ES2312658T3 - Proceso e instalaciones para el descascarillado, decapado y acabado / pasivacion de superficies de tiras de acero inoxi-dable. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para el descascarillado, decapado y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable, en el que la tira que va a ser procesada es sometida a la secuencia siguiente de etapas: * Un tratamiento para el desoxidado electroquímico, que se diferencia en dos unidades hidráulicamente distintas que utilizan soluciones acuosas, donde: - dicho desoxidado utiliza soluciones acuosas que contienen en la primera unidad: entre 10 y 250 g/l de H2SO4; con <80 g/l de Fe totalmente disuelto; y opcionalmente >_ 15 g/l de Fe 3+ , con Fe 3+ /Fe 2+ >_ 1,0; y en la segunda unidad: entre 10 y 250 g/l de H2SO4; >_ 2 g/l de Fe 3+ ; con <80 g/l de Fe totalmente disuelto; y opcionalmente con Fe 3+ /Fe 2+ >1,0; con inducción en la tira de al menos una secuencia de polaridad ánodo-cátodo o bien ánodo-cátodo-ánodo aplicada mediante pares de electrones que tienen la misma polaridad, entre los cuales pasa la tira, con tiempos de tratamiento anódico (ta) y densidad de corriente anódica (I) seleccionada de manera que satisfaga la relación ta > k + c/I donde ta es el tiempo de tratamiento anódico (s); k es una constante experimental, oscilando sus valores entre 2 y 15 s; c es una constante experimental, oscilando sus valores entre 40 y 120 C/dm 2 ; y I es...
Description
Proceso e instalaciones para el descascarillado,
decapado y acabado/pasivación de superficies de tiras de acero
inoxidable.
La presente invención se refiere al desoxidado,
decapado y a los procedimientos de acabado/pasivación de superficies
en ausencia de ácido nítrico y de baños de sales fundidas, para
tiras de acero inoxidable que han sido previamente laminadas en
caliente y opcionalmente recocidas o laminadas en frío y
recocidas.
Como es sabido, el decapado del acero inoxidable
se realiza para eliminar la capa o costra de óxidos térmicos
generada durante los tratamientos de laminado en caliente y/o de
recocido, y para disolver la capa de aleación sin cromo (capa
decromizada). Este proceso se lleva a cabo de forma convencional en
tres etapas distintas y claramente separadas: una primera etapa de
descascarillado o desoxidado, es decir la modificación
química-física de la costra de óxido con una
eliminación parcial o total de esta última; una segunda etapa de
decapado real, es decir, de eliminación de cualquier capa o costra
de óxido residual y de la capa de la aleación sin cromo subyacente;
y una tercera etapa, de procedimiento de acabado y pasivación de la
superficie. En varios casos, las dos últimas etapas de decapado y
acabado/pasivación se pueden realizar conjuntamente.
El estado de la técnica concibe varias formas de
realizar la etapa de desoxidado, dependiendo del tipo de óxido
presente en el metal al final de los tratamientos metalúrgicos.
Para eliminar el óxido generado en los procesos
de laminado en caliente y de recocido, el descascarillado, decapado
y los tratamientos de acabado/pasivación son precedidos generalmente
por tratamientos de rotura de la costra de óxido (laminador
descascarillador, chorreo con granalla cortante y barrido abrasivo)
que fragmentan y eliminan parcialmente dicha costra de óxido. Para
los productos de acero inoxidable laminados en frío la capa de
óxido no es preacondicionada mecánicamente, ya que a menudo este
tratamiento no es compatible con la calidad superficial requerida
por el producto acabado.
En general, para la etapa de desoxidado se
recurre a los procesos de laminado en frío y recocido del acero
inoxidable ya que son capaces de inducir una modificación sustancial
de los óxidos, facilitando su disolución.
Con esta finalidad, las metodologías adoptadas
mayoritariamente son:
a) desoxidado termo-químico, que
consiste en sumergir el material que ha de ser decapado en un baño
oxidante de sales fundidas (400-600ºC) capaz de
alterar la costra de óxido aumentando el grado de oxidación de los
metales que constituyen el óxido. En particular, se suele recurrir a
baños de Kolene (solución eutéctica del sistema ternario NaOH,
NaNO_{3} y NaCl) a temperaturas de unos 500ºC;
b) desoxidado electrolítico por soluciones
neutras de sulfatos o soluciones ácidas, con modificación parcial de
los estados de oxidación de los metales que constituyen la costra de
óxido y disolución resultante de esta última.
En general, la etapa de decapado del acero
inoxidable se realiza usando baños ácidos que tienen una capacidad
de oxidación elevada, capaz de disolver la capa de aleación sin
cromo subyacente.
Estos baños consisten principalmente en mezclas
de ácidos minerales, siendo las más conocidas las siguientes:
1) mezclas de ácido nítrico y fluorhídrico a
temperaturas que oscilan en general entre 50 y 75ºC;
2) mezclas de ácido sulfúrico, fluorhídrico,
clorhídrico con adiciones de agentes altamente oxidantes, entre los
que se encuentran, por ejemplo, los permanganatos, persulfatos,
cloruro férrico, sulfato férrico y peróxido de hidrógeno con una
temperatura que oscila entre 50 y 100ºC.
La etapa de pasivación/acabado se consigue
también al generar una película pasiva protectora. Cuando no se
lleva a cabo en la misma etapa de decapado, se obtiene habitualmente
en baños que tienen un elevado potencial redox. Estos baños
contienen principalmente ácido nítrico o los ácidos y oxidantes
anteriormente mencionados en concentraciones inferiores con un
contenido inferior de iones metálicos que forman el acero.
Además, hasta la fecha existen varios procesos
relacionados con las etapas de decapado y oxidado del acero
inoxidable, basadas en el empleo de soluciones ácidas libres de
ácido nítrico. En particular, se conocen procesos para el decapado
del acero inoxidable basados en el uso de soluciones ácidas libres
de ácido nítrico, cuya fuerza oxidante proviene de la presencia de
diferentes elementos, entre los que se encuentran los iones
férricos, el peróxido de hidrógeno y los persulfatos.
En particular, la
DE-A-19624436, WO 9826111,
EP-A-763609 y
JP95-130582 describen procesos de oxidado así como
de decapado en una solución ácida libre de ácido nítrico, es decir
con el uso de cubetas electrolíticas con una densidad de corriente
entre 0,5 y 250 A/dm^{2}).
\newpage
La DE-C-3937438
describe un proceso en el cual la corriente eléctrica directa se
emplea para la reoxidación de iones ferrosos a iones férricos en una
solución de ácido clorhídrico.
La EP-A-838542
describe un proceso de oxidado en una solución acuosa de sulfato
sódico, con una concentración que oscila entre 10 y 350 g/l, donde
se hace pasar la tira verticalmente a través de pares de
contraelectrodos entre los cuales se aplica una corriente eléctrica
directa que tiene una densidad que oscila entre 20 y 250
A/dm^{2}.
