CN113584493B - 一种冷轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及种冷轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备,酸洗工艺控制退火炉出口带钢的温度,使高温的带钢与低温的酸洗液直接接触,让其在表面发生强烈的物理化学反应,快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮,并通过调控梯级溢流连续酸洗***中酸洗液的氧化还原特性来提高酸洗效率,以高效去除奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢上残留的氧化铁皮,该工艺充分利用了退火炉的余温,并且降低了酸液温度,节约了能耗,实现冷轧不锈钢带钢低耗高效酸洗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及带钢表面清洗技术领域,具体是涉及一种冷轧不锈钢退火酸洗工艺及酸洗设备。
背景技术
不锈钢表面质量是影响产品性能提升的关键因素之一。冷轧不锈钢带钢在轧制过程中表面会形成一层致密的金属氧化物薄膜,该氧化膜会严重降低冷轧不锈钢带钢表面质量且加剧轧辊的磨损。
冷轧不锈钢带钢经退火和机械破鳞之后,奥氏体不锈钢的酸洗工艺为Na2SO4(电解)酸洗→刷洗→混酸(HNO3+HF)酸洗,铁素体和马氏体的酸洗工艺为Na2SO4(电解)酸洗→刷洗→HNO3(电解)酸洗,再经过多级漂洗及干燥。当前酸洗工艺存在酸耗高、刷辊更换频率高、电耗高等不足。
此外,冷轧不锈钢带钢的酸洗条件较为恶劣,且酸洗耗时很长,因此,亟待开发高效酸洗设备及工艺,减缓高温高浓度化学试剂对环境的污染、加快清洗速度同时获得高表面质量的带钢。
发明内容
本发明旨在提供一种低耗、高效的冷轧不锈钢退火酸洗工艺。
具体方案如下:
一种冷轧不锈钢退火酸洗工艺,包括以下步骤:
步骤1)、冷轧不锈钢进入退火炉调控成分后,通过调节退火炉冷却段的冷却能力,控制退火炉冷却段出口的冷轧不锈钢带钢的温度为60~200℃;
步骤2)、从退火炉冷却段出口输出的冷轧不锈钢带钢经保温调控后以高于酸洗液的温度直接进入预酸洗槽内进行酸洗,预酸洗槽的酸洗介质为HCl,HCl的浓度为20~60g/L,同时酸洗介质中含有Fe2+及Fe3+;
步骤3)、经过预酸洗槽酸洗的冷轧不锈钢带钢经挤干辊挤干后进入中性盐电解槽进行酸洗;然后再经挤干辊后进入由多个子槽串联的梯级溢流连续酸洗***进行连续酸洗;中性盐电解槽中的中性盐为Na2SO4,梯级溢流连续酸洗***的酸洗介质为HCl,HCl的浓度为20~150g/L,同时酸洗液含有Fe2+及Fe3+;
步骤4)、经过梯级溢流连续酸洗***酸洗后的冷轧不锈钢带钢进入钝化槽进行钝化,最后进入多级漂洗***漂洗后烘干收卷。
进一步的,在步骤2)中,冷轧不锈钢带钢进入预酸洗槽的入槽温度高于100℃。
进一步的,在步骤3)中,通过投加氧化剂来调控Fe2+及Fe3+配比,以此来控制酸洗液的氧化还原特性。
进一步的,步骤3)中的梯级溢流连续酸洗***由多个子槽串联形成梯级溢流,并形成多段的低温酸洗槽,多段的低温酸洗槽的酸液浓度依次递增,总铁含量依次递减。
进一步的,步骤3)中的梯级溢流连续酸洗***至少具有3段低温酸洗槽,其中第2段酸洗介质为还原性体系,最后一段酸洗介质为强氧化性体系。
进一步的,步骤4)中钝化槽中的钝化液为硝酸、双氧水以及柠檬酸中的一种或多种的组合。
进一步的,步骤4)中的多级漂洗***由3-6级梯级溢流漂洗***构成,其中最后一级漂洗水压力为5-10公斤,其余几级的漂洗水压力为2-6公斤。
