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1、国外不锈钢酸洗技术第38卷第1期Vo1.38No.1金属制品MetalProducts2012年2月February2012doi:10.3969/j.issn.10034226.2012.O1.006国外不锈钢酸洗技术张颖,李慎松(东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司,辽宁大连116105)摘要介绍国外不锈钢酸洗技术.国外不锈钢酸洗一般采用隧道式全封闭自动化酸洗生产线,酸洗工艺大多采用还原型碱浸与预酸洗和混酸洗,成品采用硝酸钝化和石灰中和处理.还原型碱浸是由质量分数0.16%一0.30%的NaH加NaOH组成;预酸洗液由质量浓度为180220g/L的H2s0组成;混酸是由质量浓度为2O一55g/
2、L的HF和质量浓度为120220g/L的HNO,组成;钝化液由质量浓度为180250g/L的HNO组成;中和液是质量分数为10%一15%的Ca(OH)2溶液.关键词不锈钢;碱浸;预酸洗;混酸洗;钝化;中和中图分类号TG335.63OverseasstainlesspicklingtechnologyZHANGYing,LIShensong(DongbeiSpecialSteelGroup,DalianSpecialSteelWireCo.,Ltd.,Dalian116105,China)AbstractTointroduceoverseasstainlesspicklingtechnology
3、.Overseasstainlesspicklingadoptstunneltypefullyautoma-tedpicklingproductionline,picklingprocessadoptsreducedalkalileachingandpre-picklingofsulfuricacidandmixedpicklingofnitricacidaddinghydrofluoricacid.Finishedproductadoptsnitricacidpassivationandlimeneutralizationtreatment.Reducedalkalileachingisco
4、mpostedofmassfraction0.16%一0.30%sodiumhydride,addsodiumhydroxide.Prepicklingsolutioniscomposedofmassconcentration180220g/Lsulfuricacid.Mixedacidiscomposedofmassconcentration2055g/Lhydrofluoricacidandmassconcentration120220g/Lnitricacid.Passivationsolutioniscomposedofmassconcentration180250g/Lnitrica
5、cid.Neutralizedsolutioniscomposedofmassfraction10%15%calciumhydroxide.Keywordsstainlesssteel;alkaliextraction;pre-pickling;mixpickling;passivation;neutralization由于东北特钢集团进行环保搬迁改造,分别与德国史道勒,日本五十铃,美国UVK,德国汉高,捷克EKOMOR等公司进行了酸洗技术交流.通过交流总结了国外不锈钢酸洗技术的共同点:采用隧道式全封闭自动化不锈钢酸洗生产线,酸洗工艺大多采用还原型碱浸和混酸(HNO+HF)酸洗,成品采用硝酸钝