La EP0582121 y la EP0505606 describen procesos
de decapado químico donde la tira se sumerge en soluciones a base
de ácido sulfúrico que contienen iones férricos y ácido
fluorhídrico, en las cuales la reoxidación del ión ferroso se
realiza principalmente mediante la adición de peróxido de hidrógeno
con una inyección continuada de aire. La
WO-A-0115880 revela un proceso para
tratar aceros inoxidables, que implica un desoxidado electrolítico y
un decapado químico.
Sin embargo, las tecnologías conocidas sobre las
que aquí se informa presentan inconvenientes significativos de
naturaleza ambiental y de seguridad en el trabajo, así como de la
gestión del proceso de decapado en cuanto a control y costes.
El desoxidado químico llevado acabo con sales
fundidas es especialmente difícil de gestionar, debido a la
peligrosidad asociada a la elevada temperatura
(400-600ºC) del baño, así como a la dificultad de
tratar las soluciones de lavado del producto metálico que va a ser
desoxidado. De hecho, estas soluciones de lavado contienen
cantidades nada insignificantes de cromo hexavalente tóxico y de
nitritos y nitratos. En las soluciones de sulfato sódico neutras
así como en el desoxidado electrolítico aparecen los mismos
inconvenientes: de hecho, los fluidos del proceso contienen
cantidades no insignificantes de cromo hexavalente. El tratamiento
de desoxidado electrolítico en soluciones a base de ácido
sulfúrico, tras superar el inconveniente del cromo (VI), pueden
determinar una calidad superficial inferior debida a los ataques
localizados causados por el ácido sulfúrico en las secciones no
sometidas al campo
eléctrico.
eléctrico.
El empleo de baños que contienen ácido nítrico
para las etapas de decapado y acabado /pasivación conlleva unos
problemas ambientales importantes, por diversos motivos. Los más
importantes son:
- A)
- dificultad para mitigar los óxidos de nitrógeno que contaminan de forma elevada (NO_{x}), desarrollados en las reacciones ácido-metal;
- B)
- dificultad a la hora de respetar las disposiciones ambientales vigentes para eliminar las soluciones gastadas con respecto a su elevado contenido en nitrógeno;
- C)
- dificultad máxima para mantener concentraciones de nitrato dentro de los límites fijados por las disposiciones vigentes para dicho tipo en aguas de lavado.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención permite superar todos los
inconvenientes mencionados, con la ventaja adicional de que
proporciona un proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasivación de un modo continuo, integrado y flexible que es
aplicable a cualquier tipo de tira de acero inoxidable en una
instalación única, adoptando una secuencia de tratamientos, donde
las condiciones operativas de cada tratamiento se diversifican
conforme a la tipología del acero inoxidable que va a ser tratado
así como conforme a la naturaleza de los óxidos eliminados presentes
en la superficie de la tira de acero inoxidable.
\vskip1.000000\baselineskip
De hecho, un aspecto de la presente invención es
un proceso para el descascarillado, decapado y acabado/pasivación de
tiras de acero inoxidable, donde la tira que va a ser tratada se
somete a la siguiente secuencia de etapas:
- \bullet
- Un tratamiento para el desoxidado electrolítico, que se diferencia en dos unidades hidráulicamente distintas que utilizan soluciones acuosas, donde:
- -
- dicho desoxidado utiliza soluciones acuosas que contienen en la primera unidad:
- \quad
- entre 10 y 250 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- con <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- \quad
- y opcionalmente
- \quad
- \geq 15 g/l de Fe^{3+}, con Fe^{3+}/Fe^{2+}\geq1,0;
\newpage
\global\parskip0.970000\baselineskip
- \quad
- y en la segunda unidad:
- \quad
- entre 10 y 250 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- \geq 2 g/l de Fe^{3+};
- \quad
- con <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- \quad
- y opcionalmente
- \quad
- con Fe^{3+}/Fe^{2+}\geq1,0;
- \quad
- con inducción en la tira de al menos una secuencia de polaridad ánodo-cátodo o bien ánodo-cátodo-ánodo aplicada mediante pares de electrones que tienen la misma polaridad, entre los cuales pasa la tira, con tiempos de tratamiento anódico (t_{a}) y densidad de corriente anódica (I) seleccionada de manera que satisfaga la relación
t_{a} > k
+
c/I
- \quad
- donde
- \quad
- t_{a} es el tiempo de tratamiento anódico (s);
- \quad
- k es una constante experimental, oscilando sus valores entre 2 y 15 s;
- \quad
- c es una constante experimental, oscilando sus valores entre 40 y 120 C/dm^{2}; y
- \quad
- I es la densidad de corriente anódica, oscilando sus valores entre 1 y 100 A/dm^{2};
- \quad
- y con tiempos durante los cuales la tira no está sometida a un campo eléctrico, que oscilen entre el 5% y el 60% del tiempo de desoxidado electrolítico total;
- -
- dicho desoxidado, en el caso del tratamiento químico, utiliza soluciones acuosas que contienen en ambas unidades entre 25 y 280 g/l de H_{2}SO_{4};
- -
- dicha tira se somete a dicho tratamiento de desoxidado durante un tiempo global comprendido entre 10 y 250 s, a temperaturas del orden de 20-105ºC;
- \bullet
- un decapado químico, opcional, y/o un tratamiento de acabado/pasivación, que se diferencia en dos unidades hidráulicamente distintas en las que:
- -
- dicho tratamiento de decapado utiliza soluciones acuosas que contienen:
- \quad
- entre 20 y 180 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- entre 5 y 50 g/l de HF libre;
- \quad
- \geq 15 g/l de Fe^{3+}
- \quad
- Fe^{3+}/Fe^{2+}\underbar{>0,8};
- \quad
- con <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- -
- dicho tratamiento de acabado químico/pasivación utiliza soluciones acuosas que contienen:
- \quad
- entre 10 y 100 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- entre 0 y 15 g/l HF libre;
- \quad
- < 20 g/l de Fe^{3+}
- \quad
- >0,03 mol H_{2}O_{2};
- -
- estando dicha tira sometida a dicho decapado químico y/o tratamiento de acabado/pasivación durante un periodo global de tiempo entre 2 y 250s, a temperaturas que oscilan entre 20 y 80ºC; y
- -
- disponiéndose para cada unidad de decapado y tratamiento de acabado/pasivación, una recirculación de la solución con una velocidad de flujo igual a como mínimo 10 dm^{3}/h por m^{2} de tira;
- \bullet
- disponiéndose que al menos al final de cada unidad de tratamiento de descascarillado, decapado y/o acabado/pasivación, tenga lugar un tratamiento de limpieza mecánico y/o hidromecánico y/o con empleo de agua, opcionalmente mediante chorros de agua que tengan una presión >100 bar.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En los tratamientos de desoxidado electrolítico,
la aplicación de las secuencias de polaridad
ánodo-cátodo o ánodo-cátodo-ánodo a
la tira se puede conseguir conectando los electrodos a las unidades
de suministro de energía "per face", es decir, conectando cada
unidad de suministro de energía exclusivamente a los electrodos
adyacentes y frente a una misma cara de la tira.
El porcentaje del tiempo de polarización
anódico/catódico de la tira es \geq 1,5.
