ITRM20000674A1

ITRM20000674A1 - METHOD FOR CONTINUOUS ELECTROLYTIC PICKLING IN A NEUTRAL SOLUTION OF CARBON STEEL IN THE PRESENCE OF INDIRECT EFFECTS OF THE PASSAGE OF

Info

Publication number: ITRM20000674A1
Application number: IT2000RM000674A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Dulcetti; Susanna Ramundo
Original assignee: Ct Sviluppo Materiali Spa
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2002-06-18
Also published as: ITRM20000674A0; IT1316027B1

Description

Decapaggio di acciai al carbonio in soluzioni neutre DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: "METODO PER IL DECAPAGGIO ELETTROLITICO CONTINUO IN SOLUZIONE NEUTRA DI ACCIAIO AL CARBONIO IN PRESENZA DI EFFETTI INDIRETTI DEL PASSAGGIO DI CORRENTE" Pickling of carbon steels in neutral solutions DESCRIPTION OF THE INDUSTRIAL INVENTION entitled: "METHOD FOR THE CONTINUOUS ELECTROLYTIC PICKLING IN NEUTRAL SOLUTION OF CARBON STEEL IN THE PRESENCE OF INDIRECT EFFECTS OF CURRENT PASSAGE"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce al decapaggio continuo di nastri di acciai al carbonio, laminati a caldo, mediante un procedimento elettrolitico in soluzione preparata con sali neutri e quindi sostanzialmente neutra (pH = 6-8). The present invention relates to the continuous pickling of carbon steel strips, hot rolled, by means of an electrolytic process in a solution prepared with neutral and therefore substantially neutral salts (pH = 6-8).

I vantaggi del processo di decapaggio elettrolitico neutro rispetto ai procedimenti convenzionali di decapaggio in bagni acidi sono sostanzialmente i seguenti: adozione di bagni di decapaggio non pericolosi, non nocivi e non inquinanti; agevole trattamento e recupero dei residui; ed elevata qualità superficiale dei materiali decapati. The advantages of the neutral electrolytic pickling process compared to conventional pickling processes in acid baths are substantially the following: adoption of non-hazardous, non-harmful and non-polluting pickling baths; easy treatment and recovery of residues; and high surface quality of pickled materials.

Come è noto, le principali reazioni anodiche che possono teoricamente aver luogo in soluzione neutra sulla superficie ossidata degli acciai al carbonio laminati a caldo possono essere schematizzate come segue: As is known, the main anodic reactions that can theoretically take place in neutral solution on the oxidized surface of hot-rolled carbon steels can be schematized as follows:

La reazione (0) è possibile solo a basso potenziale di elettrodo e non è importante come reazione di decapaggio; in pratica diventa trascurabile per valori di densità di corrente (I) superiori ad un determinato valore di soglia (I0). Reaction (0) is only possible at low electrode potential and is not important as a pickling reaction; in practice it becomes negligible for current density values (I) higher than a certain threshold value (I0).

Per valori di I>I0, sulla superficie dell'acciaio ricoperto da ossidi hanno quindi luogo le reazioni (1) e (2). La prima reazione provvede ad acidificare l'interfaccia metallo-scaglia, mentre la seconda trasforma la scaglia in composto solubile, grazie alla presenza dell'interfaccia acidificato. Pertanto queste due reazioni costituiscono il meccanismo fondamentale del decapaggio elettrolitico in soluzione neutra. For values of I> I0, reactions (1) and (2) take place on the surface of the steel coated with oxides. The first reaction acidifies the metal-scale interface, while the second transforms the scale into a soluble compound, thanks to the presence of the acidified interface. Therefore these two reactions constitute the fundamental mechanism of electrolytic pickling in neutral solution.

Quando la dissoluzione della scaglia superficiale è quasi completa, l'ossidazione anodica del metallo sottostante, secondo la reazione (3), comincia a crescere finché raggiunge la sua velocità di equilibrio allo stato passivo, allorché tutta la scaglia è stata rimossa dalla superficie (fine del trattamento di decapaggio). Pertanto la reazione (3) è trascurabile quando è attivo il meccanismo di decapaggio elettrolitico definito dalle reazioni (1) e (2). When the dissolution of the surface scale is almost complete, the anodic oxidation of the underlying metal, according to reaction (3), begins to increase until it reaches its equilibrium velocity in the passive state, when all the scale has been removed from the surface (fine of the pickling treatment). Therefore, reaction (3) is negligible when the electrolytic pickling mechanism defined by reactions (1) and (2) is active.

