CN104195580B - 不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂及其制备和酸洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属表面氧化皮处理技术领域，具体涉及一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂及其制备和酸洗方法。本发明主要解决了现有去除不锈钢氧化皮的方法存在能耗高、污染环境和成本高的技术问题。本发明采用的技术方案为：不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂包括由磺酸类化合物1～10份、柠檬酸0.5～3份、羧甲基壳聚糖0.5～2份、丙三醇2～3份与水1～2份制成的组分A和由磺酸类化合物3～6份、柠檬酸1～3份与水3～6份制成的组分B；使用组分A和组分B的酸洗方法包括配置酸洗液、加添加剂和酸洗步骤。该发明可用于各种牌号的热轧不锈钢线材、棒材，也可用于热轧不锈钢板材及管材，尤其是可应用于不锈钢自动酸洗线上，具有低耗能、环保负荷低、工艺简便、成本低的优点。

Description

不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂及其制备和酸洗方法

技术领域

本发明属于金属表面氧化皮处理技术领域，具体涉及一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂及其制备和酸洗方法。

背景技术

去除热轧不锈钢表面氧化皮是不锈钢生产过程必须的工序。不锈钢中除了含有铁、铬、镍及少量碳、硅和硫外，根据需要还要加入锰、钛、钼、铜、铌、铝等元素，这些元素在冶炼、热轧、热处理等工艺过程中，不可避免的会发生氧化生成各种氧化物，如可生成：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄、Cr₂O₃、NiO、SiO₂、Cr₂O₃·FeO(铬尖晶石)、NiO·Fe₂O₃(镍尖晶石)等氧化物。另外，不锈钢在加热退火时的温度或退火时的保护气氛不同，对于不锈钢氧化层的成分和结构，也有着明显的影响，因此不锈钢表面氧化皮的厚度与层数比碳钢的要复杂，其结构致密，与基体附着力强，很难去除。因而衍生了在高温熔盐的化学环境中，用强氧化剂(硝酸钠)或强还原剂(氢化钠)在400-550℃对尖晶石进行氧化还原反应，以破坏尖晶石结构，再与硝酸-氢氟酸反应，即用氧化还原的原理去除不锈钢氧化皮。或者用物理方法(机械去皮)先去掉不锈钢表面大部分氧化皮，然后再与硝酸-氢氟酸反应以达到去除氧化皮的目的。

上述方法的优点是工艺过程较为成熟，已经在国内外不锈钢线材生产企业运用。缺点是盐浴法去除不锈钢氧化皮存在能耗高的技术问题；使用硝酸去除不锈钢氧化皮存在污染环境和成本高的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有去除不锈钢氧化皮的方法存在能耗高、污染环境和成本高的技术问题，提供一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂及其制备和酸洗方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂，其包括组分A和组分B；

所述组分A是由以下原料按照下列重量配比制成：磺酸类化合物1～10份、柠檬酸0.5～3份、羧甲基壳聚糖0.5～2份、丙三醇2～3份和水1～2份；

所述组分B是由以下原料按照下列重量配比制成：磺酸类化合物3～6份、柠檬酸1～3份和水3～6份。

所述磺酸类化合物为苯磺酸、对甲基苯磺酸、甲基磺酸或乙基磺酸中的一种或几种以任意重量配比组成的混合物。

一种所述的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的制备方法，其中：

所述组分A的制备步骤为：首先将1～2份的水加入2～3份的丙三醇中混合均匀，然后将0.5～2份的羧甲基壳聚糖加入丙三醇与水的混合液中，搅拌使羧甲基壳聚糖充分溶解，最后将0.5～3份的柠檬酸和1～10份的磺酸类化合物依次加入溶液中搅拌均匀即得组分A；

所述组分B的制备步骤为：将3～6份的水加入1～3份的柠檬酸中搅拌均匀，再将3～6份的磺酸类化合物加入柠檬酸与水的混合液中搅拌均匀即得组分B。

一种使用所述的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的酸洗方法，其包括以下步骤：

1)配置酸洗液：将浓度为10～30％盐酸、浓度为15～30％的硫酸或浓度为5～10％盐酸与浓度为10～15％硫酸以1：1的比例混合成酸洗液加入酸洗槽中；

2)加添加剂：先将组分A按30～80g/L加入步骤1)的酸洗液中，在每次去除新的不锈钢材料前组分B按15～60g/L加入酸洗液中或滴加到酸洗液中；

3)酸洗：首先将酸洗槽的酸洗液升温至30～80℃，然后把表面有氧化皮的不锈钢材料浸入酸洗槽中酸洗15～30min，最后经水洗、高压水冲洗、钝化、二次水洗、二次高压水冲洗、中和和干燥即可去除不锈钢材料表面的氧化皮。

