CN104047001B

CN104047001B - 一种409l冷轧带钢退火酸洗生产工艺

Info

Publication number: CN104047001B
Application number: CN201410269534.4A
Authority: CN
Inventors: 李勇华; 胡斯尧; 陈连龙
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2034-06-16
Also published as: CN104047001A

Abstract

本发明适用于不锈钢生产技术领域，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

一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺

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

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：

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。