Naturalmente, per chiudere il circuito elettrico vengono impiegati adatti elettrodi ausiliari (o controelettrodi), sui quali si svolgono le reazioni catodiche che permettono di mantenere l'elettroneutralità della soluzione. Naturally, suitable auxiliary electrodes (or counter electrodes) are used to close the electric circuit, on which the cathodic reactions are carried out which allow to maintain the electroneutrality of the solution.

Durante il processo di decapaggio elettrolitico in soluzione neutra, le reazioni anodiche sopra riportate avvengono sotto controllo diffusivo. Questo significa che le velocità di reazione dipendono dalla diffusione dei reagenti e dei prodotti di reazione attraverso lo strato limite, che a sua volta è determinato dalla fluidodinamica sulla superficie dell'acciaio. È evidente che l'aumento della turbolenza della soluzione all'interfaccia può provocare effetti contrastanti sulla velocità di attacco della scaglia, in quanto fa anche crescere il flusso di ioni idrogeno (H+) che lascia l'interfaccia acidificata {reazione 1). During the electrolytic pickling process in neutral solution, the above mentioned anodic reactions take place under diffusive control. This means that the reaction rates depend on the diffusion of the reactants and reaction products through the boundary layer, which in turn is determined by the fluid dynamics on the surface of the steel. It is evident that the increased turbulence of the solution at the interface can cause contrasting effects on the attack rate of the scale, as it also increases the flow of hydrogen ions (H +) leaving the acidified interface (reaction 1).

È inoltre noto dalle leggi di Faraday sui processi elettrolitici, sia di dissoluzione anodica che di deposizione catodica, che la quantità di sostanza trasformata agli elettrodi è proporzionale alla quantità di carica elettrica fatta fluire attraverso il circuito elettrolitico. Più in particolare, la quantità di carica elettrica necessaria per trasformare una data quantità di sostanza è costante: ad esempio per un equivalente di qualsiasi sostanza occorre un Faraday, cioè 96.500 Coulomb. Quanto detto viene espresso dalla seguente equazione It is also known from Faraday's laws on electrolytic processes, both of anodic dissolution and cathodic deposition, that the quantity of substance transformed at the electrodes is proportional to the quantity of electric charge made to flow through the electrolytic circuit. More specifically, the quantity of electric charge necessary to transform a given quantity of substance is constant: for example, for an equivalent of any substance, a Faraday is needed, that is 96,500 Coulombs. What has been said is expressed by the following equation

Q = Itot * t = costante Q = Itot * t = constant

dove Q è la quantità di carica elettrica (in Coulomb, C), Itot è la corrente elettrica applicata (in Ampere, A) e t è il tempo di elettrolisi (in secondi , s). where Q is the amount of electric charge (in Coulomb, C), Itot is the applied electric current (in Ampere, A) and t is the electrolysis time (in seconds, s).

Questa equazione vale per qualsiasi scelta di Itot o t, cosicché lo stesso effetto è ottenibile applicando molti differenti valori di corrente Itot per i corrispondenti tempi di elettrolisi. This equation holds for any choice of Itot or t, so that the same effect can be obtained by applying many different values of Itot current to the corresponding electrolysis times.

Si è ora trovato che per i processi di decapaggio elettrolitico neutro in soluzione neutra l'equazione classica dell'elettrolisi sopra menzionata può condurre a risultati erronei. Infatti, per una data quantità di scaglia superficiale (assumendo che la composizione e la struttura degli ossidi della scaglia siano costanti) e per una data configurazione di processo, si può vedere che ad 1 dm2 di superficie di acciaio ossidato devono essere applicati almeno 15 A per 40 s di trattamento anodico al fine di ottenere un soddisfacente decapaggio, cioè la completa trasformazione della scaglia. Ora, se per decapare questo stesso materiale si volesse applicare un altro valore di densità di corrente I (ad esempio 60 A/dm2 per accelerare il decapaggio), il nuovo tempo di trattamento non può essere calcolato con l'equazione classica dell'elettrolisi, poiché il valore risultante sarebbe troppo corto per assicurare un efficace decapaggio operando alla densità di corrente più alta. It has now been found that for neutral electrolytic pickling processes in neutral solution the above mentioned classical electrolysis equation can lead to erroneous results. In fact, for a given quantity of surface scale (assuming that the composition and structure of the oxides of the scale are constant) and for a given process configuration, it can be seen that at least 15 A must be applied to 1 dm2 of oxidized steel surface. for 40 s of anodic treatment in order to obtain a satisfactory pickling, ie the complete transformation of the scale. Now, if to pickle this same material you want to apply another value of current density I (for example 60 A / dm2 to accelerate pickling), the new treatment time cannot be calculated with the classical equation of electrolysis, since the resulting value would be too short to ensure effective pickling by operating at the highest current density.

