CN104047001A - 一种409l冷轧带钢退火酸洗生产工艺 - Google Patents
一种409l冷轧带钢退火酸洗生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于不锈钢生产技术技术领域,提供一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺,所述生产工艺包括退火处理步骤、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3.5~4.5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409L超纯铁素体不锈钢。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢生产技术领域,尤其涉及一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺。
背景技术
目前,冷轧409L超纯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,而且也会降低带钢酸洗后表面的质量。
经过退火之后,409L冷轧不锈钢一般采用中性盐电解酸洗加硝酸电解酸洗工艺;因为409L冷轧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409L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409L不锈钢中碳和氮元素的含量,添加一些合金元素Ti和Nb等,改善409L不锈钢的性能,使成本较低的409L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不能生产409L不锈钢,只能通过建设新的生产线,或者在原来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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺,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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺包括下述步骤:
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650~690℃,过剩氧浓度为7%~9%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为940~980℃,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125~145g/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3.5~4.5,金属离子浓度0~10g/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,其中硝酸浓度为硝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409L带钢不经过硝酸电解酸洗工艺,直接将409L冷轧带钢在FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线上进行退火酸洗,并且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409L冷轧带钢,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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺的流程图。
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,409L冷轧带钢退火酸洗时,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409L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3.5~4.5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409L超纯铁素体不锈钢。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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺的流程,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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺包括下述步骤:
S101、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650~690℃,过剩氧浓度为7%~9%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为940~980℃,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,过剩氧浓度控制在7%~9%之间时,409L不锈钢带钢表面生成的氧化膜不容易被破坏,减少带钢表面的氧化。
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125~145g/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3.5~4.5,金属离子浓度0~10g/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3.5~4.5之间,这时冷轧409L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,其中硝酸浓度为硝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660~680℃,过剩氧浓度为7.5%~8.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为950~970℃,过剩氧浓度为7.5%~8.5%;优选的,带钢退火时间为21~46.5s。
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130~140g/L,通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的PH值在3.8~4.2,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130~140g/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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺如下:
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660℃,过剩氧浓度为7.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为950℃,过剩氧浓度为7.5%,带钢退火时间为21s;
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130g/L,电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节,PH值控制在3.8,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130g/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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺如下:
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680℃,过剩氧浓度为8.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为970℃,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140g/L,电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节,PH值控制在4.2,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140g/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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺如下:
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670℃,过剩氧浓度为8%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为957℃,过剩氧浓度为8%,带钢退火时间为39s;
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135g/L,电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节,PH值控制在4.0,金属离子浓度8g/L,温度为65℃,电流密度为12A/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135g/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409L冷轧带钢退火酸洗后,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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括下述步骤:
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650~690℃,过剩氧浓度为7%~9%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为940~980℃,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125~145g/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3.5~4.5,金属离子浓度0~10g/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,其中硝酸浓度为硝125~145g/L,金属离子浓度1~10g/L,温度为35~40℃。
2.如权利要求1所述生产工艺,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所述生产工艺,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所述生产工艺,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任一项所述生产工艺,其特征在于,第一时段中,退火炉出口带钢温度为660~680℃,过剩氧浓度为7.5%~8.5%;第二时段中,退火炉出口带钢温度为950~970℃,过剩氧浓度为7.5%~8.5%。
6.如权利要求5所述生产工艺,其特征在于,所述退火处理步骤中,带钢退火时间为21~46.5s。
7.如权利要求1-4任一项所述生产工艺,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130~140g/L,通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的PH值在3.8~4.2,金属离子浓度6~10g/L,温度为63~67℃,电流密度为10~14A/dm3。
8.如权利要求7所述生产工艺,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任一项所述生产工艺,其特征在于,所述酸洗步骤中,所述硝酸浓度为130~140g/L,金属离子浓度6~10g/L,温度为36~38℃。
10.如权利要求9所述生产工艺,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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