CN109398961A - 长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺及防锈包装 - Google Patents

Abstract

一种长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，1)在马口铁基板轧制工序的拉矫工序前一步设计免脱脂湿平整在线除水工序，所述工序迫使湿平整液中防锈介质析出沉积；2)室外防锈成品包装；①气相防锈纸，在带卷周围缠绕一层气相防锈纸；②整筒形气相防锈膜全封闭密封包裹、抽真空；③缠绕拉伸膜，从基板带卷内孔到带卷的外周面重叠缠绕拉伸膜；④内外护角，马口铁基板带卷内孔边缘周围设有内护角，外圆柱体边缘周围设有外护角，从内圈到外圈用多根包装袋间隔扎紧。相比较现有技术，从防锈期保3个月直接延长到防锈期保18‑24个月，大大延长了马口铁基板的防锈能力。

Description

长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺及防锈包装

技术领域

本发明涉及金属板带卷防锈的技术领域，具体涉及一种长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺及防锈包装。

背景技术

冷轧马口铁基板带卷成品储存在仓库，或者钢卷从退火炉出来后，在车间内部自然冷却，在夏天5月到秋天10月期间潮气增大，金属带卷包装壳内会产生潮气，潮气进入卷在一起的层叠金属板之间与金属发生氧化作用，腐蚀板带，造成板带周边带有锈斑，不能使用，形成质量缺陷。这种生锈不只是表面几层，而是整卷都会生锈。钢铁在大气中的腐蚀主要是电化学腐蚀,在潮湿的空气中,钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜。如果这层水膜呈较强酸性时,H+ 得电子析出氢气,这种电化学腐蚀称为析氢腐蚀；如果这层水膜呈弱酸性或中性时,能溶解较多氧气,此时O₂得电子而析出OH-,这种电化学腐蚀称为吸氧腐蚀,是造成钢铁大气腐蚀的主要原因。具体如表1所示。

表1大气腐蚀原理

发生条件	水膜呈酸性	水膜呈弱酸性或中性
			正极反应	2H<sup>+</sup>+2e<sup>-</sup>＝H<sub>2</sub>	O<sub>2</sub>+4e<sup>-</sup>+2H<sub>2</sub>O＝4OH<sup>-</sup>
负极反应	Fe-2e<sup>-</sup>＝Fe<sup>2+</sup>	2Fe-4e<sup>-</sup>＝2Fe<sup>2+</sup>
			其他反应	Fe<sub>2</sub>++2OH<sup>-</sup>＝Fe(OH)<sub>2</sub>	4Fe(OH)<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>+2H<sub>2</sub>O＝4Fe(OH)<sub>3</sub>

当今国际贸易中，越来越多的金属包装厂家把“防锈天数”作为马口铁基板材料选购的重要指标，因为基板锈蚀则成为废次品，如果涂油又会增加烘铁等前处理工序，后续生产成本大为增加；要求高的产品厂家已经弃用已生锈的包装材料。

研究特定的马口铁基板长防锈期的无油防锈工艺，是马口铁基板企业储存、运输和生产必须面临的技术难题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺及防锈包装。