Pertanto le informazioni desumibili dalle equazioni classiche dell'elettrolisi non sono idonee al calcolo della quantità di carica elettrica da applicare nelle celle di decapaggio elettrolitico neutro. Therefore, the information that can be deduced from the classical equations of electrolysis is not suitable for calculating the quantity of electric charge to be applied in the neutral electrolytic pickling cells.

Esiste .quindi nello specifico settore l'esigenza di poter disporre di metodi di decapaggio che, in presenza di effetti indiretti del passaggio di corrente, consentano il calcolo della quantità di carica elettrica da applicare nelle celle e il calcolo delle dimensioni della relativa linea di decapaggio. Therefore, in the specific sector there is a need to have pickling methods which, in the presence of indirect effects of the passage of current, allow the calculation of the quantity of electric charge to be applied in the cells and the calculation of the dimensions of the relative pickling line. .

La presente invenzione consente di soddisfare questa esigenza, offrendo inoltre altri vantaggi che risulteranno evidenti nel seguito. The present invention makes it possible to satisfy this need, while also offering other advantages which will become evident in the following.

È infatti oggetto della presente invenzione un metodo per il decapaggio elettrolitico continuo in soluzione neutra di acciai al carbonio, in presenza di effetti indiretti del passaggio della corrente di elettrolisi, continua o alternata con frequenza inferiore a 3 Hz, caratterizzato dal fatto che i tempi di trattamento anodico e le correnti di cella vengono scelti in base alla formula: In fact, the subject of the present invention is a method for the continuous electrolytic pickling in neutral solution of carbon steels, in the presence of indirect effects of the passage of the electrolysis current, continuous or alternating with a frequency of less than 3 Hz, characterized by the fact that the anodic treatment and cell currents are chosen according to the formula:

It = c kl It = c kl

dove I è la densità di corrente che attraversa la cella; where I is the current density passing through the cell;

t è il tempo di trattamento anodico; t is the anodic treatment time;

c è la porzione costante di densità di carica elettrica erogata per le reazioni anodiche dirette di trasformazione degli ossidi; e c is the constant portion of electric charge density delivered for the direct anodic reactions of transformation of the oxides; And

k è una costante di tempo per il calcolo della porzione di quantità di carica elettrica, proporzionale alla densità di corrente I (kl), erogata per le reazioni anodiche indirette legate allo sviluppo dell'ossigeno e alla conseguente acidificazione all'interfaccia acciaio/soluzione elettrolitica . k is a time constant for calculating the portion of the quantity of electric charge, proportional to the current density I (kl), delivered for indirect anodic reactions linked to the development of oxygen and the consequent acidification at the steel / electrolytic solution interface .

La soluzione salina neutra è preferibilmente costituita da solfato di sodio, in concentrazione da 0,5 a 2,5 M, a temperatura compresa nell'intervallo fra 30 e 100°C. The neutral saline solution is preferably constituted by sodium sulphate, in a concentration of from 0.5 to 2.5 M, at a temperature in the range between 30 and 100 ° C.

In particolare, si è visto che si ottengono buoni risultati, nel caso di elettrolisi in corrente continua, quando la quantità di carica c è compresa tra 200 e 1250 C/dm2 e la costante di tempo k è compresa fra 2 e 11 secondi, per tempi di trattamento anodico variabili tra 7 e 50 secondi e densità di corrente variabili tra 10 e 80 A/dm2. In particular, it has been seen that good results are obtained, in the case of electrolysis in direct current, when the amount of charge c is between 200 and 1250 C / dm2 and the time constant k is between 2 and 11 seconds, for anodic treatment times ranging from 7 to 50 seconds and current density ranging from 10 to 80 A / dm2.

In base a considerazioni teoriche, che qui non vengono riportate, i risultati inattesi secondo l'invenzione possono essere spiegati considerando il meccanismo del decapaggio elettrolitico, la sua natura eterogenea ed il differente effetto del flusso della corrente elettrica sulle singole reazioni elettrolitiche di decapaggio. In questo modo, si trova che la velocità della reazione elettrochimica di trasformazione della scaglia (reazione 2) cresce meno che proporzionalmente rispetto all'aumento della corrente totale applicata alla cella. On the basis of theoretical considerations, which are not reported here, the unexpected results according to the invention can be explained by considering the mechanism of the electrolytic pickling, its heterogeneous nature and the different effect of the flow of the electric current on the individual electrolytic pickling reactions. In this way, it is found that the rate of the electrochemical reaction of transformation of the scale (reaction 2) increases less than proportionally with respect to the increase in the total current applied to the cell.

