[发明专利]用于处理硅钢带酸洗溶液的设备和方法

说明书

本发明一般地涉及热轧硅钢带的酸洗(décapage)，更具体涉及这些带的酸洗溶液的过滤。 

在它们的制造方法中，钢带在可达大约1200℃的温度下经受热轧操作，然后冷轧操作。在热轧过程中，由于被空气氧化导致形成被称作氧化皮的氧化铁层，以致在热轧后，钢带被相对较厚且极硬的氧化皮层覆盖。这种氧化皮必须在最终冷轧之前除去，因为其有在金属中结壳并因此显著改变金属的冲压适用性及其表面状况的危险。此外，由于氧化皮层极硬，其在钢带上的存在可能造成冷轧辊的极快磨损。 

包含用于在含酸洗溶液的槽中连续移动的钢带的化学酸洗的专用生产线的设备传统上用于酸洗热轧带。在最古老的设备中，酸洗溶液是硫酸溶液。但是，出于环境原因，如今使用盐酸基酸洗溶液。 

已经开发出某些具有高硅含量的钢以用在磁路中。这些是包含0.6至3.2％硅的钢，或对被称作“晶粒取向”的某些钢而言，包含3至3.25％硅。它们具有在热轧过程中形成的氧化皮层中具有富含硅的硅酸铁的化合物晶体的特性。必须通过酸洗这类氧化物来除去这些晶体。考虑到盐酸可以很好地溶解这类晶体，盐酸基溶液用于酸洗硅钢，这能够使用与酸洗低碳钢相同的技术来酸洗硅钢。 

但是，这些酸洗法的缺点在于，在这些带在酸洗槽中移动时，在酸洗溶液中形成二氧化硅。如此形成的二氧化硅在酸洗溶液中呈现为溶质(dissoute)形式或胶悬体形式。 

酸洗浴中二氧化硅胶悬体的存在(其占酸洗溶液中存在的总二氧化硅的大约3/4)可能显著阻碍酸洗生产线的正确运行，因为其具有沉降在酸洗装置的热区域上并因此覆盖酸洗槽和甚至堵塞管道或交换器的趋势。 

此外，二氧化硅，无论呈溶质还是胶悬体形式，也可在酸洗溶液再生系统中造成干扰。再生包括处理在溶液使用过程中加载氯化铁的这些溶液，所述氯化铁根据关系式(1)至(5)源自氧化皮或钢基底中的氧化铁的溶出： 

氧化皮酸洗 

由此通过氯离子Cl^-的消耗降低酸洗溶液的酸浓度，并且需要在被称作“再生”单元的单元中将其再生，该单元布置在带有酸洗装置的生产线上并且该装置通过注入炉或反应器中来运行，在炉或反应器中根据公式(6)和(7)发生热水解反应： 

二氧化硅由此通过引起酸洗溶液喷嘴的堵塞危险而在再生过程(氧化铁的加工)中起干扰作用。 

此外，酸洗溶液中二氧化硅的形成造成酸洗过程中形成的氧化皮层中氧化铁纯度的降低，这阻碍它们以铁氧体或漆颜料形式的再循环利用。 

因此，酸洗槽中二氧化硅的存在起着双重干扰的作用，其需要定期从酸洗溶液中将其除去。 

通常，通过定期排空所述装置并使用碳酸钠溶液清洗槽和管道，除去二氧化硅。排空和清洗所述装置要求长停工期，这降低这些装置的生产潜力。根据装置类型，清洗花费的时间可能占该装置生产潜力(potentiel de production)的5至10％。将用过的酸洗溶液排空到专用装置中以回收尽可能高的纯度的氧化物。特别地，德国专利申请DE3542470和日本专利申请JP7204411描述了其中在压滤机中过滤酸洗溶液的装置。也有通过离心或沉降处理酸洗溶液以分离酸洗过程中形成的硅酸盐的装置。 

但是，这些方法没有一个设计成在源头，即直接在酸洗槽中，连续回收二氧化硅以避免其积聚并由此省去排空和清洗这些槽所用的长停工期。 

本发明因此目的为酸洗装置和用于过滤硅钢带酸洗溶液的方法，其由于能在酸洗槽中直接回收二氧化硅而解决现有技术的缺点。 

本领域技术人员已知用于酸洗在酸洗槽中连续移动的硅钢带的酸洗溶液的连续纯化法。实际上，日本专利申请JP 2005/298937描述了基于使用不同频率的超声波机械分离在酸洗溶液中悬浮的胶态二氧化硅的固体粒子(“硅胶”的固体粒子)的方法。但是，这种方法具有需要使用复杂设备、采用难以实施的技术的主要缺点。实际上，这是尤其取决于流体密度的方法，所述流体密度在酸洗过程中可能随酸洗浴中酸浓度和铁含量的损耗而在大的限值内变化。此外，该方法取决于，相对于超声波的频率，液体流出通道的几何形状。 

本发明因此目的为用于酸洗硅钢带的装置，其包括： 

-至少一个装满酸洗溶液浴的酸洗槽， 

-酸洗溶液的再循环线路， 

-用于处理在所述带的酸洗过程中形成的氯化铁的酸洗溶液再生线路，和