CN113549924B - 一种带钢连续酸洗工艺及酸洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带钢连续酸洗工艺，其通过利用高温带钢与低温酸液接触表面发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮，带钢入槽温度能够高于100℃，且取消酸槽入口的机械除鳞工艺如拉矫机、抛丸机等除鳞，酸液循环系统则取消石墨换热器，实现低温酸洗的目的；此外，还可调控各段酸槽中酸液的氧化还原特性加快氧化铁皮的剥离提高酸洗效率。

Description

一种带钢连续酸洗工艺及酸洗设备

技术领域

本发明涉及带钢表面清洗领域，具体是涉及一种带钢低耗、高效的连续酸洗工艺。

背景技术

带钢的表面质量是影响产品性能提升的关键因素之一。带钢在热轧过程中会在表面形成一层致密的金属氧化物薄膜，俗称鳞皮，该鳞皮会严重降低带钢表面质量且加剧轧辊的磨损。

目前除去碳钢表面鳞皮的连续酸洗线关键工艺流程为：开卷-机械除鳞-酸洗槽-漂洗槽-烘干-收卷。通过机械式除去粗大鳞皮后再进入酸洗槽，利用盐酸化学反应去除残留的氧化铁皮。

机械除鳞主要有两个作用，第一在带钢表面产生裂纹、第二除去结合力较弱的粗大氧化铁皮，但机械除鳞存在噪声大、粉尘严重、设备维护量大等显著不足，同时只能起到预除鳞的效果。盐酸酸洗属于高温酸洗，通过石墨换热器加热酸液后再热传导至带钢，上述方式存在加热途径单一，高温酸液酸雾挥发严重，还存有石墨换热器易堵塞等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种低温酸洗的带钢连续酸洗工艺。

具体方案如下：

一种带钢连续酸洗工艺，包括以下步骤：

步骤1)、在带钢进入酸洗槽前，先让带钢经过加热装置来提升带钢的板温，以使带钢的板温高于酸液的温度；

步骤2)、进入酸洗槽第一段低温预清洗槽酸洗，预清洗槽中的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～60g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺；

步骤3)、经过第一段低温预清洗槽酸洗后的带钢再依次经过多段低温酸洗槽进行酸洗，多段低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺；

步骤4)、对酸洗后的带钢进行漂洗、烘干后收卷。

进一步的，在步骤1)中，加热后带钢的入槽温度高于100℃。

进一步的，在步骤2)中，多段低温酸洗槽包括至少三段低温酸洗槽，且沿带钢行进方向依序布设低温酸洗槽中酸洗介质的氧化性逐步提高。

进一步的，多段低温酸洗槽中第一个低温酸洗槽中酸洗介质为还原性体系，最后一个低温酸洗槽中酸洗介质为强氧化性体系。

进一步的，在步骤2)中，通过在线投加多元弱酸和循环过滤的方式来调控预清洗槽内Fe²⁺及Fe³⁺总铁含量。

进一步的，在步骤3)结束后和步骤4)开始前还具有步骤31)，步骤31)为采用机械除鳞的方式来去除经过多段酸洗后带钢表面残留的鳞皮。

进一步的，步骤3)中多段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置。

进一步的，通过检测多段低温酸洗槽中酸液中的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性。

本发明还提供了一种带钢连续酸洗设备，包括带钢传输装置以及沿带钢的行进方向依序设置的开卷机、加热装置、低温预清洗槽、多段低温酸洗槽、机械除鳞装置、漂洗槽和热风干燥机。

进一步的，还包括有一调控系统和氧化电位检测，所述调控系统与多段低温酸洗槽的各酸槽连接设置，多段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置，氧化电位检测通过检测多段低温酸洗槽中酸液的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性，并以此控制调控系统来对多段低温酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂。

本发明提供的带钢连续酸洗工艺与现有技术相比较具有以下优点：本发明提供的带钢连续酸洗工艺通过利用高温带钢与低温酸液接触表面发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮，带钢入槽温度能够高于100℃，且取消酸槽入口的机械除鳞工艺如拉矫机、抛丸机等除鳞，酸液循环系统则取消石墨换热器，实现低温酸洗的目的。