Para el desoxidado electrolítico de las tiras
austeníticas de acero inoxidable, en las dos unidades electrolíticas
se pueden utilizar las siguientes soluciones:
- a)
- en la primera unidad
- de 30 a 150 g/l de H_{2}SO_{4}
- máximo 60 g/l de Fe disuelto;
- 40-95ºC de temperatura;
- b)
- en la segunda unidad
- de 30 a 120 g/l de H_{2}SO_{4}
- \geq 10 g/l de Fe^{3+} con Fe^{3+}/Fe^{2+}\geq1,0;
- máximo 60 g/l de Fe disuelto;
- 30-80ºC de temperatura;
Para las tiras de acero inoxidable ferríticas o
martensíticas, al menos en el tratamiento de desoxidado, se pueden
utilizar soluciones distintas en composición y/o temperaturas, que
tengan una concentración de iones férricos >20 g/l y el cociente
en la concentración de Fe^{3+}/Fe^{2+} >1,5. Además, para el
tratamiento del desoxidado electrolítico de tiras de acero
inoxidable martensíticas, el tiempo durante el cual la tira no está
sometida a los márgenes del campo eléctrico oscila entre el 15% y el
25% del tiempo de desoxidado electrolítico total.
Para las tiras de acero inoxidable laminadas en
caliente y opcionalmente recocidas, el tratamiento de desoxidado
puede ser precedido opcionalmente por un tratamiento de eliminación
/rotura mecánico y/o hidromecánico.
El tratamiento de decapado químico para los
aceros inoxidables austeníticos se puede realizar en soluciones
acuosas distintas en cuanto a composición y/o temperaturas y
formadas por:
- entre 40 y 180 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 15 y 50 g/l de HF libre;
- > 20 g/l de Fe^{3+}, con Fe^{3+}/Fe^{2+}>0,8;
- máximo 70 g/l de Fe disuelto;
- 50-75ºC de temperatura;
- para tiempos que oscilan entre 20 y 150s.
Para aceros inoxidables ferríticos y
martensíticos laminados en caliente recocidos opcionalmente, se
puede realizar los tratamientos de decapado químico y
acabado/pasivación, respectivamente:
en cuanto al tratamiento de decapado, en
soluciones acuosas que contienen
- entre 40 y 180 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 5 y 50 g/l de HF libre;
- > 20 g/l de Fe^{3+}, con Fe^{3+}/Fe^{2+}>0,8;
- < 80 g/l de Fe disuelto;
- a temperaturas que oscilan entre 20-70ºC;
- para tiempos que oscilan entre 10 y 160s;
y en cuanto al tratamiento de acabado, en
soluciones acuosas que contienen
- entre 20 y 100 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 0 y 35 g/l de HF libre;
- < 20 g/l de Fe^{3+},
- >0,03 mol/l H_{2}O_{2}
- a temperaturas que oscilan entre 20-50ºC;
- para tiempos que oscilan entre 2 y 80s;
\vskip1.000000\baselineskip
Los aceros ferríticos y martensíticos, laminados
en frío y recocidos después del tratamiento desoxidante
electrolítico, pueden ser sometidos al tratamiento de acabado en
soluciones acuosas que contienen:
- entre 20 y 70 g/l de H_{2}SO_{4};
- < 15 g/l de Fe^{3+},
- >0,05 mol/l H_{2}O_{2}
- de 0 a 15 g/l de HF libre;
- a temperaturas que oscilan entre 20-50ºC;
- para tiempos que oscilan entre 5 y 80s;
\vskip1.000000\baselineskip
Preferiblemente, el tratamiento de
acabado/pasivación se realiza aplicando la solución con toberas
spray lo que permite una distribución turbulenta y homogénea de la
solución en las superficies de la tira a tratar, para asegurar una
velocidad de flujo no inferior a 15 dm^{3}/h por m^{2} de
tira.
Para asegurar la eficacia del tratamiento final
y la elevada calidad del producto final, las superficies de las
tiras, que después del tratamiento de desoxidado se someten al
tratamiento exclusivo de acabado/pasivación, en el intervalo de
tiempo entre el primero y el último se mantienen húmedas en un lugar
saturado de vapor a presión ambiental.
Para mantener la concentración correcta de iones
férricos Fe^{3+} y el cociente de concentración
Fe^{3+}/Fe^{2+}, se introduce una cantidad al menos
estequiométrica de peróxido de hidrógeno estabilizado opcionalmente
en las soluciones de desoxidado y decapado.
Mientras se cruzan las unidades de decapado
químico, las tiras, sometidas al tratamiento de acabado/pasivación
después del tratamiento de desoxidado, se mantienen con sus
superficies húmedas, en un lugar saturado de vapor de presión
ambiental.
La instalación para llevar a cabo el proceso
conforme a la invención comprende:
- \bullet
- dos unidades hidráulicamente distintas para el tratamiento de desoxidado, comprendiendo cada una de ellas:
- -
- al menos una cubeta electrolítica en la que cada una dispone de cómo mínimo un juego de pares de electrodos frente a la tira y colocados de manera que induzcan al menos una secuencia de polaridad cátodo-ánodo o ánodo-cátodo-ánodo en la tira;
- -
- de forma que en las cubetas de desoxidado electrolítico los pares de electrodos que polarizan anódicamente la tira tengan una longitud total (L) que satisfaga la relación:
L >
(c/I+k)v
- \quad
- donde:
- \quad
- L es la longitud de los pares de electrodos que polarizan anódicamente la tira (m);
- \quad
- c es una constante experimental, sus valores oscilan entre 40 y 120 C/dm^{2};
\newpage
- \quad
- I es la densidad de corriente anódica a la velocidad máxima de la instalación, siendo sus valores de 1-100 A/dm^{2};
- \quad
- k es una constante experimental, siendo sus valores de 2 a 15s;
- \quad
- v es la velocidad máxima de la instalación (m/s);
- -
- un medio para volver a hacer circular la solución;
- -
- un medio para controlar la temperatura de las soluciones;
- \bullet
- un medio para el tratamiento hidromecánico y/o de lavado que emplea agua, opcionalmente a elevada presión, de la tira situada corriente abajo de la segunda unidad y opcionalmente corriente abajo de la primera unidad;
- \bullet
- dos unidades hidráulicamente distintas para el tratamiento de decapado y de acabado/pasivación, comprendiendo cada unidad:
- -
- al menos una cubeta química equipada para el tratamiento de acabado/pasivación, con un medio para pulverizar la solución en la tira;
- -
- un medio para volver a hacer circular la solución, capaz de garantiza una velocidad de flujo al menos igual a 10 dm^{3}/h por m^{2} de tira;
- -
- un medio para controlar las temperaturas deseadas para las soluciones;
- \bullet
- un medio para el tratamiento hidromecánico y/o de lavado empleando agua de la tira, opcionalmente a presión elevada, situado corriente abajo de la unidad de tratamiento para el acabado/pasivación.