进一步的,步骤2)中采用在线投加多元弱酸、循环过滤分离的方式来调控Fe2+及Fe3+总铁含量。
本发明还提供了一种冷轧不锈钢退火酸洗设备,包括带钢传输装置以及沿带钢的行进方向依序设置的开卷机、焊机、活套、退火炉、保温腔、控温装置、预清洗槽、电解槽、梯级溢流连续酸洗槽、钝化槽、漂洗槽和烘干机。
进一步的,还包括有一调控***和氧化电位检测,所述调控***与梯级溢流连续酸洗槽的各酸槽连接设置,梯级溢流连续酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置,氧化电位检测通过检测梯级溢流连续酸洗槽中酸液的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性,并以此控制调控***来对梯级溢流连续酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂。
本发明提供的冷轧不锈钢退火酸洗工艺与现有技术相比较具有以下优点:本发明提供的冷轧不锈钢退火酸洗工艺取消了退火炉出口干燥装置、机械除鳞工艺及酸洗段机械刷洗装置,并采用无硝酸、无氢氟酸的梯级溢流连续酸洗工艺***来实现带钢的快速清洗,同时控制退火炉出口带钢的温度,使高温的带钢与低温的酸洗液直接接触,让其在表面发生强烈的物理化学反应,快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮,并通过调控梯级溢流连续酸洗***中酸洗液的氧化还原特性来提高酸洗效率,以高效去除奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢上残留的氧化铁皮,该工艺充分利用了退火炉的余温,并且降低了酸液温度,节约了能源,实现冷轧不锈钢带钢低耗高效酸洗的目的。
附图说明
图1示出了冷轧不锈钢退火酸洗设备的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种冷轧不锈钢退火酸洗工艺,该酸洗工艺通过控制退火炉出口带钢的温度,让高温带钢直接进入酸洗槽进行酸洗,取消退火炉出口干燥装置、机械除鳞工艺及酸洗段机械刷洗装置,并通过无硝酸、无氢氟酸的梯级溢流连续酸洗工艺***来实现带钢的快速清洗,同时降低能耗及酸耗,以得到高表面质量的带钢,具体包括以下步骤:
步骤1)、冷轧不锈钢进入退火炉调控成分后,通过调节退火炉冷却段的冷却能力,控制退火炉空冷段出口处冷轧不锈钢带钢的温度为60~200℃。在本实施例中,退火炉冷却段出来的冷轧不锈钢带钢通过空冷、高压雾冷及保温腔控温的方式实现对冷轧不锈钢带钢入槽温度的控制,以让冷轧不锈钢带钢以高的温度进入至预酸洗槽中进行酸洗。
步骤2)、冷轧不锈钢带钢经保温腔后以高的温度直接进入预酸洗槽酸洗。在本实施例中,预酸洗槽为大锥底结构,预酸洗槽的酸洗介质为HCl,HCl的浓度为20~60g/L,同时酸洗介质中含有Fe2+及Fe3+,高温的冷轧不锈钢带钢与低温的酸洗液接触时,表面能够发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮。优选的,冷轧不锈钢带钢的入槽温度高于100℃,以让冷轧不锈钢带钢与酸洗液接触时,表面能够发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮。
在本实施例中,步骤2)中采用在线投加多元弱酸、循环过滤分离的方式来调控Fe2+及Fe3+总铁含量。
步骤3)、经过预酸洗槽酸洗的冷轧不锈钢带钢经挤干辊挤干后进入中性盐电解槽进行酸洗;然后再经挤干辊后进入由多个子槽串联的梯级溢流连续酸洗***进行连续酸洗。