6、化和石灰中和处理.1德国史道勒公司1.1不锈钢盘条酸洗生产线特点德国史道勒公司的不锈钢盘条酸洗生产线是碱一酸复合酸洗工艺,采用还原型碱浸和混酸(HNO+HF)酸洗.生产线的特点:(1)隧道式全封闭自动化不锈钢酸洗生产线,封闭罩的两端设置自动启闭的密封门,隧道内为负压,酸雾排放效果好J.(2)酸洗线设计成直线式,单钩单卷进行酸洗,机械手与处理的盘卷脱钩.(3)全自动化立体仓库存储系统,全过程进行物料跟踪,自动化程度高.(4)酸槽配有温度,浓度,液位,流量控制装置,可自动补充新酸和水,保证金属盐成分稳定.(5)酸槽中的酸液和水槽中的水均采用梯级溢流,且溢流方向与物流方向相反,保证酸洗质量.(6)采
7、用还原型碱浸.(7)采用预酸洗(HSO+HF)和混酸洗(HNO3+HF).(8)成品采用硝酸钝化和石灰中和处理.(9)酸废水采用石灰中和处理,经石灰中和,沉淀后清水回收利用,泥渣用压滤机压成泥饼处理.?22?金属制品第38卷(10)(HNO,+HF)废酸采用酸过滤和酸再生装置处理后返回酸洗槽使用.(11)氮氧化物废气采用SCR催化燃烧法处理,用氨水作吸收液;HSO雾使用酸雾净化塔进行喷淋处理,用NaOH溶液作吸收中和液.1.2工艺流程史道勒公司的不锈钢盘条酸洗工艺:预热一还原型碱浸一淬水一水洗一预酸洗一高压水喷淋一混酸酸洗一高压水喷淋一钝化一水洗一中和.酸洗各工序溶液组成及工艺条件见表1.表1
8、史道勒公司酸洗各工序溶液主要成分TablelPicklingeachproceduresolutionmaincompositionandprocessconditionofGermanySteulerCo注:奥氏体(热轧)钢在混酸1中酸洗;马氏体,铁素体和奥氏体(固溶)钢在混酸2中酸洗.(7)采用预酸洗(H:SO)和混酸(HNO4-HF)2日本五十铃公司2.1不锈钢盘条酸洗生产线特点13本五十铃公司酸洗生产线是酸一碱一酸复合酸洗工艺.采用氧化型碱浸与混酸(HNO+HF)酸洗,独特之处是碱浸前增加预酸洗,用酸将氧化皮的最外层Fe:O,洗去,以利于随后的碱一酸复合酸洗.该生产线的特点:(1)隧道
9、式全封闭自动化不锈钢酸洗生产线,封闭罩的两端设置自动启闭的密封门.(2)生产线设计成环形,单钩单卷进行酸洗,机械手与处理的盘卷在整个酸洗线中不脱钩.(3)酸槽中的酸液和水槽中的水均采用梯级溢流,且溢流方向与物流方向相反,以保证酸洗质量.(4)酸槽有温度,浓度,液位,流量控制等功能.(5)碱浸前预酸洗.(6)采用氧化型碱浸.酸洗.(8)成品采用硝酸钝化和石灰中和处理.(9)酸性废水采用NaOH中和处理.(10)(HNO+HF)废酸采用酸过滤和酸再生装置处理后返回酸洗槽使用.(11)HSO雾采用酸雾净化塔进行喷淋处理,用NaOH溶液作为吸收液.氮氧化物使用酸雾净化塔进行喷淋处理,用NaOH,NaC
10、10:和Na2S2O.作为吸收液.2.2工艺流程日本五十铃公司不锈钢盘条的酸洗工艺:预酸洗(H:SO)一水洗一预热一氧化型碱浸淬水水洗一混酸洗(HNO+HF)一水洗一盘条旋转槽一混酸洗(HNO+HF)一高压水喷淋一钝化(HNO)一水洗一中和.其酸洗各工序溶液主要成分及工艺条件见表2.第1期张颖,等:国外不锈钢酸洗技术?23?注:马氏体,铁素体,奥氏体(固溶),奥氏体(热轧)钢都经过预酸洗1,预酸洗2,预酸洗3;奥氏体(固溶),马氏体,铁素体钢在混酸1,混酸2中进行酸洗;奥氏体(热轧)钢在混酸3,混酸4中进行酸洗.3美国UVK公司3.1不锈钢盘条酸洗生产线特点美国UVK公司酸洗生产线是干式振动碱
11、酸复合酸洗工艺.该生产线与德国史道勒公司酸洗生产线大体相似,均采用还原型碱浸与昆酸(HNO+HF)酸洗,不同的是碱浸前有干式振动疏松盘卷,使部分氧化皮脱落,提高碱浸效率.生产线的特点:(1)隧道式全封闭自动化不锈钢酸洗生产线,封闭罩的两端设置挡风门帘.(2)酸洗线设计成U型,双钩双卷进行酸洗,机械手与处理的盘卷脱钩.(3)酸槽中酸液和水槽中的水均采用梯级溢流,且溢流方向与物流方向相反,以保证酸洗质量.(4)酸槽配有温度,浓度,液位,流量控制,以及可自动补充新酸和水等功能.(5)碱浸前有干式振动,提高碱浸效率.(6)采用还原型碱浸.(7)采用预酸洗(HC1)和混酸洗(HNO+HF).(8)成品采