La conseguenza pratica di questo fatto, come già si è visto, è che il processo di decapaggio elettrolitico in soluzione neutra non può essere controllato in base alla costanza della quantità di carica elettrica erogata, come normalmente avviene nei processi elettrolitici che non coinvolgono effetti indiretti del passaggio di corrente (in questo caso, l'acidificazione interfacciale). La scelta dei tempi di trattamento anodico e delle correnti di cella deve essere fatta tenendo conto che la crescita della corrente applicata deve crescere anche la quantità di carica elettrica. The practical consequence of this fact, as we have already seen, is that the electrolytic pickling process in a neutral solution cannot be controlled on the basis of the constancy of the quantity of electric charge delivered, as normally occurs in electrolytic processes that do not involve indirect effects of the current flow (in this case, interfacial acidification). The choice of the anodic treatment times and of the cell currents must be made taking into account that the growth of the applied current must also increase the quantity of electric charge.

Le condizioni che regolano il decapaggio elettrolitico neutro devono essere osservate anche nella progettazione delle relative linee di decapaggio, le quali devono assicurare la funzionalità del processo a varie velocità di scorrimento del nastro da decapare. The conditions governing neutral electrolytic pickling must also be observed in the design of the relative pickling lines, which must ensure the functionality of the process at various sliding speeds of the strip to be pickled.

Il tempo di trattamento anodico dipende dalla velocità della linea (v) e dalla lunghezza totale degli elettrodi (L) che impartiscono la polarizzazione anodica al nastro da decapare. Quindi l'equazione precedente che descrive la quantità di carica elettrica erogata durante il procedimento di decapaggio elettrolitico in soluzione neutra può essere riscritta come segue I = c/(L/v - k) The anodic treatment time depends on the line speed (v) and on the total length of the electrodes (L) which impart the anodic polarization to the strip to be pickled. So the previous equation describing the amount of electric charge delivered during the electrolytic pickling process in neutral solution can be rewritten as follows I = c / (L / v - k)

La presente invenzione ha quindi anche per oggetto l'uso del metodo per il decapaggio elettrolitico neutro continuo come precedentemente descritto, caratterizzato dal fatto che, fissata la larghezza e la velocità del nastro da decapare, la lunghezza elettrodica anodica totale, e quindi la lunghezza della relativa linea di decapaggio elettrolitico neutro continuo, risulta definita la corrente da erogare, scelta in base al metodo di decapaggio descritto in precedenza. The present invention therefore also has as its object the use of the method for the continuous neutral electrolytic pickling as previously described, characterized in that, having fixed the width and speed of the strip to be pickled, the total anodic electrode length, and therefore the length of the relative continuous neutral electrolytic pickling line, the current to be delivered is defined, chosen on the basis of the pickling method described above.

Normalmente il decapaggio elettrolitico dei nastri di acciai laminati a caldo si fà avvenire in celle costituite da una serie di elettrodi collegati ai poli opposti degli alimentatori, che determinano una sequenza di polarizzazione alternativamente anodiche e catodiche sul nastro da descagliare. Sebbene il processo di descagliatura richieda solamente la polarizzazione anodica. Normally the electrolytic pickling of hot rolled steel strips takes place in cells consisting of a series of electrodes connected to the opposite poles of the feeders, which determine an alternately anodic and cathodic polarization sequence on the strip to be descaled. Although the descaling process only requires anodic polarization.

aggiunta dello stadio catodico ha il vantaggio di far avvenire le reazioni elettrochimiche sul nastro senza che questo venga direttamente connesso agli alimentatori; si evita così l'impiego di onerosi rulli porta-corrente. Quindi, la lunghezza totale degli elettrodi (L) che impongono sul nastro la polarizzazione anodico è data dalla somma delle lunghezze unitarie (La) delle singole unità elettrodiche . addition of the cathode stage has the advantage of causing electrochemical reactions to take place on the tape without this being directly connected to the power supplies; in this way the use of costly current-carrying rollers is avoided. Therefore, the total length of the electrodes (L) which impose the anodic polarization on the tape is given by the sum of the unit lengths (La) of the single electrode units.

La cella di descagliatura può assumere, in base a criteri di convenienza impiantistica, uno sviluppo verticale oppure uno sviluppo orizzontale. The descaling cell can assume, on the basis of plant convenience criteria, a vertical development or a horizontal development.

