CN104120242B - 一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法 - Google Patents
一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于不锈钢生产技术领域，提供一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法，所述方法包括退火处理步骤、碱电解步骤以及混酸酸洗步骤。其中退火段带钢在850℃之前采用明火加热，过剩氧浓度在8％～11％之间，带钢温度在850℃以上采用电磁感应加热，将带钢加热到1120℃，退火后采用碱电解加混酸酸洗将带钢表面氧化皮和贫铬层去除，本发明与现有技术相比，退火过程中带钢表面氧化皮生成量可以明显减少，酸洗段可以提高电解酸洗效率，电耗降低，节省混酸酸洗时间，缩短酸洗段的长度，节省设备投资和设备空间，同时，也可减少废液和废气排放，降低环境污染。
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304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗方法。
背景技术
目前，冷轧304奥氏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％～6％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，一般采用中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺，由于退火段带钢表面生成氧化皮量较多，中性盐电解时需要高电流密度(18～22A/dm2)电解酸洗，造成电耗较大，而后续需要的混酸酸洗时间也较长，混酸酸洗过程中会产生大量酸洗废液和氮氧化合物，对环境污染较大，而且废液和废气处理成本也较高。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法，旨在解决现有方法酸洗时间较长、电耗大、酸洗效率不高的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法，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，退火炉采用明火加热，出口带钢温度为800～900℃，过剩氧浓度为8％～11％；第二时段中，退火炉采用电磁感应加热，出口带钢温度为1100～1140℃；
碱电解步骤，将经过退火处理的带钢送入碱电解溶液进行电解，所述碱电解溶液中，NaOH溶液浓度为200～300g/L，溶液PH值为10～15，金属离子浓度1～10g/L，温度为60～80℃，电流密度为1～12A/dm3；
混酸酸洗步骤，将经过电解处理后的带钢进行混酸酸洗，其中硝酸浓度为80～120g/L，氢氟酸浓度为8～15g/L，金属离子浓度1～30g/L，温度为50～60℃。
本发明的有益效果是：本发明通过有效控制过剩氧浓度、带钢温度和采用电磁感应加热，可以明显减少退火过程中带钢表面氧化皮的生成量，酸洗段通过碱电解，所需电压远低于中性盐电解酸洗溶液，使带钢表面氧化皮中的铬氧化物以CrO4 2-形式快速溶解，从而提高电解效率；同时，也可以缩短混酸酸洗时间，降低混酸的消耗，减少废液和氮氧化物的排放，降低环境污染。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法的流程图。
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304奥氏体不锈钢带钢氧化退火酸洗时，退火炉中各加热段过剩氧浓度基本一致，退火过程中带钢表面氧化皮生成较多；经过退火之后，一般采用中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺，由于退火段带钢表面生成氧化皮量较多，中性盐电解时需要高电流密度电解酸洗，造成电耗较大，而后续需要的混酸酸洗时间也较长，混酸酸洗过程中会产生大量酸洗废液和氮氧化物，对环境污染较大，而且废液和废气处理成本也较高。
而本发明通过控制过剩氧浓度、带钢温度和采用电磁感应加热，可以明显减少退火过程中带钢表面氧化皮生成量，酸洗段通过碱电解，可以远低于中性盐溶液的电位使铬氧化物以CrO4 2-形式快速溶解，从而提高电解效率；同时，也可以缩短混酸酸洗时间，降低酸的消耗，减少废液和氮氧化物的排放，降低环境污染。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304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法的流程，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304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法包括下述步骤：
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，退火炉采用明火加热，出口带钢温度为800～900℃，过剩氧浓度为8％～11％；第二时段中，退火炉采用电磁感应加热，气氛为空气，出口带钢温度为1100～1140℃；优选的，退火时间为22～60s。一般情况下，第一时段和第二时段退火时间比为2:1。
本步骤中，在退火过程中，分成两段温度控制。首先采用明火加热，比如天然气加热，控制温度使得第一时段退火炉出口带钢温度为在800～900℃之间，过剩氧浓度控制在8％～11％之间时，304奥氏体不锈钢带钢表面会生成一层薄的氧化膜，主要成分为(Cr,Fe)2O3，这层氧化膜结构比较致密和稳定，不容易被破坏，可以较好的防止带钢表面进一步被氧化。当温度高于900℃时，如果继续采用明火加热，这时带钢表面的保护膜很容易被破坏，会加速带钢的氧化，使带钢表面生成的氧化皮量较大，所以当带钢温度高于900℃时，可以采用电磁感应加热，将带钢加热到退火温度，从而可以防止带钢表面的保护膜被破坏加速带钢的氧化，加热到退火温度后，采用空冷加水冷将带钢冷却到80℃以下。
S102、碱电解步骤，将经过退火处理的带钢送入碱电解溶液进行电解，所述碱电解溶液中，NaOH溶液浓度为200～300g/L，溶液PH值为10～15，金属离子浓度1～10g/L，温度为60～80℃，电流密度为1～12A/dm3；优选的，电解时间为18～35s。所述金属离子一般为Cr6+。
目前，生产冷轧304奥氏体不锈钢时，一般采用中性盐电解酸洗，一般需要的电解酸洗电流密度较大，电耗大，而且带钢表面的氧化皮的去除效率相对较低，而本发明通过采用碱电解，可以使用远低于中性盐溶液的电位使铬氧化物以CrO4 2-形式快速溶解，从而提高电解效率；同时，由于带钢表面氧化皮生成量大大减少，从而可以采用低电流密度电解酸洗，大大降低电耗。
