ES2220795T3 - Procedimiento continuo de decapado electrolitico para productos metalicos, en el cual se utilizan celulas a las que se les suministra corriente alterna. - Google Patents
Procedimiento continuo de decapado electrolitico para productos metalicos, en el cual se utilizan celulas a las que se les suministra corriente alterna.Info
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Abstract
Un procedimiento de decapado electrolítico en continuo, para aceros, superaleaciones de níquel, titanio y aleaciones de éste, caracterizado por el hecho de que, el material a ser tratado, durante un transcurso de tiempo comprendido entre 3 y 60 segundos, se sumerge en por lo menos una célula electrolítica, con solución electrolítica, exenta de ácido nítrico, consistente de una solución acuosa, neutra o ácida, o pasa a través de ésta, que comprende ácido sulfúrico, en una cantidad comprendida dentro de unos márgenes que van de 20 a 300 g/l a una temperatura comprendida entre 20°C y 95°C, con por lo menos un par de electrodos conectados a un suministro de potencia, de corriente alterna, la cual tiene una frecuencia comprendida dentro de unos márgenes que van de 40 Hz a 70 Hz, llevándose a cabo, la electrólisis, a una densidad de corriente que tiene una amplitud efectiva que se encuentra comprendida
Description
Procedimiento continuo de decapado electrolítico
para productos metálicos, en el cual se utilizan células a las que
se les suministra corriente alterna.
La presente invención, se refiere a un
procedimiento electrolítico de decapado en continuo, para productos
metálicos, de una forma particular, hierro, níquel, titanio y
aleaciones de éstos, basado en la utilización de células alimentadas
con corriente alterna, con una solución electrolítica consistente
en soluciones acuosas ácidas o neutras.
Tal y como es conocido, el decapado, por ejemplo,
para aceros inoxidables, se lleva a cabo, en realidad, con objeto
de eliminar las costras de los óxidos térmicos que se generan
durante los tratamientos de laminado en caliente y / o recocido, y
para disolver la capa de aleación agotada de cromo (capa
descromizada), que se encuentra por debajo de éstas. Este
procedimiento convencional, consiste en tres etapas conceptualmente
diferentes: una primera capa de decapado, es decir, una modificación
físico-química de las costras, con la eliminación
parcial de éstas; una segunda capa de decapado real, es decir, la
eliminación y solución de las costras residuales y la disposición de
la capa sub-superficial de aleación descromizada; y
una tercera etapa, denominada de acabado, consistente en una
pasivación de la superficie. Las últimas dos etapas, se llevan a
cabo, a menudo, simultáneamente.
En el estado actual de la técnica, se conocen
varias formas de llevar a cabo la etapa de decalado, en dependencia
del tipo de costras de óxido presentes en el metal, al final de los
tratamientos metalúrgicos.
Con respecto a la costra de óxido generada en los
procesos de laminación y de recocido, la etapa de desencostrado, en
la mayoría de los casos, se leva a cabo mediante limpieza de chorro
de arena, con una arena la cual rompe y elimina parcialmente la
costra.
Para los productos laminados en frío y el acero
inoxidable y / o titanio, la etapa de desencostrado o
desincrustación, no puede llevarse a cabo mediante martilleo de la
superficie, lo cual no es compatible con la calidad de la
superficie de los productos. Es por ello que se han adoptado
diferentes procedimientos capaces de inducir una substancial
modificación de los óxidos, facilitando el consiguiente
procedimiento de decapado.
Para esta finalidad, los procedimientos más
ampliamente adoptados, son los siguientes:
a) un desencostrado termoquímico, el cual
consiste en sumergir el material a ser decapado en un baño de sales
oxidantes fundidas (400ºC - 600ºC), capaz de modificar la costra,
incrementando el grado de oxidación de los metales que constituyen
los óxidos. De una forma particular, los baños de coleno (eutécticos
de los sistemas ternarios de
NOH-NaNO_{3}-NaCl), a temperaturas
de alrededor 500ºC, son los más extensamente adoptados;
b) desencostrado electrolítico, mediante
soluciones neutras de sulfatos, con la modificación parcial de
estados de oxidación de los metales constituyentes de la costra y
la solución obligada de éstos.
