 使带钢表面生成一种保护膜。在酸洗的过程中需要注意几个方面的问题:在使用硫酸酸洗带钢时使用的硫酸必须是高浓度的, 使用混合酸进行酸洗时, 采用较高的温度和浓度;混合酸酸洗热轧不锈钢带属于放热反应, 钢体表面很容易出现过高的现象, 如果温度过高, 很容易造成过酸洗现象。

2 热轧钢带退火酸洗线工艺的流程

热轧钢带退火酸洗工艺的具体流程为: 开卷→矫直→入口剪切→焊接→入口活套→退火炉 ( 或过退火炉外侧底端通道) →气雾冷却+水冷→烘干→破鳞→抛丸除鳞→ 1 号刷洗→硫酸预酸洗段→ 2 号刷洗→ 1 号混酸酸洗段→ 3 号刷洗→ 2 号混酸酸洗段→ 4 号刷洗→烘干→出口活套→带钢表面清洁→三辊反弯→出口剪切→卷取。

3 热轧不锈钢酸洗线工艺的相关设备

(1) 出入口设备。出入口的设备包含卷纸机、1 号和2 号开卷机、1 号和2 号矫直机、剪刀和废料收集装置等等。具体参考如图1 所示, 该设备的优点在于通过废料收集小车进行回收再利用, 在节省了设备投资方面也节省了空间。在出口段, 主要有三辊反弯机、 出口剪、卷取机、 送纸机几部分构成。

(2) 出入口的活套。该生产线有两个活套系统, 共分四层。活套与支撑小车之间通过弹簧马达进行连接, 当活套充套时, 支撑小车便依照特定的顺序依次分开, 通过弹簧马达使每个支撑小车保持在特定的位置, 这种弹簧马达装置可以很好地防止支撑小车脱离特定位置, 而且操作维护简单, 安全性较高。卷扬机上配备有特殊的钢丝绳, 它可以借助传动杆的转动, 使得钢丝绳的传输方向和卷扬机的方向保持一致, 以防发生安全事故, 还可以延长该设备的使用寿命。

4 退火炉

该生产线配备有卧式的退火炉, 在生产设计上改变了传统的退火炉只有一个炉内通道的缺点, 设置有两个连续的炉内通道;同时, 在该设备的前后两端配备有焊接平台, 在使用过程中不需要像传统退火炉那样进行测试, 大大节省了生产时间。该退火炉共分为两大段, 前一段是用于气雾的冷却, 后一大段适用于水冷, 这样设计的目的在于更好地控制炉内的压力, 减少带钢的氧化过程。

5 研磨刷洗机器

该生产线的三个刷洗机都采用具有摆动装置的刷洗机器, 其作用是为了除去带钢表面的氧化物和其他杂物, 从而为进一步酸洗提供良好的条件, 同时, 它还能够减少酸雾的排放, 对于环境保护也是具有一定作用的。

(1) 刷对刷压下系统机器技术。与传统的刷对刷系统相比, 该系统安装了支撑辊, 它的作用在于可以通过手动的方式实现螺旋的升降。在系统运行过程中, 该系统技术可以根据电流的大小实现上下刷辊的压下量的自动调整, 大大降低了生产成本。

(2) 摆动装置。为了解决带钢接触部分的磨损, 从而使得刷洗效果下降的问题, 该生产线把刷辊设计成可以左右移动的模式, 通过刷辊的左右移动实现两部分的均匀磨损, 从而在很大程度上延长了设备的使用寿命, 降低成本。

(3) 边部检测装置和喷射冷却装置。探测装置的安装使用光电感应装置, 可以将信号传输给控制系统, 实现刷辊的左右移动和均匀磨损。冷却装置的目的在于减少生产过程中, 因摩擦生热导致的刷毛硬化问题, 有效防止刷毛因压力过大造成破碎的问题。冷却装置的使用可以延长刷辊的使用寿命, 同时降低生产成本。

(4) 不锈钢带的酸洗过程。酸洗段总长度为27 m, 由1 号研磨刷洗、 硫酸酸洗、2 号研磨刷洗、 1 号混酸酸洗、3 号研磨刷洗、2 号混酸酸洗、4 号尼龙刷洗组成, 热轧300 系不锈钢带钢最大酸洗速度为100m/min, 热轧400 系不锈钢带钢最大酸洗速度为75m/min。酸槽采用浅槽紊流形式, 同时配备有自动的配酸系统, 能够有效的节约酸洗液的食用量, 整体提高酸洗的效果和生产效率, 降低生产成本。

