CN105018948B - 一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法 - Google Patents

一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，包括预处理步骤、硫酸酸洗步骤、第一段混酸酸洗步骤、第二段混酸酸洗步骤和第三段混酸酸洗步骤，其中上述三段混酸酸洗步骤中所用混酸溶液均为硝酸与氟硅酸的混合酸洗液。本发明采用硝酸+氟硅酸的混酸酸洗液，H2SiF6与HF一样对氧化皮和金属基体有较强的溶解侵蚀能力，可以增加酸洗效率。酸洗过程中，酸溶液的活性基本保持不变，增加了酸溶液的使用寿命，减少了废酸的排放量，降低了生产成本和水处理成本。该混酸酸洗液中，不会生成氟化物沉淀，不会堵塞管道，减少停机维护次数。

Description

一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法
技术领域
本发明属于冷轧不锈钢生产领域，具体涉及一种热轧304奥氏体不锈钢的酸洗方法。
背景技术
目前，热轧304奥氏体不锈钢带钢酸洗时，一般采用混酸（HNO3+HF）酸洗工艺，但是，酸洗过程中，随着反应的进行，溶液中的金属离子浓度越来越高，金属离子会与F-离子结合生成氟化物沉淀，导致溶液中F-离子浓度降低，使混酸溶液活性降低，降低了混酸酸洗效率，酸溶液使用寿命缩短，酸溶液排废量加大，导致生产成本增加。而且后续水处理成本也会加大，这是因为F-离子可以防止硝酸溶液的分解，同时F-离子也可以通过点腐蚀加快氧化皮的溶解。
另外，随着酸洗时间的加长，形成的氟化物沉淀会附着在带钢表面上影响酸洗质量，同时也会沉积在循环系统的管道和循环罐中，很容易堵塞酸管道，影响酸液的循环；而且带钢表面脱落的氧化皮会与氟化物沉淀结合成硬泥垢，很难被清除，导致需要经常停机维护。
因此有必要设计一种热轧304奥氏体不锈钢的酸洗方法，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种热轧304奥氏体不锈钢的酸洗方法，通过该方法可以获得良好的带钢NO.1表面，降低生产成本和水处理成本，且不堵塞酸洗管道。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，包括以下步骤：
预处理步骤：将带钢进行退火和机械破鳞处理。
硫酸酸洗步骤：预处理后的带钢浸入硫酸酸洗液酸洗，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为150~170g/L，金属离子浓度为30~40 g/L，该硫酸酸洗液的温度为75~85℃。
第一段混酸酸洗步骤：经硫酸酸洗后的带钢浸入第一混酸液酸洗，所述第一混酸液中，HNO3浓度为75~85g/L，H2SiF6浓度为10~20 g/L，金属离子浓度为35~45 g/L，该第一混酸液的温度为55~65℃。
第二段混酸酸洗步骤：经第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液酸洗，所述第二混酸液中，HNO3浓度为85~95g/L，H2SiF6浓度为13~23 g/L，金属离子浓度为15~25 g/L，该第二混酸液的温度为55~65℃。
第三段混酸酸洗步骤：经第二段混酸酸洗后的带钢浸入第三混酸液酸洗，所述第三混酸液中，HNO3浓度为95~105g/L，H2SiF6浓度为15~25 g/L，金属离子浓度为5~15 g/L，该第三混酸液的温度为55~65℃。
进一步地，所述硫酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为25~35s。
进一步地，所述第一段混酸酸洗步骤、第二段混酸酸洗步骤和第三段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间均为25~35s。
优选地，所述硫酸酸洗步骤中，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为155~165g/L，金属离子浓度为33~37 g/L，该硫酸酸洗液的温度为77~83℃。
进一步地，所述硫酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27~33s。
优选地，所述第一段混酸酸洗步骤中，所述第一混酸液中，HNO3浓度为77~83g/L，H2SiF6浓度为12~18 g/L，金属离子浓度为37~43 g/L，该第一混酸液的温度为57~63℃。
进一步地，所述第一段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27~33s。
优选地，所述第二段混酸酸洗步骤中，所述第二混酸液中，HNO3浓度为87~93g/L，H2SiF6浓度为15~21 g/L，金属离子浓度为17~23 g/L，该第二混酸液的温度为57~63℃。
进一步地，所述第二段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27~33s。
