CN109176323A - 防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法 - Google Patents

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    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

本发明涉及金属防锈技术领域,尤其涉及防止湿式抛丸工艺中钢板和钢砂锈蚀的方法,包括以下步骤:(1)在循环水中加入防锈剂,并混合均匀;(2)在所述循环水进入表面处理系统前加入泡沫抑制剂;(3)将钢板送入表面处理系统进行处理;(4)烘干钢板表面水分。本发明的方法使湿式抛丸工艺中钢砂寿命提高了50%以上;钢板表面无需涂油,降低涂油成本5元/吨;下游企业无需清洗油污,减少清洗油污工序及车间等成本250元/吨以上,因此,本发明具有广阔的应用前景。

Description

防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法
技术领域
本发明涉及金属防锈技术领域,尤其涉及防止湿式抛丸工艺中钢板和钢砂锈蚀的方法。
背景技术
为了提高涂层等在钢板表面的结合力,在钢板表面进行涂装前需除去钢板表面的铁锈、杂质等。常用的钢板表面预处理方法有化学除锈法和机械除锈法。化学除锈法存在污染环境、易腐蚀设备的缺点,机械除锈法处理的钢板表面粗糙度大,易产生粉尘。为了提倡清洁生产,目前兴起了一种湿式抛丸法,其原理是将水和磨料均匀混合的浆液输送至抛丸器,经抛丸器加速,高速喷射至钢板表面,以机械打击方式清理钢板表面的氧化层及其它杂质。该方法无尘、无污染,是一种环保、高效的钢板表面除鳞技术。
然而,湿式抛丸法生产中按比例加入水中的钢砂(磨料,材质为碳钢),由于长时间浸泡在水中容易产生锈蚀,从而造成钢砂严重损耗。尽管目前采用多次补加钢砂或者使用成本更高的不锈钢钢砂的方式来保证打磨效果,但这种方式无疑会增加生产成本,降低生产效率。
另外,经处理后的钢板基体因去除表面氧化铁鳞而裸露,若环境中空气湿度大,或淋上雨水易产生化学锈蚀,表面出现麻点(坑)的失效模式。传统的防锈法采用涂覆防锈油的办法来实现。防锈油的涂覆不仅会增加油料和涂油设备成本,还会给下游加工行业带来因清洗油污而增加的生产成本和工业污染。
因此,本领域中亟需一种防止湿式抛丸工艺中钢板和钢砂锈蚀的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种防止湿式抛丸工艺中钢板和钢砂锈蚀的方法,具体如下:
本发明的一种防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,包括以下步骤:
(1)在循环水中加入防锈剂,并混合均匀;
(2)在所述循环水进入表面处理系统前加入泡沫抑制剂;
(3)将钢板送入表面处理系统进行处理;
(4)烘干钢板表面水分。
上述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,所述防锈剂和所述循环水的比例为(2-10):100。
上述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,所述防锈剂和所述循环水的比例为(3-4):100。
上述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,所述泡沫抑制剂和所述循环水的比例为(0.1-0.5):100。
上述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,所述泡沫抑制剂和所述循环水的比例为(0.2-0.3):100。
上述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,所述步骤(4)中,采用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的气体烘干钢板表面水分。
上述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,采用糖度仪测量所述防锈剂和所述循环水的比例。
本发明的技术方案具有如下的有益效果:
(1)本发明的方法可以有效防止湿式抛丸法生产中钢砂的锈蚀,减少材料损失;
(2)本发明的方法可以有效保护表面去除氧化物的钢板在不涂油情况下发生锈蚀,减少表面缺陷的发生;
(3)本发明的方法使湿式抛丸工艺中钢砂寿命提高了50%以上;钢板表面无需涂油,降低涂油成本5元/吨;下游企业无需清洗油污,减少清洗油污工序及车间等成本250元/吨以上;
(4)本发明的方法能够保证钢板从生产到使用过程中无废酸、废水产生,提高了材料利用率,降低了生产成本。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效,通过下述具体实施方式,对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外,其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明,否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