Para ambos tipos de laminados, es decir, los
aceros inoxidables y titanios laminados en caliente, y los aceros
inoxidables y titanios laminados en frío, la etapa de decapado, se
lleva generalmente a cabo, utilizando baños de ácidos altamente
oxidantes, capaces de disolver la capa
sub-superficial de la aleación (empobrecidos en Cr,
para aceros inoxidables), que determinan la separación de la costra
que se adhiere a éstos.
Estos baños, consisten principalmente en mezclas
de ácidos minerales, siendo, la mayoría de los adoptados entre
ellos, los siguientes:
1) mezclas de ácido nítrico y ácido fluorhídrico,
a temperaturas de un valor generalmente comprendido entre 65ºC y
75ºC;
2) mezclas de los ácidos sulfúrico, fluorhídrico,
clorhídrico y fosfórico, con adiciones de elementos que tienen un
alto poder de oxidación (algunas veces, utilizados en mezclas),
como, por ejemplo, permanganatos, persulfatos, cloruro férrico,
sulfato férrico y peróxido de hidrógeno, a una temperatura
comprendida entre unos márgenes de 50ºC y 100ºC.
3) ácido clorhídrico o ácido sulfúrico, con la
adición de inhibidores de corrosión, para el decapado de aceros no
aleados, a temperaturas comprendidas entre unos márgenes de 50ºC y
85ºC.
En algunas plantas industriales, con objeto de
incrementar la cinética de la etapa de decapado con todas las
mezclas anteriormente mencionadas, arriba, se utilizan células
electrolíticas, capaces de aplicar una densidad de corriente
continua, comprendida dentro de unos márgenes que van de 3
A/dm^{2} a 40 A/dm^{2}, al material a ser utilizado.
La etapa de acabado, la cual pretende la
formación de una película protectora pasivada, cuando ésta no se
lleva a cabo simultáneamente que la etapa de decapado, se logra,
usualmente, en baños que tienen un alto potencial redox (de
reducción-oxidación). Estos baños, contienen los
anteriormente mencionados ácidos y oxidantes, a bajas
concentraciones, y con un reducido contenido de los iones de
metales presentes en los productos metálicos a decaparse.
De una forma general, entre cada tanque, y de
cualquier modo, al final de la línea, se encuentran insertadas
secciones de lavado consistentes en sistemas de chorro de agua,
equipadas con brochas rotativas. Las funciones llevadas a cabo
mediante estos sistemas, son la eliminación de la solución de
decapado, retenida por la banda, y las partículas de costra no
adheridas, depositadas sobre la superficie de la banda.
Hasta el día de hoy, se conocen diversos
procedimientos concernientes a la etapa de desencostrado, así como
también la capa de decapado de aceros inoxidables y de titanio y
aleaciones de éste, basados en el empleo de soluciones de ácidos,
exentas de ácido nítrico. De una forma particular, se conocen
procedimientos para el decapado de aceros inoxidables y de titanio
y aleaciones de éste, basados en la utilización de soluciones de
ácidos, exentas de ácido nítrico, cuyo poder oxidante, se
proporciona mediante la presencia de varios elementos, entre los
cuales, se conocen los iones férricos, el peróxido de hidrógeno y
los persulfatos.
De una forma particular, los documentos de
patentes DE-A-19 624 436, WO 9 826
111, EP-A-763 609 y JP
95-130 582, dan a conocer procedimientos de
decapado en solución de ácidos, exentas de ácido nítrico, en
presencia de iones férricos, con la utilización de células
electrolíticas alimentadas con corriente alterna (densidad de
corriente comprendida entre 0,5 A/dm^{2} y 250 A/dm^{2}). El
documento de patente DE-C-3 937 438,
da a conocer un procedimiento, en el cual se emplea corriente
directa para la reoxidación de los iones férricos en iones
férricos, en una solución de ácido clorhídrico.
