CN104611712B - 400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液及酸洗方法 - Google Patents

400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液及酸洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液及酸洗方法。酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸8‑22wt%，硝酸0.01‑10wt‰，缓蚀剂0.01‑1wt%,表面活性剂0.05‑1wt%,促进剂0.05‑1wt%,溶液稳定剂0.05‑1wt%,余量为水。酸洗方法为将酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度45‑85℃，酸洗时间0.5‑2h。上述方法酸洗后的盘条表面光洁白亮，没有氧化铁皮残留，酸洗过程稳定，表面呈轻微的磨砂面，适合拉拔，并且可以省略后续的钝化环节。

Description

400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液及酸洗方法
技术领域
本发明属于不锈钢表面处理技术领域，尤其涉及400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液及酸洗方法。
背景技术
400系盘条，所指的是含C量0.001-0.4%，Cr含量在12-18.5%，含锰0.5%左右，含硅量0.5-2%，其他元素之和1%以下的盘条，相当于国标中的0Cr13、0Cr17、1Cr13、1Cr17等钢种，该类钢种不含或含微量镍，在退火后表面氧化铁皮非常致密，常规的酸洗方法不能有效去除氧化铁皮。使用304等钢种的酸洗方法硝酸和氢氟酸酸洗时非常容易过酸洗，在表面留下点蚀孔洞。所以退火后的Cr13和Cr17型不锈钢退火后的盘条酸洗一直都是本行业的技术难点。特别是当客户需要高温退火时（860℃-900℃以上），随退火温度的提高，Cr和Si等更多地氧化出来，增加了酸洗的难度。
目前行业内也有一些关于这方面的研究，其中多数不能说是退火材的酸洗方法，而是热轧材的酸洗方法，且对于高温退火后的盘条与正常退火盘条的难易程度缺乏了解。专利申请号200710061665.3也是一种盐酸酸洗的工艺，但其氢氟酸的比例高达10%以上，这样浓度的氢氟酸在生产中使用会严重影响工人的健康，其文中的配方的缓蚀剂只使用一种，实际表明一种缓蚀的效果没有多种缓蚀剂的复合效果好。专利申请号20101032939.2提到一种拉丝线材酸洗添加剂，但未指定酸洗的钢种和酸洗的酸的种类和添加量，该添加剂没有溶液稳定剂和促进剂。专利号20081055045.3提到一种热轧不锈钢的氧化皮去除方法，酸洗液以硫酸为酸洗介质，并添加盐酸盐、硫脲等缓蚀剂组成，并不适用退火材的酸洗，并且使用的是硫酸酸洗。
发明内容
为解决上述技术问题，针对退火材料，尤其是高温退火时不容易酸洗的问题，本发明提出了400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液及酸洗方法，该方法酸洗效果好，酸洗后表面洁白，美观，没有过酸洗和欠酸洗的现象。
本发明的目的之一是提供一种400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液，所述酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸8-22wt%，硝酸0.01-10wt‰，缓蚀剂0.01-1wt%,表面活性剂0.05-1wt%,促进剂0.05-1wt%,溶液稳定剂0.05-1wt%,余量为水。
本发明所述缓蚀剂为乌洛托品、苯甲酸钠、季铵盐、硫脲、柠檬酸、亚硝酸钠中的任意一种或几种。
本发明所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、OP-10中的任意一种或几种。
本发明所述促进剂为氟化钠、双氧水中的任意一种或几种。
本发明所述溶液稳定剂为EDTA、EDTA二钠中的任意一种或几种。
本发明的另一目的是提供一种 400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗方法，包括如下步骤：将酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度45-85℃，酸洗时间0.5-2h。