\vskip1.000000\baselineskip
La conexión "per face" de los electrodos a
las unidades de suministro de corriente (es decir, cada unidad de
suministro de corriente está conectada exclusivamente a los
electrodos adyacentes de una misma cara de la tira) hace que las
líneas de corriente salgan de cada unidad de suministro de potencia
individual solamente por un lado de la tira, independientemente de
la posición de esta última, garantizando la homogeneidad del
tratamiento en términos de densidad de corriente, en ambas caras de
la tira. Además, el cociente entre las longitudes de los electrodos
que induce la polaridad anódica y catódica es mayor a 1,5 y el
tiempo durante el cual la tira no está sometida al campo eléctrico
oscila entre un 5% y un 60%, preferiblemente entre el 15% y el 30%
del tiempo total de desoxidado electrolítico.
De acuerdo con la presente invención, la
secuencia de la polaridad es tal que la tira que sobresale de las
secciones electrolíticas se ve sometida a la polarización anódica
como última etapa, para facilitar la generación de una película
pasiva protectora.
El medio para controlar las temperaturas de las
soluciones en las diferentes unidades puede ser un intercambiador de
calor.
El medio para pulverizar la solución de
acabado/pasivación puede ser una boquilla nebulizadora capaz de
garantizar una velocidad de flujo igual a 15 dm^{3}/h por m^{2}
de tira y una turbulencia en la zona de conexión de la tira y la
solución que tenga un número de Reynolds igual a como mínimo 50.000
en la línea de reposo de la cara superior de la tira.
Aparte de la disponibilidad favorable de un
sistema integrado y flexible, el proceso y la instalación para el
descascarillado, decapado y acabado/pasivación de tiras de acero
inoxidable conforme a la presente invención presenta las siguientes
ventajas:
- -
- cinética del proceso elevada;
- -
- calidad superficial excelente en cuanto al acabado y pasivación de la superficie;
- -
- consumos de sustancias químicas y poca energía;
- -
- total compatibilidad ambiental
\vskip1.000000\baselineskip
Hasta el momento se entiende la invención. Con
ayuda de las figuras adjuntas y de los siguientes ejemplos, se
tendrá una descripción más detallada de las configuraciones, con el
objetivo de resaltar las ventajas y los modos de funcionamiento.
La figura 1 muestra un diagrama en bloque de la
secuencia de tratamiento de un modelo de instalación para
descascarillado, decapado y acabado/pasivación de tiras de acero
inoxidable conforme a la presente invención.
La figura 2 muestra un diagrama de una
configuración de una cubeta electrolítica conforme a la presente
invención, en la cual se pueden ver los electrodos polarizando
eléctricamente la tira (1) y los electrodos que polarizan
católicamente la tira (2), los espacios entre electrodos así como el
diagrama del cableado adoptado entre los electrodos y los polos de
las dos unidades de suministro energético (3,4) con las que está
equipada la cubeta.
En este ejemplo se describen las secciones
representativas de una instalación típica capaz de tratar tiras de
acero inoxidable recocidas opcionalmente y laminadas en caliente y
tiras de acero inoxidable recocidas y laminadas en frío con una
anchura entre 900 y 1600 mm y un grosor entre 0,3 y 3 mm, a
velocidades que oscilan entre 10 y 100 m/min., que consisten en:
- -
- sección de tratamiento del desoxidado electrolítico, que comprende:
- \circ
- una primera unidad de desoxidado;
- \circ
- un sistema de limpieza hidromecánica inmediata;
- \circ
- una segunda unidad de desoxidado;
- \circ
- un segundo sistema de limpieza hidromecánica que utiliza chorros de agua a alta presión
- -
- sección de tratamiento de decapado químico y acabado/pasivación, que comprende
- \circ
- una unidad de decapado;
- \circ
- una unidad de acabado/pasivación;
- \circ
- una unidad de lavado hidromecánico que utiliza chorros de agua a alta presión.
Además, para cada unidad se han instalado
dispositivos para el control y la gestión del baño, que permiten
analizar, adicionar reactivo de forma automatizada y depurar o
eliminar la solución que se gasta.
Esta sección consiste en dos unidades
hidráulicamente, de forma que la primera unidad comprende cuatro
cubetas electrolíticas y la segunda unidad comprende dos cubetas
electrolíticas, de una longitud similar de unos 8 m. Cada cubeta
dispone de tres pares de electrodos frente a la tira, separados
eléctricamente y situados de forma que realizan una secuencia
cátodo-ánodo-cátodo en la tira. Cada cubeta
electrolítica está dotada de dos unidades para el suministro
energético DC, siendo estas últimas capaces de producir una
corriente directa máxima igual a 7,5 kA. Cada unidad de
sumi-
nistro energético está conectada a tres electrodos localizados en la misma cara con respecto a la superficie de la tira.
nistro energético está conectada a tres electrodos localizados en la misma cara con respecto a la superficie de la tira.
La longitud total de los pares de electrodos que
polarizan anódicamente la tira es igual a 21,6 m, lo que satisface
la relación L>(c/I+k) v donde los valores de I, c, v y k
respectivamente, son iguales a 12 A/dm^{2}, 1,67 m/s, 90
C/dm^{2} y 4 s. El ancho del electrodo es igual a unos 1,8 m.
En la figura 2, tal como se ha mencionado antes,
se informa sobre el diagrama ilustrativo de una cubeta
electrolítica, que muestra los electrodos que polarizan
anódicamente la tira (1) y los electrodos que polarizan
catódicamente la tira (2), los espacios entre electrodos, así como
el diagrama del cableado adoptado entre los electrodos y los polos
de las dos unidades de suministro energético (3,4) con las que está
equipada la cubeta.
A la salida de la primera unidad de desoxidado
existe un sistema de limpieza hidromecánico que consiste en un
lavado a base de chorros de agua así como un par de cilindros
cepilladores que actúan en las dos caras de la tira para eliminar
partículas de óxido que no se han desprendido todavía. A la salida
de la segunda unidad de desoxidado existe un segundo sistema de
limpieza hidromecánico que consiste en un chorro de agua y un par
de cilindros cepilladores, corriente arriba de un sistema de lavado
de alta presión capaz de enviar a las dos caras de la tira un flujo
de agua de lavado igual a como mínimo 20 m^{3}/h a una presión de
aproximadamente 120 bar.
La temperatura de la solución de desoxidado se
mantiene en los valores deseados con intercambiadores de calor y
chorros de vapor internos de las distintas unidades de tratamiento.
El sistema para controlar la temperatura de las soluciones de
desoxidado permite fijar y mantener temperaturas entre 40 y
80ºC.
Esta sección consiste en dos unidades
hidráulicamente distintas, de forma que la primera unidad se dedica
al decapado químico y la segunda unidad al tratamiento de
acabado/pasivación. A la salida de la segunda unidad existe un
sistema de limpieza hidromecánico que consiste en un chorro de agua
y un par de cilindros cepilladores, corriente arriba de un sistema
de lavado de alta presión capaz de enviar a las dos caras de la tira
un flujo de agua de lavado igual a como mínimo 20 m^{3}/h a una
presión de aproximadamente 120 bar.