具体的,本发明的一种防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,包括以下步骤:
(1)在循环水中加入防锈剂,并混合均匀;
本发明中所使用的防锈剂是一种水溶性有机物组成的缓蚀剂,溶于水后,可均匀涂覆在钢板表面上。而且,本发明的防锈剂在下游企业使用制造过程中,当钢板表面进行涂油漆、镀锌、镀铬等涂装时均不需要进行预处理清洗或去除油污。
其中,所述防锈剂型号为MCT-JG-200和/或Power Clean HT-33-B,其中,防锈剂MCT-JG-200,购买自中新康吉,Power Clean HT-33-B,为外购商品,购买自美国Tronex化工有限公司。
其中,所述防锈剂和循环水的比例为(2-10):100;在一些优选的实施方式中,所述防锈剂和循环水的比例为(3-4):100。
当防锈剂和循环水的比例在(2-10):100范围时,防锈剂对金属材料具有防锈性。当防锈剂与循环水的比例大于10:100时,防锈性无明显增加,但制造成本增加,经济性变差。当防锈剂与循环水的比例小于2:100时,防锈性不够,钢板和钢砂出现锈蚀现象。当防锈剂和循环水的比例为(3-4):100时,防锈剂对金属材料的防锈效果及经济成本达到最优。
为了保证防锈剂和循环水的比例达到工艺要求,本发明采用测量范围在0-10%的糖度仪测量所述防锈剂和所述水的比例,具有快速、准确特点。
(2)在所述循环水进入表面处理系统前加入泡沫抑制剂;
本发明所使用泡沫抑制剂为泡沫抑制剂AFE-7820和/或D-FOAM-R M752。其中,泡沫抑制剂AFE-7820购买自中新康吉,D-FOAM-R M752购买自美国Fibro Chem,LLC公司。通过在循环水中加入泡沫抑制剂,可以防止防锈剂和水的混合物在流动和搅拌过程出现泡沫,避免钢板表面因气泡阻隔而涂覆不均。
其中,所述泡沫抑制剂和水的比例为(0.1-0.5):100;在一些优选的实施方式中,所述泡沫抑制剂和水的比例为(0.2-0.3):100。
泡沫抑制剂和水的比例在(0.1-0.5):100范围时,循环水在流动和喷射时不出现泡沫。当泡沫抑制剂与水的比例大于该范围时,未见其它明显变化,增加制造成本,经济性变差。当泡沫抑制剂与水的比例小于该范围时,循环水在流动和喷射时仍有泡沫出现,影响防锈膜的均匀性。当泡沫抑制剂和水的比例为(0.2-0.3):100时,泡沫抑制剂对泡沫的抑制效果和经济性成本达到最佳。
(3)将钢板送入表面处理系统进行处理;
本发明所采用的表面处理系统为湿式抛丸设备,抛丸设备利用电机驱动涡轮高速旋转,将含有除锈剂和泡沫抑制剂的循环水及钢砂的混合物进入叶轮增压后流经管道,最后通过喷头在板宽方向以水幕形式均匀喷射钢板表面上,以扇形束射向带钢表面,清理钢板表面氧化物及其它杂质。
钢板表面的氧化物经表面处理系统处理后,表面有含有除锈剂和泡沫抑制剂的水层。
(4)烘干钢板表面水分。
本发明中采用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的气体烘干钢板表面水分。
通过将步骤(3)的钢板在高温高压气体下吹扫,钢板上下表面水分被烘干,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面形成保护膜。
在一些优选实施例中,所述气体为空气;在其它实施例中,所述气体也可以为氮气或其它气体。
经实践证明,本发明的方法可实现钢卷(或钢板)在包装完好条件下于室内储存180天不生锈,钢砂寿命提高50%以上,节约涂防锈油成本5元/吨,及清洗油污工序及车间等成本250元/吨以上。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件。
需说明的是,实施例1-4及对比例中,采用的钢砂均为碳钢钢砂,且水循环系统及表面处理系统的功率均相同,其中,采用的防锈剂为防锈剂MCT-JG-200,购买自中新康吉,泡沫抑制剂为泡沫抑制剂AFE-7820,购买自中新康吉。
实施例1
汽车大梁用600L热轧钢卷上卷处理前,水系统加入75吨水。在循环水中加入3吨防锈剂,启动水循环系统搅拌机进行搅拌,使防锈剂和水充分混合均匀。通过糖度仪测试来监测防锈剂含量达到4%。在水进入表面处理系统前加入225公斤泡沫抑制剂。将钢卷送入表面处理系统进行处理,使用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的烘干气体吹扫钢板表面、烘干钢板上下表面水分,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面,形成保护膜。截取60mm×150mm的试样,用于进行大气腐蚀挂片实验。
实施例2
汽车配件用SAPH400热轧钢板上料处理前,水系统加入72吨水。在循环水中加入5.25吨防锈剂,启动水循环系统搅拌机进行搅拌,使防锈剂和水充分混合均匀。通过糖度仪测试来监测防锈剂含量达到7%。在水进入表面处理系统前加入277公斤泡沫抑制剂。将钢板送入表面处理系统进行处理,使用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的烘干气体吹扫钢板表面、烘干钢板上下表面水分,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面,形成保护膜。截取60mm×150mm的试样,用于进行大气腐蚀挂片实验。
实施例3