本发明的目的是这样实现的，一种长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，

1)在马口铁基板轧制工序的拉矫工序前一步设计免脱脂湿平整在线除水工序，所述工序迫使湿平整液中防锈介质析出沉积；

所述免脱脂就是湿平整后直接拉矫制成成品，不需要再去脱脂工序清洗；

所述在线除水就是湿平整完成后立即通过后续的在线除水机构将马口铁基板表面的湿平整液中的水分蒸发干净，迫使湿平整液中的防锈介质析出沉积于马口铁基板表面；

2)室外防锈成品包装

①气相防锈纸，在带卷周围缠绕一层气相防锈纸；

②整筒形气相防锈膜全封闭密封包裹、抽真空；

马口铁基板带卷是环形柱体，筒形防锈膜穿设在带卷内孔中，然后向外翻转后包覆在马口铁基板带卷的外环面和侧面，内置气相防锈粉袋，然后在带卷内孔边缘对接密封；抽真空；

③缠绕拉伸膜，从基板带卷内孔到带卷的外周面重叠缠绕拉伸膜；

④内外护角，马口铁基板带卷内孔边缘周围设有内护角，外圆柱体边缘周围设有外护角，从内圈到外圈用多根包装袋间隔扎紧。

进一步地，还包括轧制工序防锈，所述轧制工序防锈包括：

1)轧制液防锈

兑制轧制液用水全部采用反渗透膜处理，在轧制液中加入水基防锈剂，水基防锈剂包括磷酸钠和铬酸盐混合剂，铬酸盐采用铬酸二苯胍。

2)脱脂液清除氯离子

兑制脱脂液用水全部采用超滤与反渗透的膜法处理，清除氯离子，防止腐蚀。

进一步地，车间生产工序间采用防锈软包装；所述防锈软包装包括生石灰包和包裹膜，采用拉伸膜带从带卷的内孔到带卷的外周面重叠缠绕整个周长，相邻两拉伸膜带之间重叠至少10mm以上形成为包裹膜，在所述包裹膜和带卷的侧面之间环形间隔设有多个生石灰包；

马口铁基板轧制工序之间超过1-3小时则在上一工序结束后立即采用所述防锈软包装。

进一步地，上述免脱脂湿平整在线除水工序使用水基湿平整液，水基平整液各组份质量比：表面活性剂3-6％，甲基丙烯酸甲酯4-10％，协同缓蚀剂30-50％，余量为水，所述防锈介质为协同缓蚀剂。

进一步地，所述协同缓蚀剂包括阳离子型缓蚀剂和Nacl，其中，所述阳离子型缓蚀剂质量份95-99份，Nacl质量份1-5份。

进一步地，所述阳离子缓蚀剂包括酰胺基咪唑啉类缓蚀剂、季铵盐咪唑啉类缓蚀剂、松香基咪唑啉类缓蚀剂、硫脲基咪唑啉类缓蚀剂、苯并咪唑啉类缓蚀剂和磷酰胺咪唑啉类缓蚀剂的一种或几种。

进一步地，水基平整液各组份质量比：表面活性剂3-6％，有机酸5-20％，有机胺5-20，甲基丙烯酸甲酯4-10％，协同缓蚀剂20-30％，余量为水，所述防锈介质为协同缓蚀剂和有机酸、有机胺。

进一步地，所述在线除水机构包括吹扫机构和在线烘干机构，所述在线烘干机构中的热空气从烘干室出来后再返回加热系统增温后重新进入烘干室，达到循环增温效果。

进一步地，湿平整时，水基湿平整液用去离子水稀释到使用浓度2-10％，水基湿平整液pH值为8-10，Cl^-含量小于1％。

进一步地，所述协同缓蚀剂包括磷酸氢二铵、磷酸三钠和重铬酸钾，质量百分比分别为：磷酸氢二铵40-50％，磷酸三钠40-50％，重铬酸钾5-10％。

一种长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺的防锈包装，

由内而外地包括：

气相防锈纸，所述气相防锈纸缠绕在带卷周围；

在气相防锈纸外侧设置气密封的整筒形气相防锈膜，内置气相防锈粉袋，抽真空；

在整筒形气相防锈膜外缠绕拉伸膜，所述拉伸膜从基板带卷内孔到带卷的外周面重叠缠绕；

在拉伸膜外设置内护角和外护角，并用多根包装带沿带卷整个环形间隔扎紧。

为了解决“马口铁基板长防锈期的无油防锈工艺”的问题，本申请采用如下关键技术：

1)免脱脂湿平整在线除水技术配合湿平整液中添加防锈介质，将湿平整液中的防锈介质析出沉积到马口铁基板表面；

湿平整必然要使用湿平整液，湿平整后立即在线烘干马口铁基板表面，将湿平整液中的防锈介质析出并沉积到马口铁基板表面，后续拉矫后即为成品，免脱脂工序，所以表面沉积的防锈介质不会被清洗掉，尽管拉矫对马口铁基板表面的成膜会有破坏，但是属于表面辊压操作，不会把沉积到表面的防锈介质全部去除。这是从金属带未卷成卷前的板带表面入手的防锈措施，这一防锈措施在卷成卷后起到最内的防护。

2)室外防锈成品包装增加了整筒形气相防锈膜全封闭密封抽真空技术

通过整膜密封和抽真空将气相防锈纸和马口铁基板带卷密封在相对封闭的空间内，不但使外界水汽无法进入，气相防锈纸释放缓释气体也会在整膜密封空间内起到最大的防锈保护作用。