La solicitud de patente europea
EP-A-8 385 542, da a conocer un
procedimiento de decapado en una solución acuosa de sulfato sódico,
la cual tiene una concentración comprendida entre 10 g/l y 350 g/l,
en el cual, la banda, se pasa verticalmente entre pares de
contra-electrodos, aplicándose una corriente que
tiene una densidad comprendida entre 20 A/dm^{2} y 250
A/dm^{2}, entre éstos.
No obstante, las tecnologías conocidas, las
cuales se reportan esquemáticamente aquí, en este documento,
suponen unos significativos inconvenientes medioambientales y de
seguridad del trabajo, así como también contienen inconvenientes
referentes al gobierno del procedimiento de decapado en términos de
control y costes de éste.
Con respecto a la etapa de decapado, el principal
inconveniente del procedimiento para la eliminación mecánica de la
costra, mediante limpieza con chorro de arena o martilleo, consiste
en la dificultad de reducir la materia en forma de polvo formada
por partículas de sílice y de óxidos metálicos, sin mencionar la
alta contaminación sonora de las áreas de trabajo circundantes.
El desencostrado químico llevado a cabo con sales
fundidas, demuestran una particular dificultad para ser gobernadas,
debido a las altas temperaturas del baño (400ºC - 600ºC), así como
también a la dificultad de la disposición de las soluciones de
lavado del producto metálico a ser desencostrado, al final del
tratamiento. De hecho, estas soluciones de lavado, contienen
cantidades nada despreciables de cromo hexavalente, y de nitritos y
nitratos.
El empleo de baños que contienen ácido nítrico,
para el decapado y las etapas de acabado, provoca problemas
medioambientales relevantes, por diferentes razones. Entre éstas
últimas, las más importantes son:
A. dificultad para reducir las altas
contaminaciones producidas por el NO_{x}s, producidas por las
reacciones de ácido-metal;
B. dificultad de cumplimiento con las normas
existentes para la protección de medio ambiente, para la recogida
de las soluciones gastadas, conjuntamente con el alto contenido de
nitrato de éstas.
Los baños de ácido sulfúrico y de ácido
fluorhídrico, la los cuales usan, en lugar de ácido nítrico,
sistemas que tienen un alto potencial redox, acarrean un complejo
gobierno o control, conjuntamente con las dificultades de mantener
las apropiadas concentraciones de reactivos capaces de asegurar la
cinética de decapado pretendida.
Además, los costes de los reactivos, por ejemplo,
del peróxido de hidrógeno estabilizado, son altos, considerando el
hecho de que, una fracción de los metales que se acumulan en la
solución, reaccionan con oxidantes, reduciendo la efectividad del
proceso.
La presente invención, permite el superar todos
los inconvenientes anteriormente mencionados, arriba,
proporcionando, adicionalmente, otras ventajas, las cuales se
evidenciarán en la parte que sigue a continuación.
De una forma particular, un objetivo de la
presente invención, es la de proporcionar un procedimiento de
decapado, para productos moldeados colados en continuo por
fundición, en acero, en concordancia con lo establecido por la
norma UNI EU 74/20, y en aleación de níquel y en titanio, basado en
la utilización de células electrolíticas alimentadas con corriente
alteran, en soluciones acuosas ácidas o neutras.
De hecho, un objeto de la presente invención, es
un procedimiento de decapado electrolítico en continuo, para aceros,
superaleaciones de níquel, titanio y aleaciones de éste,
caracterizado por el hecho de que, el material a ser tratado,
durante un transcurso de tiempo comprendido entre 3 y 60 segundos,
se sumerge en por lo menos una célula electrolítica, con solución
electrolítica, exenta de ácido nítrico, consistente de una solución
acuosa, neutra o ácida, o pasa a través de ésta, a una temperatura
comprendida entre 20ºC y 95ºC, con por lo menos un par de
electrodos conectados a un suministro de potencia, de corriente
alterna, el cual tiene una frecuencia comprendida dentro de unos
márgenes que van de 40 HZ a 70 HZ, llevándose a cabo, la
electrólisis, a una densidad de corriente que tiene una amplitud
efectiva que se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que
van de 10 A/dm^{2} a 250 A/dm^{2}.
