CN113584498A - 一种热轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备，酸洗工艺通过控制退火炉出口带钢的温度，使高温的带钢与低温的酸洗液直接接触，让其在表面发生强烈的物理化学反应，快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮，并通过调控梯级溢流连续酸洗系统中酸洗液的氧化还原特性来提高酸洗效率，以高效去除不锈钢上残留的奥氏体、铁素体氧化铁皮，该工艺充分利用了退火炉的余温，并且降低了酸液温度，节约了能耗，实现热轧不锈钢带钢低耗高效酸洗的目的。

Description

一种热轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备

技术领域

本发明涉及带钢表面清洗技术领域，具体是涉及一种热轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备。

背景技术

不锈钢表面质量是影响产品性能提升的关键因素之一。热轧奥氏体和部分铁素体不锈钢一般采用卧式退火炉进行，带钢在炉内利用烟气余热进行预热后进入加热段。当带钢温度达到1180℃时，利用水进行急冷，以达到固溶的效果，使得带钢屈服强度降低，为后续热轧带来便利。由于在热轧和退火过程中，带钢表面生成了大量的氧化铁皮，为了降低随后的酸洗耗量，现有技术通常是在酸洗前增设破鳞机和抛丸机对带钢表面的氧化铁皮进行处理。酸洗过程则采用硫酸与混酸相结合的方式，酸槽采用浅槽式设计，形成紊流效果，提升了酸洗效果。

针对表面鳞皮处理难度大的现状，破鳞与抛丸等机械处理工艺成为酸洗机组的标配。机械处理工艺可以去除表面粗大的氧化铁皮，然而，其存在投资成本高、占地面积大、运行能耗高、维护量大以及环境污染大等显著不足。酸洗条件较为恶劣，且酸洗耗时很长，因此，亟待开发高效酸洗设备及工艺，减缓高温高浓度化学试剂对环境的污染、加快清洗速度同时获得高表面质量的带钢。

发明内容

本发明旨在提供一种低耗、高效的热轧不锈钢退火酸洗工艺。

具体方案如下：

一种热轧不锈钢退火酸洗工艺，包括以下步骤：

步骤1)、热轧不锈钢进入退火炉调控成分后，通过调节退火炉冷却段的冷却能力，控制退火炉冷却段出口的热轧不锈钢带钢的温度为60～200℃；

步骤2)、从退火炉冷却段出口输出的热轧不锈钢带钢经保温调控后以高于酸洗液的温度直接进入由多个子槽串联形成的梯级溢流连续酸洗系统进行酸洗，其中梯级溢流连续酸洗系统包括位于最前段的预酸洗槽和位于预酸洗槽后段的多段低温酸洗槽；预酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～60g/L，同时酸洗介质中含有Fe²⁺及Fe³⁺；低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，同时酸洗液含有Fe²⁺及Fe³⁺；

步骤3)经过梯级溢流连续酸洗系统酸洗后的热轧不锈钢带钢进入多级漂洗系统漂洗后烘干收卷。

进一步的，在步骤2)中，热轧不锈钢带钢进入预酸洗槽的入槽温度高于100℃。

进一步的，在步骤2)中采用在线投加多元弱酸、循环过滤分离的方式来调控梯级溢流连续酸洗系统中Fe²⁺及Fe³⁺总铁含量。

进一步的，梯级溢流连续酸洗系统的各子槽中酸液浓度依次递增，总铁含量依次递减。

进一步的，步骤2)中的梯级溢流连续酸洗系统至少具有2段低温酸洗槽，其中第1段酸洗介质为还原性体系，最后一段酸洗介质为强氧化性体系。

进一步的，在步骤2)中，通过投加氧化剂来调控Fe²⁺及Fe³⁺配比，以此来控制酸洗液的氧化还原特性。

进一步的，步骤3)中的多级漂洗系统由3-6级梯级溢流漂洗系统构成，其中最后一级漂洗水压力为5-10公斤，其余几级的漂洗水压力为2-6公斤。

进一步的，步骤1)中退火炉冷却段出来的热轧不锈钢带钢通过保温腔控温的方式实现对热轧不锈钢带钢入槽温度的控制。

本发明还提供了一种热轧不锈钢退火酸洗设备，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、焊机、活套、退火炉、保温腔、控温装置、梯级溢流连续酸洗系统、漂洗槽和烘干机。

进一步的，还包括有一调控系统和氧化电位检测，所述调控系统与梯级溢流连续酸洗槽的各酸槽连接设置，梯级溢流连续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梯级溢流连续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梯级溢流连续酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂。