整膜密封外缠绕拉伸膜，防止吊装破坏密封整膜，对密封整膜起到保护作用。

这是从整卷防锈入手，密封整膜将气相防锈纸和整个带卷封闭在密封空间内，气相防锈纸释放气体缓蚀剂，对整卷钢带起到保护作用。但是，要注意一点是，气相防锈纸的预浸渍的缓蚀剂与湿平整液中的缓蚀剂的防锈作用不能相互抵消，最好是有促进作用。

3)轧制工序防锈和工序间防锈软包装

轧制液用去离子水且加入水基防锈剂，脱脂液采用去除氯离子的去离子水；工序间超3 小时需立即采用防锈软包装，防锈软包装包括生石灰包和包裹膜，采用拉伸膜带从带卷的内孔到带卷的外周面重叠缠绕整个周长，相邻两拉伸膜带之间重叠至少10mm以上形成为包裹膜，在所述包裹膜和带卷的侧面之间环形间隔设有多个生石灰包。

由上可知，从金属板带湿平整除水沉积防锈到整筒形气相防锈膜全封闭密封抽真空，配合中间轧制工序防锈和工序间防锈，构成完整的防锈链条，保证各环节都是在保证防锈的前提下实现生产工艺的。

所述马口铁基板超长防锈期的无油防锈工艺，相比较现有技术，从金属板带湿平整除水沉积防锈到整筒形气相防锈膜全封闭密封抽真空，配合中间轧制工序防锈和工序间防锈，构成完整的防锈链条，从防锈期保3个月直接延长到防锈期保18-24个月，大大延长了马口铁基板的防锈能力。

附图说明

图1为本发明马口铁基板超长防锈期的无油防锈工艺的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，一种马口铁基板超长防锈期的无油防锈工艺，包括

1)免脱脂湿平整在线除水工序，所述工序迫使湿平整液中防锈介质析出沉积于马口铁基板表面：

在马口铁基板轧制工序的拉矫工序前一步包括免脱脂湿平整在线除水工序，所述免脱脂湿平整在线除水工序就是湿平整完成后结合在线除水，较优地可使钢板从轧辊出来后依次经过吹扫机构和热风烘干机构，尤其是热风循环增温烘干机构能够使得湿平整后立即干燥马口铁基板表面，迫使湿平整液中防锈介质析出沉积于马口铁基板表面，后续不再使用脱脂液清洗而直接拉矫，得到马口铁基板成品；

上述免脱脂湿平整在线除水工序使用水基湿平整液，所述水基湿平整液中加入协同缓蚀剂，水基平整液各组份质量比：表面活性剂3-6％，甲基丙烯酸甲酯4-10％，协同缓蚀剂30-50％，余量为水。水基平整液用水是经过超滤膜和反渗透的膜法处理的去离子水；所述协同缓蚀剂包括阳离子型缓蚀剂和NaCL，其中，所述阳离子型缓蚀剂质量份95-99份，NaCl质量份1-5 份。水基湿平整液pH值为8-10，Cl^-含量小于1％。阳离子型缓蚀剂优选为咪唑啉酰胺，其阳离子所带正电荷同Fe金属表面产生吸附力，而溶液中的Cl^-1则使得金属界面带负电，促进了阳离子的吸附。

但这仅仅是吸附作用，随着后续的在线除水，水分的立即蒸发，使得甲基丙烯酸甲酯析出成膜，同时咪唑啉酰胺和NaCL也因吸附在金属表面而覆盖在膜中，后续的析出成膜起到了保护并固定阳离子缓蚀剂于金属表面的作用。

所述阳离子缓蚀剂包括酰胺基咪唑啉类缓蚀剂、季铵盐咪唑啉类缓蚀剂、松香基咪唑啉类缓蚀剂、硫脲基咪唑啉类缓蚀剂、苯并咪唑啉类缓蚀剂和磷酰胺咪唑啉类缓蚀剂的一种或几种。

或者所述协同缓蚀剂包括磷酸氢二铵、磷酸三钠和重铬酸钾，质量百分比分别为：磷酸氢二铵40-50％，磷酸三钠40-50％，重铬酸钾5-10％。磷酸盐的加入使得重铬酸钾的浓度大大降低，从而降低了协同缓蚀剂的毒性。

或者，水基平整液各组份质量比：表面活性剂3-6％，有机酸5-20％，有机胺5-20，甲基丙烯酸甲酯4-10％，协同缓蚀剂20-30％，余量为水。

加入的有机酸和有机胺为极性基团，也易于吸附在金属表面，在线除水后析出在金属带表面，覆盖在膜中，也同样起到防锈作用。这样，通过协同缓蚀剂、有机酸+有机胺的极性基团的共同作用，增加了水基平整液的防锈功能。

