CN102851674A - 一种纯钛板带温酸洗工艺 - Google Patents

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施劲松
秦伟
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Abstract

本发明涉及一种纯钛板带温酸洗工艺，包括预清洗流程，其特征在于：所述纯钛板带温酸洗工艺在预清洗流程后，还包括如下流程：水冲洗流程、酸洗流程，所述水冲洗流程采用水温在35℃～45℃范围内的水进行冲洗；所述酸洗流程中采用溶液的成分和含量为：HNO3：190～280g/l；HF：15～45g/l；酸中金属离子含量：10～35g/l；酸洗时间：1.5～1.75min，酸液温度：35℃～45℃。本发明所提供的一种纯钛板带温酸洗工艺，可减少使用强酸溶液组合的次数，在有效降低复酸率的同时，保证对纯钛板表面进行钝化保护处理，并解决纯钛板表面的黄斑缺陷，提高了生产效率，省去了专门的钝化处理工序，降低了生产成本。

Description

一种纯钛板带温酸洗工艺
技术领域
本发明属于钛板酸洗技术领域，应用在水平(立式)连续辊道抛丸酸洗装备线上，具体地，涉及一种用于热轧钛板表面酸化学处理的混酸酸洗工艺方法，更具体地，涉及一种纯钛板带温酸洗工艺。
背景技术
酸洗通常指清洁金属表面的一种方法。一般将制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金属表面的氧化物等薄膜。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理，有的还做为轧钢厂后处理。
钛板酸洗就是使用酸溶液对表面带有氧化皮的钛板进行表面酸化学处理，去除钛板表面在高温热加工过程中形成的氧化层，并同步钝化，形成新的钝化层，以及白色的表面状态。在钛板产品中，以纯钛板酸洗具代表性。纯钛板由于其含有较多的Ti，少量提高强度的O、以及C和Fe等杂质元素，使得其在热加工过程中易形成的氧化皮的组成和结构，与碳钢、不锈钢明显不同，含有TiO2等元素的氧化物，还包括纯钛板抛丸后不可去除的C、O、Fe等元素污染的表层。
一般在水平(立式)连续辊道抛丸酸洗装备线上进行酸洗过程，纯钛板酸洗的主要工艺流程为：抛丸→预清洗→预酸洗→水冲洗→最终酸洗→最终清洗→风幕吹扫、烘干。其中，酸洗工艺段又包括腐蚀及钝化等过程。腐蚀及钝化等过程决定了酸洗表面质量和酸洗时间，而其中最关键的就是酸洗溶液的成分及配方。在酸洗过程中，钛板表面上的氧化铁皮容易除掉，所有厚度钛板也容易过酸、易产生黄斑缺陷。这些问题，造成钛板的复酸率上升，酸洗工艺也更为复杂。
为了在防止复酸率上升的同时，去除纯钛板表面的黄斑并对其进行钝化(钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法)处理，目前，国内外知名企业采用的纯钛板酸洗工艺主要有2种，相应的工艺过程和酸液成分如表1所示。
表1纯钛板酸洗工艺与酸液组成
Figure BDA0000071624240000021
由表1可知，工艺1的酸洗流程特点如下：预水冲洗、水冲洗段均采用室温水；在预酸洗段采用HCl+HF溶液，酸洗过程中不产生NOx，减少了污染，且HCl+HF溶液都是强酸，酸洗速度较快；最终酸洗采用HNO3+HF溶液，酸洗过程中产生NOx，同时HF浓度偏高，酸洗速度较快，每块板在各酸洗工艺段的时间约1.8min。然而，在预酸洗和最终酸洗两个阶段都使用含有HF溶液的强酸组合，使得酸洗过程钛板容易过酸，造成钛板的复酸率上升。