6 小结

本文所研究的生产线使用了非常先进的热轧不锈钢带退火酸的相关设备和技术, 保障该生产系统的正常运行, 另外可以有效的降低生产成本, 提高酸洗产品的质量。

摘要：相关研究表明, 我国现有的热轧不锈钢退火酸洗线的产能普遍较低, 消耗的能源过多, 导致生产成本偏高。本文旨在热轧不锈钢工艺的生产流程及相关设备的基础上, 进一步探寻热轧不锈钢退火酸洗线的新工艺、新方法。

关键词：热轧不锈钢,退火酸洗线工艺,装备技术

参考文献

[1]李登超.不锈钢板带材生产技术[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[2]王国华.σ相的析出对双相不锈钢组织性能的影响[J].中国冶金, 2011, 21 (06) :15.

不锈钢酸洗 第6篇

瞄准市场搞研发

太原贝特尔生物化学技术有限公司 (以下简称贝特尔) 是一家以环保型水基润滑剂、防锈剂、镀铜镀青铜添加剂、不锈钢酸洗为研发目标的民营科技企业, 拥有一支高学历、高职称及具有大规模工业化实施发明专利经历的研发队伍。2006年, 贝特尔经山西省科技厅认定为高新技术企业。

2003年成立至今, 贝特尔始终秉持“以先进的科学技术服务于社会”的宗旨, 大胆创新, 在表面化学研究方面取得了显著成绩, 承担了国家、省、市科技计划项目4项, 技术人员拥有发明专利16项, 其中8项已经大规模实施。目前, 公司技术水平在国内同类产品中处于领先地位。创始人何明威教授, 曾先后在美国内布拉斯加林肯大学、德克萨斯大学、美国北卡罗来那大学做访问学者, 主持过多项国家、省级科研课题, 如今已是71岁高龄的何明威教授, 既是公司董事长, 又肩负着技术顾问的重担, 始终致力于率领自己的科研团队进行表面化学方面的新技术研发, 十年如一日, 培养出一批优秀的创新人才, 取得了一系列影响深远的科研成果。“去除热轧不锈钢材料氧化皮技术”是何明威和他的研发团队的一大骄傲, 这项技术开创了山西省民营科技企业获得山西省科学技术一等奖的先河, 对不锈钢行业的发展和节能减排事业具有重要意义。

去除热轧不锈钢表面氧化皮是不锈钢生产企业及不锈钢深加工企业生产工序中的一个必须的工序, 该工序主要涉及酸洗过程。钢铁行业的存在与发展必然伴随着化学酸洗的存在与发展, 同时也导致酸洗过程产生的废气、废液及废渣对环境造成的威胁。如何最大化地降低酸洗对环境造成的污染, 日益成为科技研究工作的一个重要课题。

热轧不锈钢板材、线材、管材表面均衡地覆盖着一层结构特征为尖晶石结构的氧化皮, 氧化皮致密、坚韧与基体结合牢固, 对酸呈惰性, 普通的酸洗方法不能去除不锈钢表面氧化皮。目前, 德国史道勒公司、日本五十铃制作所、捷克EKOMOR公司、意大利HENKEL公司、比利时UVK公司具备的去除不锈钢氧化皮技术主导着该领域发展, 并为国内外不锈钢生产企业所使用。这些公司所采用的技术主要分为氧化法和还原法。氧化法是指不锈钢线材在进行酸洗前, 先通过高温熔盐碱浸 (硝酸钠、氯化钠、氢氧化钠混合物, 500℃～550℃) , 使鳞皮疏松, 再用硝酸、氢氟酸混合酸酸洗;还原法是指不锈钢线材在进行酸洗前, 先通过高温熔盐碱浸 (NaH 0.2%～0.25%NaOH余量, 410℃) 使鳞皮疏松, 再用硝酸、氢氟酸混合酸酸洗。不锈钢板材通常是用抛丸处理 (机械去皮) 、电解酸洗 (Na2SO4, 5 000 A, 85℃) 、混酸酸洗 (HNO3120～180 g/L;HF:15～30 g/L) 。