汽车大梁用600L热轧钢卷上卷处理前,水系统加入75吨水。在循环水中加入1.5吨防锈剂,启动水循环系统搅拌机进行搅拌,使防锈剂和水充分混合均匀。通过糖度仪测试来监测防锈剂含量达到2%。在水进入表面处理系统前加入210公斤泡沫抑制剂。将钢卷送入表面处理系统进行处理,使用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的烘干气体吹扫钢板表面、烘干钢板上下表面水分,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面,形成保护膜。截取60mm×150mm的试样,用于进行大气腐蚀挂片实验。
实施例4
汽车大梁用600L热轧钢卷上卷处理前,水系统加入75吨水。在循环水中加入8.3吨防锈剂,启动水循环系统搅拌机进行搅拌,使防锈剂和水充分混合均匀。通过糖度仪测试来监测防锈剂含量达到10%。在水进入表面处理系统前加入260公斤泡沫抑制剂。将钢卷送入表面处理系统进行处理,使用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的烘干气体吹扫钢板表面、烘干钢板上下表面水分,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面,形成保护膜。截取60mm×150mm的试样,用于进行大气腐蚀挂片实验。
对比例1
汽车大梁用600L热轧钢卷上卷处理前,水系统加入75吨水。在循环水中加入0.75吨防锈剂,启动水循环系统搅拌机进行搅拌,使防锈剂和水充分混合均匀。通过糖度仪测试来监测防锈剂含量达到1%。在水进入表面处理系统前加入200公斤泡沫抑制剂。将钢卷送入表面处理系统进行处理,使用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的烘干气体吹扫钢板表面、烘干钢板上下表面水分,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面,形成保护膜。截取60mm×150mm的试样,用于进行大气腐蚀挂片实验。
对比例2
汽车大梁用600L热轧钢卷上卷处理前,水系统加入75吨水。在循环水中加入13.2吨防锈剂,启动水循环系统搅拌机进行搅拌,使防锈剂和水充分混合均匀。通过糖度仪测试来监测防锈剂含量达到15.0%。在水进入表面处理系统前加入300公斤泡沫抑制剂。将钢卷送入表面处理系统进行处理,使用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的烘干气体吹扫钢板表面、烘干钢板上下表面水分,使防锈剂均匀覆盖在钢板表面,形成保护膜。截取60mm×150mm的试样,用于进行大气腐蚀挂片实验。
防蚀效果测试
将实施例1-4及对比例处理后的钢板,放入盐雾腐蚀箱内进行大气腐蚀挂片实验,实验条件为:温度20℃,湿度70%。防蚀效果测试结果见表1。
表1实施例1-4及对比例的钢板和钢砂防锈效果测试结果汇总
通过表1可以看出,防锈剂含量在2-10%时钢板具有较强的防锈性,当含量小于2%时防锈性下降明显,当含量大于10%时防锈性未见明显提高;防锈剂含量在2-10%时钢砂未见明显锈蚀损耗,当含量小于2%时锈蚀损耗增加,当含量大于10%时锈蚀损耗未见明显改变。
因此,本发明的方法可以有效防止湿式抛丸法生产中钢砂的锈蚀,钢砂寿命提高了50%以上,减少了材料损失。而且,本发明的方法可以有效保护表面去除氧化物的钢板在不涂油情况下发生锈蚀,减少表面缺陷的发生。
本发明在上文中已以优选实施例公开,但是本领域的技术人员应理解的是,这些实施例仅用于描绘本发明,而不应理解为限制本发明的范围。应注意的是,凡是与这些实施例等效的变化与置换,均应设为涵盖于本发明的权利要求范围内。因此,本发明的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在循环水中加入防锈剂,并混合均匀;
(2)在所述循环水进入表面处理系统前加入泡沫抑制剂;
(3)将钢板送入表面处理系统进行处理;
(4)烘干钢板表面水分。
2.根据权利要求1所述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,所述防锈剂和所述循环水的比例为(2-10):100。
3.根据权利要求2所述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,所述防锈剂和所述循环水的比例为(3-4):100。
4.根据权利要求1所述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,所述泡沫抑制剂和所述循环水的比例为(0.1-0.5):100。
5.根据权利要求4所述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,所述泡沫抑制剂和所述循环水的比例为(0.2-0.3):100。
6.根据权利要求1所述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,采用60-80℃,压力为1.5-2.0MPa的气体烘干钢板表面水分。
7.根据权利要求1所述的防止湿式抛丸工艺中钢板及钢砂锈蚀的方法,其特征在于,采用糖度仪测量所述防锈剂和所述循环水的比例。
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