Sus430不鏽鋼退火酸洗的方法
2023-05-26 18:06:11 1
專利名稱：Sus430不鏽鋼退火酸洗的方法
技術領域：
本發明涉及一種FeCr系不鏽鋼的冷軋工藝，具體涉及一種SUS430不鏽鋼在FeCrNi系不鏽鋼退火酸洗線上進行退火酸洗的方法。
背景技術：
不鏽鋼的冷軋工藝主要包括冷軋、退火、酸洗、平整、精整等步驟，本發明具體涉及一種SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法。由於FeCrNi系不鏽鋼退火酸洗主要採用中性鹽電解+混酸酸洗工藝，而FeCr系不鏽鋼(SUS430不鏽鋼為FeCr系不鏽鋼中市場需求量最大的一個鋼種)由於其氧化皮結構等原因採用中性鹽電解+混酸酸洗工藝難以有效去除表面的氧化皮，世界上大多通過硝酸電解工藝。 近十年來，電解預除鱗是一種常用的去除不鏽鋼表面氧化皮工藝，FeCrNi系不鏽鋼一般使用中性的NaSO4電解預除鱗。是在帶鋼上下安裝了許多組電極，這樣極化作用在槽內可陰陽極交替，這是通過在每組陰極後面安置一組陽極實現，直流電流從陰極通過導電電解液流向帶鋼，在鋼帶上，電流流向另外一組電極，接著從這組電極經電解液流向陽極。通過這種方式，鋼帶獲得一個處於陰陽極之間的電勢，這樣，相對陽極而言，鋼帶為陰極，相對陰極則帶鋼為陽極。這些過程可以和電沉積相比較，在電沉積過程中，金屬從陽極溶解，在陰極上沉積。在中性電解液中，鱗屑從陽極溶解，然而由於鱗屑中含有氧化物，在電解同時會有氧氣生成，電解過程如下Fe2O3 — 6e--*■ 2Fe3++3/2 O2NiO — 2e —~- Ni2++l/2 O2Cr2O3 — 6e —~- 2Cr3+3/2 O2在中性溶液中，溶解的金屬作為氫氧化物沉澱而不能再次在陰極上沉積。同時，一些其他反應發生導致氫氣形成。用中性電解液酸洗的主要優點是，在一定PH值範圍內，鱗屑比基體材料更具有負電性，這樣，電解反應主要導致鱗屑的溶解，大約95%的電流作用其上。相反，約5%的電流輕微作用在基體材料上。在那些鱗屑完全被去除的區域，溶解過程基本就停止了，因此，沒有更多的基體材料被溶解從而去除最後一點鱗屑。目前，許多工廠在建設不鏽鋼退火酸洗線時按照生產FeCrNi系不鏽鋼來設計，即退火酸洗採用中性鹽電解+混酸酸洗工藝，該工藝在退火時不對過剩氧濃度進行控制，通常過剩氧濃度在6%以上，中性鹽電解時中性鹽的比重通常在I. 2左右、pH值控制在6左右、電流強度在7000A左右。隨著國際市場上Ni的價格始終維持在高位，300系不鏽鋼成本上升，利潤空間減小，為了適應市場形勢，擴大品種，許多公司正在逐步開發收益率較高的400系不鏽鋼，但是在FeCrNi系不鏽鋼的退火酸洗上對FeCr系不鏽鋼進行退火酸洗其結果不很理想，表面質量多為EE級別，主要表現為氧化鐵皮不能完全去除。本發明正是針對這一缺陷在不需要重新建設新的帶有硝酸電解工藝的退火酸洗線的條件下，實現了將SUS430不鏽鋼用在FeCrNi系不鏽鋼退火酸洗線上進行處理的方法，實現了 SUS430不鏽鋼和FeCrNi系不鏽鋼共線(使用一條退火酸洗線)退火酸洗。而近三年FeCrNi系不鏽鋼和FeCr系不鏽鋼的市場需求更是由FeCrNi系不鏽鋼佔80%逆轉為FeCr系不鏽鋼近佔半壁江山，此消彼長的趨勢越來越明顯。在此背景和不鏽鋼發展趨勢下本發明被應用的渴望更加強烈。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是使用中性鹽電解和混酸酸洗工藝對SUS430不鏽鋼進行退火酸洗的方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，包括如下步驟a、先將SUS430不鏽鋼送入加熱爐退火，控制加熱爐退火氣氛中過剩 氧濃度在3 5%，加熱溫度控制在850 1000°C之間，加熱時間控制在每毫米厚I 5分鐘；b、步驟a處理後的不鏽鋼送入中性鹽溶液進行電解，控制中性鹽溶液的比重為