本发明提供的热轧不锈钢退火酸洗工艺与现有技术相比较具有以下优点：本发明提供的热轧不锈钢退火酸洗工艺取消了退火炉出口的机械除鳞工艺，并采用无硝酸、无氢氟酸的梯级溢流连续酸洗工艺系统来实现带钢的快速清洗，同时控制退火炉出口带钢的温度，使高温的带钢与低温的酸洗液直接接触，让其在表面发生强烈的物理化学反应，快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮，并通过调控梯级溢流连续酸洗系统中酸洗液的氧化还原特性来提高酸洗效率，以高效去除不锈钢上残留的奥氏体、铁素体氧化铁皮，该工艺充分利用了退火炉的余温，并且降低了酸液温度，节约了能耗，实现热轧不锈钢带钢低耗高效酸洗的目的。

附图说明

图1示出了热轧不锈钢退火酸洗设备的示意图。

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

本发明提供了一种热轧不锈钢退火酸洗工艺，该酸洗工艺通过控制退火炉出口带钢的温度或者入口加热，让高温带钢直接进入酸洗槽进行酸洗，取消退火炉出口的机械除鳞工艺，并通过无硝酸、无氢氟酸的梯级溢流连续酸洗工艺系统来实现带钢的快速清洗，同时降低能耗及酸耗，以得到高表面质量的带钢，具体包括以下步骤：

步骤1)、热轧不锈钢进入退火炉调控成分后，通过调节退火炉冷却段的冷却能力，控制退火炉冷却段出口处热轧不锈钢带钢的温度为60～200℃。在本实施例中，退火炉冷却段出来的热轧不锈钢带钢通过保温腔控温的方式实现对热轧不锈钢带钢入槽温度的控制，以让热轧不锈钢带钢以高的温度进入至预酸洗槽中进行酸洗。

步骤2)、热轧不锈钢带钢经保温腔后以高的温度直接进入由多个子槽串联形成的梯级溢流连续酸洗系统进行酸洗，其中梯级溢流连续酸洗系统包括位于最前段的预酸洗槽和位于预酸洗槽后段的多段低温酸洗槽，预酸洗槽为大锥底结构，预酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～60g/L，同时酸洗介质中含有Fe²⁺及Fe³⁺，高温的热轧不锈钢带钢与低温的酸洗液接触时，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。优选的，热轧不锈钢带钢的入槽温度高于100℃，以让热轧不锈钢带钢与酸洗液接触时，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。

低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，同时酸洗液含有Fe²⁺及Fe³⁺。

在本实施例中，步骤2)中采用在线投加多元弱酸、循环过滤分离的方式来调控梯级溢流连续酸洗系统中Fe²⁺及Fe³⁺总铁含量；其可以通过投加氧化剂来调控Fe²⁺及Fe³⁺配比来控制酸洗液的氧化还原特性，以保证酸洗的效果。

在本实施例中，梯级溢流连续酸洗系统的子槽经连通管实现梯级溢流，酸液浓度依次递增，总铁含量依次递减。

较佳的是，梯级溢流连续酸洗系统中的多段低温酸洗槽为2-4段的低温酸洗槽酸洗介质的氧化性逐步提高，更佳的是第2段酸洗介质为还原性体系，最后一段酸洗介质为强氧化性体系。

步骤3)经过梯级溢流连续酸洗系统酸洗后的热轧不锈钢带钢进入多级漂洗系统漂洗后烘干收卷。

多级漂洗系统由3-6级梯级溢流漂洗系统构成，设置pH计及电导率来监测漂洗液，其中前几级漂洗水压力为2-6公斤，最后一级漂洗水压力为5-10公斤，进而实现更优的漂洗效果。

本实施例提供的热轧不锈钢退火酸洗工艺取消了退火炉出口的机械除鳞工艺，并采用无硝酸、无氢氟酸的梯级溢流连续酸洗工艺系统来实现带钢的快速清洗，同时控制退火炉出口带钢的温度，使高温的带钢与低温的酸洗液直接接触，让其在表面发生强烈的物理化学反应，快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮，并通过调控梯级溢流连续酸洗系统中酸洗液的氧化还原特性来提高酸洗效率，以高效去除不锈钢上残留的奥氏体、铁素体氧化铁皮，该工艺充分利用了退火炉的余温，并且降低了酸液温度，节约了能耗，实现热轧不锈钢带钢低耗高效酸洗的目的。

