酸洗工艺技术(一)

酸洗工艺技术1、热轧钢卷的要求和验收

对冷轧坯料一般要求如下：1.1钢的化学成分应符合国家标准的规定；

不同成分在成形中作用：（1）碳(c)：碳是钢中最一般的强化元素，碳使强度增加，塑性下降，但是对成形用钢而言，需要的是低的屈服强度、高的均匀伸长率和总伸长率。由此可知冲压用钢的含碳量希望是低的，一般冲压钢的含碳量小于0．1％，常用的为C＜0．08％(如我国08A1)，优质冲压钢C＜0．04％(如我国K08A1)，超深冲压铜(IF钢)则达到c(o．o05％，对于采用吹氧转炉生产的钢，碳含量最低可达C＜0．04％，所以在冶炼方面就必须采用新技术以降低碳的含量。1（2）氮(N)：氮在钢中一般使屈服强度和抗拉强度增加，硬度值上升，r值下降并引起时效。对于冲压用钢板，氮的作用和碳元素一样，主要是造成屈服效应和应变时效。另外，如果工艺上控制不当，氮会和钛、铝等形成带棱角的夹杂物，这对于冲压也是不利的。因此，冲压用钢总是要降低氮，使其含量尽量的低。（3）铝(Al)：铝在优质冲压钢中一般是作为脱氧剂加入的，作用主要是去除吹氧冶炼时溶在钢液中的氧。另外Al作为定氧剂，抑制氮在铁素体内的固溶，消除应变时效，提高低温塑性。（4）氧(O)：氧是炼钢中不可缺少的元奈，但是氧与其他许多元素亲和力强，易在钢中形成各种夹杂物，这对于钢的性能不利。另外，如果氧含量过高也会影响其他元素的效果。如向钢添加Ti以固定碳和氮时，如果O＜0．015％，则钠的{111}织构强而{100}织构弱，r值较高，但当O＞0．015％时，则{111}织构强度突然下降，r值也突然下降。2（5）硫(S)：硫在深冲钢中是有害元素，应尽量降低。根据国外对IF钢的剖析结果，IF钢的硫含量均控制在0．008％以下。硫在铁水预处理后可降至0．01％左右，然后经转炉吹炼降硫30％一50％时，IF钢中的琉可降至0．001一0．007％的水平。（6）磷(P)：磷对钢一般总是一种有害的元素，会增加钢的脆性，但是磷又是一种可以提高钢强度最有效的元素，对于低碳钢适当的加入磷，可以生产成形性优良的深冲高强度钢，研究发现在低碳钢中加入适量的磷，对其成形性的影响不大，但可大大提高钢的强度。但磷对钢的成形性的总的影响是，随着钢中磷含量的增加，抗拉强度和屈服强度加，总伸长率，n值和r值均降低。还有的研究认为，在脱碳脱氮的薄板钢中加入0．01一0．08％的磷，反而可以提高钢板的r值。另外，钢中夹杂物对板材的成形性能也有重要的影响。夹杂物是降低钢的力学性能和工艺性能的主要因素，对于冲压钢板，不论沸腾钢或镇静钢当铸件表面附近有夹杂物时，在轧制成薄板后，这些夹杂物就会暴露出来，成为表面缺陷或表皮缺陷。对冲压用钢的要求是表面无缺陷，在轧制和退火过程中可以通过精心操作和控制使其不产生表面缺陷，但钢内部的夹杂物引起的表面缺陷则不易控制。因此，在钢的冶炼过程中应严格控制夹杂物的数量、尺寸和分布。31.2坯料厚度和宽度尺寸应符合规定原料带钢宽度偏差是指带钢全长内偏离公称宽度的数值，实际生产中带钢宽度往往是中间窄两头宽，有时中间窄得剪不着边，两头宽得剪下的毛边超过了允许宽度。实践证明，带钢宽度超过最大允许偏差时，剪边过宽，入碎边剪后不易被剪断，往往造成碎边剪出现事故。相反，当带钢宽度过窄时，剪边过窄，在带钢中心出现偏离时，可能出现空过圆盘剪而造成空剪窄尺，当带钢在连续酸洗作业下运行时，往往会出现跑偏事故。热轧带钢的厚度。由于轧制过程中轧件温度不均匀和张力波动，通常头部较尾部厚0．15～0．20mm；有时由于操作方面的原因，带钢某段出现一边厚一边薄，或一段厚一段薄的现象，或者出现带钢全长超厚现象，这些都会给并卷焊接及冷轧造成困难。因此，对于不同厚度的原料带卷，其厚度偏差都有具体的要求，例如带钢厚度小于3mm时，厚度偏差应为±0．20mm；带厚为3～5mm时，厚度偏差为±0．24mm；带厚大于5mm时，厚度偏差应为±0．27mm。41.3表面无氧化铁皮，边部无裂纹等；夹杂和氧化铁皮压入，从外观看较容易发现，夹杂和氧化铁皮压入采用酸洗的方法多数是不易清除掉的；轻微的夹杂和氧化铁皮压入，即使能够酸洗掉，但会造成其他部位板面过酸洗，个别情况将会使板面留下坑痕，冷轧后因坑痕扩大而造成废品。1.4无条状划伤、压印、压坑、凸泡和分层等缺陷；原料表面出现超过厚度正负偏差一半深度的划条称为划伤。这种缺陷在冷轧过程中不易消除，最终会导致成品板带降级。实践证明，当原料表面存在不大于厚度正负偏差一半的压痕、发裂、麻点、划伤、凸泡及轧辊网纹时，在40％的冷轧压下率轧制后基本上都可以消除。气泡和结疤是指从外观上不易被发现的两种缺陷，它们只有当原料经过酸洗后才暴露出来。气泡呈现为孔隙或裂缝状态，结疤呈现为凹坑状。经过冷轧之后，这两种缺陷都不易被消除。

