2205双相不锈钢中厚板氧化皮分析及立式酸洗工艺.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金.文章编号:()双相不锈钢中厚板氧化皮分析及立式酸洗工艺武小强王长波(酒泉钢铁(集团)有限责任公司甘肃 嘉峪关)摘 要:对 双相不锈钢中厚板热轧态和固溶态表面氧化皮进行了分析对比结果表明两者结构存在明显差异热轧态氧化皮靠基体一侧存在疏松、不连续情况固溶处理后变得非常紧密同时发生了内氧化增加了酸洗难度 针对 双相不锈钢中厚板氧化皮具体特征重点列举了立式混酸酸洗工艺通过在退火前增加一遍预酸洗调整混酸浓度达到了理想酸洗效果关键词:双相不锈钢中厚板氧化皮立式酸洗混酸酸洗中图分类号:.文献标识码:().):.:引言双相不锈钢是一种资源节约型的高性能不锈钢产品又是一种高技术、高附加值的产品 双相不锈钢产量大用途广因兼有奥氏体和铁素体不锈钢的双重优点被广泛应用于石油天然气开采、船舶制备、烟气脱硫、海水淡化等工业 相关研究表明 双相钢合金含量高、氧化膜稳定性高即使高酸液浓度低酸洗速度也仍酸洗困难本文对酒钢生产的 双相不锈钢中厚板热轧态和固溶态氧化铁皮进行对比针对 不锈钢中厚板特殊的氧化铁皮结构介绍成品立式混酸酸洗工艺 双相不锈钢氧化皮分析选取酒钢工业生产的 双相不锈钢 中厚板其化学成分见表 表 试验用 双相不锈钢中厚板的成分/元素含量.钢板分别在热轧和固溶处理后冷却到室温状态取尺寸 试样各 块分别编号为试样 和试样 将两个试样平行于轧制方向镶嵌纵截面依次经粗、细砂纸研磨后抛光用 观察试样剖面氧化铁皮厚度、形貌并用 检测氧化物的组成.氧化皮厚度测量板材表面氧化皮的状态直接决定成品表面处理的效率和质量 氧化皮越厚结构越复杂致密与基体结合越紧密表面处理难度越大效率越低 因此先对 中厚板氧化皮的分布进行观察并测量厚度 试样 和试样 扫描图像如图 所示热轧态 中厚板氧化皮厚度大部分在 以下见图()经过高温固溶处理后氧化皮厚度明显增加大部分在 左右见图()通过对比发现氧化皮的结构存在明显差异热轧态氧化皮靠基体一侧较疏松固溶处理后氧化皮自身结构与基体结合的非常紧密另外在基体内有明显的内氧化发生主要为 的氧化物这也导致固溶处理后的 不锈钢中厚板更加难以酸洗图 试样、扫描图像.氧化皮成分和结构任培东等通过 面扫描对 中厚板热轧态和固溶态氧化皮分析发现固溶处理后氧化层结构发生一定变化特别是在里层出现较为明显的 富集在基体一侧也出现了 的断续散点分布 有研究结果也说明 双相不锈钢氧化皮中会含有尖晶石结构的 以及铁橄榄石()它们嵌入到了钢基体中提高了氧化铁皮自身的黏附性使得固溶处理后 不锈钢中厚板酸洗难度进一步增大同时固溶工艺也将影响 表面钝化膜稳定性和耐蚀性 因此制定合理的固溶工艺避免氧化皮异常增厚或者钝化膜被破坏并在固溶处理前进行一遍酸洗通过优化酸洗工艺可有效降低 双相不锈钢中厚板酸洗难度 立式酸洗工艺结合双相不锈钢 中厚板表面氧化皮结构分析采用立式酸洗机组、抛丸混酸酸洗工艺立式酸洗机组为立式结构设计酸洗时钢板通过入口翻钢机由水平位置翻转成与水平方向成 接近垂直状态然后逐张通过抛丸、预冲洗、混酸酸洗、漂洗、烘干、质检等工序最后再通过出口翻钢机翻转回水平辊道 相比常规卧式酸洗立式酸洗具有生产成本低、酸洗质量优、环境影响小等特点同时立式状态更有利于下表面质量检查对于双相不锈钢 中厚板容易存在的局部起皮缺陷可在线进行修磨处理相较于卧式酸洗后下线翻面打磨极大的节省了时间提高了处理效率 但立式酸洗的槽体空间较小钢板通过性较差对钢板的板型要求高 因此对于双相不锈钢 中厚板因其存在各 左右的奥氏体和铁素体两相淬火冷却时变形不一致板型不易控制容易出现瓢曲和浪型固溶处理后须安排矫直处理改善板型确保立式酸洗生产时钢板正常通过避免卡钢.