酸洗资料.pdf

酸洗理论资料酸洗理论资料大纲大纲 氧化皮产生原理 酸洗理论基础 影响酸洗的因素 H2SO4酸洗理论 Mixed Acid酸洗理论 酸洗引起的带钢缺陷氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化铁皮是金属在加热、热处理或在热状态进行加工时形成的一层附着在金属表面上的金属氧化物。是热轧带钢时在终轧、卷曲及冷却时产生的。在从精轧末机架出来的带钢表面上，铁原子首先与空气中的氧原子结合形成第一层氧化物，这层氧化物可能是致密的Fe3O4，或者是疏松的FeO。在第一种情况下，氧化铁皮的进一步增长过程可能只靠氧和铁的离子扩散来进行的；在第二种情况下，空气中的氧可自由地通过多孔、疏松的氧化铁皮，而使氧化铁皮加厚和致密化。无论上述哪种情况，最终结果就是形成了我们通常所看到的带钢表面的氧化铁皮。氧化皮产生原理氧化皮产生原理FeOFeOFe3O4Fe2O3Fe+Fe3O4Fe+FeOFe3O4+Fe2O3FeO+Fe3O4FeOFe+FeOFe+Fe3O4Fe+FeOFe3O4+Fe2O3FeO+Fe3O4FeOFe+FeO含氧量22 24 26 28 30 32温度12001000800600400Fe3O4Fe2O3铁氧状态图氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化温度对氧化铁皮的影响图温度（摄氏度）700 900 1100FeO Fe3O4 Fe2O3 体积总分子量FeOFe3O4Fe2O3带钢基体富氏体FeO磁性体Fe3O4氧化铁Fe2O3经过一般的热轧和退火后，氧化铁皮由FeO相组成，Fe3O4层仅为氧化铁皮层的415%，少量2%的Fe2O3。氧化铁皮层不分层的，在铁被氧化的同时，体积增大使氧化铁皮层出现裂缝和起皮，从而使生成的氧化铁相互渗透而且是不规则的。氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化皮产生原理氧化皮与退火炉内氧含量关系氧化皮与退火炉内氧含量关系Pickling LossPickling Loss18 24 20%CrScaleScaleCrCr-Deplete Deplete ZoneZone18%Cr20%CrScaleScaleCrCr-Deplete Deplete ZoneZone18%CrPickle TimePickle Time202015156060200200Scale 构造构造Scale厚度厚度Cr-Depleted Zone 酸酸消耗量消耗量酸洗时间酸洗时间高高Cr致密致密薄薄薄薄少少長長低低Cr不致密不致密厚厚厚厚多多短短BAF致密致密厚厚没有没有多多長長连续连续不致密不致密薄薄有有少少短短SCBSCB前前SCBSCB后后Cr(%)Cr(%)氧化皮产生原理氧化皮产生原理普通高高 濃度濃度316L良中 濃度430良高高 濃度濃度310S高高 濃度濃度低 濃度高高 濃度濃度混酸好好好酸洗性439409304Abrasive Brush硫酸Shot BlasterScaleBreaker 钢种普通高高 濃度濃度316L良中 濃度430良高高 濃度濃度310S高高 濃度濃度低 濃度高高 濃度濃度混酸好好好酸洗性439409304Abrasive Brush硫酸Shot BlasterScaleBreaker 钢种:使用必,:使用可,:使用必要a)钢种別 Descaler 使用 條件HeavyBrushBreakerPP01#1混酸#2 混酸#3混酸ScaleShotBlasterPP01#1混酸#2 混酸#3混酸ScaleShotBlaster酸洗理论基础酸洗理论基础机械除磷作用机械除磷作用：除去部分除去部分Scale，使使Scale龟裂破碎龟裂破碎，后工程酸洗容易后工程酸洗容易酸洗理论基础酸洗理论基础 还原作用：生成的原子氢使铁的氧化物还原成易于酸作用的亚铁氧化物，然后再与酸作用而被除去。溶解作用：氧化铁皮与酸发生化学反应而被溶解。Fe2O3Fe3O4FeO基铁Fe+HFFeF2+H2Fe2O3+HFeO+H2OFe3O4+H FeO+H2OFeF3+H FeF2+HFHH2还原作用还原作用：Fe2O3+H2SO4Fe2(SO4)3+H2OFeO+H2SO4FeSO4+H2OFe2O3+HF FeF3+H2OFe3O4+HFFeF3+FeF2+H2OFe3O4+H2SO4Fe2(SO4)3+FeSO4+H2O反应能力FeO+HFFeF2+H2OFe+HFFeF2+H2 Fe+HFFeF2+H2 反应能力Fe+H2SO4FeSO4+H2 Fe+H2SO4FeSO4+H2 溶解作用溶解作用：酸洗理论基础酸洗理论基础影响酸洗的因素影响酸洗的因素影响酸洗的因素影响酸洗的因素材料性因素材料性因素工艺因素工艺因素氧化铁皮组成氧化铁皮组成氧化铁皮厚度氧化铁皮厚度钢铁成份钢铁成份冷却工艺冷却工艺带钢厚度带钢厚度酸液种类酸液种类紊流因素紊流因素机械拉矫机械拉矫酸液中铁盐含量酸液中铁盐含量酸液浓度酸液浓度酸液温度酸液温度影响酸洗的因素影响酸洗的因素材料性因素材料性因素工艺因素工艺因素氧化铁皮组成氧化铁皮组成氧化铁皮厚度氧化铁皮厚度钢铁成份钢铁成份冷却工艺冷却工艺带钢厚度带钢厚度酸液种类酸液种类紊流因素紊流因素机械拉矫机械拉矫酸液中铁盐含量酸液中铁盐含量酸液浓度酸液浓度酸液温度酸液温度酸液种类酸液种类氢氟酸氢氟酸硫酸硫酸1.