51.5带卷无塔形、松卷、开卷后平直。镰刀弯和S弯出现在热轧带钢中，它是指带钢中心线沿带钢长度方向出现的镰刀形和S形的变化。有镰刀弯和S弯的原料在连续机组和在冷轧机组轧制时，必然引起带钢跑偏，严重时造成断带事故。同时它们在圆盘剪上剪切时，往往不能保证带边均匀和取直，使带钢卷取时产生塔形，钢卷上下两端松紧不匀。产生镰刀弯和S弯的原因是，热轧过程中两边压下量不匀和加热温度不均。它属于无法消除的缺陷。为保证冷轧过程顺利进行，带钢的镰刀弯应符合技术标准的规定。轧带钢出现镰刀弯后，在卷取成卷时必然出现塔形。塔形钢卷在吊运和在辊道上运送时，塔峰易窝折或卡出破口。当窝折的折角小于900时侧必然被拉辊压成折叠。当破口深度超过剪边宽度时，破口则不能完全剪掉。当带钢跑偏时可能在破口处被拉裂。塔形钢卷在连续作业线和轧制过程中，钢卷中心线不易始终对准作业线或轧制中心线，经常造成跑偏事故。扁卷是在以钢卷为原料时出现的一种缺陷。它是在过高温度下卷取后，在辊道上卧式放置运输时，吊卸不及时及钢卷互相冲撞挤压造成的。当扁卷的内径小于开卷机的锥体最小直径时，则扁卷只有被判废改作它用。

6长舌头多出现在热轧带钢的尾部，它是因为带钢在轧制过程中尾端失去控制，使其延伸自由所造成的。有长舌头的钢卷不利于开卷，往往需要多次反复才能拆开。同时，由于增加了切头质量，使金属成材率降低。另外，热轧带钢卷外圈应标明炉罐号、钢质、规格、质量及卷序号等，以防混淆。72.盐酸酸洗的原理及影响因素

2.1盐酸酸洗原理

热轧带钢表面氧化铁皮一般是由Fe2O3、Fe3O4或FeO构成的。由于铁的氧化过程是Fe→FeO→Fe3O4→Fe2O3，因此，氧化铁皮结构一般是：内层（紧贴钢的基体）FeO，外层（直接与大气接触）Fe2O3，中间层Fe3O4。氧化铁皮的组成和结构随着钢的化学成分、热轧温度、加热及终轧温度、轧后冷却速度、周围介质的含氧量变化而变化。由于碳素钢和低合金钢表面上的氧化铁皮具有疏松、多孔和裂纹的性质，加之在酸洗机组中随同带钢一起经过矫直、拉矫、传送的反复弯曲，使这些孔隙增加和扩大，故酸洗时酸溶液在与氧化铁皮外层Fe2O3、中间层Fe3O4反应的同时，也通过裂缝和孔隙与内层FeO和钢的基体起化学反应。酸洗过程中热轧钢板表面氧化铁皮减少82.1.1溶解作用