本发明与现有技术相比淘汰了高温熔盐碱浸工序，酸洗溶液不含硝酸及硝酸盐，也不含氢氟酸及其盐类，具有低耗能、环保负荷低、工艺简便、成本低的优点。

本发明可用于各种牌号的热轧不锈钢线材、棒材，也可用于热轧不锈钢板材及管材，尤其是可应用于不锈钢自动酸洗线上。

具体实施方式

实施例1

本实施例中的一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂，其包括组分A和组分B；

所述组分A是由以下原料按照下列重量配比制成：苯磺酸1份、柠檬酸0.5份、羧甲基壳聚糖0.5份、丙三醇2份和水1份；

所述组分B是由以下原料按照下列重量配比制成：苯磺酸3份、柠檬酸1份和水3份。

上述实施例中的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的制备方法，其中：

所述组分A的制备步骤为：首先将1份的水加入2份的丙三醇中混合均匀，然后将0.5份的羧甲基壳聚糖加入丙三醇与水的混合液中，搅拌使羧甲基壳聚糖充分溶解，最后将0.5份的柠檬酸和1份的苯磺酸依次加入溶液中搅拌均匀即得组分A；

所述组分B的制备步骤为：将3份的水加入1份的柠檬酸中搅拌均匀，再将3份的苯磺酸加入柠檬酸与水的混合液中搅拌均匀即得组分B。

使用上述实施例中的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的酸洗方法，其包括以下步骤：

1)配置酸洗液液：将浓度为10％盐酸、浓度为15％的硫酸或浓度为5％盐酸与浓度为10％硫酸以1：1的比例混合成酸洗液加入酸洗槽中；

2)加添加剂：先将组分A按80g/L加入步骤1)的酸洗液中，在每次去除新的不锈钢材料前组分B按60g/L加入酸洗液中或滴加到酸洗液中；

3)酸洗：首先将酸洗槽的酸洗液升温至30℃，然后把表面有氧化皮的不锈钢材料浸入酸洗槽中酸洗30min，最后经水洗、高压水冲洗、钝化、二次水洗、二次高压水冲洗、中和和干燥即可去除不锈钢材料表面的氧化皮。

实施例2

本实施例中的一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂，其包括组分A和组分B；

所述组分A是由以下原料按照下列重量配比制成：苯磺酸10份、柠檬酸3份、羧甲基壳聚糖2份、丙三醇3份和水2份；

所述组分B是由以下原料按照下列重量配比制成：苯磺酸6份、柠檬酸3份和水6份。

上述实施例中的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的制备方法，其中：

所述组分A的制备步骤为：首先将2份的水加入3份的丙三醇中混合均匀，然后将2份的羧甲基壳聚糖加入丙三醇与水的混合液中，搅拌使羧甲基壳聚糖充分溶解，最后将3份的柠檬酸和10份的对甲基苯磺酸依次加入溶液中搅拌均匀即得组分A；

所述组分B的制备步骤为：将6份的水加入3份的柠檬酸中搅拌均匀，再将6份的对甲基苯磺酸加入柠檬酸与水的混合液中搅拌均匀即得组分B。

使用上述实施例中的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的酸洗方法，其包括以下步骤：

1)配置酸洗液：将浓度为30％盐酸、浓度为30％的硫酸或浓度为10％盐酸与浓度为15％硫酸以1：1的比例混合成酸洗液加入酸洗槽中；

2)加添加剂：先将组分A按30g/L加入步骤1)的酸洗液中，在每次去除新的不锈钢材料前组分B按15g/L加入酸洗液中或滴加到酸洗液中；

3)酸洗：首先将酸洗槽的酸洗液升温至80℃，然后把表面有氧化皮的不锈钢材料浸入酸洗槽中酸洗15min，最后经水洗、高压水冲洗、钝化、二次水洗、二次高压水冲洗、中和和干燥即可去除不锈钢材料表面的氧化皮。