但是, 使用硝酸、氢氟酸混合酸酸洗, 会使不锈钢线材表面产生氮氧化物、氟化物, 从而对环境造成污染。而且治理氮氧化物运行成本高, 且很难根治。此外, 消除或最大限度地降低氢氟酸对环境的危害, 在技术上难度相当大。而且, 用高温熔盐碱浸不锈钢线材能耗高、化学材料消耗高, 特别是用氧化型盐浴将三价铬氧化成毒性高的六价铬, 增加了环保负荷;工艺过程工序多, 造成运行成本加大。

随着人类对资源与环境的保护意识越来越强烈, 如果不改变不锈钢酸洗现状, 将会制约不锈钢行业的发展。

潜心钻研结硕果

为了解决这些问题, 贝特尔研发团队经过反复论证, 认为必须从酸洗源头入手解决问题, 并确定了研究目标, 即去掉熔盐碱浸工序, 以降低能源及化工原料的消耗, 减少环保处理负荷;不使用硝酸、氢氟酸, 改用在硫酸溶液中加入添加剂以去除不锈钢氧化皮, 减少污染, 改善工作环境;回收利用酸洗废液中的硫酸及硫酸盐, 使硫酸循环使用, 硫酸盐再利用, 最大限度地降低酸洗过程的废气、废液、废渣排放。

经过多年的潜心研究, 何明威教授率领自己的研发团队, 成功开发出“硫酸法去除热轧不锈钢氧化皮”技术, 它不需要高温熔盐碱浸, 也不使用硝酸、氢氟酸, 通过在硫酸介质中添加功能添加剂就可轻而易举地除去不锈钢表面的氧化皮。

公司技术总工李文娟告诉记者, 这项技术是在硫酸溶液中加入功能添加剂, 在70℃～95℃范围, 浸泡30～120 min后去除不锈钢氧化皮, 然后经过钝化、水洗、干燥、包装, 是对不锈钢酸洗行业的一次革命。与现有技术相比, 该技术具有七大优势:一是成本低, 酸洗每吨盘元消耗的化学材料费200元;二是能耗少, 该方法的酸洗温度小于100℃, 大大减少了能源消耗;三是工序少, 该方法去除了熔盐碱浸、抛丸等工艺, 且仅一次高压水冲洗即可, 又节省了大量水资源;四是工作效率不低于外国公司;五是维护费用低, 去除了高温碱浸及抛丸工艺, 减少了设备投入与日常维护费用;六是铁损小 (铁损小于1.5%) ;七是环保, 用硫酸代替传统的硝酸、氢氟酸酸洗液, 防止了氟化物对大气及水质的污染。由于没有氮氧化物、氢氟酸逸出, 减轻了环保负荷, 同时也减少了环保设备的投资。如果建立年清洗15万t的不锈钢线材生产线, 引进设备需要1.5亿元, 此技术所需设备费用1 500万元, 与国外酸洗线运行成本比较, 可降低化学材料消耗费用1 500万元/a, 减少环保处理费用500万元/a, 减少设备维护费200万元/a, 减少能源费用100万元/a。

“硫酸法去除热轧不锈钢氧化皮”技术属国内外首创, 经工业化应用试验, 各项技术经济指标均处于同类技术领先水平。我国三大不锈钢企业对此高度重视。太钢不锈线材厂提供了大规模工业应用试验平台, 利用该技术清洗了300系列各种不锈钢盘条3 000余t。东北特钢集团大连金牛股份有限公司提供了特种钢试验。宝钢首席工程师孟繁德教授亲自带领宝钢有关技术人员来贝特尔考察后, 直接将此技术应用于宝钢不锈钢酸洗工艺的改进中。

不锈钢带卷酸洗工艺探讨 第7篇

不锈钢以其优越的耐蚀性、美观的表面等诸多优点, 在工艺领域上得到广泛应用。不锈钢在热轧、热处理等过程中表面产生的氧化铁皮会对后续加工及表面质量产生不良影响, 需及时清除。而酸洗作为不锈钢热轧及冷轧带卷生产中去除氧化铁皮的重要工序, 其原理及工艺对于实际生产有非常重要的指导作用。酸洗方法的选择、酸洗条件的确定等直接影响到不锈钢产品的最终质量。

