CN104032123B - 一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于不锈钢生产技术领域,提供冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法,所述方法包括退火处理步骤、酸电解步骤以及酸洗步骤,在各个步骤中需要设置相应的工艺参数。而本发明通过控制退火炉各段过剩氧浓度,在中性盐溶液中添加硫酸和硝酸溶液,控制溶液PH值在3~4之间,可以提高电解酸洗效率,经过电解酸洗之后,可使带钢表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层完全去除,同时,也可使原来只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢的退火酸洗线可以生产冷轧430铁素体不锈钢带钢。
Description
技术领域
本发明属于冷轧不锈钢生产技术领域,尤其涉及一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法。
背景技术
目前,冷轧430铁素体不锈钢带钢退火时,炉内各个加热段的过剩氧浓度基本一致,一般在3%~8%之间,但是,退火后带钢表面氧化皮的生成量较多,以至于后续所需的酸洗时间较长,而且也会降低酸洗后带钢的表面质量。
经过退火之后,冷轧430(FeCr系不锈钢)铁素体不锈钢的酸洗工艺一般采用中性盐电解酸洗加硝酸电解酸洗工艺,430不锈钢带钢表面一般以铁氧化物为主,铬氧化物含量较少,而中性盐电解酸洗对铬氧化物的去除效果较好,对铁氧化物去除效果较差,所以铬系不锈钢经过中性盐电解酸洗之后,还需要经过硝酸电解酸洗将其表面剩余铁氧化物去除,并使带钢表面生成一层钝化膜。但是,原来一些工厂建设的冷轧不锈钢退火酸洗线中,酸洗工艺为中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺,只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢,不能生产430冷轧不锈钢。
现在市场上Ni的价格越来越高,导致FeCrNi系冷轧不锈钢的生产成本越来越高,为了降低生产成本,越来越多的生产厂家通过降低430冷轧不锈钢中的碳和氮元素的含量,添加一些合金元素Ti和Nb,改善430冷轧不锈钢的性能,使成本较低的430冷轧不锈钢可以替代成本较高的FeCrNi系不锈钢。
但是,原来只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢的退火酸洗线却不能生产430冷轧不锈钢,只能通过建设新的生产线,或者在原来的老线的基础上进行改造,在中性盐电解酸洗和混酸酸洗之间添加硝酸电解酸洗设备,这样就需要增加建设成本和改造成本,同时还需要很长一段建设时间和改造时间。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法,旨在解决现有方法需要额外设置硝酸电解酸洗设备、增加了生产成本的技术问题。
本发明采用如下技术方案:
一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法,包括下述步骤:
退火处理步骤,将带钢送入退火炉中退火处理,其中退火炉温度控制包括两个时段,第一时段中,退火炉出口带钢温度为520~600℃,过剩氧浓度为5%~7%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为810~890℃,过剩氧浓度为7%~9%;
酸电解步骤,将经过退火处理的带钢送入电解酸洗溶液进行电解,所述电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸和硝酸,其中中性盐溶液浓度为150~200g/L,硝酸浓度为130~150g/L,并通过添加硫酸调节电解酸洗溶液的PH值,使得PH值控制在3~4,金属离子浓度1~10g/L,温度为60~70℃,电流密度为5~18A/dm3;
酸洗步骤,将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗,其中硝酸浓度为125~145g/L,金属离子浓度1~10g/L,温度为35~40℃。
本发明的有益效果是:本发明方法通过有效调节退火温度、过剩氧浓度、退火时间,减少带钢表面氧化皮的生成,并且通过酸电解,有效控制电解酸洗溶液浓度、PH值、温度、金属离子浓度、电流密度、电解时间,然后经过硝酸酸洗,可使冷轧430铁素体带钢不经过硝酸电解酸洗工艺,直接将带钢在FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线上进行退火酸洗,并且带钢表面的铁氧化物、铬氧化物、贫铬层去除,提高电解酸洗效率,通过硝酸酸洗使带钢表面生成一层钝化膜,退火酸洗后带钢表面足够平整。因此通过本发明方法,可以在FeCrNi系冷轧不锈钢的退火酸洗线上生产冷轧430铁素体带钢,节约投资和降低生产成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