La unidad de decapado consiste en 2 depósitos
que tienen una longitud igual a unos 18m, estando la tira sumergida
en el baño de cada uno de ellos, teniendo ambos un sistema para
recircular la solución de decapado con una velocidad de flujo
global de aproximadamente 400 m3/h. Dichos depósitos proporcionan
una turbulencia elevada en la interfase
solución-tira, con un número de Reynolds de cómo
mínimo 10.000 en la línea de reposo. Las temperaturas de trabajo se
consiguen a través de flujos de vapor, mientras que el control de la
temperatura se logra con un sistema de intercambiadores de calor
fabricado a base de un material resistente a las soluciones de
decapado oxidantes que contienen HF.
Para las tiras que después del proceso de
desoxidado deberían estar sometidas al tratamiento exclusivo de
acabado/pasivación, dentro de los dos depósitos de la unidad de
desoxidado se han instalado sistemas de humectación que son
capaces, en ausencia de soluciones de desoxidado, de mantener
húmedas ambas superficies de las tiras en una lugar saturado de
vapor a presión ambiental. La unidad de acabado/pasivación se lleva
a cabo con un único depósito que tiene una longitud igual a 21 m,
dentro del cual la tira se somete a la acción de la solución de
acabado/pasivación mediante un sistema pulverizador a una presión de
unos 0,5 bar capaz de garantizar una velocidad de flujo de la
solución igual a unos 300 m^{3}/h y y una turbulencia elevada en
la interfase de la solución-tira, que tiene en la
superficie superior de la tira un número de Reynolds, en la línea de
reposo igual a unos 60.000.Las temperaturas de trabajo se consiguen
mediante flujos de vapor, mientras que el control de la temperatura
se garantiza por la presencia de un sistema de intercambiadores
térmicos fabricado a base de materiales resistentes a soluciones de
decapado oxidantes que contienen HF.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo se describe el proceso para el
descascarillado, decapado y acabado/pasivación de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 409 laminado en frío y recocido que
tiene un grosor de 0,8 mm, un ancho de 1270 mm y un peso de 19,6t.
Conforme a la presente invención, utilizando la línea descrita en el
ejemplo 1, la operación se llevaba a cabo en las condiciones
siguientes:
c = 68 C/dm^{2}, k=7,2 s y velocidad = 80
m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
Después del tratamiento de desoxidado
electrolítico, la tira se somete a los tratamientos de
acabado/pasivación y limpieza para generar una película pasiva
superficial.
Al atravesar la unidad de decapado químico, las
superficies de la tira se mantienen húmedas en un lugar saturado de
vapor a presión ambiental.
Al final del tratamiento de acabado/pasivación,
en la línea de reposo, la tira parece completamente decapada y que
tiene un buen aspecto superficial. Al medir la reflexión con un
reflectómetro (ángulo de reflexión=60º) los valores obtenidos
oscilaban entre el 28 y el 35%. Las investigaciones del microscopio
electrónico de escaneado (SEM) de la capa de la superficie
indicaban la ausencia de residuos óxidos.
En este ejemplo se describe el tratamiento para
el descascarillado, decapado y pasivación de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 430 laminado en frío y recocido que
tiene un grosor de 0,5 mm, un ancho de 1570 mm y un peso de 20,4t.
Conforme a la presente invención, utilizando la línea descrita en el
ejemplo 1, la operación se llevaba a cabo en las condiciones
siguientes:
c = 74 C/dm^{2}, k=8 s y velocidad = 90
m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
Al final de este tratamiento, la superficie de
la tira parece perfectamente desoxidada y libre de residuos óxidos
todavía no eliminados.
Tras el tratamiento de desoxidado electrolítico,
la tira se somete al posterior tratamiento de acabado/pasivación y
limpieza, para generar una película superficial pasiva.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Al atravesar la unidad de decapado químico, las
superficies de la tira se mantienen húmedas en un lugar saturado de
vapor a presión ambiental.
A la salida de esta sección, en la línea de
reposo, la tira parece completamente decapada y que tiene un buen
aspecto superficial. Al medir la reflexión con un reflectómetro
(ángulo de reflexión=60º) los valores obtenidos oscilaban entre el
40 y el 44%. Las investigaciones SEM de la capa superficial
indicaban la ausencia de residuos óxidos y de ataques
localizados.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño las
mantenían del modo adecuado ajustando las entradas de reactivo nuevo
y las descargas de la solución agotada.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo se describe el tratamiento para
el descascarillado, decapado y acabado de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 304 laminado en frío y recocido que
tiene un grosor de 1,2 mm, un ancho de 1570 mm y un peso de 18,5t.
Conforme a la presente invención, utilizando la línea descrita en el
ejemplo 1, la operación se llevaba a cabo en las condiciones
siguientes:
c = 65 C/dm^{2}, k=3 s y velocidad = 75
m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Al final de este tratamiento, la superficie de
la tira parece desoxidada y libre de residuos óxidos. El aspecto
visual no es todavía el del producto acabado. Tras el tratamiento de
desoxidado electrolítico la tira se somete al posterior decapado
químico y tratamiento de limpieza para generar una película pasiva
superficial.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\vskip1.000000\baselineskip
A la salida de esta sección, en la línea de
reposo, la tira parece completamente decapada y que tiene un buen
aspecto superficial. Las investigaciones SEM de la capa superficial
demostraban la ausencia de óxidos residuales y de ataques
localizados. El ensayo electroquímico demostraba la ausencia de
capas sin cromo residuales y la presencia de una película pasiva de
buena calidad.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño las
mantenían del modo adecuado ajustando las entradas de reactivo nuevo
y las descargas de la solución agotada.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo se describe el proceso para el
descascarillado, decapado y pasivación de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 430 laminado en frío y recocido que
tiene un grosor de 1,0 mm, un ancho de 1020 mm y un peso de
16,6t.
Conforme a la presente invención, utilizando la
línea descrita en el ejemplo 1, la operación se llevaba a cabo en
las condiciones siguientes:
c = 68 C/dm^{2}, k=7,1s y velocidad = 90
m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
Después del tratamiento de desoxidado
electrolítico, la tira se somete al posterior tratamiento de
acabado/pasivación y limpieza para generar una película pasiva
superficial.
\vskip1.000000\baselineskip
Al atravesar la unidad de decapado químico, las
superficies de la tira se mantienen húmedas en un lugar saturado de
vapor a presión ambiental.
A la salida de esta sección, en la línea de
reposo, la tira parece completamente decapada y que tiene un buen
aspecto superficial. Al medir la reflexión con un reflectómetro
(ángulo de reflexión=60º) los valores obtenidos oscilaban entre el
30 y el 35%. Las investigaciones SEM de la capa superficial
indicaban la ausencia de óxidos residuales en la misma.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño las
mantenían del modo adecuado ajustando las entradas de reactivo nuevo
y las descargas de la solución agotada.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo se describe el tratamiento para
el descascarillado, decapado y acabado de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 304L laminado en caliente y recocido
que tiene un grosor de 2,7 mm, un ancho de 1270 mm y un peso de
19,3t.
