CN110592600A - 一种冷轧430铁素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430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，包括以下步骤：S1、硫酸交流电电解步骤：将带钢浸入具有硫酸溶液的电解池中进行电解酸洗；S2、研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗；S3、无硝酸酸洗步骤：将经过研磨刷洗后的带钢浸入无硝酸酸洗液中。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，电耗低。经过硫酸交流电电解和研磨刷洗的处理之后，降低酸耗。无硝酸酸洗步骤中，避免了冷轧430铁素体不锈钢带钢金属基体被HF侵蚀，提高了产品表面质量；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
技术领域
本发明涉及不锈钢酸洗领域，更具体地说，涉及一种冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺。
背景技术
冷轧430铁素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+硝酸电解酸洗，而不采用中性盐电解酸洗+混酸(HNO3+HF)酸洗，主要原因是其表面氧化皮中铁氧化物含量较多，中性盐电解酸洗对铬氧化物和锰氧化物溶解能力较强，而对铁氧化物溶解能力较差。而混酸酸洗时，硝酸对铁氧化物溶解能力较差，氢氟酸对铁氧化物溶解能力较强。
但是，由于铬系不锈钢金属基体表面钝化膜的致密性较差，金属基体很容易被氢氟酸侵蚀，如果氢氟酸浓度较高，会造成酸洗后带钢表面粗糙度较高且无光泽；而氢氟酸浓度较小时混酸酸洗速度太慢。同时，硝酸电解和混酸酸洗过程中，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。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种冷轧430铁素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430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，包括以下步骤：
S1、硫酸交流电电解步骤：将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40～120g/L，温度为30～80℃，至少有一对电极与交流电源连接，交流电源频率范围为10～2000Hz，电流密度为12～30A/dm3；
S2、研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗；
S3、无硝酸酸洗步骤：将经过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30～100g/L，H2SiF6浓度为10～40g/L，Fe3+浓度为25～40g/L，H2O2浓度为4～12g/L。
上述方案中，所述研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.5～1mm，刷毛中含有150～200目数的碳化硅磨料，设置电机转速在500～1000rpm之间，电机电流大小在100～180A之间。
上述方案中，所述硫酸交流电电解步骤中，电解时间为20～45s。
上述方案中，所述无硝酸酸洗步骤中，酸洗液温度为20～70℃。
上述方案中，所述无硝酸酸洗步骤中，酸洗时间为20～40s。
上述方案中，所述硫酸交流电电解步骤中，所述硫酸溶液浓度为70～100g/L，温度为60～80℃，交流电源频率范围为50～100Hz，电流密度为12～25A/dm3，电解时间为20～30s。
上述方案中，所述无硝酸酸洗步骤中，所述无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为60～80g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，Fe3+浓度为25～35g/L，H2O2浓度为5～10g/L，酸洗液温度为40～60℃，酸洗时间为30～40s。
上述方案中，所述硫酸交流电电解步骤之前，对带钢进行退火和机械破鳞处理。
实施本发明的冷轧430铁素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很快与金属基体发生剥离脱落去除，氧化皮去除效率高；
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、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，大大减轻无硝酸酸洗时的负担，降低后续酸洗酸耗；
4、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；
5、无硝酸酸洗液中采用的是H2SiF6替代HF，避免了冷轧430铁素体不锈钢带钢金属基体被HF侵蚀，提高了产品表面质量。
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430铁素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，本发明提供一种冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其具体步骤包括：
S1，硫酸交流电电解步骤：将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40～120g/L，温度为30～80℃，至少有一对电极与交流电源连接，交流电源频率范围为10～2000Hz，电流密度为12～30A/dm3；
S2，研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5～1mm，刷毛中含有150～200目数的碳化硅磨料，设置电机转速在500～1000rpm之间，电机电流大小在100～180A之间；
S3，无硝酸酸洗步骤：将经过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30～100g/L，H2SiF6浓度为10～40g/L，Fe3+浓度为25～40g/L，H2O2浓度为4～12g/L。
作为实施例之一，上述步骤S1中，电解时间为20～45s。
作为实施例之一，上述步骤S3中，酸洗液温度为20～70℃。
作为实施例之一，上述步骤S3中，酸洗时间为20～40s。
作为实施例之一，上述步骤S1中，所述硫酸溶液浓度为70～100g/L，温度为60～80℃，交流电源频率范围为50～100Hz，电流密度为12～25A/dm3，电解时间为20～30s。