实施例2

参考图1，其是一种用于实现上述实施例1的热轧不锈钢退火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22的行进方向依序设置的开卷机1、焊机2、活套3、退火炉4、保温腔5、控温装置、预清洗槽9、1#酸槽11、2#酸槽15、3#酸槽17、漂洗槽19和烘干机21。

其中，控温装置上设置有风机6和加热器7，通过控制风机6和加热器7的功率可调控带钢的温度，控温装置上还安装有一板温仪8，以用于检测和调控带钢的板温；预清洗罐10与预清洗槽9相连接，1#酸罐12通过循环泵14与1#酸槽11相连接、2#酸罐16通过循环泵14与2#酸槽15相连接，3#酸罐18通过循环泵14与3#酸槽17相连接，漂洗罐20通过循环泵与漂洗槽19相连接。这里需说明的，虽然图1中只示出了1#酸槽11、2#酸槽15、3#酸槽17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。每一酸槽与酸罐之间上都还设置有一热交换器13，以保证酸槽内的酸洗液在酸洗后能够维持低的温度。

带钢22经由开卷机1进行开卷操作，并经由焊机2和活套3操作后由传输装置往后段工序方向输送，其先经过退火炉4进行热处理，热处理完成后从退火炉4的冷却段输出，退火炉冷却段出来的带钢通过退火炉的调节水套循环量及保温腔5控温，以最大程度利用退火炉的余温，让出来的带钢维持一定的高温，并通过控温装置调控后，让高温的带钢与低温的酸洗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预清洗槽9、1#酸槽11、2#酸槽15、3#酸槽17的酸洗后进入至漂洗槽19和烘干机21中进行漂洗和风干得到高表面质量的带钢。

在本实施例中，还包括有一调控系统23和氧化电位检测24，该调控系统与梯级溢流连续酸洗系统的各酸槽连接设置，各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各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 (10)

1.一种热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、热轧不锈钢进入退火炉调控成分后，通过调节退火炉冷却段的冷却能力，控制退火炉冷却段出口的热轧不锈钢带钢的温度为60～200℃；

步骤2)、从退火炉冷却段出口输出的热轧不锈钢带钢经保温调控后以高于酸洗液的温度直接进入由多个子槽串联形成的梯级溢流连续酸洗系统进行酸洗，其中梯级溢流连续酸洗系统包括位于最前段的预酸洗槽和位于预酸洗槽后段的多段低温酸洗槽；预酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～60g/L，同时酸洗介质中含有Fe²⁺及Fe³⁺；低温酸洗槽的酸洗介质为HCl，HCl的浓度为20～150g/L，同时酸洗液含有Fe²⁺及Fe³⁺；

步骤3)经过梯级溢流连续酸洗系统酸洗后的热轧不锈钢带钢进入多级漂洗系统漂洗后烘干收卷。

2.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：在步骤2)中，热轧不锈钢带钢进入预酸洗槽的入槽温度高于100℃。

3.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：在步骤2)中采用在线投加多元弱酸、循环过滤分离的方式来调控梯级溢流连续酸洗系统中Fe²⁺及Fe³⁺总铁含量。

4.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：梯级溢流连续酸洗系统的各子槽中酸液浓度依次递增，总铁含量依次递减。

5.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：步骤2)中的梯级溢流连续酸洗系统至少具有2段低温酸洗槽，其中第1段酸洗介质为还原性体系，最后一段酸洗介质为强氧化性体系。

6.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：在步骤2)中，通过投加氧化剂来调控Fe²⁺及Fe³⁺配比，以此来控制酸洗液的氧化还原特性。

7.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：步骤3)中的多级漂洗系统由3-6级梯级溢流漂洗系统构成，其中最后一级漂洗水压力为5-10公斤，其余几级的漂洗水压力为2-6公斤。

8.根据权利要求1所述的热轧不锈钢退火酸洗工艺，其特征在于：步骤1)中退火炉冷却段出来的热轧不锈钢带钢通过保温腔控温的方式实现对热轧不锈钢带钢入槽温度的控制。

9.一种热轧不锈钢退火酸洗设备，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、焊机、活套、退火炉、保温腔、控温装置、梯级溢流连续酸洗系统、漂洗槽和烘干机。

10.根据权利要求9所述的热轧不锈钢退火酸洗设备，其特征在于：还包括有一调控系统和氧化电位检测，所述调控系统与梯级溢流连续酸洗槽的各酸槽连接设置，梯级溢流连续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梯级溢流连续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梯级溢流连续酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂。

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