[发明专利]铜及铜合金管棒线材的强制循环酸洗法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜及铜合金的酸洗方法，尤其是铜及铜合金管材、棒材和线材的强制循环式酸洗方法。

背景技术

在铜及铜合金材料的生产过程中，经热加工(包括热轧、挤压、非保护性热处理等)后，需要采用酸洗方式清除表面残留的氧化层。酸洗方式有通过式和非通过式：连续生产的铜带等可选用通过式的表面连续清洗机列，自动化程度和生产效率都较高；而采用“挤压-轧制”工艺生产的管材、棒材和线材，由于生产的不连续性，目前只能选用简单的酸洗槽组，以非通过式的方法进行酸洗。选用酸洗槽组酸洗时，将需要酸洗的管棒线材等分批装在专用的料筐或吊带内，用吊车吊入酸洗槽内，在加热的酸洗液里浸泡10-30min后取出，随后进行冷热水洗、清刷及烘干。酸洗时，以往的做法是酸洗槽上部敞开，以便于用外力经常晃动铜材，使酸洗均匀，加快酸洗速度，缩短酸洗时间。由于酸洗槽上部敞开，不能封闭，在配酸和酸洗过程中酸液因受热挥发产生的酸雾(尤其是酸洗液含有硝酸时产生的NOx氮氧化物)不断散发到车间内，污染车间空气，影响和损害人员身体健康，同时对生产设备和厂房造成腐蚀。因此，如何在相对封闭的空间里进行非通过式酸洗，减少或消除酸雾的散发，并提高酸洗效率，是铜及铜合金管棒线材生产需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜及铜合金管棒线材的强制循环酸洗工艺。该工艺可实现铜及铜合金管棒线材在相对封闭的空间里进行酸洗，不需要将其晃动，而是通过酸洗液的强制循环流动，形成紊流，而达到酸洗均匀、加快酸洗速度、并减少酸雾的效果。

本发明的技术方案为：一种铜及铜合金管棒线材的强制循环酸洗法工艺，是通过强制酸洗液循环流动，实现酸洗液与铜材之间的相对运动，使酸洗液与铜材表面充分接触，此过程中配酸、循环、酸洗各环节产生的酸雾通过通风管道送到酸雾净化塔进行中和处理。

采用的设备包括配酸罐、循环罐、酸洗槽、循环泵、换热器、过滤器；循环罐通过管道和循环泵、切换阀、换热器形成小循环回路；循环罐、循环泵、换热器、酸洗槽、过滤器、循环罐依次连接形成大循环回路。在酸洗槽上设置活动盖。

所述的铜及铜合金管棒线材的强制循环酸洗法工艺，其步骤：在配酸罐里配制酸洗液，采用机械搅拌或循环流动搅拌的方式进行搅拌，搅拌后送到循环罐，循环罐里的酸洗液经循环加热50-60℃后输送到酸洗槽中；通过强制酸洗液在循环罐与酸洗槽之间进行循环流动，实现酸洗液与铜材之间的相对运动，使酸洗液与铜材表面充分接触，达到酸洗均匀、加快酸洗速度的效果。

向配酸罐中注入清水和浓酸、硫酸或硝酸，按照酸洗工艺要求的一定比例配置酸洗液，采用机械或循环流动的方式进行搅拌，均匀后输送到循环罐。循环罐里的酸洗液在循环泵的作用下先通过换热器加热，并在循环罐和换热器之间进行循环(小循环)；温度达到工艺使用要求后再输送到酸洗槽中。酸洗液在酸洗槽和循环罐之间不断地循环流动并过滤，实现稳定的循环酸洗(大循环)。酸洗槽设有活动盖，需酸洗的铜材送入酸洗槽后盖上活动盖，实现在相对封闭的空间里进行酸洗，风机随时抽取所产生的酸雾并将其排出。酸洗槽设进酸口、回酸口、溢流口和通风口，酸洗液从进酸口流进酸洗槽，从出酸口流出返回循环罐，在循环泵的作用下强制循环流动，形成紊流，实现酸洗液与铜材之间的相对运动，最大限度地与铜材表面充分接触，达到酸洗均匀、加快酸洗速度的效果。配酸和循环、酸洗过程中产生的酸雾用风机抽送到酸雾净化塔进行处理，达标排放。

