CN112831791A - 一种热轧409l铁素体不锈钢带钢酸洗工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，依次采用如下步骤对带钢进行处理：预酸洗步骤；研磨刷洗步骤；第一段混酸酸洗步骤；第二段混酸酸洗步骤。本发明采用硝酸与氟硅酸的混酸酸洗液，能持续保证混酸酸洗液的活性，减少废酸的排放量，不会生成氟化物沉淀。进一步地，本发明能实现酸洗废液的协同处置，能实现酸洗废液的循环利用，降低生产成本和酸洗废液处理成本；在合理处置酸洗废液的同时，得到的主要副产物氟硅酸钠为应用广泛的化工产品，因此能进一步降低酸洗废液处理成本。

Description

一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺
技术领域
本发明属于不锈钢生产技术领域，具体涉及一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺。
背景技术
热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗时，一般采用混酸(HNO3+HF)酸洗工艺，但是，酸洗过程中，随着反应的进行，溶液中的金属离子浓度逐渐升高，而金属离子会与Fˉ离子结合生成氟化物沉淀，导致溶液中Fˉ离子浓度降低，使酸液活性不断降低，降低了混酸酸洗效率，酸液使用寿命缩短，酸溶液排废量加大，导致生产成本的增加。同时，难溶的氟化物极易堵塞泵及管道，而且后续废水处理成本也会增加，这是因为Fˉ离子可以防止硝酸溶液的分解，但Fˉ离子又可以通过点腐蚀加快氧化皮的溶解。
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。
此外，随着酸洗时间的延长，形成的氟化物沉淀会附着在带钢表面上影响酸洗质量，同时也会沉积在循环系统的管道和循环罐中，很容易堵塞酸管道，影响酸液的循环；而且带钢表面脱落的氧化皮会与氟化物沉淀结合形成硬泥垢，很难被清除，导致需要经常停机维护，降低生产效率。
发明内容
本发明涉及一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明涉及一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，包括：
S101，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和硝酸的混合酸洗液，其中，H2SO4浓度为100～150g/L，HNO3浓度为110～130g/L，金属离子浓度为30～40g/L，该预酸洗液的温度为75～85℃；
S102，研磨刷洗步骤：对经过预酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为1～1.2mm，刷毛中含有120～150目数的碳化硅磨料，设置电机转速在600～1200rpm之间，电机电流大小在100～320A之间；
S103，第一段混酸酸洗步骤：经研磨刷洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，所述第一混酸液中，HNO3浓度为70～90g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，金属离子浓度为15～25g/L，该第一混酸液的温度为30～50℃；
S104，第二段混酸酸洗步骤：经第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，所述第二混酸液中，HNO3浓度为90～110g/L，H2SiF6浓度为15～25g/L，金属离子浓度为35～45g/L，该第二混酸液的温度为30～50℃。
作为实施方式之一，所述预酸洗步骤中，酸洗时间为25～35s。
作为实施方式之一，所述第一段混酸酸洗步骤和第二段混酸酸洗步骤中，酸洗时间均为30～40s。
作为实施方式之一，所述研磨刷洗步骤中，电机转速控制在800～1000rpm之间，电机电流大小在260～320A之间。
作为实施方式之一，所述第一段混酸酸洗步骤中，HNO3浓度为74～86g/L，H2SiF6浓度为13～18g/L，金属离子浓度为17～23g/L。
作为实施方式之一，所述第二段混酸酸洗步骤中，HNO3浓度为96～106g/L，H2SiF6浓度为17～23g/L，金属离子浓度为37～43g/L。
作为实施方式之一，将预酸洗步骤所产生的预酸洗废液经NaOH中和处理得到Na2SO4与NaNO3的混合溶液，然后将该混合溶液与混酸酸洗所产生的混酸废液反应，将生成的Na2SiF6沉淀过滤除去后，获得含H2SO4和HNO3的滤液，将该滤液返回至预酸洗步骤进行循环利用。