目前,冷轧430铁素体带钢退火酸洗时,一般是退火过程中,各个加热段的过剩氧浓度基本一致,带钢经过退火之后,表面氧化皮生成较多,然后采用中性盐电解酸洗加硝酸电解酸洗工艺,将带钢表面氧化皮去除;另外,由于现在有的FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线不包括硝酸电解酸洗设备,因此无法将现有FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线用于处理冷轧430铁素体带钢。而本发明通过控制退火炉各段过剩氧浓度,在中性盐溶液中添加硫酸和硝酸溶液,控制溶液PH值在3~4之间,可以提高电解酸洗效率,经过电解酸洗之后,可使带钢表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层完全去除,同时,也可使原来只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢的退火酸洗线(中性盐电解酸洗+混酸酸洗)可以生产冷轧430铁素体带钢。为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法的流程,为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本实施例提供的一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法包括下述步骤:
S101、退火处理步骤,带钢送入退火炉中退火处理,其中退火炉温度控制包括两个时段,第一时段中,退火炉出口带钢温度为520~600℃,过剩氧浓度为5%~7%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为810~890℃,过剩氧浓度为7%~9%;优选的,退火时间为20~47s。一般情况下,第一时段和第二时段退火时间比为1:2。
本步骤中,在退火过程中,分成两段温度控制。首先控制温度使得退火炉出口带钢温度为在520~700℃之间,过剩氧浓度控制在5%~7%之间时,430铁素体不锈钢带钢表面生成的氧化膜不容易被破坏。当温度在700~900℃之间时,430铁素体不锈钢带钢表面生成的氧化膜很容易被破坏,这时如果过剩氧浓度较低,会增加燃烧气体中水蒸气的含量,加速带钢表面的氧化,因此在第二时段中,将过剩氧浓度提高到7%~9%之间,可以减少燃烧气体中水蒸气的含量,减缓带钢表面的氧化。
S102、酸电解步骤。将经过退火处理的带钢送入电解酸洗溶液进行电解,所述电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸和硝酸,其中中性盐溶液浓度为150~200g/L,硝酸浓度为130~150g/L,并通过添加硫酸调节电解酸洗溶液的PH值,使得PH值控制在3~4,金属离子浓度1~10g/L,温度为60~70℃,电流密度为5~18A/dm3。优选的,电解时间为30~40s。所述中性溶液一般可以选用Na2SO4。所述金属离子一般为Cr6+。
原来生产FeCrNi系不锈钢时,中性盐溶液PH值控制在6左右,通过中性盐电解酸洗可将带钢表面氧化皮中的大部分铬氧化物去除,但是对铁氧化物的去除效果较差,而当电解溶液PH值较低时,可以很好的去除铁氧化物,但是,电解溶液PH值也不能过低,否则会加速溶液对金属基体的侵蚀,导致带钢酸洗后表面粗糙度增加。
本步骤中,通过添加硫酸和硝酸溶液,控制溶液PH值在3~4之间,这时冷轧430铁素体不锈钢带钢表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层都可以较好的去除,同时,硝酸溶液也可以防止溶液PH值较低时对金属基体的侵蚀。
S103、酸洗步骤,将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗,其中硝酸浓度为125~145g/L,金属离子浓度1~10g/L,温度为35~40℃。所述金属离子一般为Fe3+、Cr3+或Ni2+等,或者三者之间的任意组合。
步骤S102中,带钢表面氧化皮和贫铬层完全去除,本步骤硝酸酸洗主要作用是使带钢表面生成一层钝化膜。
作为一种具体优选实施方式,上述步骤S101,第一时段中,退火炉出口带钢温度为550~570℃,过剩氧浓度为5.5%~6.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为840~860℃,过剩氧浓度为7.5%~8.5%。优选的,带钢退火时间为20.6~46.5s。
作为一种具体优选实施方式,上述步骤S102中,所述中性盐溶液浓度为180~200g/L,硝酸浓度为135~145g/L,通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的PH值在3.3~3.7,金属离子浓度6~10g/L,温度为63~67℃,电流密度为10~14A/dm3。优选的,电解时间为33~37s。
作为一种具体优选实施方式,上述步骤S103中,所述硝酸浓度为135~145g/L,金属离子浓度6~10g/L,温度为36~38℃。优选的,酸洗时间为22~26s。
下面列举三个具体实施例。
实施例一:
本实施例提供的冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法如下:
A1、将带钢送入退火炉中退火处理,其中退火炉温度控制包括两个时段,第一时段中,退火炉出口带钢温度为550℃,过剩氧浓度为5.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为840℃,过剩氧浓度为7.5%,带钢退火时间为20.6s;
A2、将经过退火处理的带钢送入电解酸洗段,其中中性盐溶液浓度180g/L,硝酸浓度为135g/L,电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节,PH值控制在3.3,金属离子浓度6g/L,温度为63℃,电流密度为10A/dm3,电解时间为33s。