2)室外防锈成品包装

①在带卷周围缠绕一层气相防锈纸，尽量有一定的紧贴度；气相防锈纸也采用阳离子型缓蚀剂预浸渍。

②整筒形气相防锈膜全封闭密封包裹、抽真空

带卷是环形柱体，筒形防锈膜穿设在带卷内孔中，然后向外翻转后包覆在马口铁基板带卷的外环面和侧面，内置气相防锈粉袋，然后在带卷内孔边缘对接密封；筒形防锈膜上设有抽真空阀，抽真空；气相防锈粉袋中装有粉状缓蚀剂；

或者，气相防锈膜设计了外环包膜和内筒形膜，内筒形膜穿设在带卷内孔中，外环包膜包覆在外环面和侧面，最后，在外环包膜与筒形膜在带卷内孔边缘焊接密封，密封后，抽真空，真空度达到。密封膜必须采用抗刺穿能力强的不透气塑料膜。

③缠绕拉伸膜，从带卷内孔到带卷的外周面重叠缠绕整个外周面，每层拉伸膜间要有10mm 重叠量。缠绕拉伸膜的目的就是保护密封膜，以防止吊运时把整膜密封破坏了。

④内外护角，马口铁基板带卷内孔边缘周围设有一圈内护角，外圆柱体上下边缘周围设有一圈外护角，从内圈到外圈用多根包装袋间隔扎紧，防止碰破或破损。

上述室外防锈成品包装的次序不能调换，尤其是整膜密封和缠绕拉伸膜，如果缠绕拉伸膜放在整膜密封里，则整膜密封特别容易在吊运时损坏。

还包括轧制工序防锈，所述轧制工序防锈包括：

1)轧制液防锈

兑制轧制液用水全部采用膜处理得到去离子水，在轧制液中加入水基防锈剂，水基防锈剂包括磷酸钠和铬酸盐混合剂，铬酸盐采用铬酸二苯胍,二者在金属防锈方面有促进作用。

2)脱脂液清除氯离子

兑制脱脂液用水全部采用超滤与反渗透的膜法处理，清除氯离子，防止腐蚀。

通过这两个步骤，使得马口铁基板在工序间不产生微锈蚀点，对后续防锈起到铲除根源或隐患的作用。

另外，车间生产的临时库存采用防锈软包装；

防锈软包装包括生石灰包和包裹膜，采用拉伸膜带从带卷的内孔到带卷的外周面重叠缠绕整个周长，相邻两拉伸膜带之间重叠至少10mm以上形成为所述包裹膜，在所述包裹膜和带卷的侧面之间环形间隔设有多个生石灰包，所述生石灰包1设置在距离带卷外周1/3～1/2处。马口铁基板轧制工序之间超1小时则在上一工序结束后立即采用防锈软包装。

所述生石灰包为无纺布袋内装有50～80克生石灰，然后将无纺布袋用软绳扎紧。

①采用生石灰包，采用生石灰包做干燥剂，生石灰用无纺布包起来，即洒不出来，又能有效透气，使水分能够进入到石灰包中与生石灰发生反应；

②封闭的包裹膜的形成用拉伸膜紧紧包起来，为防止外部空气进入，包裹时，每层拉伸膜间要有10mm重叠量。拉伸膜包裹后，钢卷内部形成一个封闭的小环境，其中的空气已经很少了，外部空气进不去，

③生石灰包的布置生石灰包的石灰包放在靠近外圈约1/3处，带卷每侧至少放6个；

通过改进②使得钢卷内部形成一封闭的小环境，改进①与③的结合使得小环境中的内部空气中含有少量的水分都及时优先被生石灰吸收了，所以不与钢卷发生反应，也就不会生锈了，此方法效果很好。

所述马口铁基板超长防锈期的无油防锈工艺，相比较现有技术，从金属板带湿平整除水沉积防锈到整筒形气相防锈膜全封闭密封抽真空，配合中间轧制工序防锈和工序间防锈，构成完整的防锈链条，从防锈期保3个月直接延长到防锈期保18-24个月，大大延长了马口铁基板的防锈能力。

Claims (11)