本发明至少具有如下有益效果：
(1)混酸酸洗过程中，由于SiF6 2ˉ离子与金属离子结合生成的氟硅酸盐在溶液中溶解度较大，因此，随着酸洗时间的延长，溶液中的SiF6 2ˉ离子浓度变化幅度不大，从而维持了混酸酸洗液的活性，提高了混酸酸洗液的使用寿命，减少了废酸的排放量。
(2)该酸洗工艺的混酸酸洗液中，由于不使用HF，不会生成氟化物沉淀，因此也不会覆着在带钢表面或者与脱落的氧化皮形成硬泥垢，不仅可以改善带钢表面酸洗质量，而且不会对管道或循环罐造成堵塞，减少停机维护次数，提高生产效率。
本发明进一步具有如下有益效果：
将预酸洗废液处置所得到的溶液产物来处置混酸酸洗所产生的混酸废液，而混酸废液处置所得到的酸溶液可返回至预酸洗步骤进行利用，混酸废液处置所得到的氟硅酸钠则是应用广泛的化工产品。可见，本发明能实现酸洗废液的协同处置，能实现酸洗废液的循环利用，降低生产成本和酸洗废液处理成本；在合理处置酸洗废液的同时，得到的主要副产物氟硅酸钠为应用广泛的化工产品，因此能进一步降低酸洗废液处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1，本发明实施例提供一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，包括：
S101，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和硝酸的混合酸洗液，其中，H2SO4浓度为100～150g/L，HNO3浓度为110～130g/L，金属离子浓度为30～40g/L，该预酸洗液的温度为75～85℃。优选地，预酸洗步骤的酸洗时间控制在25～35s。
S102，研磨刷洗步骤：对经过预酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为1～1.2mm，刷毛中含有120～150目数的碳化硅磨料，设置电机转速在600～1200rpm之间，电机电流大小在100～320A之间；本步骤主要是将经过预酸洗后结构疏松的剩余氧化皮有效去除一部分，减轻后续的混酸酸洗段负担。在其中一个实施例中，所述研磨刷洗步骤中，电机转速控制在800～1000rpm之间，电机电流大小在260～320A之间。
S103，第一段混酸酸洗步骤：经研磨刷洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，所述第一混酸液中，HNO3浓度为70～90g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，金属离子浓度为15～25g/L，该第一混酸液的温度为50～70℃。其中，优选地，第一段混酸酸洗步骤的酸洗时间控制在25～35s；进一步优选为控制在27～33s。在其中一个实施例中，所述第一段混酸酸洗步骤中，HNO3浓度为74～86g/L，H2SiF6浓度为13～18g/L，金属离子浓度为17～23g/L，所述第一混酸液的温度为56～65℃。
S104，第二段混酸酸洗步骤：经第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，所述第二混酸液中，HNO3浓度为90～110g/L，H2SiF6浓度为15～25g/L，金属离子浓度为35～45g/L，该第二混酸液的温度为50～70℃。其中，优选地，第二段混酸酸洗步骤的酸洗时间控制在25～35s；进一步优选为控制在27～33s。在其中一个实施例中，所述第二段混酸酸洗步骤中，HNO3浓度为96～106g/L，H2SiF6浓度为17～23g/L，金属离子浓度为37～43g/L，所述第二混酸液的温度为56～65℃。
本发明中，采用硝酸与氟硅酸的混酸酸洗液，混酸酸洗过程中，由于SiF6 2ˉ离子与金属离子结合生成的氟硅酸盐在溶液中溶解度较大，因此，随着酸洗时间的延长，溶液中的SiF6 2ˉ离子浓度变化幅度不大，从而维持了混酸酸洗液的活性，提高了混酸酸洗液的使用寿命，减少了废酸的排放量；由于不使用HF，不会生成氟化物沉淀，因此也不会覆着在带钢表面或者与脱落的氧化皮形成硬泥垢，不仅可以改善带钢表面酸洗质量，而且不会对管道或循环罐造成堵塞，减少停机维护次数，提高生产效率。
进一步优化上述方法，酸洗运行过程中，会产生一定量的酸洗废液。本实施例中，有别于常规的喷雾焙烧法处置酸洗废液的方案，优选地，对预酸洗步骤所产生的预酸洗废液以及两段混酸酸洗所产生的混酸废液进行协同处理，具体包括：
