ES2242330T3

ES2242330T3 - Procedimiento para decapar acero inoxidable.

Info

Publication number: ES2242330T3
Application number: ES99111754T
Authority: ES
Inventors: Brigitta Wasserbauer; Edgar Braun; Gerald Dipl.-Ing.Dr. Maresch
Original assignee: Andritz AG
Current assignee: Andritz AG
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2005-11-01
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: EP0972854B1; AT407755B; ATA121798A; KR100592567B1; KR20000011310A; US6250314B1; TW475008B; EP0972854A2; DE59912005D1; EP0972854A3

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento especial de decapado de acero especialmente para acero de las series AISI 200, 300 y 400. Un procedimiento especial de decapado de acero que utiliza una solución acuosa caliente de ácido hidroclórico es nuevo. Un procedimiento especial de decapado de acero utiliza una solución acuosa de ácido hidroclórico a 40 grados C. Las características preferidas: la solución contiene uno o más agentes de oxidación elegidos entre ácido nítrico, cloro, peróxido de hidrógeno y compuestos de cloro-oxígeno, otros ácidos que contienen cloro (por ejemplo ácido perclórico), compuestos de cromo-oxígeno (por ejemplo CrO3) y cloruro férrico, en una cantidad tal manera que al menos la mitad del metal disuelto está en forma de cloruro férrico.

Description

Procedimiento para decapar acero inoxidable.

La invención se refiere a un procedimiento para decapar acero inoxidable, en el que por acero inoxidable se entienden las calidades AISI 200, 300 y 400 según las normas US y se trata el acero inoxidable en una solución acuosa de ácido clorhídrico puro a temperaturas de al menos 40ºC hasta como máximo el punto de ebullición de un ácido clorhídrico azeotrópico y se añade un oxidante del ácido clorhídrico acuoso y se emplean como oxidante una o varias sustancias de los siguientes compuestos: cloro, peróxido de hidrógeno, compuestos de cloro y oxígeno, otros ácidos que contienen cloro, como ácido perclórico, y compuestos de cromo y oxígeno, como CrO_{3}, realizándose la adición de tal modo que al menos un tercio, preferentemente la mitad de los metales disueltos durante el ataque de decapado se presenta en forma de cloruro de Fe(III) y el contenido de cloruro de Fe(III) en la solución de decapacado se determina midiendo la densidad, la conductividad, el potencial redox o bien fotométricamente, así como utilizando una combinación de estos métodos de medición, y se ajusta o regula dicho contenido sobre la base del valor de medición.

El decapado de acero ordinario con ácido clorhídrico se ha impuesto en todo el mundo en los últimos años y se utiliza prácticamente en todos los países y fábricas de acero. Sin embargo, hasta ahora, en el decapado de acero inoxidable existía prejuicio técnico de que éste no era posible a causa de la diferente formación de cascarilla. No obstante, se ha mostrado como efecto sorprendente que se puede conseguir muy bien un efecto de decapado con ácido clorhídrico. Sin embargo, los tiempos de decapado necesarios para conseguir una superficie libre de cascarilla son extremadamente largos en relación con el acero normal. Así, una banda de acero de la calidad St 12 se decapa en un máximo de 30 s a 80ºC, y una banda comparable de la calidad AISI 409 necesita hasta 10 minutos a 90ºC. Estos tiempos de decapado extremadamente largos son inutilizados para el funcionamiento práctico, ya que las instalaciones de decapado necesarias resultarían ser demasiado largas.

A partir de los documentos EP-A-0 769 574, EP-A-0 792 949, DE 27 36 255 A, GB 444 865 A, EP-A-0 513 753, JP 58 199879 A, EP-A-0 814 180, EP-A-
0 770 707 y CA Vol. 84/1976, página 223, se conocen procedimientos en los cuales, para decapar acero inoxidable se utiliza ácido clorhídrico a una temperatura superior a 40ºC.

Como efecto sorprendente se ha visto que la adición de un oxidante al ácido clorhídrico utilizado durante el decapado puede acortar este tiempo de decapado hasta un 50% del tiempo precedente. Como oxidantes pueden utilizarse aquí todos los oxidantes habituales, tales como, por ejemplo, ácido nítrico, cloro, peróxido de hidrógeno, compuestos de cloro y oxígeno, gases que contengan oxígeno, otros ácidos que contengan cloro, como ácido perclórico, compuestos de cromo y oxígeno, como CrO_{3}, y cloruro férrico. Como medida para la adición se utiliza entonces la oxidación del hierro existente en el ácido de decapado y disuelto por el ataque de decapado para obtener cloruro férrico.