La solución electrolítica, puede ser una solución
acuosa, a una temperatura comprendida entre 20ºC y 95ºC, que
contiene los siguientes componentes, que tienen una concentración,
expresada en g/l:
\bullet ácido sulfúrico (H_{2}SO_{4}), de
20 a 300, y por lo menos uno entre
\bullet ácido fluorhídrico (HF), de 5 a 50
\bullet ácido ortofosfórico (H_{3}PO_{4}),
de 5 a 200
\bullet iones férricos (Fe^{+3}) de 5 a
40.
En el caso de decapado de aceros del tipo de
acero inoxidable, la solución electrolítica, se mantiene a una
temperatura comprendida entre 70ºC y 90ºC, y comprende ácido
sulfúrico a una concentración comprendida entre 150 g/l y 250 g/l,
y iones férricos (Fe^{+3}), a una concentración comprendida dentro
unos márgenes que van de 5 g/l a 40
g/l.
g/l.
En el caso de superaleaciones a base de níquel, y
para titanio y aleaciones de éste, la solución electrolítica, se
encuentra a una temperatura comprendida entre 70ºC y 90ºC, y
comprende ácido sulfúrico a una concentración comprendida entre 150
g/l y 250 g/l, y por lo menos uno entre ácido fluorhídrico a una
concentración comprendida entre 5 g/l y 50 g/l, y ácido clorhídrico,
a una concentración comprendida entre 5 g/l y 50 g/l.
Para los aceros al carbono, la solución
electrolítica, se encuentra a una temperatura comprendida dentro de
unos valores de 70ºC - 90ºC, y comprenden ácido sulfúrico a una
concentración comprendida dentro unos márgenes situados entre 150
g/l y 250 g/l.
En otra forma de presentación, para cualquier
tipo de aplicación, la solución electrolítica, puede ser una
solución acuosa de sulfato de sodio (Na_{2}SO_{4}), la cual
tenga una concentración comprendida dentro de una márgenes que van
de 25 g/l a 300 g/l, a una temperatura comprendida entre 50ºC y
95ºC.
En una forma de presentación, se procede a
conectar pares de electrodos contiguos, a dos fuentes separadas de
suministro de potencia, de tal forma que, las líneas de corrientes
suministradas a partir de un primer par de electrodos, el cual se
encuentra encarando a un lado del material a ser tratado, cruzan el
citado material y se cierra de nuevo sobre un segundo par de
electrodos, opuesto al primer par de electrodos, y el cual se
encuentra encarado al otro lado del material a ser tratado,
definiendo una trayectoria substancialmente en forma de X.
En otra forma de presentación de la presente
invención, los electrodos que encaran a un lado del material a ser
tratado, se encuentran conectados a una fuente de suministro de
potencia, de tal forma que, las líneas de corriente que se producen
a partir de los citados electrodos y que cruzan el material, se
cierran de nuevo sobre los otros electrodos opuestos a los primeros,
y que encaran el lado opuesto del material a ser tratado,
definiendo una trayectoria que es substancialmente ortogonal a los
citados lados.
El procedimiento de decapado electrolítico en
concordancia con la presente invención, puede utilizarse para
inducir una modificación físico-química de la
costra de los óxidos metálicos presentes sobre la superficie del
material a ser decapado, modificación
físico-química ésta, la cual, en el caso de aceros
inoxidables, acontece en un tiempo de tratamiento comprendido entre
1 segundo y 10 segundos.
El procedimiento continuo de decapado
electrolítico en concordancia con la presente invención, puede
utilizarse en una etapa subsiguiente a la de la modificación
físico-química de la costra de los óxidos metálicos
presente sobre la superficie del material a ser decapado. En el
caso de aceros inoxidables, el, procedimiento de decapado en
concordancia con la presente invención, requiere unos tiempos de
tratamiento comprendidos entre 2 segundos y 15 segundos.
Las células electrolíticas empleables en la
presente invención, pueden ser células de electrodos horizontales o
células de electrodos verticales, siendo las preferibles las
primeras de ellas, para el fácil secuestro del gas involucrado,
mediante reacción electroquímica en circuito hecho.
Los electrodos, están fabricados a base de
materiales resistentes a la acción corrosiva de los baños
empleados.