Previamente al tratamiento conforme a la
presente invención, la misma tira se sometía a la rotura de la
costra mediante limpieza con chorro de granalla cortante. Conforme a
la presente invención, utilizando la línea descrita en el ejemplo 1,
la operación se llevaba a cabo en las condiciones siguientes:
c = 115 C/dm^{2}, k=12,1 s y velocidad = 55
m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Al la salida de esta sección la superficie está
libre de residuos óxidos y de productos de disolución por el efecto
de la acción conjunta del cepillado hidromecánico y del tratamiento
de lavado a alta presión. Para este tipo de producto, el proceso se
completaba con el tratamiento de decapado. Después del tratamiento
de desoxidado electrolítico, la tira se sometía al posterior
decapado y tratamiento de limpieza con el fin de retirar la capa de
aleación sin cromo y generar una película pasiva superficial.
\vskip1.000000\baselineskip
A la salida de esta sección, en la línea de
reposo, la tira parece completamente decapada y que tiene un buen
aspecto superficial. Las investigaciones SEM de la capa superficial
demostraban la ausencia de óxidos residuales y de ataques
localizados. La aspereza a la salida detectada transversalmente a la
dirección del laminado, mostraba unos valores medios de R_{a} de
aproximadamente 2,4 \mum.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño las
mantenían del modo adecuado ajustando las entradas de reactivo nuevo
y las descargas de la solución agotada.
\vskip1.000000\baselineskip
de acuerdo con la
invención)
En este ejemplo se describe el tratamiento para
el descascarillado, decapado y pasivación de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 316 laminado en caliente y recocido
que tiene un grosor de 3,0 mm, un ancho de 1270 mm y un peso de
19,3t. Previamente al tratamiento conforme a la presente invención,
la misma tira se sometía a la rotura de la costra mediante limpieza
con chorro de granalla cortante. Conforme a la presente invención,
utilizando la línea descrita en el ejemplo 1, la operación se
llevaba a cabo en las condiciones siguientes a una velocidad de 50
m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
(Continuación)
A la salida de esta sección la superficie está
libre de la costra de óxido. Sin embargo, a pesar del cepillado y
lavado a alta presión, algún producto de disolución se deposita en
la superficie de la tira. Para este tipo de producto solamente se
llevaba a cabo el tratamiento de decapado. Después del tratamiento
de desoxidado electrolítico la tira se sometía al posterior
decapado y tratamiento de limpieza para eliminar la capa de aleación
agotada de cromo y generar una película pasiva superficial.
\vskip1.000000\baselineskip
Al final del tratamiento, a la salida de la
línea, la tira parece completamente decapada y con un buen aspecto
superficial. Las investigaciones SEM de la superficie mostraban la
ausencia de óxidos residuales y de ataques localizados. La aspereza
a la salida de la línea, detectada transversalmente a la dirección
del laminado, indicaba unos valores medios de R_{a} de 2,6
\mum.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño mantenían
debidamente las concentraciones establecidas mediante el ajuste de
los flujos de reactivo nuevo y las descargas de solución
agotada.
En este ejemplo se muestra el tratamiento para
el descascarillado, decapado y pasivación de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 430 laminado en frío y recocido que
tiene un grosor de 2,7 mm, un ancho de 1270 mm y un peso de 18,5t.
En este caso las constantes del proceso son c = 115 C/dm^{2} y
k=10,0s.
Previamente al tratamiento conforme a la
presente invención, la misma tira se sometía a la rotura de la
costra mediante limpieza con chorro de granalla cortante. Conforme
a la presente invención, utilizando la línea descrita en el ejemplo
1, la operación se llevaba a cabo en las condiciones siguientes: c=
115 C/dm^{2}, k=10s y velocidad = 45 m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
Al final del tratamiento la superficie aparecía
libre de la costra de óxido y de residuos del producto de
disolución por el efecto de la acción conjunta del cepillado y del
lavado a alta presión. Después del tratamiento de desoxidado
electrolítico la tira se sometía al posterior decapado,
acabado/pasivación y tratamiento de limpieza para eliminar la capa
de aleación agotada de cromo y generar una película pasiva
superficial.
\vskip1.000000\baselineskip
Al final del tratamiento de decapado y acabado,
a la salida de la línea, la tira parece completamente decapada y con
un buen aspecto superficial. Las investigaciones SEM de la
superficie mostraban la ausencia de óxidos residuales y de ataques
localizados. La aspereza a la salida de la línea, detectada
transversalmente a la dirección del laminado, indicaba unos valores
medios de R_{a} de 2,1 \mum.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño mantenían
debidamente las concentraciones establecidas mediante el ajuste de
los flujos de reactivo nuevo y las descargas de solución
agotada.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo se muestra el tratamiento para
el descascarillado, decapado y pasivación de un rollo de acero
inoxidable tipo ferrítico AISI 409 laminado en caliente y recocido
que tiene un grosor de 3,0 mm, un ancho de 1020 mm y un peso de
20,6t.
Previamente al tratamiento conforme a la
presente invención, la misma tira se sometía a la rotura de la
costra mediante limpieza con chorro de granalla cortante. Conforme a
la presente invención, utilizando la línea descrita en el ejemplo 1,
la operación se llevaba a cabo en las condiciones siguientes: c= 115
C/dm^{2}, k=12,5s y velocidad = 40 m/min.
\vskip1.000000\baselineskip
Al final del tratamiento la superficie aparecía
libre de la costra de óxido y de residuos del producto de disolución
por el efecto de la acción conjunta del cepillado y del lavado a
alta presión. Después del tratamiento de desoxidado electrolítico la
tira se sometía al posterior decapado, acabado/pasivación y
tratamiento de limpieza para eliminar la capa de aleación agotada de
cromo y generar una película pasiva superficial.
\vskip1.000000\baselineskip
A la salida de esta sección, a la salida de la
línea, la tira parece completamente decapada y con un buen aspecto
superficial. Las investigaciones SEM de la superficie mostraban la
ausencia de óxidos residuales y de ataques localizados. La aspereza
a la salida de la línea, detectada transversalmente a la dirección
del laminado, indicaba unos valores medios de R_{a} de 1,7
\mum.
Durante el tratamiento de la tira, los sistemas
automatizados para controlar las concentraciones del baño mantenían
debidamente las concentraciones establecidas mediante el ajuste de
los flujos de reactivo nuevo y las descargas de solución
agotada.
