CN107747099A - 一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法 - Google Patents

一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，包括抛丸除鳞步骤、硫酸酸洗步骤、第一段无硝酸酸洗步骤、中间刷洗、第二段无硝酸酸洗步骤，上述两段无硝酸酸洗步骤中所用酸洗液成分均为H2SO4、HF与Fe2+的混合酸洗液，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将第一段无硝酸酸洗液氧化还原反应电势控制在350～500mv之间，将第二段无硝酸酸洗溶液氧化还原反应电势控制在400～600mv之间。本发明提供的方法的优点为，可以避免使用硝酸，从而避免酸洗过程中产生高污染含氮废气和废水，同时省去废气脱氮和废水脱氮设备，降低设备投资和生产成本；该方法的酸洗效率高且酸洗后得到的产品的表面品质较好。

Description

一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法
技术领域
本发明属于冷轧不锈钢生产领域，具体涉及一种环保型热轧400系不锈钢酸洗工艺。
背景技术
热轧400系不锈钢带钢表面存在一层致密的氧化皮，为了降低带钢硬度和改善组织，需要对带钢进行退火，退火以后带钢表面氧化皮量增加，需要先经过机械破鳞，将带钢表面大部分氧化皮去除，然后再经过混酸(HNO3+HF)酸洗将带钢表面剩余氧化皮去除，并使带钢表面生成一层钝化膜，而混酸酸洗过程会产生大量高污染的含氮废气和含氮废水，会对环境和人类造成严重危害。
目前，国家环保部针对钢铁行业制定了严格废气废水排放标准，环保监督力度空前加大，对于不符合新环保法要求的钢厂，一律关停或整改，而目前大部分不锈钢厂，含氮废水排放浓度大部分在1000mg/L左右，新的环保法要求废水排放总氮浓度小于15mg/L，废水总氮排放浓度如果想达标，必须安装新的环保设备，这样就会明显增加设备投资和运行成本，含氮废气排放浓度也较高，一般大于500mg/m3，而新的环保法允许排放浓度由原来的420mg/m3降到了150mg/m3，以上都会导致吨钢生产成本增加50～200元。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种热轧400系不锈钢的酸洗方法，通过该方法，酸洗时可以避免使用硝酸，从而可以避免产生含氮废水和含氮废气，不需要因环保标准的提高而增加设备投资及运行成本。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.抛丸除鳞：带钢进入抛丸机进行抛丸除鳞，带钢表面除鳞率控制在60～90％之间；
S102.硫酸酸洗：带钢浸入硫酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为75～85℃，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为180～280g/L；
S103.第一段无硝酸酸洗：经硫酸酸洗后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为35～45℃，所述第一段无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为20～90g/L，HF浓度为0～30g/L，Fe2+浓度为0～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第一段无硝酸酸洗液的氧化还原反应电位控制在350～500mv之间；
S104.中间刷洗：第一段无硝酸酸洗后，采用刷洗水冲洗带钢表面，刷洗水压力为0～3MPa，并用刷辊刷洗带钢表面；
S105.第二段无硝酸酸洗：经中间刷洗后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为35～45℃，所述第二段无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为10～60g/L，HF浓度为0～20g/L，Fe2+浓度为0～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第二段无硝酸酸洗液的氧化还原电位控制在400～600mv之间。
具体的，S102.步骤、S103.步骤、S105步骤中，对应的酸洗时间均大于30s。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下更进一步的具体选择或优化选择。
优选的，S101.步骤中，带钢表面除鳞率控制在70～80％之间。
优选的，S102.步骤中，H2SO4浓度为190～250g/L，酸洗温度为78～82℃，酸洗时间为40～50s。
优选的，S103.步骤中，酸洗温度为40～45℃，H2SO4浓度为50～80g/L，HF浓度为20～40g/L，Fe2+浓度为35～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第一段无硝酸酸洗液酸洗液的氧化还原电位控制为400～450mv，酸洗时间为40～50s。
具体的，S104.步骤中，刷洗水压力为0.3-2MPa。
具体的，S104.步骤中，所述刷洗水为中水或自来水，所述刷洗水循环使用。
具体的，S104.步骤中，所述刷洗水将带钢的全部表面至少冲洗一遍，所述刷辊将带钢的全部表面至少刷洗一遍。