Los electrodos, en las células individuales, son
conectables en concordancia con por lo menos tres esquemas, los
cuales se reportan, a título de ejemplo no limitativo, en las
figuras 2, 3 y 4.
En el caso de electrodos opuestos conectados a la
misma terminal, los electrodos, pueden consistir en un anillo
toroidal individual.
Otro objetivo de la presente invención, es el de
las células electrolíticas, caracterizadas por el hecho de que,
éstas, tienen una conexión de electrodos tal y como se indica
posteriormente, a continuación, y se reivindica en las
reivindicaciones 8 y 9.
Entre las ventajas más importantes, en la
adopción de la presente invención, pueden mencionarse las
siguientes:
- el aporte de un sistema de desencostrado capaz
de reemplazar a las tecnologías usualmente empleadas, minimizando
los problemas asociados a la contaminación y la seguridad de
trabajo;
- el aporte de un sistema de decapado y de
acabado, el cual debe llevarse a cabo subsiguientemente al
tratamiento de desencostrado, realizado con las tecnologías
usualmente adoptadas, basadas en la utilización de soluciones
exentas de ácido nítrico, capaz de eliminar los inconvenientes
medioambientales asociados a las emisiones de NO_{x}s;
- el aporte de un procedimiento de decapado,
capaz de reunir, en una etapa individual, las etapas de
desencostrado, de decapado y de acabado, llevándose a cabo, el
proceso de decapado en su totalidad, con sistemas de tratamiento
individuales;
- el aporte de un sistema de decapado, capaz de
reducir significativamente los tiempos y, por lo tanto, los costes,
del tratamiento.
Los efectos positivos de la adopción del
procedimiento continuo de decapado en concordancia con la presente
invención, puede exponerse a la luz de lo siguiente: El flujo de
AC, induce un sobrevoltaje de la corrosión potencial libre, en la
superficie de la aleación a ser decapada, de tal forma que se
alcancen, sobre ésta, unos potenciales electroquímicos capaces de
promover varias reacciones de oxidación - reducción, los cuales
involucran ambos, la aleación y la capa de óxido sobre ésta, así
como también la solución acuosa.
Así, de esta forma, se realizan el cambio del
estado de oxidación de los metales presentes en la superficie de los
óxidos (de una forma particular, cromo, para acero inoxidable), y
la solución del metal subyacente. Además, se lleva a cabo la
electrólisis acuosa, con una intensa producción de hidrógeno y de
oxígeno.
Estas reacciones, en orden creciente de potencial
standard, de los respectivos pares redox, son:
reacciones de oxidación de los metales
constituyentes del acero o del titanio o de las aleaciones de
éstos, o del níquel, o de las aleaciones de éste
Ti \rightarrow Ti^{2+} + 2e
Cr \rightarrow Cr^{3+} + 3e
Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e
Ni \rightarrow Ni^{2} + 2e
reacciones que involucran los metales
constituyentes de la costra térmica de óxido de la aleación a ser
decapada
Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + e
Ti^{2+} \rightarrow Ti^{3+} + 2e
Ti^{3+} \rightarrow Ti^{4+} + e
Cr^{3+} \rightarrow Cr^{6+} + 3e
reacciones de electrólisis acuosas, en soluciones
ácidas
4H_{3}O+4e \rightarrow 2H_{2}+4H_{2}O
6H_{3}O+4e \rightarrow
O_{2}+4H_{3}O^{+}+4e
en soluciones neutras
4H_{2}O+4e \rightarrow 2H_{2}+4OH^{-}
4OH^{-} \rightarrow O_{2}+2H_{3}O+4e
La generación de cromatos (Cr hexavalente),
mediante la oxidación de cromo, que constituye la costra de óxido,
contribuye a incrementar la cinética de la solución de la aleación
y la oxidación del ión ferroso al ión férrico, en concordancia con
las reacciones
Cr_{2}O_{7}^{2-} + 6F^{2+}
- 14H^{+} \rightarrow 2CR^{3+} + 6Fe^{3+} +
14H_{2}O
El acero disuelto, en forma de ión ferroso,
derivado de la solución del acero, es capaz de fomentar la
reducción, en concordancia con la reacción anteriormente descrita,
arriba, de todos los iones de Cr(IV), en iones de
Cr(II), de tal forma que, los iones de Cr (VI), se
encuentran ausentes de la solución.
