CN110528009A - 一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，包括以下步骤：S1、预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗；S2、一次研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗；S3、交流电电解步骤：将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗；S4、二次研磨刷洗步骤：对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗；S5、无硝酸酸洗步骤：将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中。本发明工艺避免使用含硝酸的酸洗时产生高污染的氮氧化物和含氮废水，从而减轻环境污染。

Description

一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺
技术领域
本发明涉及不锈钢酸洗工艺，更具体地说，涉及一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺。
背景技术
冷轧304奥氏体不锈钢带钢经退火和机械破鳞之后，一般采用中性盐电解酸洗+混酸(HNO3+HF)酸洗工艺。但是，酸洗过程中，不仅酸耗量较大，还会产生大量高污染的氮氧化物和含硝酸盐废水，给自然环境和人类生产活动带来严重的危害，而且氮氧化物净化成本和含硝酸盐废水的处理成本也较高，导致不锈钢混酸酸洗时产生的氮氧化物废气和含氮废水处理成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，可以避免使用含硝酸的酸洗时产生高污染的氮氧化物和含氮废水，从而减轻环境污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，包括以下步骤：
S1、预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗，所述预酸洗液为硫酸酸洗液，H2SO4浓度为160～200g/L，金属离子浓度为30～45g/L，酸洗液的温度为75～85℃；
S2、一次研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗；
S3、交流电电解步骤：将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗，所述硫酸溶液浓度为80～130g/L，温度为50～70℃，至少有一对电极与交流电源连接，交流电源频率范围为30～120Hz，电流密度为10～30A/dm3；
S4、二次研磨刷洗步骤：对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗；
S5、无硝酸酸洗步骤：将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中，所述无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为90～120g/L，H2SiF6浓度为20～50g/L，Fe3+浓度为25～45g/L，H2O2浓度为15～30g/L。
上述方案中，所述一次研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.8～1mm，刷毛中含有150～180目数的碳化硅磨料，设置电机转速在800～1200rpm之间，电机电流大小在210～280A之间。
上述方案中，所述步骤二次研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.3～0.8mm，刷毛中含有180～250目数的碳化硅磨料，设置电机转速在800～1200rpm之间，电机电流大小在150～200A之间。
上述方案中，所述预酸洗步骤中，酸洗时间为25～35s。
上述方案中，所述无硝酸酸洗步骤中，酸液温度为40～70℃。
上述方案中，所述无硝酸酸洗步骤中，酸洗时间为22～32s。
上述方案中，所述预酸洗步骤中，H2SO4浓度为170～190g/L，金属离子浓度为32～38g/L，酸洗液的温度为78～83℃，酸洗时间为27～32s。
上述方案中，所述一次研磨刷洗步骤中，设置电机转速在800～1000rpm之间，电机电流大小在230～250A之间。
上述方案中，所述交流电电解步骤中，硫酸溶液浓度为95～115g/L，温度为55～65℃，交流电源频率范围为60～90Hz，电流密度为17～23A/dm3。
上述方案中，所述二次研磨刷洗步骤中，设置电机转速在1000～1200rpm之间，电机电流大小在170～190A之间。
实施本发明的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，具有以下有益效果：
1、硫酸交流电电解酸洗时，极板极性不断变化，通过溶解贫铬层使带钢表面氧化皮快速与金属基体发生剥离脱落，氧化皮去除效率高，电耗低；
2、与中性盐(Na2SO4溶液)电解相比，由于硫酸溶液电阻更小，所以采用较低的电压既可以达到相同的电流密度，因此硫酸交流电电解酸洗时的电耗较小；
3、无硝酸酸洗步骤中，以H2SiF6替代HF，避免了金属基体被HF侵蚀，提高了产品表面质量；该工艺避免使用含硝酸的酸洗时产生高污染的氮氧化物和含氮废水，从而减轻环境污染。
4、在进行无硝酸酸洗之前采用两次研磨刷洗将带钢表面大部分氧化皮除掉，大大减轻无硝酸酸洗时的负担，降低酸耗；
5、本发明的酸洗工艺中不涉及到硝酸的使用，避免产生高污染的氮氧化物和含氮废水，减轻环境污染。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其技术方案的具体步骤包括：
S1，预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗，所述预酸洗液为硫酸酸洗液，H2SO4浓度为160～200g/L，金属离子浓度为30～45g/L，酸洗液的温度为75～85℃；