附图说明

图1示出了带钢连续酸洗设备的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1

本实施例提供了一种带钢连续酸洗工艺，该酸洗工艺通过利用高温带钢与低温酸液接触表面发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮，带钢入槽温度能够高于100℃，且取消酸槽入口的机械除鳞工艺如拉矫机、抛丸机等除鳞，酸液循环系统则取消石墨换热器，实现低温酸洗的目的，具体包括以下步骤：

步骤1)、在带钢进入酸洗槽前，先让带钢经过加热装置来提升带钢的板温，以使带钢的板温高于酸液的温度。在本实施例中，加热装置设置有钢质托辊，以让带钢可以借由托辊行进，并可通过明火、辐射加热等方式来对带钢进行加热，带钢加热温度高于常规酸液温度，优选加热后带钢进入酸洗槽的温度高于100℃，以让高温带钢与低温酸液接触表面能够发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮。

步骤2)、进入酸洗槽第一段低温预清洗槽酸洗，预清洗槽优选采用大锥底结构，酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～60g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺，通过调节调控系统10管道阀门开度调控预清洗槽酸液的比例，优选的比例为Fe²⁺：Fe³⁺＝2:1，充分发挥还原性体系下盐酸对氧化铁皮的侵蚀作用，第一段低温预清洗槽以对带钢进行预清洗操作，且此时带钢的温度最高，其与低温的酸液接触时，会在接触表面发生强烈的物理化学反应，以此来快速酸洗剥离掉带钢表层粗大的氧化铁皮。

步骤3)、经过第一段低温预清洗槽酸洗后的带钢再依次经过第二、第三、第四段低温酸洗槽酸洗，第二至第四段低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺。

优选的，通过物理和/或化学方式来调控酸液中Fe²⁺及Fe³⁺的配比，第二至第四段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化性逐步提高，更优的是，优选方案为第二段低温酸洗槽中酸洗介质为还原性体系，优选Fe²⁺：Fe³⁺＞1:1，盐酸侵蚀氧化铁皮造成氧化铁皮层不完整，局部地区裸露出氧化铁皮覆盖的铁基体，第三段氧化性提高，Fe²⁺：Fe³⁺＜1:1，使溶液中过量的Fe³⁺与基体铁反应剥离氧化铁皮，发生如下原电池反应：Fe+Fe³⁺+e＝Fe²⁺,通过基体的快速溶解剥离基体上残留的氧化铁皮，第四段低温酸洗槽中酸洗介质为强氧化性体系Fe²⁺：Fe³⁺＜1:2，进一步提高溶液氧化性，加速集体表面残留氧化铁皮的均一化剥离。

步骤4)、对酸洗后的带钢进行多级漂洗、烘干后收卷。

在本实施例中，在步骤2)中，通过在线投加多元弱酸和循环过滤的方式来调控预清洗槽内Fe²⁺及Fe³⁺总铁含量。

在本实施例中，在步骤3)结束后和步骤4)开始前还具有步骤31)，步骤31)为采用机械除鳞的方式来去除经过多段酸洗后带钢表面部分残留的鳞皮，这些残留的鳞皮经过酸洗后容易被去除，同时此时带钢处于潮湿状态，机械除鳞时也不容易产生粉尘。机械除鳞可以采用现有的机械除鳞方式，例如拉矫机、抛丸机等。

在本实施例中，步骤3)中的第二至第四段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置，优选为通过检测酸液中的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性。

实施例2

如图1所示的，本实施例提供了一种用于实现实施例1的带钢连续酸洗工艺的酸洗设备，包括带钢传输装置(图中未示出)以及沿带钢8的行进方向依序设置的开卷机1、加热装置2、1#酸槽3、2#酸槽4、3#酸槽5、机械除鳞装置12、漂洗槽6和热风干燥机7。

带钢8经由开卷机1进行开卷操作，并经由传输装置往后段工序方向输送，其先经过加热装置2进行加热，加热装置2可通过明火、辐射加热等方式来对带钢进行加热，带钢加热温度高于常规酸液温度，优选加热后带钢进入酸洗槽的温度高于100℃，以让高温带钢与低温酸液接触表面能够发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮。

热的高温带钢依序经过1#酸槽3、2#酸槽4、3#酸槽5的低温预清洗、多段低温酸洗槽的酸洗后，再经由机械除鳞装置12去除残留的部分鳞皮后进入至漂洗槽6和热风干燥机7中进行漂洗和风干得到高表面质量的带钢。这里需说明的，虽然图1中只示出了1#酸槽3、2#酸槽4、3#酸槽5共三个酸槽，但并不限定于此，酸槽的数量可以根据实际酸洗的段数进行增减。