1 不锈钢氧化铁皮

1.1 不锈钢氧化铁皮的结构和特性

不锈钢在加热或轧制时表面会产生氧化铁皮。氧化铁皮的组成取决于钢号及铁和其他合金元素对氧的亲和力。300系不锈钢氧化铁皮中从上到下依次含有Fe2O3、Fe3O4、Fe O·Cr2O3及Ni O·Cr2O3、Cr2O3;400系不锈钢氧化铁皮中从上到下依次含有Fe2O3、Fe3O4、Fe O·Cr2O3、Cr2O3。

不锈钢氧化铁皮中主要含有Cr2O3和尖晶石Fe O·Cr2O3, 通常呈黑色, 有时呈蓝色或绿色, 为八面体等轴晶系, 玻璃光泽, 贝壳状断面, 相对密度为3.5-5.21, 熔点高达2435℃, 硬度为7.5-8.5, 在80℃温度下也不溶解于H2SO4、HCl或HNO3等无机酸。

1.2 不锈钢氧化铁皮的清除

清除不锈钢带卷氧化铁皮的方法主要有化学酸洗法和机械破鳞法。

机械除鳞法用于热轧卷酸洗前的预处理, 分为破鳞辊 (反复弯曲法) 和喷丸法, 一般两者结合使用。

化学酸洗法有酸浸法和酸液电解法两大类。酸浸法在不锈钢酸洗中一般采用硫酸、硝酸+氢氟酸等酸。其中硫酸只有在较高温度下酸洗效果突出, 所以一般用于热轧卷酸洗。酸液电解法分为硝酸电解 (钝化) 、硫酸电解法等。

另外, 在冷轧卷酸洗前设中性盐电解段用于酸洗前的预处理。

2 热轧不锈钢带的酸洗工艺

热轧不锈钢带的酸洗现多采用硫酸+混酸 (硝酸+氢氟酸) 工艺。酸洗前需机械破鳞去除部分氧化铁皮或松脆氧化皮。

2.1 硫酸酸洗

在硫酸酸洗时, 带钢表面发生下列化学反应:

Ni O+H2SO4→Ni SO4+H2O (300系不锈钢)

氧化铁皮中各种金属氧化物溶解于硫酸溶液, 生成可溶于水的硫酸化合物, 从而把钢坯表面的氧化铁皮除去。另外, 钢中的铁与硫酸溶液反应, 产生大量氢气, 氢气产生的膨胀压力把氧化铁皮从钢坯上剥下来, 这种作用称为机械剥离作用。剥离作用能加快酸洗速度、减少硫酸消耗。

对于不同钢种, 硫酸酸洗的条件略有区别, 硫酸浓度、金属离子 (Me) 含量及温度见表1。

2.2 混酸酸洗

经过硫酸酸洗后, 部分氧化层被清除, 保留的氧化层以Fe-Cr-Ni氧化物的形式存在, 一般采用硝酸+氢氟酸混合物来清除这些复杂的成分。

当不锈钢制品经过混酸酸洗槽时, HNO3与其表面Fe2O3、Fe、Cr、Ni等物质发生化学反应, 生成各种溶解性的金属盐类:

而HF与溶液中的各种金属离子发生反应, 生成一些可溶或难溶的金属氟化物:

不同钢种混酸酸洗的条件见表1。

注:酸及金属离子 (Me) 浓度单位为g/l;温度单位为℃.

3 冷轧不锈钢带的酸洗工艺

冷轧不锈钢带的酸洗现多采用混酸 (硝酸+氢氟酸) 工艺。酸洗前需经中性盐电解及硝酸电解预处理。

3.1 中性盐电解

中性盐电解法是奥地利RUTHNER公司开发的除鳞方法, 在硝酸钠 (Na NO3) 或硫酸钠 (Na2SO4) 一类的中性盐溶液中对带钢进行电解。中性盐电解采用中心导体法, 即带钢悬挂于阴极和阳极之间的电场中, 不间断的交换带钢的阳极和阴极。现电解液多采用硫酸钠 (Na2SO4) , 在电解酸洗中进行如下电化学反应:

阳极反应 (此时钢板为阴极) :

阴极反应 (此时钢板为阳极) :

整个反映过程中, Na2SO4只是作为一个导电介质, 负责电子的转移, 本身并不发生化学反应, 理论上电解质不消耗, 消耗的仅仅是水。中性盐电解的最大好处是可以溶解铬氧化物, 在电流作用下使之转化为溶于水的Cr O42-。另外, 反应生成的H2和O2从带钢表面逸出形成的力可以将表面的氧化物剥离。