作为实施例之一，上述步骤S3中，所述无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为60～80g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，Fe3+浓度为25～35g/L，H2O2浓度为5～10g/L，酸洗液温度为40～60℃，酸洗时间为30～40s。
作为实施例之一，上述步骤S1之前，对带钢进行预处理，预处理方法为对带钢进行退火和机械破鳞(破鳞机和抛丸机)处理。
通过上述S1、S2、S3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；而且无硝酸酸洗液中采用的是H2SiF6，避免了冷轧430铁素体不锈钢带钢金属基体被HF侵蚀，提高了产品表面质量。
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430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，待处理带钢的厚度为2.7mm；该方法包括以下步骤：
1)硫酸交流电电解步骤：将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100g/L，温度为70℃，交流电源频率为50Hz，电流密度为16A/dm3，电解时间为20s；
2)研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5mm，刷毛中含有180目数的碳化硅磨料，设置电机转速为800rpm，电机电流大小为150A；
3)无硝酸酸洗步骤：将经过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80g/L，H2SiF6浓度为15g/L，Fe3+浓度为30g/L，H2O2浓度为5g/L，酸洗温度为60℃，酸洗时间为40s。
实施例二
本实施例提供一种冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，待处理带钢的厚度为2mm；该方法包括以下步骤：
1)硫酸交流电电解步骤：将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93g/L，温度为70℃，交流电源频率为80Hz，电流密度为14A/dm3，电解时间为22s；
2)研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5mm，刷毛中含有180目数的碳化硅磨料，设置电机转速为800rpm，电机电流大小为150A；
3)无硝酸酸洗步骤：将经过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70g/L，H2SiF6浓度为15g/L，Fe3+浓度为25g/L，H2O2浓度为8g/L，酸洗温度为55℃，酸洗时间为35s。
实施例三
本实施例提供一种冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，待处理带钢的厚度为1mm；该方法包括以下步骤：
1)硫酸交流电电解步骤：将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70g/L，温度为65℃，交流电源频率为70Hz，电流密度为13A/dm3，电解时间为25s；
2)研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5mm，刷毛中含有180目数的碳化硅磨料，设置电机转速为800rpm，电机电流大小为150A；
3)无硝酸酸洗步骤：将经过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60g/L，H2SiF6浓度为10g/L，Fe3+浓度为25g/L，H2O2浓度为5g/L，酸洗温度为50℃，酸洗时间为30s。
经实验验证，采用上述三个实施例方法将冷轧430铁素体不锈钢带钢经过硫酸交流电电解+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。
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 (8)
1.一种冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、硫酸交流电电解步骤：将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40～120g/L，温度为30～80℃，至少有一对电极与交流电源连接，交流电源频率范围为10～2000Hz，电流密度为12～30A/dm3；
S2、研磨刷洗步骤：对经过电解酸洗的带钢进行研磨刷洗；
S3、无硝酸酸洗步骤：将经过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30～100g/L，H2SiF6浓度为10～40g/L，Fe3+浓度为25～40g/L，H2O2浓度为4～12g/L。
2.根据权利要求1所述的冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.5～1mm，刷毛中含有150～200目数的碳化硅磨料，设置电机转速在500～1000rpm之间，电机电流大小在100～180A之间。
3.根据权利要求1所述的冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述硫酸交流电电解步骤中，电解时间为20～45s。
4.根据权利要求1所述的冷轧430铁素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，酸洗液温度为20～70℃。
5.根据权利要求1所述的冷轧430铁素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20～40s。
6.根据权利要求1所述的冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述硫酸交流电电解步骤中，所述硫酸溶液浓度为70～100g/L，温度为60～80℃，交流电源频率范围为50～100Hz，电流密度为12～25A/dm3，电解时间为20～30s。
7.根据权利要求1所述的冷轧430铁素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，所述无硝酸酸洗液中，H2SO4浓度为60～80g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，Fe3+浓度为25～35g/L，H2O2浓度为5～10g/L，酸洗液温度为40～60℃，酸洗时间为30～40s。
8.根据权利要求1所述的冷轧430铁素体不锈钢无硝酸酸洗工艺，其特征在于，所述硫酸交流电电解步骤之前，对带钢进行退火和机械破鳞处理。
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