CN1505696A - 用于不锈钢级的过氧化氢酸洗方案 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种按连续方式酸洗热轧、热轧并退火以及冷轧并退火的不锈钢条的方法。本方法包括一系列预酸洗罐和酸洗罐，并且任选包括洗涤器－刷洗罐、去污罐、过滤装置和换热器。本方法包括HF/H2SO4预酸洗和HF/H2SO4/H2O2酸洗步骤。

Description

用于不锈钢级的过氧化氢酸洗方案
发明领域
本发明涉及铁合金钢(不锈钢)的酸洗方法。更具体地，本发明涉及应用含有过氧化氢的酸洗溶液酸洗热轧和退火不锈钢条的方法。
背景
不锈钢条的退火可能导致在钢的表面上形成氧化物。这些氧化物包括铁、铬、镍和其它相关金属的氧化物，在应用钢之前必须脱除这些氧化物。但不锈钢的氧化物能够耐受大多数常用的酸处理。这些氧化物紧紧粘附于基础金属上，因此需要机械破碎锈皮法如钢条的喷砂清理、轧辊弯曲或平整或电解浴和/或熔盐浴处理，从而在酸洗之前使这些氧化物疏松或者使表面具有更多的孔。通常应用硝酸与氢氟酸组合脱除或“酸洗掉”不锈钢表面上的氧化物。
因此，希望有一种不用硝酸的酸洗不锈钢的方法。
发明概述
本发明涉及一种按连续方式酸洗热轧、热轧并退火、以及冷轧并退火的不锈钢条的方法。该方法包括在包含硫酸和氢氟酸溶液的预酸洗罐中浸泡不锈钢条。然后在包含硫酸、氢氟酸和过氧化氢溶液的酸洗罐中浸泡所述钢条。在一种实施方案中，预酸洗罐(图1中的罐1)含有约90g/l至约200g/l的硫酸以及约10g/l至约60g/l的氢氟酸。预酸洗罐中的溶液保持在温度为约54℃至约77℃下。酸洗罐(图1中的罐3)含有稳定的过氧化氢、硫酸和氢氟酸的混合物。在一种具体的实施方案中，酸洗罐(图1中的罐3)含有浓度为约5g/l至约50g/l的稳定的过氧化氢、浓度为约20g/l至约60g/l的硫酸、以及浓度为约2g/l至约50g/l的氢氟酸的混合物。在另一种实施方案中，稳定的过氧化氢的浓度为约20g/l至约40g/l。在一种优选实施方案中，稳定的过氧化氢的浓度为约25g/l至约35g/l。在另一种实施方案中，过氧化氢的浓度为约5g/l至小于10g/l。酸洗罐中的溶液保持在温度为约20℃至约60℃下，并且优选保持在温度为约35℃至约50℃下。
在酸洗罐中浸泡钢条之前，可以洗涤钢条，优选应用洗涤-刷洗机进行洗涤。另外，在即将被洗涤前，也可以将钢条浸泡在去污罐中。所述去污罐中装有含过氧化氢、硫酸和氢氟酸的溶液，该溶液是被引导至去污罐的来自酸洗罐的溢流酸洗溶液。
在一种单独的实施方案中，过滤设备和换热器位于酸洗罐的外部并与该酸洗罐相连。所述过滤系统和换热器按循环回路的方式布置，从而在任何时刻均有部分来自酸洗罐的溶液被引导通过过滤系统和换热器。所得到的溶液通过至少一个位于酸洗罐内部的喷嘴沉积返回所述酸洗罐。
附图的简要描述
图1：方案1：过氧化氢酸洗不锈钢的基本的两罐方案。
图2：方案2：过氧化氢酸洗不锈钢的方案，所述方案在洗涤器-刷洗机之前用去污罐进行中间处理。
图3：方案3：过氧化氢酸洗不锈钢的方案，所述方案在洗涤器-刷洗装置之前用去污罐进行中间处理，并且其中罐3配有过滤装置和换热器。
发明描述