因此，需要一种酸洗工艺，所述酸洗工艺能够在减少使用强酸溶液组合的次数，即有效降低复酸率的同时，保证对纯钛板表面进行钝化保护处理，并解决纯钛板表面的黄斑缺陷。
工艺2的酸洗流程特点如下：预水冲洗、水冲洗段均采用室温水；在预酸洗段不用酸溶液；最终酸洗采用HNO3+HF溶液，酸洗过程中产生NOx，同时HF浓度偏低，酸中金属离子偏小。每块板在酸洗工艺段的时间约3min。然而该工艺流程仅在最终酸洗阶段使用HNO3+HF溶液，且溶液浓度较低，并且没有钝化流程，酸洗过程钛板容易过酸、易产生黄斑缺陷，造成钛板的复酸率上升。
因此，需要一种酸洗工艺，所述酸洗工艺能够在减少使用强酸溶液组合的次数，即有效降低复酸率的同时，保证对纯钛板表面进行钝化保护处理，并解决纯钛板表面的黄斑缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种纯钛板带温酸洗工艺，所述纯钛板带温酸洗工艺采用单混酸酸洗工艺，大幅度的降低复酸率，解决纯钛板容易过酸和黄斑缺陷，实现纯钛板在水平(立式)连续辊道抛丸酸洗装备线上，连续抛丸酸洗。
为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种纯钛板带温酸洗工艺，包括预清洗流程，其特征在于：
所述纯钛板带温酸洗工艺在预清洗流程后，还包括如下流程：水冲洗流程、最终酸洗流程，
所述水冲洗流程采用水温在35℃～45℃范围内的水进行冲洗；
所述酸洗流程中采用溶液的成分和含量为：HNO3：190～280g/l；HF：15～45g/l；酸中金属离子含量：10～35g/l；
酸洗时间：1.5～1.75min，酸液温度：35℃～45℃。
更优选地，所述纯钛板带温酸洗工艺还包括最终清洗流程，所述最终清洗流程采用300～360m3/h室温水冲洗。
所述水冲洗流程中，保持纯钛板的运行速度为4.5～6m/min。
所述酸洗流程中，保持纯钛板的运行速度为4.5～6m/min。
通过如上所述的技术方案，即可减少使用强酸溶液组合的次数，仅在酸洗过程中，使用一次高浓度的HNO3+HF溶液组合，在酸洗过程进行的同时进行钝化处理，在有效降低复酸率的同时，保证对纯钛板表面进行钝化保护处理，并解决纯钛板表面的黄斑缺陷，提高了生产效率，酸洗表面质量满足现场和用户要求，并且省去了专门的钝化处理工序，显著降低了生产成本。
具体实施方式
首先，本发明采用单混酸酸洗工艺，在最终酸洗段采用HNO3+HF混合溶液进行酸洗。与已有酸洗工艺不同的是：在预酸洗阶段，纯钛板不使用酸液进行预酸洗，而是直接通过；在水冲洗阶段，采用35℃～45℃热水冲洗，目的在于将钛板加热，使钛板温度与酸液温度一致；效果是使钛板直接进入酸洗流程，缩短酸洗时间；在最终酸洗阶段，采用较高浓度HNO3+HF混合酸液配比，目的是去除抛丸后纯钛板上TiO2等元素的氧化物，包括C、O、Fe等元素污染表层，并完成对腐蚀后纯钛板表面的钝化。
本发明提供的一种纯钛板带温酸洗工艺的总体工艺流程如下：
首先将纯钛板表面进行抛丸处理，然后将纯钛板经辊道送入预冲洗罩(段)即预水冲洗阶段进行预冲洗，纯钛板冲洗后进入预酸洗罩(段)即预酸洗流程，此阶段不使用酸洗而使纯钛板直接通过，所述纯钛板的运行速度保持在5～5.5m/min，出预酸洗罩(段)后，纯钛板进入冲洗罩(段)即水冲洗流程，此时水温在40±5℃，出冲洗罩(段)后，纯钛板带温直接进入最终酸洗罩(段)进行酸洗，纯钛板的运行速度保持在5～5.8m/min，酸液温度控制在35℃～45℃范围内，纯钛板出最终酸洗罩(段)后进行最终清洗，即最终清洗流程，用300～360m3/h室温水冲洗，然后风幕吹扫、烘干，完成酸洗。
下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的方法与效果。