优选地，所述第三段混酸酸洗步骤中，所述第三混酸液中，HNO3浓度为97~102g/L，H2SiF6浓度为17~23 g/L，金属离子浓度7~13 g/L，该第三混酸液的温度为57~63℃。
进一步地，所述第三段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27~33s。
本发明具有以下有益效果：本方法采用硝酸+氟硅酸的混酸酸洗液，H2SiF6与HF一样对氧化皮和金属基体有较强的溶解侵蚀能力，可以增加酸洗效率。本方法采用硫酸酸洗和三段混酸酸洗配合，酸洗效果较好，可将带钢表面氧化皮和贫铬层逐步去除，并使带钢表面生成一层钝化膜，从而获得良好的带钢NO.1表面。酸洗过程中，SiF6 2-离子与金属离子结合生成的硅氟酸盐在溶液中溶解度较大，所以随着酸洗时间的加长，溶液中的SiF6 2-离子浓度变化不大，从而维持了酸溶液的活性，增加了酸溶液的使用寿命，减少了废酸的排放量，降低了生产成本和水处理成本。该混酸酸洗液中，由于不采用HF，因此不会生成氟化物沉淀，从而也不会与脱落的氧化皮形成硬泥垢，因此带钢表面脱落的氧化皮如同沙子般容易被水冲洗掉，从而不会堵塞管道，减少停机维护次数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种热轧304奥氏体不锈钢的酸洗方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明实施例提供一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，包括以下步骤：
S101，预处理步骤。该步骤主要将带钢进行退火和机械破鳞处理，其中退火处理方法以及机械破鳞方法均采用现有的处理方法，不再赘述。
S102，硫酸酸洗步骤。预处理后的带钢浸入硫酸酸洗液酸洗，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为150~170g/L，金属离子浓度为30~40 g/L，该硫酸酸洗液的温度为75~85℃。其中，金属离子一般为Fe2+、Fe3+、Ni2+、Mn2+中的一种或几种的组合；本步骤中，酸洗时间优选为25~35s。本步骤为预酸洗处理，主要是将带钢表面大部分的氧化皮去除，同时剩余氧化皮的结构变得更加疏松且容易脱落。另外，本步骤中，也可以采用其它酸溶液进行处理，如硝酸，或硫酸与硝酸的混酸溶液等。
S103，第一段混酸酸洗步骤。经硫酸酸洗后的带钢浸入第一混酸液酸洗，所述第一混酸液中，HNO3浓度为75~85g/L，H2SiF6浓度为10~20 g/L，金属离子浓度为35~45 g/L，该第一混酸液的温度为55~65℃。其中，金属离子一般为Fe2+、Fe3+、Ni2+、Mn2+中的一种或几种的组合；本步骤中，酸洗时间优选为25~35s。
S104，第二段混酸酸洗步骤。经第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液酸洗，所述第二混酸液中，HNO3浓度为85~95g/L，H2SiF6浓度为13~23 g/L，金属离子浓度为15~25 g/L，该第二混酸液的温度为55~65℃。其中，金属离子一般为Fe2+、Fe3+、Ni2+、Mn2+中的一种或几种的组合；本步骤中，酸洗时间优选为25~35s。
S105，第三段混酸酸洗步骤。经第二段混酸酸洗后的带钢浸入第三混酸液酸洗，所述第三混酸液中，HNO3浓度为95~105g/L，H2SiF6浓度为15~25 g/L，金属离子浓度为5~15g/L，该第三混酸液的温度为55~65℃。其中，金属离子一般为Fe2+、Fe3+、Ni2+、Mn2+中的一种或几种的组合；本步骤中，酸洗时间优选为25~35s。
上述S102、S103 、S104、S105中，所述的酸洗时间均是以厚度为2mm的带钢为基础进行设计的；实际使用时，随着带钢厚度及宽度不同，相应的酸洗时间也不同，带钢厚度及宽度增加，相应的酸洗时间也延长，反之则缩短酸洗时间。
通过上述S103 、S104、S105三段混酸酸洗，可将带钢表面剩余氧化皮和贫铬层去除，并使带钢表面生成一层钝化膜。本实施例中，采用硝酸+氟硅酸的混酸酸洗液，氟硅酸可起到HF的作用，H2SiF6与HF一样对氧化皮和金属基体有较强的溶解侵蚀能力，可以增加酸洗效率。酸洗过程中，SiF6 2-离子与金属离子结合生成的硅氟酸盐在溶液中溶解度较大，所以随着酸洗时间的加长，溶液中的SiF6 2-离子浓度变化不大，从而维持了酸溶液的活性，增加了酸溶液的使用寿命，减少了废酸的排放量，降低了生产成本和水处理成本。该混酸酸洗液中，由于不采用HF，因此不会生成氟化物沉淀，从而也不会与脱落的氧化皮形成硬泥垢，因此带钢表面脱落的氧化皮如同沙子般容易被水冲洗掉，从而不会堵塞管道，减少停机维护次数。
作为优选，上述S102步骤中，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为155~165g/L，金属离子浓度为33~37 g/L；该硫酸酸洗液的温度为77~83℃。对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间优选为27~33s。