Esta concentración debe ascender, según la presente invención, al menos a un tercio, preferentemente, sin embargo, a la mitad de los metales disueltos por el ataque de decapado, para conseguir un efecto correspondiente con respecto al tiempo de decapado.

Por tanto, la invención se caracteriza porque por medio de cepillos que están instalados entre las cubas de decapado individuales, se limpia mecánicamente la superficie de la banda, pudiendo estar provistos los cepillos preferentemente de partículas abrasivas incorporadas en las cerdas. Puede conseguirse así una reducción adicional del tiempo de decapado del 5-10%. Se han considerado como especialmente ventajosos los cepillos que tenían incorporadas en sus cerdas partículas abrasivas como carburo de silicio u óxido de aluminio.

Ejemplos de ejecución Ejemplo 1

En una instalación de decapado, que consta de 3 cubas de decapado, cada una de ellas de 20 m de longitud, se realizaron ensayos de decapado con una banda de acero inoxidable de la calidad AISI 409. Las condiciones de funcionamiento para la instalación fueron:

1.: Primera cuba de decapado 216 g suma de HCl, 85 g de hierro disuelto, de ellos 84 g como Fe^{2+} y aproximadamente 1 g como Fe^{3+}, 9 g de Cr^{3+}/l

2.: Segunda cuba de decapado 200 g suma de HCl, 60 g de hierro disuelto, de ellos 60 g como Fe^{2+}, 7 g de Cr^{3+}/l

3.: Tercera cuba de decapado 195 g suma de HCl, 35 g de hierro disuelto, de ellos 33 g como Fe^{2+}, 2 g como Fe^{3+}, 4 g de Cr^{3+}/l

La temperatura en todas las cubas de decapado era de 80ºC \pm 2ºC. Los ácidos de decapado se bombearon aquí a la cuba de decapado con una cantidad de 150 m^{3}/h desde depósitos de circulación asociados a las cubas de decapado y esta cantidad volvió de nuevo al depósito de circulación por medio de las salidas.

La primera banda se desplazó a través de las cubas de decapado a razón de 30 m/min (tiempo de decapado, 120 s) y estaba casi sin decapar después del tratamiento de decapado. La misma banda se desplazó una vez más a través de las cubas de decapado y estaba descascarillada después en tan sólo hasta aproximadamente el 50%. Únicamente, después de un transporte adicional a través de las cubas de decapado, esta vez con una velocidad de 15 m/min, la banda estaba libre de cascarillas. Por tanto, el tiempo de decapado total ascendió a 480 s.

Ejemplo 2

Antes de la banda siguiente, se ajustó la concentración de cloruro férrico en las cubas de decapado a los siguientes valores introduciendo cloro gaseoso en los tanques de circulación o en las cubas de decapado:

1.: Primera cuba de decapado 216 g suma de HCl, 85 g de hierro disuelto, de ellos 54 g como Fe^{2+} y aproximadamente 31 g como Fe^{3+}, 9 g de Cr^{3+}/l.

2.: Segunda cuba de decapado 200 g suma de HCl, 60 g de hierro disuelto, de ellos 38 g como Fe^{2+}, 22 g como Fe^{3+}, 7 g de Cr^{3+}/l.

3.: Tercera cuba de decapado 195 g suma de HCl, 35 g de hierro disuelto, de ellos 22 g como Fe^{2+}, 13 g como Fe^{3+}, 4 g de Cr^{3+}/l.

La temperatura en todas las cubas de decapado era de 80ºC \pm 2ºC.

Asimismo, con la velocidad reducida de 15 m/min, la banda debió transportarse dos veces a través de las cubas de decapado para conseguir una superficie completamente libre de cascarilla. Por tanto, el tiempo de decapado total ascendió en forma inalterada a 480 s.

Ejemplo 3

Por tanto, se elevó aún más la concentración de cloruro férrico, antes de la banda siguiente por medio de la adición de peróxido de hidrógeno en los conductos de aspiración de las bombas de circulación y se la ajustó a los siguientes valores:

1.: Primera cuba de decapado 216 g suma de HCl, 85 g de hierro disuelto, de ellos 38 g como Fe^{2+} y aproximadamente 47 g como Fe^{3+}, 9 g de Cr^{3+}/l.