L'equazione di decapaggio elettrolitico neutro descritta nella presente invenzione mostra inoltre che esiste un tempo di elettrolisi (k) che non è attivo per il decapaggio. Questo significa che nel progettare un impianto di decapaggio elettrolitico in soluzione neutra per nastri di acciaio laminati a caldo bisogna tenere conto che il tempo totale di trattamento anodico (t) sia maggiore di k The neutral electrolytic pickling equation described in the present invention further shows that there is an electrolysis time (k) which is not active for pickling. This means that when designing a neutral solution electrolytic pickling plant for hot rolled steel strips, it is necessary to take into account that the total anodic treatment time (t) is greater than k

t = L/v > k t = L / v> k

Essendo in pratica il processo di descagliatura elettrolitica frazionato in una sequenza di impulsi anodici e catodici, con In practice, the electrolytic descaling process is divided into a sequence of anode and cathode pulses, with

L = n * La L = n * La

(dove La è la lunghezza del singolo impulso anodico ed n il numero degli impulsi), occorre che la frequenza (f) di ciascun impulso anodico sia f = v/La < 1⁄2 * n/k (where La is the length of the single anode pulse and n the number of pulses), the frequency (f) of each anode pulse must be f = v / La <1⁄2 * n / k

dove il fattore 3⁄4 viene introdotto per tener conto del tempo totale di decapaggio (assumendo quindi impulsi catodici simmetrici). where the factor 3⁄4 is introduced to take into account the total pickling time (thus assuming symmetrical cathode pulses).

Per kmizi = 2 secondi e nmax = 12, si ottiene fmax < 3 hz For kmizi = 2 seconds and nmax = 12, we obtain fmax <3 hz

Questo valore di frequenza limite per il decapaggio elettrolitico in soluzione neutra è compatibile con i meccanismi di reazione proposti per il decapaggio, che implicano l'acidificazione dell 'interfase elettrificata per promuovere la dissoluzione degli ossidi. This limit frequency value for electrolytic pickling in neutral solution is compatible with the reaction mechanisms proposed for pickling, which involve acidification of the electrified interphase to promote the dissolution of the oxides.

Adottando nastri di acciaio al carbonio laminati a caldo in determinate condizioni industriali (con modalità di raffreddamento costanti a fine laminazione), la scaglia ottenuta presenta composizione e morfologia pressoché costante e per essere decapata elettroliticamente richiede una quantità di carica elettrica minima c, che dipende dal trattamento meccanico rompiscaglia effettuato prima del decapaggio. By adopting hot-rolled carbon steel strips under certain industrial conditions (with constant cooling modes at the end of rolling), the scale obtained has an almost constant composition and morphology and to be electrolytically pickled it requires a minimum quantity of electric charge c, which depends on the mechanical treatment carried out before pickling.

Il metodo per il decapaggio elettrolitico in soluzione neutra secondo la presente invenzione può anche essere eseguito mediante corrente alternata con frequenza inferiore a 3 Hz, con tempi totali di trattamento e correnti applicate scelti, per opportuni valori di c' e k1, in base alla formula: The method for electrolytic pickling in neutral solution according to the present invention can also be carried out by means of alternating current with a frequency of less than 3 Hz, with total treatment times and applied currents chosen, for suitable values of c 'and k1, on the basis of the formula :

I.t = c' k' X t I.t = c 'k' X t

Si è data finora nella presente invenzione una descrizione di carattere generale. Con l'aiuto dei seguenti esempi, verranno ora fornite sue forme di realizzazione finalizzate a farne meglio comprendere scopi, caratteristiche, vantaggi e modalità di applicazione. Up to now, a general description has been given in the present invention. With the help of the following examples, embodiments thereof will now be provided in order to better understand their purposes, characteristics, advantages and methods of application.

Esempio 1 Example 1

Viene sottoposto al metodo di decapaggio elettrolitico neutro continuo secondo la presente invenzione un acciaio comune a basso carbonio con scaglia di laminazione a caldo, pre-condizionata meccanicamente mediante schiacciamento con cilindri di laminazione (allungamento circa 2,5%). Per questo tipo di scaglia, è stato trovato che c è uguale a 490 C/dm2 e k è uguale a 3,7 secondi. Inoltre, affinché possano avvenire le reazioni di trasformazione della scaglia, deve essere applicata una densità di corrente I>I0, con I0 = 10 A/dm2. A common low carbon steel with hot rolling scale, mechanically pre-conditioned by crushing with rolling rolls (elongation about 2.5%) is subjected to the continuous neutral electrolytic pickling method according to the present invention. For this type of scale, it was found that c is equal to 490 C / dm2 and k is equal to 3.7 seconds. Furthermore, in order for the transformation reactions of the scale to take place, a current density I> I0 must be applied, with I0 = 10 A / dm2.