优选的，S105.步骤中，酸洗温度为40～45℃，H2SO4浓度为40～60g/L，HF浓度为0g/L，Fe2+浓度为40～60g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第二段无硝酸酸洗液酸洗液的氧化还原电位控制为500～550mv，酸洗时间为40～50s。由于400系不锈钢铬含量较低，酸洗液中HF存在容易产生过酸洗，当第二段不含HF时，可减少过酸洗情况的发生。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本方法采用H2SO4酸洗、第一段无硝酸酸洗(H2SO4+HF+Fe2+)、中间刷洗、第二段无硝酸酸洗(H2SO4+HF+Fe2+)且第一及第二无硝酸酸洗均依靠FeSO4或H2O2来控制酸洗液氧化还原电位的方法，实现了对热轧400系不锈钢的环保型酸洗，可以避免使用硝酸，从而避免酸洗过程中产生高污染含氮废气和废水，同时省去废气脱氮和废水脱氮设备，降低设备投资和生产成本；中间刷洗依靠刷洗水的冲洗及刷辊的刷洗作用配合，去掉带钢表面经过两次酸洗已变疏松的绝大部分氧化皮，相对于纯粹的以酸洗去除的方法，添加中间刷洗后，整个工艺的时间大大缩减，酸洗液的用量也有效减少，提高了效率并节省了成本；本发明控制酸洗液的氧化还原电位的好处在于可保证酸洗液的酸洗能力稳定在一定范围，有利于连续生产和保证酸洗后产品的品质稳定。
附图说明
图1为本发明提供的400系不锈钢环保型酸洗方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其包括如下步骤：
S101.抛丸除鳞：所述抛丸除鳞步骤中，带钢表面除鳞率在60％～90％之间。本步骤主要作用是去除带钢表面大部分氧化皮，并使带钢表面剩余氧化皮发生龟裂，减小酸洗段负担。
S102.硫酸酸洗：抛丸除鳞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180～280g/L，该硫酸酸洗液的温度为75～85℃。本步骤为预酸洗处理，主要作用是通过溶解贫铬层，使氧化皮与金属基体发生机械剥离，从而使氧化皮的结构变得疏松且易脱落。
S103.第一段无硝酸酸洗：经硫酸酸洗后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗，所述第一段无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为20～90g/L，HF浓度为0～30g/L，Fe2+浓度为0～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将酸洗液ORP控制在350～500mv之间，温度为35～45℃，本步骤主要作用是通过溶解贫铬层，使氧化皮与金属基体发生脱落，从而去除带钢表面大部分氧化皮，并使剩余氧化皮变得疏松且易脱落。
S104.中间刷洗：第一段无硝酸酸洗后，采用刷洗水冲洗带钢表面，刷洗水压力为0～3MPa，并用刷辊刷洗带钢表面。本步骤主要作用是：带钢经过第一段无硝酸酸洗后，带钢表面氧化皮已经变得疏松且容易脱落，经过刷洗水冲洗和刷辊刷洗，带钢表面绝大部分残留氧化皮会被刷洗掉。
S105.第二段无硝酸酸洗：经中间刷洗的带钢浸入第二无硝酸酸洗液酸洗，所述第二无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为10～60g/L，HF浓度为0～20g/L，Fe2+浓度为0～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将酸洗液ORP控制在400～600mv之间，温度为35～45℃，本步骤主要作用是去除带钢表面剩余贫铬层和残留氧化皮，并使带钢表面生成一层钝化膜。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种热轧430铁素体不锈钢带钢的环保型酸洗方法，带钢厚度4mm，包括以下步骤：
1)抛丸除鳞步骤中，带钢表面除鳞为70％。
2)该硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为190g/L；该硫酸酸洗液的温度为78℃；酸洗处理时间为50s。
3)带钢经过硫酸酸洗后浸入第一段无硝酸酸洗液中进行酸洗。该第一段无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为50g/L，HF浓度为20g/L，Fe2+浓度为60g/L，酸洗过程ORP(氧化还原电位，下同)为400±20mv，温度为40℃，酸洗时间为50s。
4)带钢经过第一段无硝酸酸洗后，进行中间刷洗，刷洗水冲洗的同时刷辊刷洗。该刷洗步骤中，刷洗水压力为0.3MPa。
5)带钢经过中间刷洗后，浸入第二段无硝酸酸洗液进行酸洗。该第二段无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为40g/L，Fe2+浓度为40g/L，酸洗过程ORP为500±20mv，温度为40℃，酸洗时间为50s。
所述热轧400系不锈钢带钢经过上述硫酸酸洗+第一段无硝酸酸洗+中间刷洗+第二段无硝酸酸洗之后，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2
本实施例提供一种热轧430铁素体不锈钢带钢的环保型酸洗方法，带钢厚度4mm，包括以下步骤：
1)抛丸除鳞步骤中，带钢表面除鳞为80％。
2)该硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为250g/L；该硫酸酸洗液的温度为82℃；酸洗处理时间为40s。
3)带钢经过硫酸酸洗后浸入第一段无硝酸酸洗液中进行酸洗。该第一段无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为80g/L，HF浓度为40g/L，Fe2+浓度为70g/L，酸洗过程ORP为450±20mv，温度为45℃，酸洗时间为40s。
4)带钢经过第一段无硝酸酸洗后，进行中间刷洗，刷洗水冲洗的同时刷辊刷洗。该刷洗步骤中，刷洗水压力为2MPa。