本发明涉及一种按连续方式酸洗热轧、热轧并退火、以及冷轧并退火的不锈钢条的方法。该方法包括至少一个预酸洗罐和至少一个酸洗罐，并且任选包括洗涤器-刷洗罐、去污罐、过滤装置和换热器。在基本方案(参见图1)中，首先将钢条浸泡在至少一个预酸洗罐(图1中的罐1)中。在预酸洗罐(图1中的罐1)中所含的溶液含有硫酸和氢氟酸的混合物。在一种实施方案中，硫酸浓度为约90g/l至约200g/l，氢氟酸浓度为约10g/l至约60g/l。将该溶液保持在约54℃至约77℃的升高温度下。酸洗罐(图1中的罐3)含有稳定的过氧化氢、硫酸和氢氟酸的混合物。在一种具体的实施方案中，酸洗罐(图1中的罐3)含有浓度为约5g/l至约50g/l的稳定的过氧化氢、浓度为约20g/l至约60g/l的硫酸、以及浓度为约2g/l至约50g/l的氢氟酸的混合物。在另一种实施方案中，稳定的过氧化氢的浓度为约20g/l至约40g/l。在一种优选实施方案中，稳定的过氧化氢的浓度为约25g/l至约35g/l。在另一种实施方案中，过氧化氢的浓度为约5g/l至小于10g/l。该酸洗罐保持在温度为约20℃至约60℃下，并且优选的温度范围为约35℃至约50℃。
除了图1中所示的基本酸洗过程的实施方案外，该酸洗过程也可以进一步加入任选的步骤。一种实施方案包括向酸洗过程中加入洗涤器-刷洗罐和去污罐。所述洗涤器-刷洗罐用于从不锈钢条上机械脱除至少部分氧化物(锈皮)。去污罐(图2中的罐2)接收溢流出罐3的酸洗溶液。在去污罐中，由罐1接收的钢条上的氧化物可能开始与含有过氧化氢的酸洗溶液反应。随后的洗涤器-刷洗步骤(图2中的洗涤器刷洗-1)从钢条表面机械脱除氧化物。这些附加步骤阻止大部分氧化物进入罐3。
基本酸洗过程的另一种实施方案在图3中给出。罐3中的酸洗过程为放热反应。酸洗过程所产生的热可能部分是由于罐中疏松氧化物颗粒与酸洗溶液的反应所致。相应地，为了使罐3中温升及过氧化氢的分解最小，希望使疏松的氧化物颗粒在酸洗罐外，并控制罐的温度低于54℃，优选低于43℃。
通过应用与罐3相连的过滤设备和换热器可以实现这一点。所述过滤系统和换热器按循环回路的方式布置，从而在任何时刻均有部分来自罐3的酸洗溶液被引导通过过滤系统和换热器，并且所得到的酸洗溶液通过至少一个喷嘴(图3中的喷撒器)而被分配返回酸洗罐(罐3)中。
实施例
实施例1：
在一个连续退火酸洗线上处理下列热轧不锈钢。在按照下列条件酸洗前，根据合金在适当温度下对钢进行退火，然后应用钢喷砂清理设备进行机械除锈。在罐1后还对钢条表面进行洗涤处理。该过程生产的钢的质量和产量均与应用硝酸的酸洗系统相当。
  不锈钢类型           罐1(预酸洗处理)                  罐3(最终处理)
    H2SO4g/l     HFg/l     温度℃     H2SO4g/l     HFg/l     H2O2g/l     温度℃
  热轧304     170     50     77     60     30     30     49
  热轧409     147     33     76     24     7     37     38
实施例2：
在一个连续退火酸洗线上处理下列冷轧不锈钢。在按照下列条件酸洗前，根据合金在适当温度下对钢进行退火，然后通过在熔盐浴中对其进行处理而调节其氧化物。还在罐2中对钢条进行中间去污处理。在去污步骤后还用刷子对钢条表面进行洗涤。还利用换热器和过滤器对罐3中的酸洗溶液进行温度控制。该过程按照与应用硝酸的酸洗系统相当的产量生产其质量在工业上可以接受的钢。
    不锈钢类型            罐1(预酸洗处理)                 罐3(最终处理)
    H2SO4g/l     HFg/l     温度℃     H2SO4g/l     HFg/l     H2O2g/l     温度℃
    冷轧316     90     40     71     45     20     24     41
    冷轧409     90     40     71     45     4     27     35