作为优选，上述S103步骤中，所述第一混酸液中，HNO3浓度为77~83g/L，H2SiF6浓度为12~18 g/L，金属离子浓度为37~43 g/L；该第一混酸液的温度为57~63℃。对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间优选为27~33s。
作为优选，上述S104步骤中，所述第二混酸液中，HNO3浓度为87~93g/L，H2SiF6浓度为15~21 g/L，金属离子浓度为17~23 g/L；该第二混酸液的温度为57~63℃。对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间优选为27~33s。
作为优选，上述S105步骤中，所述第三混酸液中，HNO3浓度为97~102g/L，H2SiF6浓度为17~23 g/L，金属离子浓度7~13 g/L；该第三混酸液的温度为57~63℃。对于厚度为2mm的带钢，酸洗优选时间为27~33s。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
本实施例提供一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，包括以下步骤：
1）将厚度2mm的热轧304奥氏体不锈钢带钢进行退火和机械破鳞处理。
2）将经过退火和机械破鳞处理后的带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗。该硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为155g/L，金属离子浓度33 g/L；该硫酸酸洗液的温度为77℃；酸洗处理时间为33s。
3）带钢经过硫酸酸洗后浸入第一混酸液中进行酸洗。该第一混酸液中，HNO3浓度为77g/L，H2SiF6浓度为12 g/L，金属离子浓度37 g/L，该第一混酸液的温度为57℃；酸洗处理时间为33s。
4）带钢经过第一段混酸酸洗后，浸入第二混酸液进行酸洗。该第二混酸液中，HNO3浓度为87g/L，H2SiF6浓度为15 g/L，金属离子浓度为17g/L，该第二混酸液的温度为57℃；酸洗处理时间为33s。
5）带钢经过第二段混酸酸洗后，浸入第三混酸液进行酸洗。该第三混酸液中，HNO3浓度为97g/L，H2SiF6浓度为17 g/L，金属离子浓度为7 g/L，该第三混酸液的温度为57℃；酸洗处理时间为33s。
所述热轧304奥氏体不锈钢带钢经过上述硫酸酸洗+三段混酸酸洗之后，带钢表面没有剩余氧化皮，而且带钢表面光洁度较高，符合No.1等级要求。
实施例二
本实施例提供一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，包括以下步骤：
1）将厚度2mm的热轧304奥氏体不锈钢带钢进行退火和机械破鳞处理。
2）将经过退火和机械破鳞处理后的带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗。该硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为165g/L，金属离子浓度37 g/L；该硫酸酸洗液的温度为83℃；酸洗处理时间为27s 。
3）带钢经过硫酸酸洗后浸入第一混酸液中进行酸洗。该第一混酸液中，HNO3浓度为83g/L，H2SiF6浓度为18 g/L，金属离子浓度43 g/L，该第一混酸液的温度为63℃；酸洗处理时间为27s。
4）带钢经过第一段混酸酸洗后，浸入第二混酸液进行酸洗。该第二混酸液中，HNO3浓度为93g/L，H2SiF6浓度为21 g/L，金属离子浓度为23g/L，该第二混酸液的温度为63℃；酸洗处理时间为27s。
5）带钢经过第二段混酸酸洗后，浸入第三混酸液进行酸洗。该第三混酸液中，HNO3浓度为102g/L，H2SiF6浓度为23g/L，金属离子浓度为13 g/L，该第三混酸液的温度为63℃；酸洗处理时间为27s。
所述热轧304奥氏体不锈钢带钢经过上述硫酸酸洗+三段混酸酸洗之后，带钢表面没有剩余氧化皮，而且带钢表面光洁度较高，符合No.1等级要求。
实施例三
本实施例提供一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，包括以下步骤：
1）将厚度2mm的热轧304奥氏体不锈钢带钢进行退火和机械破鳞处理。
2）将经过退火和机械破鳞处理后的带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗。该硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为160g/L，金属离子浓度35 g/L；该硫酸酸洗液的温度为80℃；酸洗处理时间为30s。
3）带钢经过硫酸酸洗后浸入第一混酸液中进行酸洗。该第一混酸液中，HNO3浓度为80g/L，H2SiF6浓度为15 g/L，金属离子浓度40g/L，该第一混酸液的温度为60℃；酸洗处理时间为30s。
