CN106319540A - 一种不锈钢紊流酸洗控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种不锈钢紊流酸洗方法，包括：热轧黑皮卷→热带连续退火→热带紊流酸洗→形成不锈钢酸洗合格表面，在紊流酸洗中，打开阀门使酸洗混合液在循环罐和酸洗槽之间进行循环。由在每个酸槽入口端及出口端分别设置的上下一组喷梁逆向带钢运行方向、向带钢上下表面斜向喷射酸液，在紊流酸洗中，酸液中氢氟酸和硝酸浓度配比为1:20，酸洗温度设定在38～43℃。本发明主要由设在每个酸槽两端的喷梁向带钢表面喷射，辅之以由设在酸槽两侧的喷管向槽内喷酸，在槽内形成强烈的紊流状态，从而提高酸洗效率，缩短酸洗时间，进而提高酸洗速度。
Description
技术领域
本发明涉及节镍型奥氏体不锈钢生产领域，具体地说，本发明是关于采用紊流酸洗技术去除节镍型奥氏体不锈钢表面氧化铁皮的冷轧特殊工艺。
背景技术
迄今为止，世界上用于去除不锈钢表面氧化铁皮几乎都是采用浸没式酸洗技术，酸洗液为氢氟酸加硝酸。紊流酸洗技术则多数被应用在普碳钢的酸洗且采用的酸洗液是盐酸。相比传统的浸没式酸洗方式、紊流酸洗效率要高很多，采用氢氟酸加硝酸作为酸洗液的紊流酸洗技术去除不锈钢热轧表面氧化铁皮的工艺控制技术将是不锈钢冷轧生产领域的一项重要的革新技术。
酸洗是去除热轧不锈钢表面氧化铁皮的一道至关重要的工序，主要是通过酸洗液与带钢表面发生化学反应和物理冲击使氧化铁皮从带钢表面脱落。从而形成较为理想的表面，以便带钢的后续加工做好准备。在酸液的温度和浓度以及酸槽内流量一定的情况下，提高带钢与酸液接触面的传热效率是提高酸洗效率的最经济有效的方法。
不锈钢紊流酸洗工艺采用的酸液(氢氟酸+硝酸)主要由设在每个酸槽两端的喷梁向带钢表面喷射，辅之以由设在酸槽两侧的喷管向槽内喷酸，在槽内形成强烈的紊流状态，从而提高酸洗效率，缩短酸洗时间，进而提高酸洗速度。
为了提供酸液的动能，在紊流槽的入口侧/出口侧有四个进口，这样减少了层流边界层，保证自由Fˉ和H+离子溶解铬和金属以及自由NO3+和Fe3+作为氧化剂。在酸槽之前，设置有两台抛丸机用于热轧不锈钢机械除鳞。
中国专利号CN201110067115.9公开了“一种浅槽紊流酸洗机组停车斑的控制方法”主要强调的是紊流酸洗技术在碳钢生产领域消除停车斑缺陷的控制方法。而本专利“一种不锈钢紊流酸洗控制方法”主要是打破传统的不锈钢生产工艺采取紊流酸洗方式去除节镍型奥氏体不锈钢表面氧化铁皮的冷轧制造工艺。
发明内容
本发明的目的是，提出一种新的采用氢氟酸加硝酸作为酸洗液的紊流酸洗技术去除节镍型奥氏体不锈钢热轧表面氧化铁皮的冷轧生产方法，主要通过机械除鳞将带钢表面的氧化铁皮，通过抛丸机持续打击带钢表面使氧化铁皮剥落。根据常规不锈钢氧化铁皮的去除方法，一般都是优先发挥机械除鳞的作用。再通过预除鳞即采用硫酸作为酸洗液进行预处理。最后通过紊流酸洗后获得最终要求的带钢表面质量。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其技术方案如下：
一种不锈钢紊流酸洗方法，包括下述工序：
热轧黑皮卷→热带连续退火→热带紊流酸洗→形成不锈钢酸洗合格表面，其特征在于：
⑴所得热轧黑皮卷3卷通过热带退火机组，利用破鳞机使表面氧化铁皮与机体有效剥离；
⑵经连续退火后得到均匀一致、从表层到芯部的晶粒度或组织；
⑶将退火后的3卷黑皮卷送至连续酸洗机组进行除鳞，使带钢表面的氧化铁皮从带钢表面脱落；
接着就进入硫酸预酸洗进一步去除表面氧化铁皮；
⑷最后，经紊流酸洗，
在紊流酸洗中，打开阀门使酸洗混合液在循环罐和酸洗槽之间进行循环。由在每个酸槽入口端及出口端分别设置的上下一组喷梁逆向带钢运行方向、向带钢上下表面斜向喷射酸液。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，酸液中氢氟酸和硝酸浓度配比为1:20，酸洗温度设定在38～43℃。
在紊流酸洗中，硝酸和氢氟酸的比率是非常重要的参数，只有找到他们之间的最佳平衡点才能保证获得理想的带钢表面。本发明通过研究影响紊流酸洗效果的主要因素是酸液温度、浓度和喷嘴压力等。酸洗温度设定在38～43℃、酸液中氢氟酸和硝酸按1:20的浓度配比关系进行设定，其中氢氟酸为3～8g/l、硝酸为40～80g/l。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，氢氟酸为3～8g/l、硝酸为40～80g/l。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，喷嘴压力为0.6～1.0Pa,上喷嘴角度为35-45°,下喷嘴角度为15-25°，以在槽内形成强烈的紊流状态。