Claims (19)
1. Un proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable, en el que la tira
que va a ser procesada es sometida a la secuencia siguiente de
etapas:
- \bullet
- Un tratamiento para el desoxidado electroquímico, que se diferencia en dos unidades hidráulicamente distintas que utilizan soluciones acuosas, donde:
- -
- dicho desoxidado utiliza soluciones acuosas que contienen en la primera unidad:
- \quad
- entre 10 y 250 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- con <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- \quad
- y opcionalmente
- \quad
- \geq 15 g/l de Fe^{3+}, con Fe^{3+}/Fe^{2+}\geq1,0;
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- y en la segunda unidad:
- \quad
- entre 10 y 250 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- \geq 2 g/l de Fe^{3+};
- \quad
- con <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- \quad
- y opcionalmente
- \quad
- con Fe^{3+}/Fe^{2+}>1,0;
- \quad
- con inducción en la tira de al menos una secuencia de polaridad ánodo-cátodo o bien ánodo-cátodo-ánodo aplicada mediante pares de electrones que tienen la misma polaridad, entre los cuales pasa la tira, con tiempos de tratamiento anódico (t_{a}) y densidad de corriente anódica (I) seleccionada de manera que satisfaga la relación
t_{a} > k
+
c/I
- \quad
- donde
- \quad
- t_{a} es el tiempo de tratamiento anódico (s);
- \quad
- k es una constante experimental, oscilando sus valores entre 2 y 15 s;
- \quad
- c es una constante experimental, oscilando sus valores entre 40 y 120 C/dm^{2}; y
- \quad
- I es la densidad de corriente anódica, oscilando sus valores entre 1 y 100 A/dm^{2};
- \quad
- y con tiempos durante los cuales la tira no está sometida a un campo eléctrico, que oscilen entre el 5% y el 60% del tiempo de desoxidado electrolítico total;
- -
- dicho desoxidado, en el caso del tratamiento químico, utiliza soluciones acuosas que contienen en ambas unidades entre 25 y 280 g/l de H_{2}SO_{4};
- -
- dicha tira se somete a dicho tratamiento de desoxidado durante un tiempo global comprendido entre 10 y 250 s, a temperaturas del orden de 20-105ºC;
- \bullet
- un decapado químico, opcional, y/o un tratamiento de acabado/pasivación, que se diferencia en dos unidades hidráulicamente distintas en las que:
- -
- dicho tratamiento de decapado utiliza soluciones acuosas que contienen:
- \quad
- entre 20 y 180 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- entre 5 y 50 g/l de HF libre;
- \quad
- \geq 15 g/l de Fe^{3+}
- \quad
- Fe^{3+}/Fe^{2+}\underbar{>0,8};
- \quad
- con <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- -
- dicho tratamiento de acabado químico/pasivación utiliza soluciones acuosas que contienen:
- \quad
- entre 10 y 100 g/l de H_{2}SO_{4};
- \quad
- entre 0 y 15 g/l de HF libre;
- \quad
- < 20 g/l de Fe^{3+}
- \quad
- >0,03 mol H_{2}O_{2};
- -
- estando dicha tira sometida a dicho decapado químico y/o tratamiento de acabado/pasivación durante un periodo global de tiempo entre 2 y 250s, a temperaturas que oscilan entre 20 y 80ºC; y
- -
- disponiéndose para cada unidad de decapado y tratamiento de acabado/pasivación, una recirculación de la solución con una velocidad de flujo igual a como mínimo 10 dm^{3}/h por m^{2} de tira;
- \bullet
- disponiéndose que al menos al final de cada unidad de tratamiento de descascarillado, decapado y/o acabado/pasivación, tenga lugar un tratamiento de limpieza mecánico y/o hidromecánico y/o con empleo de agua, opcionalmente mediante chorros de agua que tengan una presión >100 bar.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a la
reivindicación 1, en el que los electrodos, de un par que tiene la
misma polaridad y entre los cuales circula la tira, están
eléctricamente separados y dicha aplicación de la secuencia de
polaridad ánodo-cátodo o
ánodo-cátodo-ánodo en la tira se consigue conectando
las unidades de suministro energético exclusivamente a los
electrodos adyacentes y que miran una misma superficie de la
tira.
3. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a la
reivindicación 1 ó 2, en el que el cociente del tiempo de
polarización anódico/catódico es \geq1,5.
4. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable laminadas en
caliente, opcionalmente recocidas, conforme a las reivindicaciones 1
a 3, en el que dicho tratamiento de desoxidado viene precedido por
un tratamiento mecánico y/o hidromecánico de rotura de
costra/eliminación.
5. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable austeníticas
conforme a las reivindicaciones 1 a 4, en el que en dicho
tratamiento electrolítico de desoxidado se utilizan dos soluciones
acuosas diferentes:
a) en la primera unidad
- de 30 a 150 g/l H_{2}SO_{4}
- máx. 60 g/l de Fe disuelto;
- 40-95ºC de temperatura;
b) en la segunda unidad
- de 30 a 120 g/l H_{2}SO_{4};
- \geq10 g/l Fe^{3+}, con >1,0 Fe^{3+}/Fe^{2+};
- máx. 60 g/l de Fe disuelto;
- 30-80ºC de temperatura;
\vskip1.000000\baselineskip
6. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable ferríticas o
martensíticas conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
en el que en dicho tratamiento de desoxidado electrolítico existen
dos soluciones usadas que tienen una concentración iónica férrica de
Fe(III)>20 g/l y un porcentaje de concentración de
Fe^{3+}/Fe^{2+} >1,5.
7. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable ferrítico o
martensítico conforme a las reivindicaciones 1 a 4 y 6, de forma que
el tiempo durante el cual la tira no está sometida al campo
eléctrico oscila entre el 15% y el 25% del tiempo total de
desoxidado electrolítico.
8. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a las
reivindicaciones 1 a 5, en las que el tratamiento de decapado
químico para el acero inoxidable austenítico se lleva a cabo en
soluciones acuosas opcionalmente diferentes en composición y/o
temperaturas y que consiste en:
- entre 40 y 180 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 15 y 50 g/l HF libre;
- >20 g/l de Fe^{3+}, con Fe^{3+}/Fe^{2+}>0,8;
- máx. 70 g/l de Fe totalmente disuelto;
- 50-75ºC de temperatura;
- para tiempos que oscilan entre 20 y 150s.
\vskip1.000000\baselineskip
9. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a las
reivindicaciones 1 a 4,6 y 7 en las que el tratamiento de decapado
químico y acabado/pasivación de los aceros inoxidables ferríticos y
martensíticos laminados en caliente, opcionalmente recocidos,
proporciona:
- un tratamiento de decapado químico en
soluciones acuosas que contiene:
- entre 40 y 180 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 5 y 50 g/l HF libre;
- >20 g/l de Fe^{3+}, con Fe^{3+}/Fe^{2+}>0,8;
- <80 g/l de Fe totalmente disuelto;
- a temperaturas que oscilan entre 20 y 70ºC;
- para tiempos que oscilan entre 10 y 160s;
\vskip1.000000\baselineskip
- un tratamiento de acabado en soluciones
acuosas que contienen:
- entre 20 y 100 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 0 y 35 g/l HF libre;
- >20 g/l de Fe^{3+},
- >0,03 moles de H_{2}O_{2};
- a temperaturas que oscilan entre 20 y 50ºC;
- para tiempos que oscilan entre 2 y 80s;
\vskip1.000000\baselineskip
10. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a las
reivindicaciones 1 a 3,6 y 7 en las que después del tratamiento de
desoxidado electrolítico, los aceros inoxidables ferríticos y
martensíticos laminados en caliente, opcionalmente recocidos se
someten al único tratamiento de acabado/pasivación en soluciones
acuosas que contiene:
- entre 20 y 70 g/l de H_{2}SO_{4};
- entre 0 y 15 g/l HF libre;
- <15 g/l de Fe^{3+};
- >0,05 mol/l de H_{2}O_{2};
- a temperaturas que oscilan entre 20 y 50ºC;
- para tiempos que oscilan entre 5 y 80s;
\vskip1.000000\baselineskip
11. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a las
reivindicaciones 1 a 10 en las que el tratamiento de
acabado/pasivación se lleva a cabo aplicando la solución con
boquillas de chorro lo que permite una distribución turbulenta y
homogénea de la solución en las superficies de la tira que va a ser
tratada, para garantizar así una velocidad de flujo no inferior a 15
dm^{3}/h por m^{2} de tira.
12. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que para
mantener la concentración deseada de iones Fe^{3+} y el porcentaje
de concentración Fe^{3+}/Fe^{2+} al menos se introducen en las
soluciones de desoxidado y de decapado cantidades estequiométricas
de peróxido de hidrógeno estabilizado opcionalmente.
13. El proceso para el descascarillado, decapado
y acabado/pasivación de tiras de acero inoxidable conforme a
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que mientras
las unidades de decapado químico cruzan las tiras, sometidas al
tratamiento único de acabado/pasivación después del desoxidado, se
mantienen con sus superficies húmedas en un lugar saturado de vapor
de presión ambiental.
14. Una instalación, adecuada para realizar el
proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasi-
vación, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, se caracteriza porque comprende:
vación, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, se caracteriza porque comprende:
- \bullet
- dos unidades hidráulicamente distintas para el tratamiento de desoxidado, comprendiendo cada una de ellas:
- -
- al menos una cubeta electrolítica en la que cada una dispone de cómo mínimo un juego de pares de electrodos frente a la tira y colocados de manera que induzcan al menos una secuencia de polaridad cátodo-ánodo o ánodo-cátodo-ánodo en la tira;
- -
- de forma que en las cubetas de desoxidado electrolítico los pares de electrodos que polarizan anódicamente la tira tengan una longitud total (L) que satisfaga la relación:
L >
(c/I+k)v
- \quad
- donde:
- \quad
- L es la longitud de los pares de electrodos que polarizan anódicamente la tira (m);
- \quad
- c es una constante experimental, sus valores oscilan entre 40 y 120 C/dm^{2};
- \quad
- I es la densidad de corriente anódica a la velocidad máxima de la instalación, siendo sus valores de 1-100 A/dm^{2};
- \quad
- k es una constante experimental, siendo sus valores de 2 a 15s;
- \quad
- v es la velocidad máxima de la instalación (m/s);
- -
- un medio para volver a hacer circular la solución;
- -
- un medio para controlar la temperatura de las soluciones;
- \bullet
- un medio para el tratamiento hidromecánico y/o de lavado que emplea agua, opcionalmente a elevada presión, de la tira situada corriente abajo de la segunda unidad y opcionalmente corriente abajo de la primera unidad;
- \bullet
- dos unidades hidráulicamente distintas para el tratamiento de decapado y de acabado/pasivación, comprendiendo cada unidad:
- -
- al menos una cubeta química equipada para el tratamiento de acabado/pasivación, con un medio para pulverizar la solución en la tira;
- -
- un medio para volver a hacer circular la solución, capaz de garantiza una velocidad de flujo al menos igual a 10 dm^{3}/h por m^{2} de tira;
- -
- un medio para controlar las temperaturas deseadas para las soluciones;
- \bullet
- un medio para el tratamiento hidromecánico y/o de lavado empleando agua de la tira, opcionalmente a presión elevada, situado corriente abajo de la unidad de tratamiento para el acabado/pasivación.
\vskip1.000000\baselineskip
15. La instalación, adecuada para realizar el
proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasiva-
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a la reivindicación 14, en la que, en las cubetas de desoxidado electrolítico, los electrodos, de un par que tienen la misma polaridad y entre los cuales se desplaza la tira, están eléctricamente separados, y dicha aplicación de la secuencia de polaridad ánodo-cátodo o bien ánodo-cátodo-ánodo en la tira se consigue conectando las unidades de suministro energético exclusivamente a los electrodos adyacentes y de cara a una misma superficie de la tira.
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a la reivindicación 14, en la que, en las cubetas de desoxidado electrolítico, los electrodos, de un par que tienen la misma polaridad y entre los cuales se desplaza la tira, están eléctricamente separados, y dicha aplicación de la secuencia de polaridad ánodo-cátodo o bien ánodo-cátodo-ánodo en la tira se consigue conectando las unidades de suministro energético exclusivamente a los electrodos adyacentes y de cara a una misma superficie de la tira.
16. La instalación, adecuada para realizar el
proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasiva-
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a la reivindicación 14, en la que, en las cubetas de desoxidado electrolítico el porcentaje entre las longitudes de los electrodos que inducen la polaridad anódica y catódica es mayor a 1,5.
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a la reivindicación 14, en la que, en las cubetas de desoxidado electrolítico el porcentaje entre las longitudes de los electrodos que inducen la polaridad anódica y catódica es mayor a 1,5.
17. La instalación, adecuada para realizar el
proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasiva-
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a la reivindicación 14, en la que, en las cubetas de desoxidado electrolítico la secuencia de polarizad es tal que la tira que sobresale de dichas cubetas se ve sometida a la polarización anódica como una última etapa.
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a la reivindicación 14, en la que, en las cubetas de desoxidado electrolítico la secuencia de polarizad es tal que la tira que sobresale de dichas cubetas se ve sometida a la polarización anódica como una última etapa.
18. La instalación, adecuada para realizar el
proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasiva-
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a las reivindicaciones 14 a 17, en la que, el medio para pulverizar la solución de acabado/pasivación en la tira son unas tobillas pulverizadoras capaces de garantizar una velocidad de flujo al menos igual a 15 dm^{3}/h por m^{2} de tira, y preferiblemente una turbulencia en la conexión tira-solución que tiene en línea y en la cara superior de la tira, un número de Reynolds igual a 50.000 como mínimo.
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a las reivindicaciones 14 a 17, en la que, el medio para pulverizar la solución de acabado/pasivación en la tira son unas tobillas pulverizadoras capaces de garantizar una velocidad de flujo al menos igual a 15 dm^{3}/h por m^{2} de tira, y preferiblemente una turbulencia en la conexión tira-solución que tiene en línea y en la cara superior de la tira, un número de Reynolds igual a 50.000 como mínimo.
19. La instalación, adecuada para realizar el
proceso ecológico para el descascarillado, decapado y
acabado/pasiva-
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a las reivindicaciones 14 a 18, en la que, en la unidad de decapado químico se han instalado sistemas humectantes que son capaces, en ausencia de la solución de decapado, de mantener húmeda la superficie de la tira en un lugar saturado de vapor a presión ambiental.
ción, de forma continua, integrada y flexible, de tiras de acero inoxidable, conforme a las reivindicaciones 1 a 13, así como conforme a las reivindicaciones 14 a 18, en la que, en la unidad de decapado químico se han instalado sistemas humectantes que son capaces, en ausencia de la solución de decapado, de mantener húmeda la superficie de la tira en un lugar saturado de vapor a presión ambiental.
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