Para los aceros inoxidables, la presencia de la
solución del par redox, consistente en iones férricos y ferrosos
(Eº = 771 mV/SHE), eleva la potencia oxidante del baño,
proporcionando a éste último unas capacidades pasivantes.
El desplazamiento de fase voltaje - corriente,
asistido mediante espectroscopia de impedancia de electrodos, es
tal que, a frecuencias comprendidas dentro unos márgenes situados
entre 40 Hz y 70 Hz, más de un porcentaje del 90% de la corriente
que atraviesa la célula, se encuentra en fase con el voltaje
aplicado (componente activo de la corriente) y éste permite las
anteriormente mencionadas reacciones electroquímicas. Solamente un
porcentaje del 10% de la corriente, se cambia en un valor de 90º,
fuera de la fase, con respecto al voltaje (componente reactivo de
la corriente), empleándose, éste, para la carga, la descarga del
pseudo-condensador fabricado mediante la capa de
carga eléctrica doble, en la superficie del electrodo. A medida que
la frecuencia aumenta, el componente activo, tiende a decrecer a
favor del componente reactivo, decreciendo la fracción de
corriente, fomentando las reacciones electroquímicas para el
decapado.
La alteración de las reacciones que desarrollan
hidrógeno, durante la polarización del cátodo, y las reacciones que
desarrollan oxígeno, durante la polarización anódica, proporciona
una intensa acción de desencostrado, provocando la rápida
separación de la capa de óxido, de la matriz.
La cinética de la solución de las aleaciones a
ser decapadas, es alta, particularmente de tal modo que,
considerando que el óxido no se trata en modo alguno, o se
acondiciona, previamente al tratamiento electrolítico en las
células.
Hasta aquí, se ha proporcionado meramente una
descripción general de la presente invención. Mediante la ayuda de
las figuras y de los ejemplos, los cuales tienen un valor
explicatorio y descriptivo, pero no un valor limitativo, se
proporcionará, a partir de ahora, en la parte que sigue de este
documento, una descripción más detallada de ésta, con la finalidad
de facilitar un mejor entendimiento de sus objetivos, sus
características, sus ventajas y sus modos de operación.
La figura 1, muestra el progreso de la pérdida de
peso, expresada en g/m^{2}, como una función del tiempo para el
tratamiento de decapado, en su totalidad, en una solución acuosa,
para un acero del tipo X_{6}GrTi_{12} (AISI 409), perfilado en
frío, y recocido.
La figura 2, muestra una primera configuración de
electrodos, en la cual, los electrodos 1, localizados en el mismo
lado de la banda N, se conectan alternativamente a los dos
terminales de una fase de un transformador. Mediante esta
configuración, los electrodos 2, localizados en el lado opuesto a la
banda, son conectables al mismo terminal de una fase de un
transformador, conectándose éstos a los otros correspondientes, en
el otro lado.
La figura 3, muestra una segunda configuración,
en la cual, los electrodos 1, localizados en el mismo lado de la
banda N, se encuentran conectados al mismo terminal de una o más
fases de uno o más transformadores y, los electrodos opuestos 2, se
encuentran conectados al otro terminal de las correspondientes
fases de los transformadores.
Las características de la banda a decaparse, son
las siguientes:
| Anchura de la banda | 1270 mm |
| Espesor de la banda | 1,5 mm |
| Peso de la bobina | 18900 kg |
| Longitud de la bobina | 956 m |
| Concentración de H_{2}SO_{4} | 200 g/l |
| Temperatura de la solución | 60ºC \pm 5ºC |
La corriente, se aplica con la configuración de
electrodos que se muestra en la figura 2. El espacio
interelectrodos, es igual a 80 mm. En la salida de las células
electrolíticas, se insertó un sistema de chorro de agua, equipado
con brochas, seguido de una serie de rodillos de escurrido. La
solución en el tanque, es tal como para mantener la superficie de
la banda sumergida, a un valor de relación, no superior a 1 m^{3}
de solución / m^{2} de banda, y ésta se renueva después de haya
alcanzado los límites ajustados para los metales disueltos.