在本实施例中,中性盐电解槽中的中性盐为Na2SO4,梯级溢流连续酸洗***包括有2-4段的低温酸洗槽,低温酸洗槽的酸洗介质为HCl,HCl的浓度为20~150g/L,同时酸洗液含有Fe2+及Fe3+,其可以通过投加氧化剂来调控Fe2+及Fe3+配比来控制酸洗液的氧化还原特性,以保证酸洗的效果。
本实施例中的酸洗操作通过电解中性盐和多级盐酸酸洗液以及控制酸洗液的氧化还原特性来实现低耗高效去除冷轧不锈钢带钢上氧化铁皮的效果。
优选的,梯级溢流连续酸洗***的子槽经连通管实现梯级溢流,酸液浓度依次递增,总铁含量依次递减。
较佳的是,2-4段低温酸洗槽酸洗介质的氧化性逐步提高,更佳的是第2段酸洗介质为还原性体系,最后一段酸洗介质为强氧化性体系。
步骤4)经过梯级溢流连续酸洗***酸洗后的冷轧不锈钢带钢进入钝化槽进行钝化,最后进入多级漂洗***漂洗后烘干收卷。
在本实施例中,钝化槽中的钝化液为硝酸、双氧水以及柠檬酸中的一种或多种的组合。
多级漂洗***由3-6级梯级溢流漂洗***构成,设置pH计及电导率来监测漂洗液,其中前几级漂洗水压力为2-6公斤,最后一级漂洗水压力为5-10公斤,进而实现更优的漂洗效果。
本实施例提供的冷轧不锈钢退火酸洗工艺取消了退火炉出口干燥装置、机械除鳞工艺及酸洗段机械刷洗装置,并采用无硝酸、无氢氟酸的梯级溢流连续酸洗工艺***来实现带钢的快速清洗,同时控制退火炉出口带钢的温度,使高温的带钢与低温的酸洗液直接接触,让其在表面发生强烈的物理化学反应,快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮,并通过调控梯级溢流连续酸洗***中酸洗液的氧化还原特性来提高酸洗效率,以高效去除奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢上残留的氧化铁皮,该工艺充分利用了退火炉的余温,并且降低了酸液温度,节约了能耗,实现冷轧不锈钢带钢低耗高效酸洗的目的。
实施例2
参考图1,其是一种用于实现上述实施例1的冷轧不锈钢退火酸洗工艺的酸洗设备,包括带钢传输装置(图中未示出)以及沿带钢23的行进方向依序设置的开卷机1、焊机2、活套3、退火炉4、保温腔5、控温装置、预清洗槽9、电解槽10、1#酸槽12、2#酸槽16、钝化槽18、漂洗槽20和烘干机22。
其中,控温装置上设置有风机6和加热器7,通过控制风机和加热器7的功率可调控带钢的温度,控温装置上还安装有一板温仪8,以用于检测和调控带钢的板温;电解液循环罐11通过循环泵与电解槽10相连接;1#酸罐13通过循环泵与1#酸槽12、2#酸罐17通过循环泵14与2#酸槽16相连接,钝化罐19通过循环泵与钝化槽18相连接,漂洗罐21通过循环泵与漂洗槽20相连接。这里需说明的,虽然图1中只示出了1#酸槽12、2#酸槽16共二个酸槽,但并不限定于此,酸槽的数量可以根据实际酸洗的段数进行增减。每一酸槽与酸罐之间上都还设置有一热交换器15,以保证酸槽内的酸洗液在酸洗后能够维持低的温度。
带钢23经由开卷机1进行开卷操作,并经由焊机2和活套3操作后由传输装置往后段工序方向输送,其先经过退火炉4进行热处理,热处理完成后从退火炉4的冷却段输出,退火炉冷却段出来的带钢通过退火炉的调节水套循环量及保温腔5控温,以最大程度利用退火炉的余温,让出来的带钢维持一定的高温,并通过控温装置调控后,让高温的带钢与低温的酸洗液接触表面能够发生强烈的物理化学反应来快速酸洗剥离表层粗大的氧化铁皮。
热的高温带钢依序经过预清洗槽9、电解槽10、1#酸槽12、2#酸槽16的酸洗后进入钝化槽18进行钝化,提高带钢的白度及防腐能力,最后进入至漂洗槽20和烘干机22中进行漂洗和风干得到高表面质量的带钢。