S2，一次研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.8～1mm，刷毛中含有150～180目数的碳化硅磨料，设置电机转速在800～1200rpm之间，电机电流大小在210～280A之间；
S3，交流电电解步骤：将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗，所述硫酸溶液浓度为80～130g/L，温度为50～70℃，至少有一对电极与交流电源连接，交流电源频率范围为30～120Hz，电流密度为10～30A/dm3；
S4，二次研磨刷洗步骤：对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.3～0.8mm，刷毛中含有180～250目数的碳化硅磨料，设置电机转速在800～1200rpm之间，电机电流大小在150～200A之间；
S5，无硝酸酸洗步骤：将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中，所述无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为90～120g/L，H2SiF6浓度为20～50g/L，Fe3+浓度为25～45g/L，H2O2浓度为15～30g/L。
进一步地，上述S101步骤中，酸洗时间为25～35s。
进一步地，上述S105步骤中，酸液温度为40～70℃。
进一步地，上述S105步骤中，酸洗时间为22～32s。
优选地，作为实施例之一，上述S1步骤中，H2SO4浓度为170～190g/L，金属离子浓度为32～38g/L，酸洗液的温度为78～83℃，酸洗时间为27～32s。
优选地，作为实施例之一，上述S2步骤中，设置电机转速在800～1000rpm之间，电机电流大小在230～250A之间。
优选地，作为实施例之一，上述S3步骤中，硫酸溶液浓度为95～115g/L，温度为55～65℃，交流电源频率范围为60～90Hz，电流密度为17～23A/dm3。
优选地，作为实施例之一，上述S4步骤中，设置电机转速在1000～1200rpm之间，电机电流大小在170～190A之间。
优选地，作为实施例之一，上述S5步骤中，H2SO4浓度为100～110g/L，H2SiF6浓度为30～40g/L，Fe3+浓度为30～40g/L，H2O2浓度为18～24g/L，酸液温度为50～60℃，酸洗时间为24～30s。
通过上述S101～S105步骤，可将带钢表面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，采用硫酸交流电电解酸洗时，极板极性不断变化，通过溶解贫铬层使带钢表面氧化皮很快与金属基体发生剥离脱落去除，氧化皮去除效率高；而且，与中性盐(Na2SO4溶液)电解相比，由于硫酸溶液电阻更小，所以采用较低的电压既可以达到相同的电流密度，因此硫酸交流电电解酸洗时的电耗较小。在进行无硝酸酸洗之前采用研磨刷洗将带钢表面大部分氧化皮除掉，大大降低了后续酸洗酸耗。此外，本发明的酸洗工艺中不涉及到硝酸的使用，避免了产生高污染的氮氧化物和含氮废水，减轻环境污染。
下面列举三个具体实施例：
实施例一
本实施例提供一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，待处理带钢的厚度为2mm；该方法包括以下步骤：
(1)将带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗，H2SO4浓度为185g/L，金属离子浓度为37g/L，酸洗液的温度为83℃，酸洗时间为31s。
(2)对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.8mm，刷毛中含有180目数的碳化硅磨料，设置电机转速为1000rpm，电机电流为245A。
(3)将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗，硫酸溶液浓度为110g/L，温度为65℃，交流电源频率为85Hz，电流密度为22A/dm3。
(4)对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5mm，刷毛中含有200目数的碳化硅磨料，设置电机转速为1200rpm，电机电流为185A。
(5)将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中，无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为110g/L，H2SiF6浓度为38g/L，Fe3+浓度为36g/L，H2O2浓度为23g/L，酸液温度为58℃，酸洗时间为29s。
实施例二
本实施例提供一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，待处理带钢的厚度为1.6mm；该方法包括以下步骤：
(1)将带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗，H2SO4浓度为175g/L，金属离子浓度为35g/L，酸洗液的温度为80℃，酸洗时间为30s。
(2)对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.8mm，刷毛中含有180目数的碳化硅磨料，设置电机转速为900rpm，电机电流为240A。
(3)将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗，硫酸溶液浓度为105g/L，温度为61℃，交流电源频率为75Hz，电流密度为20A/dm3。
(4)对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5mm，刷毛中含有200目数的碳化硅磨料，设置电机转速为1100rpm，电机电流为180A。