    冷轧439     90     40     71     45     35     25     46

Claims (24)

1.一种按连续方式酸洗不锈钢条的方法，包括如下步骤：
a.在预酸洗罐中浸泡所述钢条，所述罐装有含有硫酸和氢氟酸的预酸洗溶液；
b.在酸洗罐中浸泡所述钢条，所述罐装有硫酸、氢氟酸和稳定的过氧化氢的酸洗溶液；以及
c.从酸洗溶液中脱除热量。
2.权利要求1的方法，其中换热器位于所述酸洗罐外部并与之相连，并且换热器按循环回路的方式布置，从而在任何时刻均有部分来自所述酸洗罐的溶液被引导通过换热器，并且所得到的溶液通过至少一个位于所述酸洗罐内部的入口而沉积返回所述酸洗罐。
3.权利要求1的方法，其中在所述酸洗罐中稳定的过氧化氢的浓度为约5g/l至约50g/l。
4.权利要求1的方法，其中在所述酸洗罐中稳定的过氧化氢的浓度为约5g/l至小于10g/l。
5.权利要求1的方法，其中在所述酸洗罐中浸泡之前对所述钢条进行洗涤。
6.权利要求5的方法，其中在即将被洗涤之前将所述钢条浸泡在去污罐中，所述去污罐装有含有过氧化氢、硫酸和氢氟酸的溶液。
7.权利要求6的方法，其中所述预酸洗罐中的溶液含有约90g/l至约200g/l的硫酸和约10g/l至约60g/l的氢氟酸。
8.权利要求7的方法，其中预酸洗罐中的溶液保持在温度为约54℃至约77℃下。
9.权利要求8的方法，其中酸洗罐中的溶液进一步含有约20g/l至约60g/l的硫酸和约2g/l至约50g/l的氢氟酸。
10.权利要求9的方法，其中酸洗罐中的溶液保持在温度为约20℃至约60℃下。
11.权利要求10的方法，其中酸洗罐中的溶液保持在温度为约35℃至约50℃下。
12.权利要求6的方法，其中引导来自酸洗罐的溢流溶液至去污罐。
13.权利要求2的方法，其中所述换热器和过滤设备位于酸洗罐的外部并与酸洗罐相连。
14.一种按连续方式酸洗热轧和退火的不锈钢条的方法，所述方法包括如下步骤：
a.在预酸洗罐中浸泡所述钢条，所述罐装有含有硫酸和氢氟酸的溶液；
b.在酸洗罐中浸泡所述钢条，所述罐装有硫酸、氢氟酸和过氧化氢的溶液，其中过氧化氢的浓度为约5g/l至小于10g/l。
15.权利要求14的方法，其中在所述酸洗罐中浸泡之前对所述钢条进行洗涤。
16.权利要求15的方法，其中在即将被洗涤之前将所述钢条浸泡在去污罐中，所述去污罐装有含有过氧化氢、硫酸和氢氟酸的溶液。
17.权利要求16的方法，其中所述预酸洗罐中的溶液含有约90g/l至约200g/l的硫酸和约10g/l至约60g/l的氢氟酸。
18.权利要求17的方法，其中预酸洗罐中的溶液保持在温度为约54℃至约77℃下。
19.权利要求18的方法，其中酸洗罐中的溶液进一步含有约20g/l至约60g/l的硫酸和约2g/l至约50g/l的氢氟酸。
20.权利要求19的方法，其中酸洗罐中的溶液保持在温度为约20℃至约60℃下。
21.权利要求20的方法，其中酸洗罐中的溶液保持在温度为约35℃至约50℃下。
22.权利要求21的方法，其中引导来自酸洗罐的溢流溶液至去污罐。
23.权利要求22的方法，其中基本上连续地从酸洗溶液中脱除热量。
24.权利要求23的方法，其中过滤设备和换热器在酸洗罐外部并与酸洗罐相连，并且所述过滤系统和换热器按循环回路的方式布置，从而在任何时刻均有部分来自所述酸洗罐的溶液被引导通过所述过滤系统和换热器，并且所得到的溶液通过至少一个位于所述酸洗罐内部的入口而沉积返回所述酸洗罐。
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