Per una linea di decapaggio elettrolitico neutro continuo per nastro di larghezza 1,5 m, funzionante a 90 m/min a regime e a 20 m/min ad inizio e fine rotolo, la lunghezza elettrodica anodica totale (L), e di conseguenza la lunghezza dell'impianto di decapaggio, vengono stabilite in relazione alla corrente applicata in cella in base a quanto previsto dall'equazione secondo la presente invenzione del decapaggio elettrolitico neutro . For a continuous neutral electrolytic pickling line for a 1.5 m wide strip, operating at 90 m / min at steady state and at 20 m / min at the beginning and end of the roll, the total anode electrode length (L), and consequently the length of the pickling plant, are established in relation to the current applied in the cell according to the provisions of the equation according to the present invention of neutral electrolytic pickling.

Secondo le indicazioni dell'equazione in questione, la densità di corrente (I) da applicare alla cella di decapaggio elettrolitico in funzione della lunghezza elettrodica anodica (L) e del variare della velocità di linea (v) è riportata nella terza colonna di Tabella 1; in colonna 4 è indicata la densità di carica elettrica (Q) ed in colonna 5 la corrente totale (Itot) da erogare, calcolata moltiplicando la densità di corrente per la superficie elettrodica anodica. Si osserva chiaramente che alla velocità di regime di 90 m/min. la densità di carica elettrica (Q) da erogare per il decapaggio elettrolitico aumenta al diminuire della lunghezza elettrodica anodica. Analogamente, cresce la corrente totale (Itot) applicata . According to the indications of the equation in question, the current density (I) to be applied to the electrolytic pickling cell as a function of the anode electrode length (L) and the variation of the line speed (v) is shown in the third column of Table 1 ; in column 4 the electric charge density (Q) is indicated and in column 5 the total current (Itot) to be delivered, calculated by multiplying the current density by the anodic electrode surface. It is clearly observed that at the operating speed of 90 m / min. the electric charge density (Q) to be delivered for the electrolytic pickling increases as the anodic electrode length decreases. Similarly, the total current (Itot) applied increases.

In colonna 6 è riportata la corrente Itot° che si sarebbe calcolata in base alla consueta legge dell'elettrolisi (Itot° = 1° * S = 490 * v/L * S). Come si vede, non tenendo conto del metodo secondo l'invenzione, il dimensionamento della corrente degli alimentatori, a parità della velocità della linea, sarebbe risultato fortemente insufficiente a garantire il completo decapaggio al diminuire della lunghezza dell'impianto. Column 6 shows the Itot ° current which would have been calculated on the basis of the usual law of electrolysis (Itot ° = 1 ° * S = 490 * v / L * S). As can be seen, not taking into account the method according to the invention, the sizing of the current of the feeders, with the same line speed, would have been highly insufficient to guarantee complete pickling as the length of the plant decreases.

Dalla Tabella 1 si evince inoltre che l'operazione a bassa velocità (20 m/min) implica l'impiego di una lunghezza anodica totale non superiore a 16 m, altrimenti non sarebbe soddisfatta la condizione che I>I0. Ciò si ottiene sezionando gli elettrodi ed alimentandone solo una parte, indipendentemente dalla lunghezza totale degli anodi installati nelle celle. Table 1 also shows that the low speed operation (20 m / min) implies the use of a total anodic length not exceeding 16 m, otherwise the condition that I> I0 would not be satisfied. This is achieved by sectioning the electrodes and feeding only a part of them, regardless of the total length of the anodes installed in the cells.

Esempio 2 Example 2

Viene sottoposto al metodo di decapaggio elettrolitico neutro continuo secondo l'invenzione un acciaio al silicio (3% Si) per impieghi magnetici con scaglia di laminazione a caldo, precondizionata meccanicamente mediante pallinatura in linea. Poiché la pallinatrice provoca una parziale asportazione della scaglia, la cui entità è inversamente proporzionale alla velocità della linea, è stato trovato che per questo materiale c2 = 525 C/dm2 quando v = 20 m/min c2 = 680 C/dm2 quando v = 40 m/min; in ambedue i casi k = 3,1 secondi; inoltre, affinché possano avvenire le reazioni di trasformazione della scaglia, si deve applicare una densità di corrente I>15 A/dm2. A silicon steel (3% Si) for magnetic uses with hot rolling scale, mechanically preconditioned by in-line shot peening, is subjected to the continuous neutral electrolytic pickling method according to the invention. Since the shot blasting machine causes a partial removal of the scale, the entity of which is inversely proportional to the speed of the line, it has been found that for this material c2 = 525 C / dm2 when v = 20 m / min c2 = 680 C / dm2 when v = 40 m / min; in both cases k = 3.1 seconds; moreover, in order for the transformation reactions of the scale to take place, a current density I> 15 A / dm2 must be applied.