(5)将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中，无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为105g/L，H2SiF6浓度为35g/L，Fe3+浓度为34g/L，H2O2浓度为21g/L，酸液温度为56℃，酸洗时间为27s。
实施例三
本实施例提供一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，待处理带钢的厚度为1.2mm；该方法包括以下步骤：
(1)将带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗，H2SO4浓度为170g/L，金属离子浓度为33g/L，酸洗液的温度为78℃，酸洗时间为28s。
(2)对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.8mm，刷毛中含有180目数的碳化硅磨料，设置电机转速为800rpm，电机电流为235A。
(3)将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗，硫酸溶液浓度为100g/L，温度为58℃，交流电源频率为65Hz，电流密度为18A/dm3。
(4)对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5mm，刷毛中含有200目数的碳化硅磨料，设置电机转速为1000rpm，电机电流为175A。
(5)将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中，无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为100g/L，H2SiF6浓度为32g/L，Fe3+浓度为32g/L，H2O2浓度为19g/L，酸液温度为53℃，酸洗时间为25s。
经实验验证，采用上述三个实施例方法将冷轧304奥氏体不锈钢经过预酸洗+一次研磨刷洗+交流电电解+二次研磨刷洗+无硝酸酸洗之后，带钢表面无剩余氧化皮，且带钢表面平整度较高，符合表面等级要求。
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。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗，所述预酸洗液为硫酸酸洗液，H2SO4浓度为160～200g/L，金属离子浓度为30～45g/L，酸洗液的温度为75～85℃；
S2、一次研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行第一次研磨刷洗；
S3、交流电电解步骤：将经过一次研磨刷洗步骤的带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗，所述硫酸溶液浓度为80～130g/L，温度为50～70℃，至少有一对电极与交流电源连接，交流电源频率范围为30～120Hz，电流密度为10～30A/dm3；
S4、二次研磨刷洗步骤：对经过交流电电解步骤的带钢进行第二次研磨刷洗；
S5、无硝酸酸洗步骤：将经过二次研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中，所述无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为90～120g/L，H2SiF6浓度为20～50g/L，Fe3+浓度为25～45g/L，H2O2浓度为15～30g/L。
2.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述一次研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.8～1mm，刷毛中含有150～180目数的碳化硅磨料，设置电机转速在800～1200rpm之间，电机电流大小在210～280A之间。
3.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述步骤二次研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.3～0.8mm，刷毛中含有180～250目数的碳化硅磨料，设置电机转速在800～1200rpm之间，电机电流大小在150～200A之间。
4.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述预酸洗步骤中，酸洗时间为25～35s。
5.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述无硝酸酸洗步骤中，酸液温度为40～70℃。
6.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述无硝酸酸洗步骤中，酸洗时间为22～32s。
7.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述预酸洗步骤中，H2SO4浓度为170～190g/L，金属离子浓度为32～38g/L，酸洗液的温度为78～83℃，酸洗时间为27～32s。
8.根据权利要求2所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述一次研磨刷洗步骤中，设置电机转速在800～1000rpm之间，电机电流大小在230～250A之间。
9.根据权利要求1所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述交流电电解步骤中，硫酸溶液浓度为95～115g/L，温度为55～65℃，交流电源频率范围为60～90Hz，电流密度为17～23A/dm3。
10.根据权利要求3所述的冷轧304奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述二次研磨刷洗步骤中，设置电机转速在1000～1200rpm之间，电机电流大小在170～190A之间。
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