[发明专利]酸洗设备和处理

说明书

本发明涉及一种连续酸洗设备(101)，用于处理条状或管状的金属产品(109)，其包括多个酸溶液处理槽(102)，每个酸溶液处理槽(102)分为多个湍流池(114)和酸溶液再循环系统。该设备还包括，在多个处理槽(102)的上游，用于加热(124；126)金属产品(109)的装置，即感应加热(124)系统和/或带有水喷雾装置(126)的通道。还提出了一种只有两个酸洗槽(102)的解决方案。描述了(135；136；138、138a)用于增加槽中湍流和加速酸洗的装置，例如通过在第一槽中添加新鲜酸(146)。本发明还涉及相关的酸洗处理。本发明优化了酸的效果并减少了带钢(109)在设备中的停留时间。

技术领域

本发明涉及一种用于处理带状的金属产品的连续酸洗设备，包括多个酸溶液处理槽，每个酸溶液处理槽分为多个湍流池；以及酸溶液再循环系统，在该系统中，优选地，从每个处理槽的溢流排放的溶液通过排放管供给外部再循环槽，酸溶液从排放管通过泵通过入口管返回至处理槽，可选地通过热交换器进行加热。经处理的产品尤其是热轧带钢。酸洗用于去除这些带钢上下表面上的氧化物层。

背景技术

热轧碳素钢带(低、中、高和高强度)涂有一层氧化物，该氧化物具有与基材不同的机械特性，因此，在带钢必须进行后续变形或涂有金属或有机涂层的情况下，必须消除该氧化物层。

最常用的技术是使用酸浴在所谓的酸洗槽中通过化学蚀刻去除氧化物。

通常最常用的槽是硫酸H₂SO₄或盐酸HCl。后者被制造商使用最多，因为它保证了高规模的去除能力，并允许获得无氧化物残留物的光亮表面。

本领域中使用多个槽(三到四个)，其中带钢逆流移动至酸流，以便氧化的带钢首先遇到含有更多溶解铁(Fe)和更少游离酸的溶液，反之亦然，在处理结束时，当所有氧化物被去除，且溶液含有更多游离酸和更少溶解铁。

温度有利于化学处理的动力学：提高温度会增加氧化物的去除率、去除时间(处理速度，即在槽中的时间)、酸浓度和酸浴内的湍流(流体速度越高，氧化物的溶解能力越强)。

经典的系统(深槽酸洗)包括根据非常深的槽中的悬链线布置的带钢通道。为了最大限度地减少酸从一个槽拖到另一个槽，从而控制酸的浓度，插入了阻力坝。该系统不能保证优化酸的用量。浅槽酸洗槽是这类槽的发展，由于槽底和槽底之间的距离较短，带钢下表面的交换系数增加。这些槽通过挤压带相互分离。然后将槽发展为湍流酸洗(TurbulentPickling)，其中槽由酸喷雾器供给，并其中提供酸再循环系统。湍流不仅取决于带钢的运动，还取决于喷雾器的作用。最先进的系统是所谓的Turboflo系统，该系统包括将每个槽划分为带有成型盖的湍流池，以增加湍流，从而增加热交换。良好的热交换确保酸均匀快速地加热到工作温度。此外，高湍流有利于酸洗反应。

先进的系统提供了与带钢正向相反方向的酸回流效应。回流效应、酸液喷射器在槽入口和出口处形成的液压密封、提供的挤压辊和级联槽布置有助于控制每个槽中的浓度。例如，文件EP 1 054 079 B1、US 5,803,981和US 4,807,653中描述了湍流池槽。后一份文件还详细描述了可能的酸再循环系统。

在上述意义上，槽的设计允许通过在行进方向或侧面使用喷雾系统来控制湍流，此外，可以通过盖和槽底的几何布置来促进湍流，从而产生湍流池。

通过创建水平处理通道(带钢在其中流动)并在入口和出口处获得带有酸射流的液压密封，使酸溶液的湍流效应最大化；虽然非常有效，但这些系统的缺点是，随着带钢速度的增加，在400至500m/min的处理速度下，输出中的密封压力必须增加到4-5bar。出于安全原因，高压涉及使用昂贵的酸再循环管：必须确保在工作条件下，不会发生压力下的酸溶液泄漏。

现有技术采用特殊的盖子，使用插入上盖中的小直径辊迫使带钢浸入自由表面下。该系统消除了对液压密封的需要，但存在一个缺点，即与适用于抵抗完全浸入其中的酸性溶液的特殊材料制成的辊的成本有关。