抛丸工艺双相不锈钢 中厚板固溶处理后须先抛丸处理进行机械除鳞 抛丸除鳞主要是通过离心力将钢丸高速打到钢板表面使表面氧化层破裂、剥离和脱落随着时间的增加效果显著提高之后再无明显效果过长的抛丸时间会对钢板基体造成破坏产生密集小坑状粗糙缺陷因此设一道次抛丸即可达到最佳效果 一次处理时抛丸机应优先选用最大工作参数(电流 抛速 /)氧化层经过喷丸处理后变得更薄外层 和 基本被去除剩余的主要为富、氧化物 和 这些氧化物自身较致密同时与机体结合紧密喷丸处理并不能完全去除但可以使这些氧化层产生细微裂缝并与基体部分剥离为后续酸洗时酸液更好的与氧化层接触、反应创造有利条件 少量钢板在进行二次处理时因表面氧化皮已基本去除则应选用最小抛丸参数优先保证钢板表面光洁和平整.酸洗工艺 双相不锈钢中厚板采用硝酸氢氟酸的混酸酸洗工艺 混酸中硝酸浓度越高溶液中电离出的 越多在钢板表面吸附渗透使铁的氧化皮被溶解 同时高浓度硝酸又使得富铬区重新钝化抑制氧化皮的去除 氢氟酸中 半径极小可透过氧化层直至基体与、相结合形成可溶性第 期 武小强等:双相不锈钢中厚板氧化皮分析及立式酸洗工艺 络合物极大的降低了氧化皮与基体的结合力使得氧化皮脱落但过高的氢氟酸浓度会使钢板表面粗糙 综合考虑相较于 不锈钢宜采用较低硝酸浓度使 钢板表面耐蚀性降低从而使氢氟酸更好的发挥其活化作用提高氧化皮的剥落效率达到更好的酸洗效果 另外控制酸液中金属离子浓度金属离子浓度高时酸液活性将大幅降低造成酸洗能力下降酸洗效果差钢板表面氧化皮不能去除干净 具体混酸工艺参数比较见表 双相不锈钢中厚板因表面缺陷发生率较表 不同不锈钢中厚板混酸工艺比较指标 中厚板 中厚板硝酸低高氢氟酸高低金属离子低低温度高低高部分钢板需在缺陷修磨后进行二次酸洗适当提高硝酸浓度可使修磨区域钝化保持整个钢板板面颜色一致 退火前酸洗及退火后酸洗表面见图 图 中厚板酸洗表面对比.酸洗速度固溶处理后 不锈钢中厚板表面氧化皮会更加致密均匀结构也更为稳定和复杂为保证 不锈钢中厚板表面氧化皮去除干净表面色泽均匀提高酸洗效率应在退火前进行一次预酸洗为后续成品酸洗创造条件 成品酸洗速度控制一次酸洗 /二次酸洗 /结语 双相不锈钢中厚板热轧态和固溶态氧化皮的结构存在明显差异热轧态氧化皮靠基体一侧较疏松而固溶处理后变得非常紧密发生内氧化增加了酸洗难度采用立式混酸酸洗工艺时在固溶处理前进行一次预酸洗最终酸洗时选用最大的抛丸参数适当增加氢氟酸浓度降低酸洗速度能较好的去除 不锈钢中厚板表面氧化皮达到理想酸洗效果实际生产过程中在固溶处理后进行钢板矫直保证钢板连续高效通过立式酸洗线同时严格控制酸液金属离子浓度保持酸液足够活性参考文献:武英杰申鹏颜海涛.双相不锈钢的国内外研究进展.科技创新导报():.郑 锋程挺宇张巧云.双相不锈钢板带生产工艺.上海有色金属():.李国平侯瑞鹏王培智等.双相不锈钢酸洗工艺的试验.特殊钢():.郝文慧秦丽雁刘大烈.盐酸浓度对双相不锈钢酸洗的影响.腐蚀与防护():.任培东武小强王长波等.固溶处理对 双相不锈钢氧化铁皮结构的影响.钢铁研究学报():.周 鹏惠恺臧涛等.双相不锈钢 热轧钢带氧化铁皮显微分析.钢铁():.邢珊珊戚浩宇郑传波.固溶处理对 双相不锈钢组织及钝化膜特性的影响.金属热处理():.王 剑孟浩杰李朋等.喷丸和盐酸酸洗对 双相不锈钢热轧板氧化层微观结构的影响.金属热处理():.沈继刚闫 君.奥氏体不锈钢中厚板连续喷淋酸洗工艺浅析.宽厚板():.收稿日期:作者简介:武小强()男甘肃省灵台县人工程师本科 主要从事不锈钢中厚板产品研发、工艺改进工作 甘 肃 冶 金 第 卷