本发明所述酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸8-22wt%，硝酸0.01-10wt‰，缓蚀剂0.01-1wt%,表面活性剂0.05-1wt%,促进剂0.05-1wt%,溶液稳定剂0.05-1wt%,余量为水。
本发明所述缓蚀剂为乌洛托品、苯甲酸钠、季铵盐、硫脲、柠檬酸、亚硝酸钠中的任意一种或几种。
本发明所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、OP-10中的任意一种或几种。
本发明所述促进剂为氟化钠、双氧水中的任意一种或几种；所述溶液稳定剂为EDTA、EDTA二钠中的任意一种或几种。
本发明所述400系盘条，指含C量0.001-0.4%，Cr含量12-18.5%，含锰0.5%左右，含硅量0.5-2%，其他元素之和1%以下的盘条，相当于国标中的0Cr13、0Cr17、1Cr13、1Cr17等钢种。
本发明的设计思路如下：不锈钢热轧线材表面的氧化铁皮，经过软化退火后，会含有少量的Cr2O3，SiO2，XRD检测Fe2O3的含量可以达到50-80wt%，与普通碳钢的氧化铁皮表面的组成差别很大，普通碳钢的氧化铁皮中FeO的含量很高。不锈钢退火后形成的氧化铁皮非常致密，酸洗液不易透过氧化铁皮而和钢铁基体发生置换反应，所以氧化铁皮的脱落发生的很少。不锈钢的氧化铁皮只能靠有限的溶解作用去除，Fe2O3在在盐酸中的溶解量明显高于在硫酸中的溶解量，所以酸洗不锈钢时，最好使用盐酸。
但盐酸的使用也伴随着一些问题，欠酸洗和过酸洗。欠酸洗时，酸洗作用发生缓慢，不能高效的去除氧化铁皮。这时主要是通过提高酸洗温度和加入促进剂来提高酸洗效率。过酸洗发生是因为盐酸中的Cl—的存在，使得点蚀倾向增加。一旦酸洗时间控制不当，轻则钢材表面形成麻面，严重的钢材表面很容易发生酸洗孔洞，导致整盘线材报废。过酸洗时主要通过加入缓蚀剂进行控制。
下游客户在使用酸洗材时，往往对酸洗的非常光滑的表面不太满意。一般线材所指的大多数用户需要对线材进行拉拔，这一比例达到80%以上。外观光滑的表面不易粘附拉丝粉，使得拉拔困难，往往下游客户对光滑的表面还要增加额外的处理。解决这一问题，主要是考虑在酸洗液中加入硝酸，硝酸酸洗400系钢种非常容易过酸洗，将硝酸的量控制在非常低的含量时，过酸洗变得轻微，表面只出现十分轻微的磨砂面，对下游客户的拉拔异常有利。硝酸还起到酸洗促进剂的作用，只使用盐酸不易达到酸洗的目的。
在实际生产时，酸洗液还会发生酸雾挥发严重和高温时酸洗也不稳定的情况，这时必须加入酸洗抑雾剂（表面活性剂等）、溶液稳定剂等。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：上述方法酸洗后的盘条表面光洁白亮，没有氧化铁皮残留，不需要进行后续钝化就能正常使用和存放；酸洗过程稳定，表面呈轻微的磨砂面，适合拉拔。
附图说明
图1为本发明0Cr13退火后表面氧化铁皮XRD检测结果图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
0Cr13的退火酸洗工艺
0Cr13的主要成分：C含量<0.05%,Cr含量13%,Si含量0.5%。线材的规格5.5mm-42mm，退火温度700-800℃。
酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸22wt%，硝酸10wt‰，缓蚀剂1wt%,表面活性剂0.05wt%,促进剂1wt%,溶液稳定剂0.05wt%,余量为水；缓蚀剂为乌洛托品、季铵盐的等质量混合物；表面活性剂为烷基苯磺酸钠；促进剂为双氧水；溶液稳定剂为EDTA。
酸洗工艺：将酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度45℃，酸洗时间2h，酸洗后进行冲洗和中和，热风吹干后即可存放。
按照此方法酸洗的0Cr13表面无氧化铁皮残留，外观呈亮白色，轻微磨砂面。酸洗损耗（酸洗前后质量损失/酸洗前净重）1%。
实施例2：
1Cr13的退火酸洗工艺
1Cr13的主要成分，C含量<0.15%,Cr含量13%,Si含量0.5%。线材的规格5.5mm-42mm，退火温度700-850℃。
酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸8wt%，硝酸5wt‰，缓蚀剂0.5wt%,表面活性剂1wt%,促进剂0.05wt%,溶液稳定剂1wt%,余量为水；缓蚀剂为乌洛托品、硫脲和柠檬酸等质量混合物；表面活性剂为烷基磺酸钠；促进剂为氟化钠；所述溶液稳定剂为EDTA二钠。