中性盐电解酸洗的电解液PH值控制在3~10之间即可, 电解电流密度一般控制在10~15A/dm2。电解液浓度、温度等其他参数详见表2。

3.2 硝酸电解 (钝化)

通过中性盐电解, 能够容易地溶解氧化铁皮中的铬氧化物, 铁氧化物还需在混酸中处理。但是混酸对300系奥氏体不锈钢表面的铁氧化物可有效快速去除;而对400系, 尤其是410 (马氏体) 、430 (铁素体) 等不锈钢的除鳞性能却不稳定, 会增大钢板表面粗糙度且无光泽。而且混酸酸洗在此类钢种中还存在溶解速度慢的问题, 无法适应连续生产的要求。为了既能保持中性盐电解的特征, 又能提高铬钢的处理速度, 在中性盐电解后加入硝酸电解的方法溶解去除残留铁氧化物。而在处理奥氏体不锈钢时仍采用传统的HNO3+HF混酸酸洗法。

硝酸电解的原理如下:

阳极:

阴极:

硝酸电解的最大电流密度为6A/dm2。电解液浓度、金属离子含量、温度等其他参数详见表2。

3.3 混酸酸洗

冷轧不锈钢带的混酸酸洗原理和热轧基本一致, 铬钢经硝酸电解后不通过混酸酸洗段。相关参数具体见表2。

注:酸及金属离子 (Me) 浓度单位为g/l;温度单位为℃.

4 结语

1) 不锈钢带卷氧化铁皮的清除主要分酸洗前预处理和酸洗两个步骤;酸洗方法的选择主要取决于带卷轧制状态及钢种;

2) 热轧带卷的预处理一般采用破鳞辊+抛丸的方式, 酸洗采用硫酸+混酸 (氢氟酸+硝酸) 的酸浸法;

3) 冷轧带卷的预处理一般采用中性盐电解法;酸洗针对铬钢采用硝酸电解, 针对200系及300系奥氏体不锈钢采用混酸酸洗方法去除氧化铁皮。

摘要：本文论述了不锈钢热轧及冷轧带卷的酸洗工艺, 重点介绍了混酸酸洗工艺、中性盐电解酸洗工艺及硝酸电解工艺。

关键词：不锈钢,氧化铁皮,混酸酸洗,中性盐电解,硝酸电解

参考文献

[1]李登超.不锈钢板带材生产技术.1版[M].北京:化学工业出版, 2008:172-181.

[2]张颖.国内外不锈钢酸洗技术的进步与发展[J].不锈:市场与信息, 2011 (19) :33-41.

[3]李丽娟.不锈钢混酸酸洗工艺浅析[J].钢铁技术, 2005 (5) :46-48.

[4]殷洪.不锈钢带钢的电解酸洗[J].上海宝钢工程设计, 2002 (1) :29-32.

不锈钢酸洗 第8篇

西南不锈热轧连退酸洗段基础自动化PLC控制系统, 本着“低投入、多功能、高效益”为前提, 遵循可用性、先进性、可靠性、可维护性、安全性及开放性的原则, 遵循行业标准和规范, 要充分兼顾主体设备与其他系统对本系统的需求。注意借鉴相关工程成功的经验, 在引进先进技术、设备时既要坚持先进、适用、成熟、可靠的原则, 又要尽量减少功能冗余。为提高热轧连退酸洗线产品质量奠定基础。

1 系统配置概况

基础自动化系统采用西门子公司最新型PLC S7-300及ET200远程站系列产品。SIEMENS S7-300系列产品功能强大, 配置灵活, 有如下突出特点:

1) 高速:在程序执行方面, 极短的指令执行时间使S7-400在竞争中脱颖而出;

2) 坚固:即使在恶劣、不稳定的工业环境下, 全封闭的模板依然可正常工作;无风扇操作降低了安装费用;在运行过程中, 模板可插拔;

3) 功能完善、强大:允许多CPU配置, 功能更强、速度更快。同时, 配有品种齐全的功能模板, 充分满足用户各种类型的现场需求;

4) 强通讯能力:分布式的内部总线允许在CPU与中央I/O间进行非常快的通讯, P总线与输入/输出模板进行数据交换。K总线将大量数据传送到功能模板和通讯模板。

ET200M是一个模块化的I/O站, 具有IP20的保护等级。它可以采用S7-300可编程控制器的信号模板和功能模板进行扩展。由于它可连接的模板范围很广, 因此, ET200M适合于完成特殊的和复杂的自动化任务。ET200M是PROFIBUS-DP现场总线上的一个从站, 最大的传输速率是12Mbps。