本发明的优点在于：酸洗液的配置在配酸罐1里进行，取代了在敞开的酸洗槽里配置，配酸时因化学反应而产生的酸雾和热气不会向车间里散发；配酸罐的设置可以远离酸洗槽，甚至可设置在车间外。以酸洗液在循环罐和酸洗槽之间的循环流动取代铜材在酸洗槽里的晃动，使得酸洗可以在相对封闭的空间里操作。酸洗槽设有活动盖，除了送入和取出铜材时短时间打开活动盖以外，其它时间均关闭活动盖，大大减少酸洗槽向车间里散发的酸雾，从而减少酸雾对人员、设备和厂房的危害。酸洗时关闭活动盖，隔绝了空气与酸雾的混合，通过通风口抽取的酸雾流量明显减少、浓度高，可以减小风机和酸雾净化塔的处理量，降低能耗，提高净化效率，节省设备投资。可以在循环罐或循环管道上在线检测酸洗液的浓度和损耗，及时补充和调节酸洗液，保证酸洗质量。

附图说明

图1为本发明铜及铜合金管棒线材的强制循环酸洗法工艺流程图。

图中：1-配酸罐、2-循环泵、3-循环罐、4-换热器、5-酸洗槽、6-过滤器、7-切换阀、8-风机、9-酸雾净化塔、NS-浓酸、XS-新水、SW-酸雾、ZQ-蒸汽。

具体实施方式

一种铜及铜合金管棒线材的酸洗工艺，该工艺由配酸、循环加热、循环酸洗等工序组成，设备包括配酸罐1、循环罐3、酸洗槽5、循环泵2、换热器4、切换阀7。配酸在封闭的配酸罐1里进行，按比例配置并搅拌均匀后再输送到循环罐3。配酸是间断作业，多套循环酸洗系统可以共用一个配酸罐1。循环罐3通过管道和切换阀7与换热器4形成小循环回路，实现循环加热；循环罐3通过管道和切换阀7与换热器4、酸洗槽5、过滤器6形成大循环回路，实现循环酸洗。酸洗液的加热在小循环回路里完成；酸洗液加热到酸洗工艺所需要的温度后(50-60℃)，换热器停止加热，通过阀门切换使酸洗液在大循环回路里循环流动，进行酸洗；在循环酸洗过程中，当酸洗液温度低于设定温度下限时，可启动换热器对酸洗液进行加热。需要酸洗的管棒线材等分批装在专用的料筐或吊带内，打开活动盖后用吊车送入酸洗槽5，浸泡在循环流动的酸洗液中，然后关闭活动盖。酸洗液从酸洗槽5下部的进酸口流进，从上部的回酸口流出，在酸洗槽5里的流动路径为下进上出、右进左出，形成紊流，最大限度地与铜材表面充分接触，达到去除表面残留氧化层的作用。浸泡酸洗10-30分钟后打开活动盖，将已酸洗的铜材取出送到下道冷热水洗工序，并将下一批铜材送入酸洗槽5，进行下一批酸洗作业，如此不断循环操作。从酸洗槽5流出的酸洗液经过滤器6滤去铜屑等固体，流回循环罐3，循环反复使用。在循环罐3里或循环管道上可设置在线检测装置，在酸洗过程中可随时检测酸洗液的损耗和浓度变化，并根据检测结果补充酸洗液，保证酸洗液始终满足酸洗工艺的要求。在配酸罐1、循环罐3、酸洗槽5上部均设置通风口，收集所产生的酸雾，将其用风机通过通风管道抽送到酸雾净化塔进行中和处理，达标排放。