Per una linea di decapaggio elettrolitico neutro continuo per nastri di larghezza 1,2 m, funzionante a 40 e 60 m/min., la lunghezza elettrodica anodica totale (L), e quindi la lunghezza dell'impianto di decapaggio, vengono stabilite in relazione alla corrente applicata in cella, secondo quanto previsto dall'equazione di decapaggio elettrolitico neutro continuo conforme all 'invenzione. For a continuous neutral electrolytic pickling line for strips of 1.2 m width, operating at 40 and 60 m / min., The total anodic electrode length (L), and therefore the length of the pickling plant, are established in relation to the current applied in the cell, according to the provisions of the continuous neutral electrolytic pickling equation according to the invention.

Secondo le indicazioni dell'equazione in questione, la densità di corrente (I) da applicare alla cella di decapaggio elettrolitico in funzione della lunghezza elettrodica anodica (L) e della velocità di linea (v) è riportata in Tabella 2, come pure tutte le altre grandezze connesse. According to the indications of the equation in question, the current density (I) to be applied to the electrolytic pickling cell as a function of the anode electrode length (L) and the line speed (v) is shown in Table 2, as well as all the other related quantities.

Viene così confermato che, a parità di velocità, al diminuire della lunghezza elettrodica anodica la densità di carica elettrica (Q) da erogare per il decapaggio elettrolitico aumenta. Analogamente, cresce la corrente totale (Itot) applicata. Alla velocità di 20 m/min la lunghezza anodica effettiva non deve superare 12 m, altrimenti la densità di corrente sarebbe troppo bassa (I < I0). Se ne può concludere che l'impianto di decapaggio per il materiale in questione potrebbe essere convenientemente dimensionato con una lunghezza elettrodica anodica di 10-14 m. It is thus confirmed that, at the same speed, as the anode electrode length decreases, the electric charge density (Q) to be delivered for the electrolytic pickling increases. Similarly, the total current (Itot) applied increases. At the speed of 20 m / min the effective anode length must not exceed 12 m, otherwise the current density would be too low (I <I0). It can be concluded that the pickling plant for the material in question could be conveniently sized with an anode electrode length of 10-14 m.

Anche in questo caso, comunque, la progettazione dell'impianto di decapaggio elettrolitico secondo le leggi classiche dell'elettrolisi avrebbe portato ad un sottodimensionamento degli alimentatori. Even in this case, however, the design of the electrolytic pickling plant according to the classical laws of electrolysis would have led to an undersizing of the power supplies.

Esempio 3 Example 3

Il metodo secondo la presente invenzione viene applicato alla descagliatura di acciai comuni laminati a caldo, con pre-trattamento meccanico di scagliatura come nell'esempio 1 (scaglia con c = 490 C/dm2, k = 3,7 secondi e Io = 10 A/dm2). The method according to the present invention is applied to the descaling of hot rolled common steels, with mechanical pre-treatment of flaking as in example 1 (scale with c = 490 C / dm2, k = 3.7 seconds and Io = 10 A / dm2).

La linea di decapaggio, comprendente una lunghezza elettrodica anodica totale di L = 24 m (larghezza nastro 1,5 m), deve essere in grado di operare a velocità variabile tra 60 e 120 m/min. The pickling line, comprising a total anode electrode length of L = 24 m (belt width 1.5 m), must be able to operate at a variable speed between 60 and 120 m / min.

In tabella 3 vengono mostrate le densità di corrente (I) da applicare alla cella di decapaggio elettrolitico in funzione della lunghezza elettrodica anodica (L) e della velocità di linea (v). In tabella 3 vengono anche riportate tutte le altre grandezze connesse. Table 3 shows the current densities (I) to be applied to the electrolytic pickling cell as a function of the anode electrode length (L) and the line speed (v). Table 3 also shows all the other connected quantities.

Come si vede, non tendendo conto del ritrovato qui descritto, il dimensionamento della corrente degli alimentatori sarebbe risultato fortemente insufficiente a garantire la descagliatura all'aumentare della velocità della linea. As can be seen, not taking into account the invention described here, the dimensioning of the power supply current would have been highly insufficient to guarantee descaling as the line speed increased.

Esempio 4 Example 4

Il metodo secondo la presente invenzione viene applicato ad acciai comuni laminati a caldo con pre-trattamento meccanico di descagliatura come nell'esempio 1 (scaglia con c = 490 C/dm2, k = 3,7 secondi e I0 = 10 A/dm2). The method according to the present invention is applied to common hot-rolled steels with mechanical descaling pre-treatment as in example 1 (scale with c = 490 C / dm2, k = 3.7 seconds and I0 = 10 A / dm2) .