4）带钢经过第一段混酸酸洗后，浸入第二混酸液进行酸洗。该第二混酸液中，HNO3浓度为90g/L，H2SiF6浓度为18 g/L，金属离子浓度为20g/L，该第二混酸液的温度为60℃；酸洗处理时间为30s。
5）带钢经过第二段混酸酸洗后，浸入第三混酸液进行酸洗。该第三混酸液中，HNO3浓度为100g/L，H2SiF6浓度为20g/L，金属离子浓度为10g/L，该第三混酸液的温度为60℃；酸洗处理时间为30s。
所述热轧304奥氏体不锈钢带钢经过上述硫酸酸洗+三段混酸酸洗之后，带钢表面没有剩余氧化皮，而且带钢表面光洁度较高，符合No.1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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
预处理步骤：将带钢进行退火和机械破鳞处理；
硫酸酸洗步骤：预处理后的带钢浸入硫酸酸洗液中酸洗，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为150～170g/L，金属离子浓度为30～40g/L，该硫酸酸洗液的温度为75～85℃；对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为25～35s；
第一段混酸酸洗步骤：经硫酸酸洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，所述第一混酸液中，HNO3浓度为75～85g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，金属离子浓度为35～45g/L，该第一混酸液的温度为55～65℃；对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为25～35s；
第二段混酸酸洗步骤：经第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，所述第二混酸液中，HNO3浓度为85～95g/L，H2SiF6浓度为13～23g/L，金属离子浓度为15～25g/L，该第二混酸液的温度为55～65℃；对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为25～35s；
第三段混酸酸洗步骤：经第二段混酸酸洗后的带钢浸入第三混酸液中酸洗，所述第三混酸液中，HNO3浓度为95～105g/L，H2SiF6浓度为15～25g/L，金属离子浓度为5～15g/L，该第三混酸液的温度为55～65℃；对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为25～35s。
2.根据权利要求1所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述硫酸酸洗步骤中，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为155～165g/L，金属离子浓度为33～37g/L，该硫酸酸洗液的温度为77～83℃。
3.根据权利要求1所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述第一段混酸酸洗步骤中，所述第一混酸液中，HNO3浓度为77～83g/L，H2SiF6浓度为12～18g/L，金属离子浓度为37～43g/L，该第一混酸液的温度为57～63℃。
4.根据权利要求3所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述第一段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27～33s。
5.根据权利要求1所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述第二段混酸酸洗步骤中，所述第二混酸液中，HNO3浓度为87～93g/L，H2SiF6浓度为15～21g/L，金属离子浓度为17～23g/L，该第二混酸液的温度为57～63℃。
6.根据权利要求5所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述第二段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27～33s。
7.根据权利要求1所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述第三段混酸酸洗步骤中，所述第三混酸液中，HNO3浓度为97～102g/L，H2SiF6浓度为17～23g/L，金属离子浓度7～13g/L，该第三混酸液的温度为57～63℃。
8.根据权利要求7所述的热轧304奥氏体不锈钢酸洗方法，其特征在于：所述第三段混酸酸洗步骤中，对于厚度为2mm的带钢，酸洗时间为27～33s。
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