2.: Segunda cuba de decapado 200 g suma de HCl, 60 g de hierro disuelto, de ellos 26 g como Fe^{2+}, 34 g como Fe^{3+},7 g de Cr^{3+}/l.

3.: Tercera cuba de decapado 195 g suma de HCl, 35 g de hierro disuelto, de ellos 15 g como Fe^{2+}, 20 g como Fe^{3+}, 4 g de Cr^{3+}/l

La temperatura en todas las cubas de decapado fue de 80ºC \pm 2ºC.

Después de la primera pasada a través de las cubas de decapado a una velocidad de 15 m/min, la banda estaba libre de cascarilla. El tiempo de decapado total ascendió en este ensayo sólo a 240 s. Por medio de la adición suplementaria de oxidantes, de modo que todo el hierro se presentaba en forma de cloruro férrico, el tiempo de decapado no pudo acortarse ya sustancialmente. (Ejemplo 4) El diagrama en la figura 1 muestra los resultados de estos ensayos con el correspondiente acortamiento del tiempo de decapado según los ejemplos de ejecución 1, 2, 3 y 4. Por medio de un aumento de la temperatura de decapado hasta 90ºC, la velocidad pudo elevarse a 18 m/min a las concentraciones indicadas anteriormente, de modo que el tiempo de decapado total en el ejemplo 3 sólo ascendió a 200 s. Los ensayos se hicieron con los ácidos de decapado que se indican en los ejemplos 1, 2, 3 y 4, con lo que la temperatura se incrementó a 90ºC (figura 2). Otros ensayos con la adición de otros oxidantes mostraron que al menos el 50% de los metales disueltos deben presentarse como cloruro férrico para conseguir una reducción correspondiente del tiempo de decapado. Así, por ejemplo, la adición de ácido perclórico a las cubas de decapado en una cantidad respectiva del 10% en volumen de la cantidad existente dio como resultado una reducción de los tiempos de decapado según la figura 3.

Se ha comprobado también como especialmente ventajoso, controlar continuamente las concentraciones durante los ensayos para garantizar que se añada siempre suficiente oxidante al baño de decapado.

Ensayos con otras bandas de acero inoxidable de las calidades AISI 304, 316 y AISI 430 dieron como resultado reducciones similares de los tiempos de decapado en las condiciones anteriormente mencionadas. Los resultados están recogidos en los diagramas de la figura 4 y de la figura 5.

En una serie adicional de ensayos se instalaron entre las cubas de decapado individuales unos cepillos que liberaban la superficie de la banda de la cascarilla adherida en forma suelta. Pudo alcanzarse así en general en todos los ensayos una reducción adicional del tiempo de decapado de 5-10%. En este caso, se han considerado como especialmente ventajosos los cepillos que tenían incorporadas en sus cerdas partículas abrasivas como carburo de silicio u óxido de aluminio.

Claims

1. Procedimiento para decapar una banda de acero inoxidable, en el que se trata el acero inoxidable en cubas de decapado en una solución acuosa de ácido clorhídrico a temperaturas de al menos 40ºC hasta como máximo el punto de ebullición de un ácido clorhídrico azeotrópico y se añade un oxidante al ácido clorhídrico acuoso y se emplea como oxidante una o varias sustancias de los siguientes compuestos: cloro, peróxido de hidrógeno, compuestos de cloro y oxígeno, otros ácidos que contienen cloro, como ácido perclórico, y compuestos de cromo y oxígeno, como CrO_{3}, realizándose la adición de tal modo que al menos un tercio, preferentemente la mitad de los metales disueltos durante el ataque de decapado, se presenta en forma de cloruro de Fe(III) y el contenido de cloruro de Fe(III) en la solución de decapado se determina midiendo la densidad, la conductividad, el potencial de redox o bien fotométricamente, así como utilizando una combinación de estos métodos de medición, y se ajusta o regula dicho contenido sobre la base del valor de medición, caracterizado porque por medio de cepillos que están instalados entre las cubas de decapado individuales se limpia mecánicamente la superficie de la banda, estando provistos los cepillos preferentemente de partículas abrasivas incorporadas en las cerdas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la adición del oxidante se realiza de forma proporcional a la superficie de banda tratada.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la adición del oxidante se realiza de forma proporcional a las toneladas tratadas por la instalación de decapado.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la adición del oxidante se realiza en la tubería de aspiración de la bomba de circulación de cada cuba de decapado individual.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la adición del oxidante se realiza en el depósito de circulación asociado a cada cuba de decapado.