L'impianto di descagliatura è composto da 12 celle in ciascuna delle quali la lunghezza anodica unitaria di La = 2 m, per un totale L = 24 m (larghezza nastro 1,5 m); questo impianto deve essere in grado di operare a velocità variabile tra 40 e 120 m/min, secondo due differenti logiche di controllo di processo: in un caso (v. tabella 4a), con logica di massimizzazione dell'utilizzazione della potenza dei singoli alimentatori (cioè utilizzo di un numero di celle proporzionali alla velocità di linea) e, nell'altro caso (v. tabella 4b), con impiego costante di tutte le celle (cioè utilizzo di una densità di corrente proporzionale alla velocità di linea). Le indicazioni ottenute vengono riportate nelle seguenti Tabelle 4a e 4b. The descaling plant is composed of 12 cells in each of which the unit anodic length of La = 2 m, for a total L = 24 m (belt width 1.5 m); this plant must be able to operate at a variable speed between 40 and 120 m / min, according to two different process control logics: in one case (see table 4a), with a logic for maximizing the use of the power of the individual power supplies (i.e. use of a number of cells proportional to the line speed) and, in the other case (see table 4b), with constant use of all the cells (i.e. use of a current density proportional to the line speed). The indications obtained are reported in the following Tables 4a and 4b.

L'equazione di decapaggio elettrolitico neutro continuo secondo l'invenzione dimostra che le due logiche di regolazione di processo non sono equivalenti, in quanto sono complessivamente richiesti minori correnti totali di decapaggio quando si opera massimizzando il numero di celle impiegate. The continuous neutral electrolytic pickling equation according to the invention demonstrates that the two process regulation logics are not equivalent, since lower total pickling currents are required overall when one operates by maximizing the number of cells used.

L'equazione classica dell'elettrolisi non avrebbe permesso di capire la differenza tra le due logiche di controllo. Avrebbe inoltre sotto stimato il fabbisogno di corrente per il decapaggio. The classical equation of electrolysis would not have allowed us to understand the difference between the two control logics. It would also have underestimated the electricity requirement for pickling.

Claims

CLAIMS 1. Method for the continuous electrolytic pickling in neutral solution of carbon steels, in the presence of indirect effects of the passage of the electrolysis current, direct or alternating with a frequency of less than 3 Hz, characterized by the fact that the anodic treatment times and the currents of cells are chosen according to the formula: It = c kl where I is the current density passing through the cell; t is the anodic treatment time; c is the constant portion of electric charge density delivered for the direct anodic reactions of transformation of the oxides; And k is a time constant for calculating the portion of the quantity of electric charge, proportional to the current density I (kl), delivered for indirect anodic reactions linked to the development of oxygen and the consequent acidification at the steel / electrolytic solution interface .

2. Method for the continuous electrolytic pickling in a neutral solution, in the presence of indirect effects of the passage of the electrolysis current, direct or alternating with a frequency of less than 3 Hz, as per claim 1, in which the neutral solution is preferably constituted by sulphate of sodium, in a concentration from 0.5 to 2.5 M, at a temperature between 30 and 100 ° C.

3. Method for the continuous electrolytic pickling in neutral solution of carbon steels, in the presence of indirect effects of the passage of direct current of electrolysis, as per claim 1 or 2, in which the amount of charge c is between 200 and 1250 C / dm2 and the time constant k is between 2 and 11 seconds, for anode treatment times ranging from 7 to 50 seconds, current densities ranging between 10 and 80 A / dm2.

4. Use of the method for the continuous electrolytic pickling in neutral solution, in the presence of indirect effects of the passage of the electrolysis current, direct or alternating with a frequency of less than 3 Hz, as in any one of claims 1 to 3, characterized by the fact which, having fixed the width of the strip to be pickled and the speed of the strip to be pickled, the total anodic electrode length, and therefore the length of the relative continuous neutral electrolytic pickling line, are defined in relation to the current delivered, chosen according to the method of any one of claims 1 to 3.

5. Use as per claim 4, in which a process control logic is adopted which provides for the use of a number of cells proportional to the line speed and the use of the maximum available power.

6. Use as per claim 4, in which a process control logic is adopted which provides for the constant use of all the cells and the use of a current density proportional to the line speed.

7. Method for the continuous electrolytic pickling in neutral solution of carbon steels and its use for the definition of the relative pickling lines and process control logics, as previously described, exemplified and claimed.