Valorando la pérdida debida a las corrientes que
se cierran otra vez entre los electrodos, sin involucrar la banda a
ser decapada, para que sea < 8%, se ajustó una densidad de
corriente igual a 60 A/dm^{2}.
El tiempo de tratamiento, es decir, el período de
tiempo en el cual el material se sometió a la acción de la
corriente alterna, se ajustó a un valor de 15 segundos,
conjuntamente con la velocidad de la banda y con el tamaño de los
electrodos.
La pérdida de peso alcanzada, al final del
tratamiento, era igual a aproximadamente 40 g/m^{2} de banda.
La figura 1, muestra el diagrama relacionado con
las pérdidas de peso del acero tomado como sujeto del ejemplo, como
una función del tiempo de tratamiento y para dos densidades de
corriente diferentes aplicadas.
Las características de la banda a decaparse, son
las siguientes:
| Anchura de la banda | 1270 mm |
| Espesor de la banda | 1,0 mm |
| Peso de la bobina | 18900 kg |
| Longitud de la bobina | 1907 m |
| Concentración de H_{2}SO_{4} | 250 g/l |
| Temperatura de la solución | 60ºC \pm 5ºC |
La corriente, se aplica con la configuración de
electrodos que se muestra en la figura 2. El espacio
interelectrodos, es igual a 80 mm. En la salida de las células
electrolíticas, se insertó un sistema de chorro de agua, equipado
con brochas, seguido de una serie de rodillos de escurrido. La
solución en el tanque, es tal como para mantener la superficie de
la banda sumergida, a un valor de relación, no superior a 1 m^{3}
de solución / m^{2} de banda, y ésta se renueva después de haya
alcanzado los límites ajustados para los metales disueltos.
Valorando la pérdida debida a las corrientes que
se cierran otra vez entre los electrodos, sin involucrar la banda a
ser decapada, para que sea < 8%, se ajustó una densidad de
corriente igual a 75 A/dm^{2}.
El tiempo de tratamiento, es decir, el período de
tiempo en el cual el material se sometió a la acción de la
corriente alterna, se ajustó a un valor comprendido dentro de unos
márgenes situados entre 5 y 25 segundos, conjuntamente con la
velocidad de la banda y con el tamaño de los electrodos.
La pérdida de peso alcanzada, al final del
tratamiento, era igual a aproximadamente 40 g/m^{2} de banda.
Claims (14)
1. Un procedimiento de decapado electrolítico en
continuo, para aceros, superaleaciones de níquel, titanio y
aleaciones de éste, caracterizado por el hecho de que, el
material a ser tratado, durante un transcurso de tiempo comprendido
entre 3 y 60 segundos, se sumerge en por lo menos una célula
electrolítica, con solución electrolítica, exenta de ácido nítrico,
consistente de una solución acuosa, neutra o ácida, o pasa a través
de ésta, que comprende ácido sulfúrico, en una cantidad
comprendida dentro de unos márgenes que van de 20 a 300 g/l a una
temperatura comprendida entre 20ºC y 95ºC, con por lo menos un par
de electrodos conectados a un suministro de potencia, de corriente
alterna, la cual tiene una frecuencia comprendida dentro de unos
márgenes que van de 40 Hz a 70 Hz, llevándose a cabo, la
electrólisis, a una densidad de corriente que tiene una amplitud
efectiva que se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que
van de 10 A/dm^{2} a 250 A/dm^{2}.
2. El procedimiento de decapado electrolítico,
según la reivindicación 1, en donde, la solución electrolítica, es
una solución acuosa, a una temperatura comprendida entre 20ºC y
95ºC, que contiene los siguientes componentes, que tienen una
concentración, expresada en g/l:
\bullet ácido sulfúrico (H_{2}SO_{4}), de
20 a 300, y por lo menos uno entre
\bullet ácido fluorhídrico (HF), de 5 a 50
\bullet ácido ortofosfórico (H_{3}PO_{4}),
de 5 a 200
\bullet iones férricos (Fe^{+3}) de 5 a
40.