I.14 I. 16、pH值為3 4、溫度為70 90°C，電解的電流強度為4500 5500A ；C、將步驟b處理後的不鏽鋼進行兩段酸洗，第一段酸洗溶液含11 15% HNO3和
O.I O. 2% HF，第二段酸洗溶液含10 13% HNO3和O. I O. 2% HF，兩段酸洗溶液的溫度均在50 60°C之間，不鏽鋼在酸洗溶液中總的酸洗時間30 50秒。所述中性鹽溶液是指Na2SO4溶液。過剩氧濃度即殘餘氧的含量，用體積百分比表
/Jn ο其中，上述方法步驟a中，控制加熱爐退火氣氛中過剩氧濃度在3. 5 4. 5%。其中，上述方法步驟a中，加熱溫度控制在900 950°C之間，加熱時間控制在每毫米厚2 4分鐘。其中，上述方法步驟b中，控制中性鹽溶液的比重為I. 145 I. 155。其中，上述方法步驟b中，控制中性鹽溶液的溫度為75 85°C。其中，上述方法步驟c中，控制第一段酸洗溶液含12 14% HNO30其中，上述方法步驟c中，控制第二段酸洗溶液含11 12% HNO3。其中，上述方法步驟c中，控制兩段酸洗溶液的溫度均在53 57°C之間。其中，上述方法步驟c中，控制總的酸洗時間35 45秒。本發明的有益效果是本發明針對SUS430不鏽鋼，通過有效調節加熱爐退火氣氛、加熱溫度、加熱時間，控制不鏽鋼表面氧化皮生成；有效控制中性鹽溶液的比重、PH值、溫度，電解時的電流強度、電解的時間，酸洗溶液的濃度、溫度、酸洗時間；通過同時調節上述相互影響、相互關聯的眾多參數，使得SUS430不鏽鋼能夠在FeCrNi系不鏽鋼退火酸洗線上進行退火酸洗，在沒有硝酸電解工藝段的條件下實現SUS430不鏽鋼和FeCrNi系不鏽鋼共線退火酸洗，並且SUS430不鏽鋼能夠獲得良好2D表面，也不需要投入大量的資金對原有的FeCrNi系不鏽鋼生產線進行改造或重新建設。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發明作進一步說明。
本發明SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，包括如下步驟a、先將SUS430不鏽鋼送入加熱爐退火，控制加熱爐退火氣氛中過剩氧濃度在3 5%，加熱溫度控制在850 1000°C之間，加熱時間控制在每毫米厚I 5分鐘；b、步驟a處理後的不鏽鋼送入中性鹽溶液進行電解，控制中性鹽溶液的比重為
I.14 I. 16、pH值為3 4、溫度為70 90°C，電解的電流強度為4500 5500A ；C、將步驟b處理後的不鏽鋼進行兩段酸洗，第一段酸洗溶液含11 15% HNO3和