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2OFeO+2HCl=FeCl2+H2O。在上面三个反应式中，最后一个反应最快，内层FeO的溶解加速了整个酸洗过程。盐酸酸洗主要靠溶解作用去除氧化铁皮。2.1.2机械剥离作用

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑酸溶液通过孔隙和裂缝与铁皮中和基体中铁反应，产生大量氢气，由于氢气的膨胀压力，把铁皮从带钢表面剥离下来。其反应式为：。

92.1.3还原作用

Fe2O3+2[H]=2FeO+H2OFe3O4+2[H]=3FeO+H2OFeCl3+2[H]=FeCl2+HCl一部分氢原子靠其化学活性及很强的还原能力，将高价的铁氧化物和高价铁盐还原成易与酸作用的低价铁氧化物及易溶于酸液的低价铁盐。2.1.4清洗

清洗的作用是把带钢表面残留的酸液和其他杂物冲洗干净，以利钝化工艺取得良好效果。冷水洗槽要经常保持满流，高压水要不停地冲洗，水压应保持在0.5MPa以上。在上述条件下冷水中酸的质量浓度不得超过0.1g/L，否则酸洗后的带钢容易锈蚀。冷水中酸的质量浓度每昼夜检验一次。热水槽的热水温度要在95℃以上，热水中不应有酸质，以防带钢锈蚀。热水槽出口的一对挤水胶辊要压紧，保证最大限度地挤掉带钢表面的水分。102.1.5涂涂油和钝化在连续续酸洗洗机组组里，，酸洗洗后带带钢进进行涂涂油，，使带带钢在在轧制制前存存放期期间（（l天左右右）不不生锈锈。可可是，，在框框式酸酸洗中中，只只能用用带钢钢钝化化来防防锈。。钝化化是使使酸洗洗后的的带钢钢表面面形成成钝化化膜，，提高高抗环环境腐腐蚀能能力，，一般般保证证带钢钢在2～3天内不不再生生锈。。钝化化液是是l％～4％（质量分分数））亚硝硝酸钠钠（NaNO2）的水溶溶液，，带钢钢在室室温钝钝化液液中的的钝化化时间间为30s。2.2影影响钢钢铁酸酸洗速速度的的因素素氧化铁铁皮结结构和和厚度度的影影响酸酸洗过过程首首先同同氧化化铁皮皮的厚厚度和和结构构有关关，最最适宜宜的酸酸洗条条件，，是在在氧化化铁皮皮含富富氏体体的数数量最最多，，而且且没有有Fe2O3的时候候。对对于钢钢材（（对于于用热热轧板板生产产的焊焊管和和热轧轧型钢钢）来来说，，当终终轧温温度比比较低低（约约850℃）时时，这这个条条件可可以保保证得得到氧氧化铁铁皮层层最薄薄，同同时出出现Fe2O3的危险险性最最小。。112.2.1酸洗洗液和和温度度的影影响当酸浓浓度从从2％％增大大至25％％时，，盐酸酸酸洗洗的速速度增增加约约10倍，，硫酸酸仅增增加1倍倍左右右。当当温度度自18℃升升高至至60℃℃时，，硫酸酸酸洗洗速度度提高高9．．5～～14借，，而盐盐酸酸酸洗速速度提提高9～10倍倍。2.2.2酸洗洗液中中铁盐盐含量量的影影响目前各各国无无论是是新建建或改改建的的盐酸酸酸洗洗机组组，盐盐酸的的浓度度都不不超过过20％。。此外外，酸酸液内内FeCl2含量增增加，，使得得盐酸酸的挥挥发加加速，，因此此在酸酸洗时时，一一般希希望将将FeCl2的含量量控制制在比比较低低的范范围内内。