由于设在每个酸槽入口端及出口端分别设置逆向带钢运行方向、向带钢上下表面斜向喷射酸液的上下一组喷梁，其中，喷嘴压力为0.6～1.0Pa,上喷嘴角度为35-45°,下喷嘴角度为15-25°，在槽内形成强烈的紊流状态，由此减少了层流边界层，保证自由Fˉ和H+离子溶解铬和金属以及自由NO3+和Fe3+作为氧化剂。机组开机调整工艺速度，使钢卷在酸洗槽内停留时间为4～6min。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，辅之以由设在酸槽中带钢运行方向二侧、向带钢二侧面平行喷射酸液的喷管，喷嘴压力为0.6～1.0Pa,以在槽内形成强烈的紊流状态。
由于喷嘴压力为0.6～1.0Pa,上喷嘴角度为35-45°,下喷嘴角度为15-25°，在槽内形成强烈的紊流状态，从而提高酸洗效率，缩短酸洗时间，进而提高酸洗速度。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，上喷嘴角度为40°,下喷嘴角度为20°，距离带钢52mm。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，钢卷在酸洗槽内停留时间为4～6min。
本发明还提供一种由不锈钢紊流酸洗方法获得的节镍型奥氏体不锈钢热轧带钢，所述带钢具有优异的表面粗糙度。
根据本发明所述一种不锈钢紊流酸洗方法获得的节镍型奥氏体不锈钢热轧带钢表面粗糙度，其特征在于，所述粗糙度控制在以下范围：
3.0mm带钢：Ra＝2.58-2.79，Rp＝7.01-9.23，Pt＝25.27-27.73，
4.0mm带钢：Ra＝2.25-2.42，Rp＝6.83-7.20，Pt＝23.38-25.35，
5.0mm带钢：Ra＝2.15-2.33，Rp＝6.0-6.35，Pt＝17.83.3-21.10。
根据本发明提供的一种不锈钢紊流酸洗方法，生产节镍型奥氏体不锈钢时氢氟酸浓度控制在3～8g/l，硝酸控制在40～80g/l。
其中，硝酸和氢氟酸的比率是非常重要的参数，只有找到他们之间的最佳平衡点才能保证获得理想的带钢表面。而影响紊流酸洗效果的主要因素有酸液温度、浓度和喷嘴压力等。在相同工艺条件下变化酸洗温度带钢表面粗糙度分析结果如图1所示。
图1中，1#试样是温度在48度下带钢的表面粗糙度；2#试样是温度在44度下的带钢表面粗糙度；3#试样是温度在40度下的带钢表面粗糙度.Ra—算术平均粗糙度；Rp—平均轮廓波峰高度；Pt—峰谷的最高与最低点距离。
酸洗浓度越高酸洗速度越大，浓度与速度成正比关系，由于节镍型奥氏体不锈钢耐腐蚀性较差，因此酸浓度也不宜设定过高尤其是氢氟酸浓度。在相同酸温不同酸浓度下的带钢表面腐蚀情况如图2，图3所示。
由图2，图3可以看出，在酸温相同时高浓度下的带钢表面腐蚀很严重，呈明显的蜂窝状，腐蚀坑较大，低浓度下的带钢表面腐蚀比较均匀，腐蚀坑小、浅、密，但没有较深的腐蚀坑。生产节镍型奥氏体不锈钢时氢氟酸浓度控制在3～8g/l，硝酸控制在40～80g/l最佳。
另外紊流酸洗方式由于酸液始终保持的非常洁净，而节镍型奥氏体不锈钢通过该酸液环境时会加剧反应瞬间产生大量的腐蚀产物，容易产生脏污缺陷。因此生产该钢种时不宜勤换酸液，酸液中金属离子浓度不能过低。
本发明的有益效果：
采用本发明的试制工艺，即采用紊流酸洗方式探索出合理的氢氟酸和硝酸的浓度配比关系获得的产品表面相对于传统的酸洗方式获得的表面质量更佳，且酸耗较传统的酸洗工艺低很多节约成本。以下两组照片可以看出表面质量的差异。
附图说明
图1为在相同工艺条件下变化酸洗温度带钢表面粗糙度分析结果。
图1中，1#试样是温度在48度下带钢的表面粗糙度；2#试样是温度在44度下的带钢表面粗糙度；3#试样是温度在40度下的带钢表面粗糙度.Ra—算术平均粗糙度；Rp—平均轮廓波峰高度；Pt—峰谷的最高与最低点距离。
图2为高酸浓度时的电子像图(放大1000倍)。
图3为低酸浓度时的电子像图(放大1000倍)。
图4为传统工艺控制的1#试样表面照相图。
图5为本发明工艺控制的1#试样表面照相图。
具体实施方式
实施例
以下是针对不同厚度热轧不锈钢经固化好的退火和预除鳞后进行的紊流酸洗试验验证实施例，发明的优化控制方法主要包括以下步骤：
实施例1—3