5)带钢经过中间刷洗后，浸入第二段无硝酸酸洗液进行酸洗。该第二段无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为60g/L，Fe2+浓度为60g/L，酸洗过程ORP为550±20mv，温度为45℃，酸洗时间为40s。
所述热轧400系不锈钢带钢经过上述硫酸酸洗+第一段无硝酸酸洗+中间刷洗+第二段无硝酸酸洗之后，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3
本实施例提供一种热轧430铁素体不锈钢带钢的环保型酸洗方法，带钢厚度4mm，包括以下步骤：
1)抛丸除鳞步骤中，带钢表面除鳞为75％。
2)该硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为220g/L；该硫酸酸洗液的温度为80℃；酸洗处理时间为45s。
3)带钢经过硫酸酸洗后浸入第一无硝酸酸洗液中进行酸洗。该第一无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为60g/L，HF浓度为13g/L，Fe2+浓度为65g/L，酸洗过程ORP为420±20mv，温度为42℃，酸洗时间为45s。
4)带钢经过第一段无硝酸酸洗后，进行中间刷洗，刷洗水冲洗的同时刷辊刷洗。该刷洗步骤中，刷洗水压力为1.5MPa。
5)带钢经过中间刷洗后，浸入第二无硝酸酸洗液进行酸洗。该第二无硝酸酸洗液中，酸洗液成分为：H2SO4浓度为50g/L，Fe2+浓度为50g/L，酸洗过程ORP为539±20mv，温度为42℃，酸洗时间为45s。
所述热轧400系不锈钢带钢经过上述硫酸酸洗+第一段无硝酸酸洗+中间刷洗+第二段无硝酸酸洗之后，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，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400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.抛丸除鳞：带钢进入抛丸机进行抛丸除鳞，带钢表面除鳞率控制在60～90％之间；
S102.硫酸酸洗：带钢浸入硫酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为75～85℃，所述硫酸酸洗液中，H2SO4浓度为180～280g/L；
S103.第一段无硝酸酸洗：经硫酸酸洗后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为35～45℃，所述第一段无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为20～90g/L，HF浓度为0～30g/L，Fe2+浓度为0～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第一段无硝酸酸洗液的氧化还原反应电位控制在350～500mv之间；
S104.中间刷洗：第一段无硝酸酸洗后，采用刷洗水冲洗带钢表面，刷洗水压力为0～3MPa，并用刷辊刷洗带钢表面；
S105.第二段无硝酸酸洗：经中间刷洗后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中酸洗，酸洗温度为35～45℃，所述第二段无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为10～60g/L，HF浓度为0～20g/L，Fe2+浓度为0～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第二段无硝酸酸洗液的氧化还原电位控制在400～600mv之间；
具体的，S102.步骤、S103.步骤、S105步骤中，对应的酸洗时间均大于30s。
2.根据权利要求1所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S101.步骤中，带钢表面除鳞率控制在70～80％之间。
3.根据权利要求1所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S102.步骤中，H2SO4浓度为190～250g/L，酸洗温度为78～82℃，酸洗时间为40～50s。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S103.步骤中，酸洗温度为40～45℃，H2SO4浓度为50～80g/L，HF浓度为20～40g/L，Fe2+浓度为35～70g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第一段无硝酸酸洗液酸洗液的氧化还原电位控制为400～450mv，酸洗时间为40～50s。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S104.步骤中，刷洗水压力为0.3-2MPa。
6.根据权利要求1至4任一项所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S104.步骤中，所述刷洗水为中水或自来水，所述刷洗水循环使用。
7.根据权利要求1至4任一项所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S104.步骤中，所述刷洗水将带钢的全部表面至少冲洗一遍，所述刷辊将带钢的全部表面至少刷洗一遍。
8.根据权利要求1至4任一项所述的一种热轧400系不锈钢环保型酸洗方法，其特征在于，S105.步骤中，酸洗温度为40～45℃，H2SO4浓度为40～60g/L，HF浓度为0g/L，Fe2+浓度为40～60g/L，酸洗过程通过添加Fe2+或H2O2将所述第二段无硝酸酸洗液酸洗液的氧化还原电位控制为500～550mv，酸洗时间为40～50s。
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