当当盐酸酸浓度度大于于20％～～22％时时，FeCl2很容易易达到到饱和和状态态，酸酸液浓浓度愈愈高，，FeCl2的浓度度就愈愈低。。2.2.3酸洗洗方式式的影影响浸泡酸酸洗和和喷射射酸洗洗，在在酸液液成分分和温温度相相同的的情况况下，，这两两种酸酸洗方方法的的酸洗洗时间间是不不同的的。12垂直带带钢表表面的的喷射射酸洗洗和与与带钢钢表面面倾斜斜150的喷射射酸洗洗比浸浸泡酸酸洗时时间缩缩短15％％～20％％，与与带钢钢表面面平行行的喷喷射酸酸洗和和浸泡泡酸洗洗没有有什么么区别别。喷喷射酸酸洗在在温度度升高高时，，酸洗洗时间间缩短短，实实践证证明，，喷射射酸洗洗要比比浸泡泡酸洗洗时间间短一一倍，，在同同样的的酸液液参数数条件件下，，由于于机组组设备备条件件不同同，酸酸洗时时间之之差可可从15％％～20％％到100％。。2.2.4酸洗洗液搅搅拌的的影响响无论是是在盐盐酸中中酸洗洗或是是在硫硫酸中中酸洗洗，酸酸溶液液的搅搅拌都都是有有利于于酸洗洗的。。但是是对于于型钢钢或钢钢丝的的酸洗洗来讲讲，则则由于于生产产方式式等原原因而而不易易采用用，或或是不不会获获得像像带钢钢酸洗洗那样样的效效果。。2.2.5钢铁铁成分分的影影响钢铁中中除了了铁原原子之之外，，还含含有其其他元元素的的原子子。在在这些些元素素中有有些会会使氧氧化铁铁皮变变得很很疏松松（如如镁、、钙等等），，酸溶溶液很很容易易渗入到氧化化铁皮皮内部部与富富氏体体的氧氧化铁铁或基基体铁铁接触触。因因此，，酸洗洗变得得比较较容易易，还还有些些元素素会使使氧化化铁皮皮变得得比较较致密密，酸酸洗变变得比比较困困难，，甚至至13可能完全不适适于使用普通通的硫酸酸洗洗。例如，硅硅钢的氧化铁铁皮中含有SiO2是难溶于硫酸酸溶液中的氧氧化物，往往往在酸洗之后后在带钢表面面上仍残留一一层薄的氧化化膜。特别应应当指出的是是含铝的钢，，虽然生成的的氧化铁皮比比较致密，但但由于生成的的铝的氧化物物能溶解于酸酸中，因此含含铝的钢仍然然是比较容易易酸洗的。另外，钢中的的含碳量对酸酸洗速度亦有有着明显的影影响，且酸洗洗速度随着钢钢中含碳量的的增加而加快快。这是因为为钢中的含碳碳量增加时，，氧化铁皮有有着向薄的方方面生成的趋趋势143.1浅槽酸酸洗的特点带钢在比深槽槽容积小的槽槽内运行及酸酸液循环泵强强大的循环能能力使浅槽内内酸液产生运运动。酸液和和带钢间相对对运动，增加加了酸液对带带钢的冲刷，，因此酸洗效效率比深槽高高，约可提高高20％。酸槽串列布置置，槽内不用用隔墙，采用用刮酸辊和小小收集槽间隔隔，使每个酸酸洗槽的酸液液浓度保持一一定，保证了了带钢的酸洗洗效果。3.浅槽酸洗洗、湍流式酸酸洗和喷流型型酸洗的比较较15槽深约1000mm，液面高300～500mm，比常规深槽浅浅，并采用张张紧装置，带带钢保持有明明显的张力，，无自由悬垂垂活套，这意意味着带钢在在酸槽内总长长度增加。槽槽内不设带钢钢提升器，克克服了带钢在在深槽内高速速通行时的摆摆动以及垂度度难以控制的的情况。采用计算机对对酸液浓度和和温度进行自自动控制。生产过程中带带钢规格变更更时，能迅速速相应变更槽槽内酸液温度度，即改变酸酸洗工艺。设备投资比深深槽要便宜些些。