[发明专利]一种不锈钢板的板带温混酸酸洗工艺

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢酸洗技术领域，尤其涉及一种用于热轧不锈钢板工艺氧化皮的板带温混酸酸洗工艺。

背景技术

热轧不锈钢在高温热加工过程中会在不锈钢表面形成氧化层和贫铬层，因此需要通过酸溶液对不锈钢表面氧化皮进行酸化学处理，也就是酸洗工艺，去除不锈钢表面氧化层和贫铬层，并对不锈钢表面进行同步钝化处理。

在不锈钢产品中，以304、316L和321等300系不锈钢的酸洗工艺最具代表性。300系不锈钢均为单相奥氏体不锈钢，由于其含有较多Cr、Ni、Mo、Ti等合金元素，使得其在热加工过程中形成的氧化皮组成和结构与碳钢明显不同，除了常见的Fe氧化物以外，还含有FeCr2O4尖晶石及Cr、Ti等元素的氧化物，不容易酸洗，故一般采用多步酸洗或者电解+混酸酸洗的工艺。而以S31803（022Cr22Ni5Mo3N）和S32304等为代表的热轧双相不锈钢板，其组织为铁素体和奥氏体构成，由于其Cr、Ni等合金元素含量较300系不锈钢更高，表面氧化层致密并具有更好的耐腐蚀性能，因此酸洗更困难，酸洗工艺也更复杂。另外，300系不锈钢板和双相不锈钢板，在同一辊道连续生产线上抛丸酸洗，也是一个难点。

典型热轧不锈钢板酸洗的主要工艺流程为：抛丸→预清洗→酸洗→最终清洗→风幕吹扫、烘干。其中，酸洗工艺过程又包括预酸洗、清洗、最终酸洗及钝化等阶段。预酸洗和最终酸洗段决定了酸洗表面质量和酸洗时间，而其中最关键的就是预酸洗溶液和最终酸洗溶液的成分及配方。目前，国内外热轧不锈钢板酸洗工艺主要有三种，相应的工艺过程和酸液成分如表1所示。

表1 典型热轧不锈钢板酸洗工艺与酸液组成

工艺1预冲洗和冲洗阶段使用的水的温度均为室温，在预酸洗和最终酸洗阶段都采用HCl+HF溶液，此工艺酸洗过程中不产生NOx，减少了污染。但该工艺对双相不锈钢酸洗速度太慢，每块板大约需要80~90min；且在酸洗过程中放氢较多，氢进入钢中可能导致材料性能变差。此工艺的特点是300系不锈钢板和双相不锈钢板，在同一辊道连续生产线上抛丸酸洗，可以连续生产；双相不锈钢板在辊道上，来回摆动。酸洗时间较长。

工艺2预冲洗和冲洗阶段使用的水的温度均为室温，采用HNO₃+HF进行预酸洗，然后在酸洗后采用HNO₃进行钝化处理。此工艺特点为：将酸洗和钝化功能分开进行；300系不锈钢板和双相不锈钢板，在同一辊道连续生产线上抛丸酸洗，300系不锈钢板可以连续生产；双相不锈钢板酸洗过程中，每块板大约需要酸洗70~85min，时间较长，在辊道上来回摆动。

工艺3预冲洗和冲洗阶段使用的水的温度为室温，采用H₂SO₄进行预酸洗，然后用HNO₃+HF进行最终酸洗。采用H₂SO₄预酸洗也可以减少NOx生成，降低气体污染。此工艺特点为：最终酸洗溶液采用HNO₃+HF，将酸洗和钝化功能合并进行；300系不锈钢板和双相不锈钢板，在同一辊道连续生产线上抛丸酸洗，300系不锈钢板可以连续生产。双相不锈钢板酸洗过程中，每块板大约需要酸洗80~95min，时间较长，采用来回摆动和复酸的办法；有的还采用离线酸槽酸洗的方式。

现有热轧不锈钢板酸洗工艺流程为：抛丸→预冲洗→预酸洗→冲洗→最终酸洗→钝化。特点为在预冲洗和冲洗阶段，均采用水作为冲洗介质，且该介质水为室温水。在预冲洗阶段，用水冲洗浮在不锈钢板表面的氧化物和杂物，以及含Fe粉尘等；冲洗阶段，用水冲洗浮在不锈钢板表面的氧化物和预酸洗阶段带来的剩留残酸。不锈钢板抛丸后进入预冲洗之前的温度在21～27℃之间。预冲洗和冲洗阶段采用室温水作为介质，室温在1～40℃变化，室温水的温度在9.6～31.6℃变化，预酸洗和最终酸洗阶段的酸液温度在设定值的±5℃变化。