12、用硝酸钝化和石灰中和处理.(9)酸性废水采用Ca(OH)中和处理.(10)(HNO+HF)废酸采用酸过滤和酸再生装置处理后返回酸洗槽继续使用.(11)HC1雾采用酸雾净化塔进行喷淋处理,用?24?金属制品第38卷NaOH溶液作吸收中和液.氮氧化物废气采用SCR催化燃烧法处理,用尿素作为吸收液.3.2工艺流程美国UVK公司不锈钢盘条酸洗工艺:干式振动一预热一还原型碱浸一淬水一漂洗一预酸洗一高压水喷淋一混酸洗一穿越漂洗一昆酸洗一高压水喷淋一钝化一漂洗一中和.其酸洗各工序溶液主要成分及工艺条件见表3.表3美国UVK公司酸洗各工序溶液主要成分及工艺条件Table3Picklingeachprocedu
13、resolutionmaincompositionandprocessconditionofAmericaUVKCo注:马氏体,铁素体,奥氏体(固溶)钢都经预热1,预热2,碱浸1,碱浸2,预酸洗1,预酸洗2,混酸1,混酸2进行碱浸酸洗处理;奥氏体(热轧)钢经预酸洗1,预酸洗2,混酸3,混酸4,混酸5,混酸6,昆酸7进行酸洗.4.1Cleanox352环保型不锈钢酸洗技术4德国汉高公司C1eanox352环保型酸洗技术是意大利米兰第1期张颖,等:国外不锈钢酸洗技术?25?的专利技术,现由德国汉高公司生产销售.该技术已在美国,意大利,西班牙,韩国等数十个国家应用.该技术的特点:(1)酸液不含硝酸,
14、不含难于处理的硝酸盐,亚硝酸盐和六价铬;没有氮氧化物气体产生,三废处理费用少J.(2)酸洗过程中只溶解氧化皮,不溶解基体,金属损失少.(3)酸槽设有温度,浓度控制系统,酸液可自动分析和自动添加.(4)酸洗速度和酸洗质量与一般混酸酸洗相似,但原料配方需向汉高公司购买,生产成本高.4.2酸洗原理Cleanox352酸洗技术是在硫酸中加入氢氟酸,过氧化氢,稳定剂和湿润剂,从而组成HSO,HF,H0:体系的混合酸洗液.初配时还需加入Fe,依靠Fe的氧化性来诱发硫酸与氧化皮反应,借助氢氟酸的活化作用,使酸液透过氧化皮的裂隙,进入氧化皮下最易反应的贫铬层,并产生大量氢气,靠氢的剥离作用将氧化皮撕裂,脱落.
15、4.3工艺流程德国汉高公司不锈钢盘条酸洗工艺:预热一还原型碱浸一淬水_漂洗一预酸洗(H:sO)一漂洗一Cleanox352混酸酸洗一高压水喷淋一钝化(HNO)一高压水喷淋一中和.其酸洗各工序溶液主要成分和工艺条件见表4.表4德国汉高公司酸洗各工序溶液主要成分和工艺条件Table4PicklingeachproceduresolutionmaincompositionandprocessconditionoftheGermanycompanyHenkel注:奥氏体钢在混酸3中酸洗;马氏体钢在混酸2中酸洗;铁素体钢在混酸l中酸洗.应用.5捷克EKoMOR公司5.1氢化钠还原技术氢化钠还原技术是19
16、41年发明的,20世纪60年代末,研究开发了Feropur,Feropur是捷克共和国的专利产品,该产品是Nail和NaOH熔融物,其有效成分是NaH,近年来,中,美,德,韩等国家已5.2还原型碱浸的特点还原法是利用NaH的还原熔解作用,使金属氧化物还原成金属或可溶的低价氧化物u6j,其化学反应有2个特性,溶解和还原同时进行而且互补,并利用急冷,使氧化层破裂.还原技术是各类合金钢去除氧化皮的最佳方法,其特点:?26?金属制品第38卷(1)对奥氏体,马氏体,铁素体等各种合金钢都适用.(2)只与氧化物反应,基体金属损耗小.(3)反应产物是NaOH,没有氮氧化物,硝酸根和六价铬.(4)碱液温度低,热
17、能消耗少.(5)碱浸时间短,生产效率高,盘条表面质量好.(7)还原盐是捷克共和国的专利产品,价格高,进货手续复杂,周期长.5.3工艺流程EKOMOR公司不锈钢盘条酸洗工艺:预热一还原型碱浸一淬水一漂洗一预酸洗(H:SO)一漂洗一混酸洗(HF+HNO,)一高压水喷淋一混酸洗(HF+HNO.)一高压水喷淋一钝化(HNO)一漂洗一中和.(6)槽底沉渣是金属,其排放物最少,治理费用低.其酸洗各工序溶液主要成分及工艺条件见表5.表5捷克EKOMOR公司酸洗各工序溶液主要成分及工艺条件Table5Picklingeachproceduresolutionmaincompositionandprocessc