16每一酸槽有一一个酸循环贮贮罐，同酸槽槽配合工作，，当停机时间间较长时，酸酸槽内酸液可可在5min内排空至贮酸酸罐，可以避避免带钢过酸酸洗。同时在在贮酸罐中酸酸液可进行小小循环，以保保持酸液温度度不降低。事事故处理完毕毕，酸液可立立即送回槽内内，机组可以以很快恢复运运行，减少了了停机时间，，提高了作业业率。当带钢钢在酸槽中断断带时，酸液液可以排空，，断头很容易易找到，重新新焊接时操作作也安全。173.2湍流流式酸洗的特特点特点是将酸液液送入很窄的的酸洗室槽缝缝中，使酸液液在带钢表面面上形成湍流流状态，因此此已不存在浅浅槽、深槽的的概念，而成成为一条很窄窄的沟槽，带带钢在槽中运运行，处于较较高的张力状状态下，且酸酸的流动方向向与带钢的运运行方向相反反，因此可以以提高酸洗速速度并改善酸酸洗质量。183.3喷流流型酸洗喷流型酸洗槽槽的构造1一挤干辊；；2一喷嘴；；3一带钢；；4一垫；5一一酸液；6一一喷嘴19浅槽酸洗与湍湍流酸洗、喷喷流酸洗的比比较从酸洗质量来来看，湍流酸酸洗与喷流酸酸洗是不容置置疑的。因此此，如突出““质量第一””则应选择湍湍流酸洗或喷喷流酸洗。从基建费用来来看，采用湍湍流酸洗或喷喷流酸洗时因因机组长度缩缩短，则厂房房建设费用及及酸槽建设费费用均将下降降。但这两种种酸洗方法所所用酸泵系统统较复杂，这这部分设备费费用比较高。。从运行成本来来看，浅槽酸酸洗最低，后后两种方法蒸蒸汽及电力单单耗均较高。。至于维修，，浅槽酸洗也也较简单。204.推拉式式酸洗机组优点是不需要要焊机、进口口活套及出口口活套，使设设备投资费用用较连续式酸酸洗机组大为为减少，也能能保证酸洗质质量。缺点是产量较较低，不能焊焊接拼卷，不不能设置拉伸伸矫直机，对对原料带钢的的板形要求较较严格等。。机组的主要设设备组成为钢钢卷小车、拆拆卷机、矫平平机、切头剪剪、切尾剪、、酸洗槽、清清洗段、带钢钢烘干装置、、可驱动的夹夹送辊、剪边边机、夹紧辊辊、卷取机、、涂油机、卸卸卷小车和酸酸液循环系统统等。返回215.某厂酸酸洗工艺制度度5.1酸洗工艺流程程带钢经过拉伸伸矫直、破鳞鳞后经喷水装装置进入1号号酸洗槽、2号酸洗槽、、3号酸洗槽槽、4号酸洗洗槽直到5号号酸洗槽，再再经过滴漏槽槽，经冲洗挤挤干，滴漏槽槽的冲洗水仍仍返回5号酸酸洗槽。由滴漏槽出来来的带钢进入入1号冲洗槽槽、2号冲洗洗槽、3号冲洗槽、4号冲洗槽、5号冲洗槽，，反复冲洗挤挤干，再进入入热水漂洗槽槽、烘干机，，经过活套车车，准备后续续工艺的剪边边、涂油及卷卷取。225.2工艺制度工艺制度如下下：（1）在1～～5号酸洗槽槽内均使用盐盐酸，质量分分数为3%～１５％，温度保持在在70～90℃之间，酸酸洗速度最大大为24m/min。（2）各酸洗洗槽具体情况况如表所示。。235.3酸洗槽（1）有4个个酸洗槽长25m（1号酸洗槽到4号酸洗槽）），1个长27m（5号酸洗槽），，宽2.8m，深2.06m。（2）酸洗槽结构构厚度为10mm钢板，6mmKBV胶板，95mm瓷砖三层。两两个酸洗槽间间与槽底均砌砌有铸石砖的的支撑点。（3）酸洗槽槽盖子用钢板板焊成，内衬衬厚度4mm丁基胶板。采采用水封、盖盖子的开启设设有液压装置置，能自动开开闭。