1.一种长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，

1)在马口铁基板轧制工序的拉矫工序前一步设计免脱脂湿平整在线除水工序，所述工序迫使湿平整液中防锈介质析出沉积；

所述免脱脂就是湿平整后直接拉矫制成成品，不需要再去脱脂工序清洗；

所述在线除水就是湿平整完成后立即通过后续的在线除水机构将马口铁基板表面的湿平整液中的水分蒸发干净，迫使湿平整液中的防锈介质析出沉积于马口铁基板表面；

2)室外防锈成品包装

①气相防锈纸，在带卷周围缠绕一层气相防锈纸；

②整筒形气相防锈膜全封闭密封包裹、抽真空；

马口铁基板带卷是环形柱体，筒形防锈膜穿设在带卷内孔中，然后向外翻转后包覆在马口铁基板带卷的外环面和侧面，内置气相防锈粉袋，然后在带卷内孔边缘焊接密封，抽真空；

③缠绕拉伸膜，从基板带卷内孔到带卷的外周面重叠缠绕拉伸膜；

④内外护角，马口铁基板带卷内孔边缘周围设有内护角，外圆柱体边缘周围设有外护角，从内圈到外圈用多根包装带间隔扎紧。

2.如权利要求1所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，还包括轧制工序防锈，所述轧制工序防锈包括：

1)轧制液防锈

兑制轧制液用水采用反渗透膜处理得到去离子水，在轧制液中加入水基防锈剂，水基防锈剂包括磷酸钠和铬酸盐混合剂，铬酸盐采用铬酸二苯胍；

2)脱脂液清除氯离子

兑制脱脂液用水全部采用超滤与反渗透的膜法处理，清除氯离子。

3.如权利要求2所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，车间生产工序间采用防锈软包装；所述防锈软包装包括生石灰包和包裹膜，采用拉伸膜带从带卷的内孔到带卷的外周面重叠缠绕整个周长，相邻两拉伸膜带之间重叠至少10mm以上形成为包裹膜，在所述包裹膜和带卷的侧面之间环形间隔设有多个生石灰包；

马口铁基板轧制工序之间超过1小时则在上一工序结束后立即采用所述防锈软包装。

4.如权利要求1所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，上述免脱脂湿平整在线除水工序使用水基湿平整液，水基平整液各组份质量比：表面活性剂3-6％，甲基丙烯酸甲酯4-10％，协同缓蚀剂30-50％，余量为水，所述防锈介质为协同缓蚀剂。

5.如权利要求4所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，所述协同缓蚀剂包括阳离子型缓蚀剂和Nacl，其中，所述阳离子型缓蚀剂质量份95-99份，Nacl质量份1-5份。

6.如权利要求4所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，所述阳离子缓蚀剂包括酰胺基咪唑啉类缓蚀剂、季铵盐咪唑啉类缓蚀剂、松香基咪唑啉类缓蚀剂、硫脲基咪唑啉类缓蚀剂、苯并咪唑啉类缓蚀剂和磷酰胺咪唑啉类缓蚀剂的一种或几种。

7.如权利要求1所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，水基平整液各组份质量比：表面活性剂3-6％，有机酸5-20％，有机胺5-20，甲基丙烯酸甲酯4-10％，协同缓蚀剂20-30％，余量为水，所述防锈介质为协同缓蚀剂和有机胺、有机酸。

8.如权利要求1所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，所述在线除水机构包括吹扫机构和在线烘干机构，所述在线烘干机构中的热空气从烘干室出来后再返回加热系统增温后重新进入烘干室，达到循环增温效果。

9.如权利要求1所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，湿平整时，水基湿平整液用去离子水稀释到使用浓度2-10％，水基湿平整液pH值为8-10，Cl^-含量小于1％。

10.如权利要求4或7所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺，其特征在于，所述协同缓蚀剂包括磷酸氢二铵、磷酸三钠和重铬酸钾，质量百分比分别为：磷酸氢二铵40-50％，磷酸三钠40-50％，重铬酸钾5-10％。

11.一种如权利要求1-10任一所述长防锈期的冷轧马口铁基板的无油防锈工艺的防锈包装，

由内而外地包括：

气相防锈纸，所述气相防锈纸缠绕在带卷周围；

在气相防锈纸外侧设置气密封的整筒形气相防锈膜，内置气相防锈粉袋，抽真空；

在整筒形气相防锈膜外缠绕拉伸膜，所述拉伸膜从基板带卷内孔到带卷的外周面重叠缠绕；

在拉伸膜外设置内护角和外护角，并用多根包装带沿带卷整个环形间隔扎紧。