规格为3.0～5.0*1250mm钢种三卷通过连续退火机组进行在线热处理获得符合要求的机械性能和晶粒度再进行预除鳞。通过紊流酸洗后带钢表面氧化铁皮要求完全去除干净并确保表面未出现粗糙现象，具体参数如下：
表2 实施例1的紊流酸洗工艺
表3 实施例2的紊流酸洗工艺
表4 实施例3的紊流酸洗工艺
表5 粗糙度分析结果：
采用本发明工艺“一种不锈钢紊流酸洗控制方法”，可以有效改善节镍型奥氏体不锈钢的表面粗糙问题。相对于传统的酸洗方式可以获得更佳的表面质量，且酸耗较传统的酸洗工艺低很多及其节约成本。
Claims (8)
1.一种不锈钢紊流酸洗方法，包括下述工序：
热轧黑皮卷→热带连续退火→热带紊流酸洗→形成不锈钢酸洗合格表面，其特征在于：
⑴所得热轧黑皮卷3卷通过热带退火机组，利用破鳞机使表面氧化铁皮与机体有效剥离；
⑵经连续退火后得到均匀一致、从表层到芯部的晶粒度或组织；
⑶将退火后的3卷黑皮卷送至连续酸洗机组进行除鳞，使带钢表面的氧化铁皮从带钢表面脱落；
接着就进入硫酸预酸洗进一步去除表面氧化铁皮；
⑷最后，经紊流酸洗，
在紊流酸洗中，打开阀门使酸洗混合液在循环罐和酸洗槽之间进行循环。由在每个酸槽入口端及出口端分别设置的上下一组喷梁逆向带钢运行方向、向带钢上下表面斜向喷射酸液。
2.如权利要求1所述的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，酸液中氢氟酸和硝酸浓度配比为1:20，酸洗温度设定在38～43℃。
3.如权利要求1所述的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，氢氟酸为3～8g/l、硝酸为40～80g/l。
4.如权利要求1所述的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，喷嘴压力为0.6～1.0Pa,上喷嘴角度为35-45°,下喷嘴角度为15-25°，以在槽内形成强烈的紊流状态。
5.如权利要求1所述的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，辅之以由设在酸槽中带钢运行方向二侧、向带钢二侧面平行喷射酸液的喷管，喷嘴压力为0.6～1.0Pa,以在槽内形成强烈的紊流状态。
6.如权利要求1所述的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，在紊流酸洗中，上喷嘴角度为40°,下喷嘴角度为20°，距离带钢52mm。
7.如权利要求1所述的一种不锈钢紊流酸洗方法，其特征在于，钢卷在酸洗槽内停留时间为4～6min。
8.根据权利要求1-7任一项所述一种不锈钢紊流酸洗方法获得的节镍型奥氏体不锈钢热轧带钢表面粗糙度，其特征在于，所述粗糙度控制在以下范围：
3.0mm带钢：Ra＝2.58-2.79，Rp＝7.01-9.23，Pt＝25.27-27.73，
4.0mm带钢：Ra＝2.25-2.42，Rp＝6.83-7.20，Pt＝23.38-25.35，
5.0mm带钢：Ra＝2.15-2.33，Rp＝6.0-6.35，Pt＝17.83.3-21.10。
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|---|---|---|---|---|
| CN109807754A (zh) * | 2017-11-20 | 2019-05-28 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种带钢表面除鳞方法及系统 |
| CN110055544A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-07-26 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 立式钢管酸洗槽 |
| CN111663145A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-15 | 浦项(张家港)不锈钢股份有限公司 | 喷射酸洗系统、奥氏体不锈钢冷轧酸洗工艺及不锈钢 |
| CN111719162A (zh) * | 2019-03-21 | 2020-09-29 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种带钢酸洗系统 |
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