在1号号酸洗槽底部部的砌砖下面面设有4个电电磁感应元件件用以控制带带钢在酸洗槽槽中的垂度。。（4）在1号号酸洗槽与5号酸洗槽的的后端装有带带钢夹紧器。。在较长时间间停止酸洗时时，用此夹紧紧器保持带钢钢的位置，以以便于提升器器将带钢提升升到液面上来来。24（5）位于每每个酸洗槽底底部的两个带带钢提升器，，由压缩空气气来传动。（6）滴漏槽：紧紧接5号酸洗洗槽，其规格格为：3.5×2.8××1m,冲洗水压力0.6MPa。5个冲洗槽（喷喷洗槽）的规规格为：4.5×2.8×2.25m,总长为22.5m。每槽中有1个个Φ800mm浸入辊和两组组喷嘴。（7）热水漂漂洗槽：规格格为：10××2.8×2.25m。温度为90℃，有两个个间距为4.6m的浸入辊。（8）烘干机机：规格为：：1500××1000××350mm，风量14700m3/h，电机P=90kW。256.酸洗段段经常出现的的缺陷（1）酸洗气泡酸洗气泡产生生的机理是：：金属和酸产产生化学反应应时，生成了了部分氢原子子，它渗透到到金属的结晶晶格子中，并并使其变形，，变形后使氢氢更向金属内内扩散，其中中一部分氢原原子穿过金属属并分子化，，从酸液中逸逸出，部分氢氢原子的分子子化在晶格变变形产生的“显微空孔”边界上，或金金属的夹杂及及孔隙中进行行，氢在空孔孔中的压力可可达到很大值值（几十兆帕帕），使金属属中产生了引引起氢脆的内内应力。防止产生气泡泡的措施是：：调整酸液的的浓度；控制制酸洗时溶液液的温度和带带钢表面平直直状态等。26（2）过酸洗金属在酸溶液液中停留时间间过长，使其其在酸溶液作作用下，表面面逐渐变成粗粗糙麻面的现现象称为过酸酸洗。过酸洗洗的带钢延伸伸性大大降低低，在轧制过过程中，很容容易断裂和破破碎，并且造造成粘辊。过过酸洗的带钢钢即使轧制成成材也不能作作为成品，因因为它的力学学性能大大降降低了。产生过酸洗的的原因是：机机组连续作业业中断，使酸酸洗失去连续续性，或因带带钢断带处理理时间过长等等。防止措施施是尽量密切切全机组的操操作配合，保保证生产正常常进行。27（3）欠酸洗钢带酸洗之后后，表面残留留局部未洗掉掉的氧化铁皮皮时称为欠酸酸洗。欠酸洗洗的带钢（或或钢板），轻轻者在轧制之之后产品表面面呈暗色或花花脸状；严重重时氧化铁皮皮被压入呈黑黑斑。此外，，氧化铁皮的的延伸性较差差，故在轧制制后因延伸不不均使产品出出现浪形或瓢瓢曲等缺陷。。有时铁皮可可能牢固地贴贴附在轧辊表表面，直接造造成轧制废品品增多等。造成欠酸洗洗的原因是是：氧化铁铁皮厚度不不匀，较厚厚部分的氧氧化铁皮需需要较长酸酸洗时间，，同时其中中的FeO分解成了较较难溶解的的；带钢波波浪度和镰镰刀弯较大大，在酸洗洗过程中，，起浪部分分或弯起部部分没有浸浸泡在酸液液中通过，，造成漏酸酸洗；酸洗洗前机械破破鳞不完善善，特别是是带钢两边边端铁皮未未被破碎等等。实际生产中中欠酸洗多多出现在带带钢的头尾尾段和两侧侧边缘。根根据实测数数据，欲酸酸洗掉大块块红色铁皮皮需要3～～4倍的酸酸洗黑色氧氧化铁皮的的时间，此此时已洗掉掉铁皮的带带钢将会形形成过酸洗洗。因此处处理欠酸洗洗的方法是是：预先平平整好板形形，对于铁铁皮较厚，，而面积又又不大的带带钢，可采采用先局部部酸洗一次次，而后再再过酸洗线线的方法去去锈。28（