将预酸洗步骤所产生的预酸洗废液经NaOH中和处理得到Na2SO4与NaNO3的混合溶液，然后将该混合溶液与混酸酸洗所产生的混酸废液反应，将生成的Na2SiF6沉淀过滤除去后，获得含H2SO4和HNO3的滤液，将该滤液返回至预酸洗步骤进行循环利用。
本实施例中，将预酸洗废液处置所得到的溶液产物来处置混酸酸洗所产生的混酸废液，而混酸废液处置所得到的酸溶液可返回至预酸洗步骤进行利用，混酸废液处置所得到的氟硅酸钠则是应用广泛的化工产品。可见，本发明能实现酸洗废液的协同处置，能实现酸洗废液的循环利用，降低生产成本和酸洗废液处理成本；在合理处置酸洗废液的同时，得到的主要副产物氟硅酸钠为应用广泛的化工产品，因此能进一步降低酸洗废液处理成本。上述酸洗废液的处置方案所需一次设备投资成本和运行维护成本均较低；而且适于处置含氟硅酸的酸洗废液，能避免采用喷雾焙烧法处置这种酸洗废液时氟硅酸分解而难以回收利用以及HF气体所带来的安全隐患。
实施例二
本实施例提供一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，待处理带钢的厚度为2.4mm；该方法包括以下步骤：
1)将带钢浸入预酸洗液中进行预酸洗。该预酸洗液中，H2SO4浓度为140g/L，HNO3浓度为110g/L，金属离子浓度为36g/L，该预酸洗液的温度82℃，酸洗时间为34s。
2)对经过预酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为1.1mm，刷毛中含有150目数的碳化硅磨料，设置电机转速为900rpm，电机电流大小为280A。
3)将经过研磨刷洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，该第一混酸液中，HNO3浓度为84g/L，H2SiF6浓度为17g/L，金属离子浓度为21g/L，该第一混酸液的温度为40℃，酸洗时间为38s。
4)将经过第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，该第二混酸液中，HNO3浓度为103g/L，H2SiF6浓度为22g/L，金属离子浓度为38g/L，该第二混酸液的温度为40℃，酸洗时间优选为34s。
5)将预酸洗废液用浓度为400g/L的NaOH溶液中和处理得到Na2SO4与NaNO3的混合溶液，然后将该混合溶液与混酸酸洗产生的混酸废液反应，生成的Na2SiF6沉淀经过滤除去后，所得滤液主要成分为H2SO4和HNO3，该滤液返回预酸洗步骤进行循环利用。
经上述方法处理后，带钢表面无剩余氧化皮，且表面平整度较高，符合表面等级要求。
实施例三
本实施例提供一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，待处理带钢的厚度为2mm；该方法包括以下步骤：
1)将带钢浸入预酸洗液中进行预酸洗。该预酸洗液中，H2SO4浓度为130g/L，HNO3浓度为120g/L，金属离子浓度为34g/L，该预酸洗液的温度82℃，酸洗时间为32s。
2)对经过预酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为1.1mm，刷毛中含有150目数的碳化硅磨料，设置电机转速为900rpm，电机电流大小为280A。
3)将经过研磨刷洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，该第一混酸液中，HNO3浓度为80g/L，H2SiF6浓度为15g/L，金属离子浓度为20g/L，该第一混酸液的温度为35℃，酸洗时间为36s。
4)将经过第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，该第二混酸液中，HNO3浓度为100g/L，H2SiF6浓度为20g/L，金属离子浓度为37g/L，该第二混酸液的温度为35℃，酸洗时间优选为33s。
5)将预酸洗废液用浓度为400g/L的NaOH溶液中和处理得到Na2SO4与NaNO3的混合溶液，然后将该混合溶液与混酸酸洗产生的混酸废液反应，生成的Na2SiF6沉淀经过滤除去后，所得滤液主要成分为H2SO4和HNO3，该滤液返回预酸洗步骤进行循环利用。
经上述方法处理后，带钢表面无剩余氧化皮，且表面平整度较高，符合表面等级要求。
实施例四
本实施例提供一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，待处理带钢的厚度为1.5mm；该方法包括以下步骤：
1)将带钢浸入预酸洗液中进行预酸洗。该预酸洗液中，H2SO4浓度为120g/L，HNO3浓度为130g/L，金属离子浓度为32g/L，该预酸洗液的温度82℃，酸洗时间为30s。