18、onditionofCzechEKOMORCo.注:奥氏体(热轧)钢在混酸1,混酸2中酸洗;奥氏体(固溶),马氏体,铁素体钢在混酸3,混酸4中酸洗.6结语(1)国外不锈钢酸洗技术普遍采用隧道式全封闭自动化酸洗生产线,生产线通常设计成直线型,u型或环形.酸槽普遍配有温度,浓度,液位,流量控制装置,可自动加酸加水;酸槽中的酸液和水槽中的水均采用梯级溢流,且溢流方向与物流方向相反,保证酸洗质量.(2)国外不锈钢酸洗工艺大多采用还原型碱浸,预酸洗和混酸酸洗,成品采用硝酸钝化和石灰中和处理.国外典型的不锈钢酸洗工艺流程:预热还原型碱浸一淬水一水洗一预酸(下转第29页)第1期曾智宇:电磁擦拭法在钢丝热镀锌
19、中的应用?29?2.4,3.0mm钢丝各取44,40,26根进行检验,电磁擦拭钢丝表面基本光滑,油木炭擦拭钢丝表面粗糙,且时有锌瘤产生,2种方法锌层面质量检验结果见表1.表1钢丝锌层面质量检验结果Table1Testresultofsteelwirezinccoatmass从表1可知,电磁擦拭法与油木炭擦拭方式相比,值提高35倍,锌层面质量控制精确度高,波动值降低50%75%.4结语电磁擦拭法作为一种新型的钢丝热镀锌擦拭方法,在实际生产中通过增加喷淋冷却以及电解酸洗,碱洗,可以满足电磁擦拭法对酸洗,脱脂及水冷效果的要求;改进放线装置,可以减少钢丝的乱线,锁扣现象,保证电磁擦拭正常运行.结果表明
20、,电磁擦拭法生产效率比传统擦拭法提高35倍,锌层面质量波动值小,不仅钢丝镀层表面质量得到提高,同时产品质量,价格竞争力也大大增强,给企业带来较好的经济效益.参考文献1朱立.钢材热镀锌M.北京:化学工业出版社,2006.2张启富,刘邦津,黄建中.现代钢带连续热镀锌M.北京:冶金工业出版社,2007.3张洪云.高效大盘重厚镀层热镀锌钢丝生产线J.金属制品,2008(5):4546.4张光新.热镀锌钢丝生产线的技术改造J.金属制品,2009(3):2021.5崔影.钢丝热镀锌炭渣擦拭原理分析J.金属制品,2006(5):2728.(收稿日期:20111208)作者简介曾智宇1974年生,工程师,湘潭
21、钢铁集团有限公司钢丝绳厂钢绳作业区作业长.(上接第26页)洗一水洗一混酸酸洗一高压水喷淋一钝化一水洗一石灰中和.(3)国外酸洗线三废处理设施先进,齐全.酸性废水采用NaOH或石灰中和处理,处理后清水回收利用,泥渣用压滤机压成泥饼处理;H:SO或HC1雾普遍采用酸雾净化塔进行喷淋处理,并用NaOH溶液作吸收中和液;氮氧化物废气普遍采用SCR催化燃烧法处理,用氨水或尿素作为吸收液.(HF+HNO)废酸采用酸过滤和再生装置,过滤掉金属离子和淤泥,再生酸返回酸洗槽继续使用.(4)从实际生产效率考虑,隧道式酸洗生产线更适合于批量大,品种变化少的不锈钢生产.对品种变化频繁,批量较小的不锈钢生产,隧道式酸洗
22、的生产效率往往很难发挥,甚至不如厂房封闭的敞开式酸洗生产线.参考文献1冯畅.全封闭酸洗自动生产线的环保措施C/全国金属制品信息网.2008金属制品行业技术交流会论文集.郑州:全国金属制品信息网,2008:102103.陈晓娟.不锈钢盘条表面处理生产线C/全国金属制品信息网.全国金属制品信息网第22届年会论文集.郑州:全国金属制品信息网,2010:139141.菅军伟.酸洗废水的处理C/全国金属制品信息网.2008金属制品行业技术交流会论文集.郑州:全国金属制品信息网,2008:8183.李永亭.胎圈钢丝生产中三废的处理J.金属制品,2008(3):4951.李佳.不锈钢线材盘卷的酸洗工艺J.轧钢,2007(6):4649.安东蓬普.钢丝生产M.张炳南,殷祥华,冯雅观,译.湘潭:湘潭钢铁厂科技情报研究室,1985.(收稿日期:20111118)作者简介张颖1978年生,东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司工程师.李慎松1978年生,东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司工程师.11j1j23456