3. Procedimiento de decapado electrolítico para
aceros inoxidables, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
2, en donde, la solución electrolítica, se mantiene a una
temperatura comprendida entre 70ºC y 90ºC, y comprende ácido
sulfúrico a una concentración comprendida entre 150 g/l y 250 g/l, y
iones férricos (Fe^{+3}), a una concentración comprendida dentro
unos márgenes que van de 5 g/l a 40 g/l.
4. El procedimiento de decapado electrolítico
para superaleaciones a base de níquel, y para titanio y aleaciones
de éste, según las reivindicaciones 1 a 2, en donde, la solución
electrolítica, se encuentra a una temperatura comprendida entre
70ºC y 90ºC, y comprende ácido sulfúrico a una concentración
comprendida entre 150 g/l y 250 g/l, y por lo menos uno entre ácido
fluorhídrico a una concentración comprendida entre 5 g/l y 50 g/l,
y ácido clorhídrico, a una concentración comprendida entre 5 g/l y
50 g/l.
5. El procedimiento de decapado electrolítico
para acero al carbono, según las reivindicaciones 1 a 2, en donde,
la solución electrolítica, se mantiene a una temperatura
comprendida dentro de unos valores de 70ºC - 90ºC, y comprende ácido
sulfúrico a una concentración comprendida dentro unos márgenes
situados entre 150 g/l y 250 g/l.
6. El procedimiento de decapado electrolítico,
según la reivindicación 1, en donde, la solución electrolítica, es
una solución acuosa de sulfato de sodio (Na_{2}SO_{4}), la cual
tiene una concentración comprendida dentro de una márgenes que van
de 25 g/l a 300 g/l, a una temperatura comprendida entre 50ºC y
95ºC.
7. El procedimiento de decapado electrolítico,
según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde se
procede a conectar pares de electrodos contiguos, a dos fuentes
separadas de suministro de potencia, de tal forma que, las líneas
de corrientes suministradas a partir de un primer par de electrodos,
el cual se encuentra encarando a un lado de material a ser tratado,
cruzan el citado material y se cierran de nuevo sobre un segundo
par de electrodos, opuesto al primer par de electrodos, y el cual
se encuentra encarado al otro lado del material a ser tratado,
definiendo una trayectoria substancialmente en forma de X.
8. El procedimiento de decapado electrolítico,
según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde, los
electrodos que encaran a un lado del material a ser tratado, se
encuentran conectados a una fuente de suministro de potencia, de
tal forma que, las líneas de corriente que se producen a partir de
los citados electrodos y que cruzan el material, se cierran de nuevo
sobre los otros electrodos opuestos a los primeros, y que encaran
el lado opuesto del material a ser tratado, definiendo una
trayectoria que es substancialmente ortogonal a los citados lados
del material a ser tratado.
9. Una utilización del procedimiento de decapado
electrolítico, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
para inducir una modificación físico-química de la
costra de los óxidos metálicos presentes sobre las superficies del
material a ser decapado.
10. El uso del procedimiento de decapado
electrolítico, según la reivindicación 9, para aceros inoxidables,
con un tiempo de tratamiento comprendido entre 1 segundo y 10
segundos.
11. El uso del procedimiento de decapado
electrolítico, según las reivindicaciones 1 a 8, en una etapa
subsiguiente a la de la modificación físico-química
de la costra de los óxidos metálicos presentes sobre la superficie
del material a ser decapado.
12. El uso del procedimiento de decapado
electrolítico, según la reivindicación 11, -en una etapa
subsiguiente a la de la modificación físico-química
de la costra de los óxidos metálicos presentes sobre la superficie
del material a ser decapado- para aceros inoxidables, con un tiempo
de tratamiento comprendido entre 2 segundos y 15 segundos.
13. El uso del procedimiento de decapado
electrolítico, según las reivindicaciones 1 a 12, combinado con
otros sistemas de decapado convencionales.
14. Células electrolíticas, caracterizadas
por el hecho de que, éstas, tienen una conexión de electrodo, tal y
como se indica en las reivindicaciones 7 u 8.
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