这套PLC系统设计一台S7-300的CUP, 下面挂8个ET200M I/O远程站, 系统控制包括:酸洗硫酸段系统、混酸一区系统、混酸二区系统、1-4#刷洗系统、新酸站系统、脱氮系统。

2 PLC系统在本项目中实现的主要控制回路

2.1 换热器温度控制

酸洗用的酸温度将通过介质流经一个换热器来调节, 并且在换热器出口测量其温度。根据实际温度值和指定的设定值之间的偏差来给出控制器的输出, 操作对应的控制阀来调节进入换热器的蒸汽或者冷却水的流量, 这也是一个经典的PID调节方式, 换热器出口酸的温度控制对于酸洗的效果有直接的影响, 其换热器工艺决定加热升温较慢, 1℃需要半小时, 在PID的调节下能达到很好的效果并且能确保生产过程中温度的相对恒定。

2.2 直接加热的温度控制 (蒸汽喷射)

这里的温度 (例如:冲洗水温度) 将通过直接蒸汽喷射元件来调节。实际的温度由一个安装在适当位置的Pt100热电阻测量。根据实际温度值和指定的设定值之间的偏差来给出控制器的输出, 操作对应的控制阀来调节进入喷射孔的蒸汽流量。

2.3 通过添加脱盐水控制电导率

使用配备感应式电导率探头的微处理器分析仪表进行电导率测量, 电导率 (例如:最终清洗段) 将通过控制阀直接添加脱盐水来控制。根据设定值与实际过程变量之间的偏差, 对应的控制阀将被连锁打开或者关闭。

2.4 液位控制

液位计监控罐体液位并限位将用于控制泵或者阀等设备的动作, 并且能够产生足够的报警信号, 连锁控制泵的启/停、控制罐体的自动加料及泵的空抽保护等一系列的控制。

2.5 流量控制

通过一个电磁流量变送器测量流量来进行流量控制。分配的控制器以脉冲宽度方式控制一个开关阀或者一台添加泵, 如配酸控制。

2.6 顺序控制

控制系统根据由连接仪表测量的或者内部计算的工艺条件控制的开关功能 (例如:马达的启停, 阀门的开关, 酸洗三段的长、短酸循环的切换) 。

2.7 脱氮系统控制

使用NOx分析仪测量2#排气系统烟囱中的NOX含量。这个Nox实测值反馈给PID控制器, 它将决定喷射到加热还原炉中的氨气流量的大小。还原炉通过一体式的烧嘴控制单元控制的烧嘴加热。

2.8 烧嘴控制

烧嘴通过一个温度控制回路和烧嘴控制单元进行控制。烧嘴控制单元控制燃气和空气截止阀、以及点火变压器和火焰监视器的顺序动作。根据温度控制器的输出信号, 烧嘴的负荷由一个烧嘴定位器控制。空/燃比是通过PLC控制系统自动调节燃气阀和空气阀来达到正常燃烧。

2.9 气路泄漏检测

一个泄漏测试单元用来验证燃气截止阀的密封性能。这个测试单元控制着两个气体截止阀、以及燃气和空气压力开关, 使整个燃烧系统更加安全、可靠。

3 结论

1) 酸洗段PLC自动化系统在可用性、先进性、可靠性、可维护性、安全性及开放性各方面都达到设计的要求;同时, 作为国内自主设计调式的第一条热轧连退酸洗线也得到了同行业的认可及好评;

2) 本系统自动化水平的较高程度的应用, 降低操作人员劳动强度, 提高劳动生产率, 最重要的是提高安全生产保障能力, 特别是酸洗段都是在强酸环境下, 更能体现远程自动控制系统对操作人员的安全保障能力;

3) 本酸洗段自控系统为整条提高热轧连退酸洗线产品质量奠定了基础, 保证了带钢的酸洗质量。

参考文献

[1]邹正文.化工泵与风机控制[M].成都:四川大学出版社, 1998.

[2]王树清.过程控制工程[M].北京:化学工业出版社, 2002.

[3]吴勤勤.智能仪表设计[M].上海:华东理工出版社, 2005.