2)对经过预酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为1.1mm，刷毛中含有150目数的碳化硅磨料，设置电机转速为900rpm，电机电流大小为280A。
3)将经过研磨刷洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，该第一混酸液中，HNO3浓度为78g/L，H2SiF6浓度为13g/L，金属离子浓度为18g/L，该第一混酸液的温度为32℃，酸洗时间为34s。
4)将经过第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，该第二混酸液中，HNO3浓度为98g/L，H2SiF6浓度为19g/L，金属离子浓度为37g/L，该第二混酸液的温度为32℃，酸洗时间优选为32s。
5)将预酸洗废液用浓度为400g/L的NaOH溶液中和处理得到Na2SO4与NaNO3的混合溶液，然后将该混合溶液与混酸酸洗产生的混酸废液反应，生成的Na2SiF6沉淀经过滤除去后，所得滤液主要成分为H2SO4和HNO3，该滤液返回预酸洗步骤进行循环利用。
经上述方法处理后，带钢表面无剩余氧化皮，且表面平整度较高，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。

Claims (7)

1.一种热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于，包括：
S101，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和硝酸的混合酸洗液，其中，H2SO4浓度为100～150g/L，HNO3浓度为110～130g/L，金属离子浓度为30～40g/L，该预酸洗液的温度为75～85℃；
S102，研磨刷洗步骤：对经过预酸洗的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为1～1.2mm，刷毛中含有120～150目数的碳化硅磨料，设置电机转速在600～1200rpm之间，电机电流大小在100～320A之间；
S103，第一段混酸酸洗步骤：经研磨刷洗后的带钢浸入第一混酸液中酸洗，所述第一混酸液中，HNO3浓度为70～90g/L，H2SiF6浓度为10～20g/L，金属离子浓度为15～25g/L，该第一混酸液的温度为30～50℃；
S104，第二段混酸酸洗步骤：经第一段混酸酸洗后的带钢浸入第二混酸液中酸洗，所述第二混酸液中，HNO3浓度为90～110g/L，H2SiF6浓度为15～25g/L，金属离子浓度为35～45g/L，该第二混酸液的温度为30～50℃。
2.如权利要求1所述的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于：所述预酸洗步骤中，酸洗时间为25～35s。
3.如权利要求1所述的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于：所述第一段混酸酸洗步骤和第二段混酸酸洗步骤中，酸洗时间均为30～40s。
4.如权利要求1所述的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于：所述研磨刷洗步骤中，电机转速控制在800～1000rpm之间，电机电流大小在260～320A之间。
5.如权利要求1所述的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于：所述第一段混酸酸洗步骤中，HNO3浓度为74～86g/L，H2SiF6浓度为13～18g/L，金属离子浓度为17～23g/L。
6.如权利要求1所述的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于：所述第二段混酸酸洗步骤中，HNO3浓度为96～106g/L，H2SiF6浓度为17～23g/L，金属离子浓度为37～43g/L。
7.如权利要求1所述的热轧409L铁素体不锈钢带钢酸洗工艺，其特征在于：将预酸洗步骤所产生的预酸洗废液经NaOH中和处理得到Na2SO4与NaNO3的混合溶液，然后将该混合溶液与混酸酸洗所产生的混酸废液反应，将生成的Na2SiF6沉淀过滤除去后，获得含H2SO4和HNO3的滤液，将该滤液返回至预酸洗步骤进行循环利用。
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