酸洗工艺：将酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度85℃，酸洗时间0.5h，酸洗后进行冲洗和中和，热风吹干后即可存放。
按照此方法酸洗的1Cr13表面无氧化铁皮残留，无残酸，轻微磨砂面。酸洗损耗（酸洗前后质量损失/酸洗前净重）0.8%。
实施例3：
0Cr17的退火酸洗工艺
0Cr17的主要成分，C含量<0.05%,Cr含量17%,Si含量0.5%。线材的规格5.5mm-42mm，退火温度700-820℃。
酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸16wt%，硝酸0.01wt‰，缓蚀剂0.01wt%,表面活性剂0.6wt%,促进剂0.7wt%,溶液稳定剂0.35wt%,余量为水；缓蚀剂为硫脲、季铵盐和柠檬酸的等质量混合物；表面活性剂为OP-10；促进剂为氟化钠；溶液稳定剂为EDTA二钠。
酸洗工艺：将酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度65℃，酸洗时间1.5h，酸洗后进行冲洗和中和，热风吹干后即可存放。
按照此方法酸洗的0Cr17表面无氧化铁皮残留，无残酸，轻微磨砂面。酸洗损耗（酸洗前后质量损失/酸洗前净重）0.7%。
实施例4：
0Cr17的退火酸洗工艺
0Cr17的主要成分，C含量<0.05%,Cr含量17%,Si含量0.5%。线材的规格5.5mm-42mm，退火温度700-820℃。
酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸12wt%，硝酸8wt‰，缓蚀剂0.08wt%,表面活性剂0.1wt%,促进剂0.3wt%,溶液稳定剂0.6wt%,余量为水；缓蚀剂为乌洛托品、苯甲酸钠和亚硝酸钠等质量混合物；表面活性剂为OP-10；促进剂为氟化钠；溶液稳定剂为EDTA。
酸洗工艺：将酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度70℃，酸洗时间1h，酸洗后进行冲洗和中和，热风吹干后即可存放。
按照此方法酸洗的0Cr17表面无氧化铁皮残留，无残酸，轻微磨砂面。酸洗损耗（酸洗前后质量损失/酸洗前净重）0.8%。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液，其特征在于，所述酸洗液由盐酸、硝酸、缓蚀剂、表面活性剂、促进剂、溶液稳定剂及水组成；所述各物质质量比例如下：盐酸8-22wt%，硝酸0.01-10wt‰，缓蚀剂0.01-1wt%，表面活性剂0.05-1wt%，促进剂0.05-1wt%，溶液稳定剂0.05-1wt%，余量为水；
所述溶液稳定剂为EDTA、EDTA二钠中的任意一种或几种。
2.根据权利要求1所述的400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液，其特征在于，所述缓蚀剂为乌洛托品、苯甲酸钠、季铵盐、硫脲、柠檬酸、亚硝酸钠中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液，其特征在于，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、OP-10中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗液，其特征在于，所述促进剂为氟化钠、双氧水中的任意一种或几种。
5.400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1所述的酸洗液注入酸洗槽中，将退火后的热轧线材整盘直接放入酸洗槽进行酸洗，酸洗温度45-85℃，酸洗时间0.5-2h。
6.根据权利要求5所述的400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗方法，其特征在于，所述缓蚀剂为乌洛托品、苯甲酸钠、季铵盐、硫脲、柠檬酸、亚硝酸钠中的任意一种或几种。
7.根据权利要求5所述的400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗方法，其特征在于，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、OP-10中的任意一种或几种。
8.根据权利要求5所述的400系不锈钢热轧退火线材盐酸酸洗方法，其特征在于，所述促进剂为氟化钠、双氧水中的任意一种或几种；所述溶液稳定剂为EDTA、EDTA二钠中的任意一种或几种。
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