实施例1：
热轧GR2纯钛板的酸洗
纯钛板厚度9mm，宽度2000mm、长度3000mm。
纯钛板表面进行抛丸处理，然后将纯钛板经辊道送入预冲洗罩(段)，纯钛板冲洗后进入预酸洗罩(段)，不使用酸液而空过，出预酸洗罩(段)后，纯钛板进入冲洗罩(段)，此时水温在35℃～45℃，出冲洗罩(段)后，直接进入最终酸洗罩(段)进行酸洗，酸液成分为：HNO3，220g/l；HF，28g/l；酸中金属离子含量，29g/l，酸液温度控制在38℃，纯钛板出最终酸洗罩(段)后进行最终清洗，用300m3/h室温水冲洗，然后风幕吹扫、烘干，完成酸洗。纯钛板的运行速度保持在5.0m/min，表面氧化皮完全洗净并钝化，每块钛板酸洗时间为1.75min。
实施例2：
热轧GR2纯钛板的酸洗
纯钛板厚度16mm，宽度2200mm、长度5000mm。
纯钛板表面进行抛丸处理，然后将纯钛板经辊道送入预冲洗罩(段)，纯钛板冲洗后进入预酸洗罩(段)，不使用酸液而空过，出预酸洗罩(段)后，纯钛板进入冲洗罩(段)，此时水温在35℃～45℃，出冲洗罩(段)后，直接进入最终酸洗罩(段)进行酸洗，酸液成分为：HNO3，260g/l；HF，32g/l；酸中金属离子含量，32g/l，酸液温度控制在39℃，纯钛板出最终酸洗罩(段)后进行最终清洗，用330m3/h室温水冲洗，然后风幕吹扫、烘干，完成酸洗。纯钛板的运行速度保持在5.5m/min，表面氧化皮完全洗净并钝化，每块钛板酸洗时间为1.6min。
实施例3：
热轧GR2纯钛板的酸洗
纯钛板厚度22mm，宽度2200mm、长度5000mm。
纯钛板表面进行抛丸处理，然后将纯钛板经辊道送入预冲洗罩(段)，纯钛板冲洗后进入预酸洗罩(段)，不使用酸液而空过，出预酸洗罩(段)后，纯钛板进入冲洗罩(段)，此时水温在35℃～45℃，出冲洗罩(段)后，直接进入最终酸洗罩(段)进行酸洗，酸液成分为：HNO3，280g/l；HF，40g/l；酸中金属离子含量，29g/l，酸液温度控制在41℃，纯钛板出最终酸洗罩(段)后进行最终清洗，用360m3/h室温水冲洗，然后风幕吹扫、烘干，完成酸洗。纯钛板的运行速度保持在5.8m/min，表面氧化皮完全洗净并钝化，每块钛板酸洗时间为1.5min。
通过如上实施方式，即可减少使用HNO3+HF溶液的次数，即有效降低复酸率的同时，保证对纯钛板表面进行钝化保护处理，并解决纯钛板表面的黄斑缺陷，提高了生产效率，酸洗表面质量满足现场和用户要求，并且省去了专门的钝化处理工序，显著降低了生产成本。

Claims (4)

1.一种纯钛板带温酸洗工艺，包括预清洗流程，其特征在于：
所述纯钛板带温酸洗工艺在预清洗流程后，还包括如下流程：水冲洗流程、酸洗流程，
所述水冲洗流程采用水温在35℃～45℃(此处请提供采用该温度范围的水而不是室温水进行冲洗，有何显著的效果？)范围内的水进行冲洗；
所述酸洗流程中采用溶液的成分和含量为：HNO3：190～280g/l；HF：15～45g/l；酸中金属离子含量：10～35g/l；
酸洗时间：1.45～2.0min，酸液温度：35℃～45℃。
2.根据权利要求1所述的一种纯钛板带温酸洗工艺，其特征在于：所述纯钛板带温酸洗工艺还包括最终清洗流程，所述最终清洗流程采用300～360m3/h室温水冲洗。
3.根据权利要求1所述的一种纯钛板带温酸洗工艺，其特征在于：所述水冲洗流程中，保持纯钛板的运行速度为4.5～6m/min。
4.根据权利要求1所述的一种纯钛板带温酸洗工艺，其特征在于：所述酸洗流程中，保持纯钛板的运行速度为4.5～6m/min。
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