在本实施例中,还包括有一调控***24和氧化电位检测25,该调控***与多段酸洗槽的各酸槽连接设置,各酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置,氧化电位检测通过检测各酸洗槽中酸液的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性,并以此控制调控***来对多段酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂,以此来实现自动控制多段酸洗槽中各酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性,进而保证带钢清洗的效果以及一致性。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种冷轧不锈钢退火酸洗工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)、冷轧不锈钢进入退火炉调控成分后,通过调节退火炉冷却段的冷却能力,控制退火炉冷却段出口的冷轧不锈钢带钢的温度为60~200℃;
步骤2)、从退火炉冷却段出口输出的冷轧不锈钢带钢经保温调控后以高于酸洗液的温度直接进入预酸洗槽内进行酸洗,冷轧不锈钢带钢进入预酸洗槽的入槽温度高于100℃,预酸洗槽的酸洗介质为HCl,HCl的浓度为20~60g/L,同时酸洗介质中含有Fe2+及Fe3+;
步骤3)、经过预酸洗槽酸洗的冷轧不锈钢带钢经挤干辊挤干后进入中性盐电解槽进行酸洗;然后再经挤干辊后进入由多个子槽串联的梯级溢流连续酸洗***进行连续酸洗;中性盐电解槽中的中性盐为Na2SO4,梯级溢流连续酸洗***的酸洗介质为HCl,HCl的浓度为20~150g/L,同时酸洗液含有Fe2+及Fe3+;其中,步骤3)中的梯级溢流连续酸洗***由多个子槽串联形成梯级溢流,并形成多段的低温酸洗槽,多段的低温酸洗槽的酸液浓度依次递增,总铁含量依次递减;
步骤3)中的梯级溢流连续酸洗***至少具有2段低温酸洗槽,其中第1段酸洗介质为还原性体系,最后一段酸洗介质为强氧化性体系,通过投加氧化剂来调控Fe2+及Fe3+配比,以此来控制酸洗液的氧化还原特性;
步骤4)、经过梯级溢流连续酸洗***酸洗后的冷轧不锈钢带钢进入钝化槽进行钝化,钝化液为硝酸、双氧水以及柠檬酸中的一种或多种的组合,最后进入多级漂洗***漂洗后烘干收卷。
2.根据权利要求1所述的冷轧不锈钢退火酸洗工艺,其特征在于:步骤4)中的多级漂洗***由3-6级梯级溢流漂洗***构成,其中最后一级漂洗水压力为5-10公斤,其余几级的漂洗水压力为2-6公斤。
3.根据权利要求1所述的冷轧不锈钢退火酸洗工艺,其特征在于:步骤2)中采用在线投加多元弱酸、循环过滤分离的方式来调控Fe2+及Fe3+总铁含量。
4.一种实施权利要求1-3任一项所述的冷轧不锈钢退火酸洗工艺的冷轧不锈钢退火酸洗设备,其特征在于:包括带钢传输装置以及沿带钢的行进方向依序设置的开卷机、焊机、活套、退火炉、保温腔、控温装置、预酸洗槽、电解槽、梯级溢流连续酸洗槽、钝化槽、漂洗槽和烘干机;
还包括有一调控***和氧化电位检测,所述调控***与梯级溢流连续酸洗槽的各酸槽连接设置,梯级溢流连续酸洗槽中酸洗介质的氧化还原特性与投加氧化剂的自动阀连锁设置,氧化电位检测通过检测梯级溢流连续酸洗槽中酸液的氧化还原电位来判定酸洗介质的氧化还原特性,并以此控制调控***来对梯级溢流连续酸洗槽对应的酸洗槽中投加氧化剂。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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