A3、将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗,其中硝酸浓度为135g/L,金属离子浓度6g/L,温度为36℃,酸洗时间为22s。
实施例二:
本实施例提供的冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法如下:
B1、将带钢送入退火炉中退火处理,其中退火炉温度控制包括两个时段,第一时段中,退火炉出口带钢温度为570℃,过剩氧浓度为6.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为860℃,过剩氧浓度为8.5%,带钢退火时间为46.5s;
B2、将经过退火处理的带钢送入电解酸洗段,其中中性盐溶液浓度200g/L,硝酸浓度为145g/L,电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节,PH值控制在3.7,金属离子浓度10g/L,温度为67℃,电流密度为14A/dm3,电解时间为37s。
B3、将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗,其中硝酸浓度为145g/L,金属离子浓度10g/L,温度为38℃,酸洗时间为26s。
实施例三:
本实施例提供的冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法如下:
C1、将带钢送入退火炉中退火处理,其中退火炉温度控制包括两个时段,第一时段中,退火炉出口带钢温度为560℃,过剩氧浓度为6%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为850℃,过剩氧浓度为8%,带钢退火时间为35s;
C2、将经过退火处理的带钢送入电解酸洗段,其中中性盐溶液浓度190g/L,硝酸浓度为140g/L,电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节,PH值控制在3.5,金属离子浓度8g/L,温度为65℃,电流密度为13A/dm3,处理时间为35s;
C3、将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗,其中硝酸浓度为140g/L,金属离子浓度8g/L,温度为37℃,酸洗时间为24s。
经实验验证,采用上述三个实施例方法将冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗后,带钢表面没有剩余的氧化铁皮,而且带钢表面平整度较高,符合表面等级要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冷轧430铁素体不锈钢带钢退火酸洗生产方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
退火处理步骤,将带钢送入退火炉中退火处理,其中退火炉温度控制包括两个时段,第一时段中,退火炉出口带钢温度为520~600℃,过剩氧浓度为5%~7%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为810~890℃,过剩氧浓度为7%~9%;
酸电解步骤,将经过退火处理的带钢送入电解酸洗溶液进行电解,所述电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸和硝酸,其中中性盐溶液浓度为150~200g/L,硝酸浓度为130~150g/L,并通过添加硫酸调节电解酸洗溶液的pH值,使得pH值控制在3~4,Cr6+浓度为1~10g/L,温度为60~70℃,电流密度为5~18A/dm3;
酸洗步骤,将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗,其中硝酸浓度为125~145g/L,金属离子浓度1~10g/L,温度为35~40℃,所述金属离子为Fe3+、Cr3+或Ni2+,或者三者之间的任意组合。
2.如权利要求1所述方法,其特征在于,所述退火处理步骤中,带钢退火时间为20~47s。
3.如权利要求1所述方法,其特征在于,所述酸电解步骤中,电解时间为30~40s。
4.如权利要求1所述方法,其特征在于,所述酸洗步骤中,酸洗时间为20~30s。
5.如权利要求1-4任一项所述方法,其特征在于,第一时段中,退火炉出口带钢温度为550~570℃,过剩氧浓度为5.5%~6.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为840~860℃,过剩氧浓度为7.5%~8.5%。
6.如权利要求5所述方法,其特征在于,所述退火处理步骤中,带钢退火时间为20.6~46.5s。
7.如权利要求1-4任一项所述方法,其特征在于,所述酸电解步骤中,所述中性盐溶液浓度为180~200g/L,硝酸浓度为135~145g/L,通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的pH值在3.3~3.7,Cr6+浓度为6~10g/L,温度为63~67℃,电流密度为10~14A/dm3。
8.如权利要求7所述方法,其特征在于,所述酸电解步骤中,电解时间为33~37s。
9.如权利要求1-4任一项所述方法,其特征在于,所述酸洗步骤中,所述硝酸浓度为135~145g/L,所述金属离子浓度6~10g/L,温度为36~38℃。
10.如权利要求9所述方法,其特征在于,所述酸洗步骤中,硝酸酸洗时间为22~26s。
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