实施例3

本实施例中的一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂，其包括组分A和组分B；

所述组分A是由以下原料按照下列重量配比制成：苯磺酸5份、柠檬酸1.5份、羧甲基壳聚糖1份、丙三醇2.5份和水1.5份；

所述组分B是由以下原料按照下列重量配比制成：苯磺酸4份、柠檬酸1.5份和水4份。

上述实施例中的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的制备方法，其中：

所述组分A的制备步骤为：首先将1.5份的水加入2.5份的丙三醇中混合均匀，然后将1份的羧甲基壳聚糖加入丙三醇与水的混合液中，搅拌使羧甲基壳聚糖充分溶解，最后将1.5份的柠檬酸和5份的甲基磺酸依次加入溶液中搅拌均匀即得组分A；

所述组分B的制备步骤为：将4份的水加入1.5份的柠檬酸中搅拌均匀，再将4份的甲基磺酸加入柠檬酸与水的混合液中搅拌均匀即得组分B。

使用上述实施例中的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的酸洗方法，其包括以下步骤：

1)配置酸洗液：将浓度为20％盐酸、浓度为22％的硫酸或浓度为8％盐酸与浓度为13％硫酸以1：1的比例混合成酸洗液加入酸洗槽中；

2)加添加剂：先将组分A按50g/L加入步骤1)的酸洗液中，在每次去除新的不锈钢材料前组分B按30g/L加入酸洗液中或滴加到酸洗液中；

3)酸洗：首先将酸洗槽的酸洗液升温至50℃，然后把表面有氧化皮的不锈钢材料浸入酸洗槽中酸洗20min，最后经水洗、高压水冲洗、钝化、二次水洗、二次高压水冲洗、中和和干燥即可去除不锈钢材料表面的氧化皮。

上述实施例中的苯磺酸还可以用对甲基苯磺酸、甲基磺酸或乙基磺酸中的一种或几种以任意重量配比组成的混合物代替。

Claims (5)

1.一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂，其特征在于：包括组分A和组分B；

所述组分A是由以下原料按照下列重量配比制成：磺酸类化合物1～10份、柠檬酸0.5～3份、羧甲基壳聚糖0.5～2份、丙三醇2～3份和水1～2份；

所述组分B是由以下原料按照下列重量配比制成：磺酸类化合物3～6份、柠檬酸1～3份和水3～6份。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂，其特征在于：所述磺酸类化合物为苯磺酸、对甲基苯磺酸、甲基磺酸或乙基磺酸中的一种或几种以任意重量配比组成的混合物。

3.一种权利要求1所述的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的制备方法，其特征在于：

所述组分A的制备步骤为：首先将1～2份的水加入2～3份的丙三醇中混合均匀，然后将0.5～2份的羧甲基壳聚糖加入丙三醇与水的混合液中，搅拌使羧甲基壳聚糖充分溶解，最后将0.5～3份的柠檬酸和1～10份的磺酸类化合物依次加入溶液中搅拌均匀即得组分A；

所述组分B的制备步骤为：将3～6份的水加入1～3份的柠檬酸中搅拌均匀，再将3～6份的磺酸类化合物加入柠檬酸与水的混合液中搅拌均匀即得组分B。

4.根据权利要求3所述的一种不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的制备方法，其特征在于：所述磺酸类化合物为苯磺酸、对甲基苯磺酸、甲基磺酸或乙基磺酸中的一种或几种以任意比组成的混合物。

5.一种使用权利要求1所述的不锈钢材料表面氧化皮酸洗添加剂的酸洗方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)配置酸洗液：将浓度为10～30％盐酸、浓度为15～30％的硫酸或浓度为5～10％盐酸与浓度为10～15％硫酸以1：1的比例混合成酸洗液加入酸洗槽中；

2)加添加剂：先将组分A按30～80g/L加入步骤1)的酸洗液中，在每次去除新的不锈钢材料前组分B按15～60g/L加入酸洗液中或滴加到酸洗液中；

3)酸洗：首先将酸洗槽的酸洗液升温至30～80℃，然后把表面有氧化皮的不锈钢材料浸入酸洗槽中酸洗15～30min，最后经水洗、高压水冲洗、钝化、二次水洗、二次高压水冲洗、中和和干燥即可去除不锈钢材料表面的氧化皮。