在本实施例中，各酸槽都配置有一酸液循环罐9，酸液循环罐9通过循环泵与对应酸槽进行酸液的循环，以保证酸槽内酸液的浓度。

在本实施例中，还包括有一调控系统10和氧化电位检测11，该调控系统与多段低温酸洗槽的各酸槽连接设置，各低温酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置，氧化电位检测11通过检测各低温酸洗槽中酸液的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性，并以此控制调控系统10来对多段低温酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂，以此来实现自动控制多段低温酸洗槽中各酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性，进而保证带钢清洗的效果以及一致性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种带钢连续酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、在带钢进入酸洗槽前，先让带钢经过加热装置来提升带钢的板温，以使带钢的板温高于酸液的温度；

步骤2)、进入酸洗槽第一段低温预清洗槽酸洗，预清洗槽中的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～60g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺；

步骤3)、经过第一段低温预清洗槽酸洗后的带钢再依次经过多段低温酸洗槽进行酸洗，多段低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺；多段低温酸洗槽包括至少三段低温酸洗槽，且沿带钢行进方向依序布设低温酸洗槽中酸洗介质的氧化性逐步提高；多段低温酸洗槽中第一个低温酸洗槽中酸洗介质为还原性体系，最后一个低温酸洗槽中酸洗介质为强氧化性体系；

具体的，经过第一段低温预清洗槽酸洗后的带钢再依次经过第二、第三、第四段低温酸洗槽酸洗，第二至第四段低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，酸液中含有Fe²⁺及Fe³⁺；

通过物理和/或化学方式来调控酸液中Fe²⁺及Fe³⁺的配比，第二至第四段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化性逐步提高，第二段低温酸洗槽中酸洗介质为还原性体系，Fe²⁺：Fe³⁺＞1:1，盐酸侵蚀氧化铁皮造成氧化铁皮层不完整，局部地区裸露出氧化铁皮覆盖的铁基体，第三段氧化性提高，Fe²⁺：Fe³⁺＜1:1，使溶液中过量的Fe³⁺与基体铁反应剥离氧化铁皮，发生如下原电池反应：Fe+Fe³⁺+e＝Fe²⁺,通过基体的溶解剥离基体上残留的氧化铁皮，第四段低温酸洗槽中酸洗介质为强氧化性体系，Fe²⁺：Fe³⁺＜1:2，进一步提高溶液氧化性，加速集体表面残留氧化铁皮的均一化剥离；

步骤4)、对酸洗后的带钢进行漂洗、烘干后收卷。

2.根据权利要求1所述的带钢连续酸洗工艺，其特征在于：在步骤1)中，加热后带钢的入槽温度高于100℃。

3.根据权利要求1所述的带钢连续酸洗工艺，其特征在于：在步骤2)中，通过在线投加多元弱酸和循环过滤的方式来调控预清洗槽内Fe²⁺及Fe³⁺总铁含量。

4.根据权利要求1所述的带钢连续酸洗工艺，其特征在于：在步骤3)结束后和步骤4)开始前还具有步骤31)，步骤31)为采用机械除鳞的方式来去除经过多段酸洗后带钢表面残留的鳞皮。

5.根据权利要求1所述的带钢连续酸洗工艺，其特征在于：步骤3)中多段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置。

6.根据权利要求5所述的带钢连续酸洗工艺，其特征在于：通过检测多段低温酸洗槽中酸液中的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性。

7.一种运用权利要求1-6任一项所述带钢连续酸洗工艺的带钢连续酸洗设备，其特征在于：包括带钢传输装置以及沿带钢的行进方向依序设置的开卷机、加热装置、低温预清洗槽、多段低温酸洗槽、机械除鳞装置、漂洗槽和热风干燥机。

8.根据权利要求7所述的带钢连续酸洗设备，其特征在于：还包括有一调控系统和氧化电位检测，所述调控系统与多段低温酸洗槽的各酸槽连接设置，多段低温酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置，氧化电位检测通过检测多段低温酸洗槽中酸液的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性，并以此控制调控系统来对多段低温酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂。

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