溶解氧化物的能力快慢2.去除氧化物机理主要靠溶解主要靠机械剥离3.提高酸洗效率途径提高酸浓度提高酸浓度4.对带钢基体溶解的能力大小5.洗完好带钢表面的质量好差结论总体来说，酸洗效果：氢氟酸硫酸影响酸洗的因素影响酸洗的因素：酸种类酸种类影响酸洗的因素影响酸洗的因素：温度温度、浓度浓度提高酸液的浓度和温度也同样能够增加酸洗速度。例如，当酸浓度从2%增大至经25%时，氢氟酸酸洗的速度增加约10倍。当温度自18升高至60时，氢氟酸酸洗速度提高910倍。浓度温度酸洗时间所以所以，酸洗作业时酸洗作业时，浓度温度一定达到标准浓度温度一定达到标准，关系不是呈线性的关系不是呈线性的，可能稍微偏小可能稍微偏小，就可能引起酸洗不良就可能引起酸洗不良！影响酸洗的因素影响酸洗的因素：Me含量含量FeF2含量酸洗时间某浓度酸液在一定温度下，酸洗时间随铁盐含量的变化曲线FeF2含量酸洗时间某浓度酸液在一定温度下，酸洗时间随铁盐含量的变化曲线FeF2含量酸洗时间某浓度酸液在一定温度下，酸洗时间随铁盐含量的变化曲线酸含量增加和温度升高时，酸洗时间可减少，且随着FeF2含量的增加，酸洗时间急剧减少到最小，此时FeF2的浓度比饱和浓度低3%6%。以后，酸洗时间又急剧增加，一直到FeF2达到饱和，酸洗时间最长。酸溶液温度越低，酸洗时间的最小值也就越明显。最短的酸洗时间是在FeF2最佳含量的情况下得到的，即FeF2的浓度低于饱和浓度36%。换算后大概为23g/l45g/l，混酸中含Me浓度大于45g/l，就会造成酸洗不良！工艺结构带钢带钢带钢速度V酸液喷头压力酸液流动酸液喷头压力+1.可使钢板迅速加热，酸洗效果立即体现。2.酸横向喷射，可引起钢带表面高的紊流，避免仓促形成污物，另外，高的紊流可在钢带表面产生较好的直接热交换，也可加速酸洗效果。3.紊流可使酸洗液内的金属屑，来不及在管道内沉淀，这样避免了堵塞管道。影响酸洗的因素影响酸洗的因素：紊流紊流H2SO4酸洗理论酸洗理论硫酸硫酸(H2SO4)的作用的作用Fe+H2SO4FeSO4+H2 FeO+H2SO4FeSO4+H2OFe3O4+H2SO4Fe2(SO4)3+FeSO4+H2OFe2O3+H2SO4Fe2(SO4)3+H2O 硫酸在酸洗中与Fe、FeO反应较快，与表层的Fe2O3、Fe3O4反应非常慢，所以在之前使用Scale Breaker与Shot Blaster使scale 表面龟裂，方便H2SO4流入与FeO反应，通过FeO层，使Fe2O3、Fe3O4从基体上脱离，扩大龟裂，后续混酸HF从龟裂中渗透，与FeO反应，快速除去氧化皮反应方程式主要有反应方程式主要有：Mixed Acid 酸洗理论酸洗理论氢氟酸不仅对scale而且对金属材料自身也有侵蚀作用，所以这种酸单独使用的情况非常少，通常是与硝酸混合使用，但是硝酸和氢氟酸的混酸比起氢氟酸单独使用效果不是很显著，但F-对不锈钢有强烈的点蚀作用，硝酸与氢氟酸的混酸酸洗效果最优，短时间即能获得良好的表面质量，目前得到普遍使用。硝酸硝酸(HNO3)的作用的作用 溶解scale（FeO)强氧化性在接触在接触base的瞬间生成一种不动态保护膜的瞬间生成一种不动态保护膜，阻止阻止HF侵蚀侵蚀base防止过酸洗防止过酸洗 反应方程式主要有反应方程式主要有：Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+2H2O+NOFeO+2HNO3 Fe(NO3)2+H2O 氢氟酸氢氟酸(HF)的作用的作用Mixed Acid 酸洗理论酸洗理论Fe+HFFeF2+H2 Fe2O3+HF FeF3+H2OFe3O4+HFFeF3+FeF2+H2OFeO+HFFeF2+H2O反应方程式主要有反应方程式主要有：氢氟酸有很强的毒性，对金属基体有强烈的侵蚀作用，但直接溶解scale,而能与金属离子形成较为稳定的化合物，即将Fe(NO3)3、Fe(NO3)2转化为FeF3、FeF2。当然HF还能够溶解Cr2O3。影响酸洗效果的决定因素是酸液内含有的影响酸洗效果的决定因素是酸液内含有的free acid F-的含量的含量。酸洗引起的带钢缺陷酸洗引起的带钢缺陷缺陷缺陷发生形态发生形态发生原因发生原因1.酸温度、浓度不标准2.线速度过快3.物理除磷设备异常欠酸洗由于酸浓度与温度的不合适引起的氧化皮残留1.线速度过慢产生2.生产线停，钢带在酸槽内1.钢带清洗不良2.挤干辊状态不良3.生产线速度过慢过酸洗钢带表面过度腐蚀引起的表面粗糙、严重时呈孔蚀状态1.金属离子过剩2.酸液内污泥太多3.挤干辊状态不良酸斑钢带黄褐色斑点纹路污染块状或条状灰色，浅灰色