S103、混酸酸洗步骤，将经过电解处理后的带钢进行混酸酸洗，其中硝酸浓度为80～120g/L，氢氟酸浓度为8～15g/L，金属离子浓度1～30g/L，温度为50～60℃。优选的，酸洗时间为5～20s，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。
在步骤S102中，带钢表面绝大部分氧化皮已去除，本步骤混酸酸洗主要作用是去除带钢表面剩余的少量氧化皮和贫铬层，并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830～870℃，过剩氧浓度为9％～11％；第二时段中，电磁感应炉出口带钢温度为1100～1130℃。优选的，带钢退火时间为23～48s。
作为一种具体优选实施方式，上述步骤S102中，所述NaOH溶液浓度为230～270g/L，PH值在13～14，金属离子浓度1～5g/L，温度为65～75℃，电流密度为3～8A/dm2，电解时间为28～33s。
作为一种具体优选实施方式，上述步骤S103中，所述混酸浓度为80～90g/L，氢氟酸浓度为8～10g/L，金属离子浓度10～20g/L，温度为53～57℃。优选的，酸洗时间为7～18s。
下面列举三个具体实施例。
实施例一：
本实施例提供的冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法如下：
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，退火炉采用明火加热，出口带钢温度为830℃，过剩氧浓度为9％；第二时段中，退火炉采用电磁感应加热，电磁感应炉出口带钢温度为1100℃。带钢退火时间为48s。
A2、将经过退火处理的带钢送入碱电解溶液进行电解，所述碱电解溶液中，NaOH溶液浓度为230g/L，PH值为13，金属离子浓度1g/L，温度为65℃，电流密度为3A/dm2，电解时间为33s。
A3、将经过电解处理后的带钢进行混酸酸洗，其中硝酸浓度为80g/L，氢氟酸浓度为8g/L，金属离子浓度10g/L，温度为53℃。酸洗时间为18s。
实施例二：
本实施例提供的冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法如下：
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，退火炉采用明火加热，出口带钢温度为870℃，过剩氧浓度为11％；第二时段中，退火炉采用电磁感应加热，电磁感应炉出口带钢温度为1130℃。带钢退火时间为23s。
B2、将经过退火处理的带钢送入碱电解溶液进行电解，所述碱电解溶液中，NaOH溶液浓度为270g/L，PH值在14，金属离子浓度5g/L，温度为75℃，电流密度为8A/dm2，电解时间为28s。
B3、将经过电解处理后的带钢进行混酸酸洗，其中硝酸浓度为90g/L，氢氟酸浓度为10g/L，金属离子浓度20g/L，温度为57℃。酸洗时间为7s。
实施例三：
本实施例提供的冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法如下：
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，退火炉采用明火加热，退火炉出口带钢温度为850℃，过剩氧浓度为10％；第二时段中，电磁感应炉出口带钢温度为1120℃。带钢退火时间为33s。
C2、将经过退火处理的带钢送入碱电解溶液进行电解，所述碱电解溶液中，NaOH溶液浓度为250g/L，PH值在13.5，金属离子浓度3g/L，温度为70℃，电流密度为5A/dm2，电解时间为30s。
C3、将经过电解处理后的带钢进行混酸酸洗，其中混酸浓度为85g/L，氢氟酸浓度为9g/L，金属离子浓度25g/L，温度为55℃。酸洗时间为10s。
经实验验证，采用上述三个实施例方法将冷轧304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗后，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304奥氏体不锈钢带钢轻量氧化退火酸洗方法，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，退火炉采用明火加热，出口带钢温度为800～900℃，过剩氧浓度为8％～11％；第二时段中，退火炉采用电磁感应加热，出口带钢温度为1100～1140℃；
碱电解步骤，将经过退火处理的带钢送入碱电解溶液进行电解，所述碱电解溶液中，NaOH溶液浓度为200～300g/L，溶液pH值为10～15，金属离子浓度1～10g/L，温度为60～80℃，电流密度为1～12A/dm3；
混酸酸洗步骤，将经过电解处理后的带钢进行混酸酸洗，其中硝酸浓度为80～120g/L，氢氟酸浓度为8～15g/L，金属离子浓度1～30g/L，温度为50～60℃。
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22～60s。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述碱电解步骤中，电解时间为18～35s。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述混酸酸洗步骤中，酸洗时间为5～20s。
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830～870℃，过剩氧浓度为9％～11％；第二时段中，电磁感应炉出口带钢温度为1100～1130℃。
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23～48s。
7.如权利要求1-4任一项所述方法，其特征在于，所述碱电解步骤中，所述NaOH溶液浓度为230～270g/L，pH值为13～14，金属离子浓度1～5g/L，温度为65～75℃，电流密度为3～8A/dm2。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述碱电解步骤中，电解时间为28～33s。
9.如权利要求1-4任一项所述方法，其特征在于，所述混酸酸洗步骤中，所述硝酸浓度为80～90g/L，氢氟酸浓度为8～10g/L，金属离子浓度10～20g/L，温度为53～57℃。
10.如权利要求9所述方法，其特征在于，所述混酸酸洗步骤中，混酸酸洗时间为7～18s。
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