O.I O. 2% HF，第二段酸洗溶液含10 13% HNO3和O. I O. 2% HF，兩段酸洗溶液的溫度均在50 60°C之間，不鏽鋼在酸洗溶液中總的酸洗時間30 50秒。奧氏體和鐵素體不鏽鋼生成的氧化物基本相同，所不同的是奧氏體不鏽鋼氧化鐵 皮中會含微量Ni。當溫度高，退火氣氛中的氧氣濃度低時，會形成以鐵氧化物為主體的外層和以鐵鉻尖晶石(FeO · Cr2O3)為主體的內層，從而形成較厚的雙層結構氧化鐵皮。為了縮短清除氧化鐵皮時間，就必須儘可能抑制氧化鐵皮的生成量。氧化鐵皮的生成量與退火溫度和退火氣氛中的氧濃度有很大的關係。發明人發現，如果不考慮退火溫度，那麼在任何情況下都是過剩氧濃度越低氧化鐵皮生成量越多，過剩氧濃度越低氧化鐵皮生成量越多的原因是由於燃燒生成的水分產生高溫水蒸汽氧化的緣故。本發明將過剩氧濃度控制在3 5%、加熱溫度控制在850 1000°C之間、加熱時間控制在每毫米厚1-5分鐘，此時氧化鐵皮量處於低谷水平且使得氧化皮結構與基體的結合不至於過於緊密。本發明控制中性鹽的比重在I. 14 I. 16、中性鹽的pH值在3 4、中性鹽的溫度在70 90°C、中性鹽電解的電流強度採取FeCrNi系所對應電流強度的70%強度(5000安培左右)是考慮到SUS430不鏽鋼在加熱過程中生成的氧化皮組成和氧化皮的生成量而制定的，生產FeCrNi系時的中性鹽的PH值在6左右，生產SUS430時降低pH值，降低了中性鹽的酸性，達到了添加HNO3電解的功效；生產FeCrNi系時電流強度在7000安培左右，生產SUS430時降低至70%的電流強度，在本發明中採用5000安培左右，是基於SUS430不鏽鋼的退火加熱溫度比FeCrNi系更低的緣故。本發明改變第一段酸洗溶液濃度為11 15% ΗΝ03+0. I O. 3% HF (即含11 15% HNO3和O. I O. 3% HF，下同)、第二段酸洗溶液的濃度為10 13% ΗΝ03+0. I O. 3%HF (即含10 13% HNO3和O. I O. 3% HF)、酸洗溶液的溫度(50 60°C)、在酸洗溶液中的酸洗時間(30 50秒)是基於SUS430不鏽鋼的退火加熱溫度、氧化皮組織、氧化皮組成、氧化皮的量、氧化皮與基體的結合狀態與FeCrNi系存在差異的緣故。本發明基於對SUS430和FeCrNi系不鏽鋼在加熱過程中氧化皮的生成及其特點，通過有效調節加熱爐退火氣氛、加熱溫度、加熱時間，控制不鏽鋼表面氧化皮生成；有效控制中性鹽溶液的比重、PH值、溫度，電解時的電流密度、電解的時間，酸洗溶液的濃度、溫度、酸洗時間，使得SUS430不鏽鋼能在FeCrNi系不鏽鋼退火酸洗線上進行退火酸洗，在沒有硝酸電解工藝段的條件下實現SUS430和FeCrNi系不鏽鋼共線退火酸洗，且SUS430不鏽鋼能夠獲得良好2D表面，也不需要投入大量的資金對FeCrNi系不鏽鋼生產線進行改造或重新建設。優選的，為了更有效的控制SUS430不鏽鋼表面氧化皮生成，步驟a中，控制加熱爐退火氣氛中過剩氧濃度在3. 5 4. 5%。
優選的，為了更有效的控制SUS430不鏽鋼表面氧化皮生成，步驟a中，加熱溫度控制在900 950°C之間，加熱時間控制在每毫米厚2 4分鐘。優選的，為了使SUS430不鏽鋼獲得更好的2D表面，步驟b中，控制中性鹽溶液的比重為I. 145 I. 155。
優選的，為了使SUS430不鏽鋼獲得更好的2D表面，步驟b中，控制中性鹽溶液的溫度為75 85°C。優選的，為了使SUS430不鏽鋼獲得更好的2D表面，步驟c中，控制第一段酸洗溶液含 12 14% HNO3O優選的，為了使SUS430不鏽鋼獲得更好的2D表面，步驟c中，控制第二段酸洗溶液含 11 12% HNO3O優選的，為了使SUS430不鏽鋼獲得更好的2D表面，步驟c中，控制兩段酸洗溶液的溫度均在53 57°C之間。優選的，為了使SUS430不鏽鋼獲得更好的2D表面，步驟c中，控制總的酸洗時間35 45秒。下面通過實施例對本發明的具體實施方式
作進一步的說明，但並不因此將本發明的保護範圍限制在實施例當中。實施例一分別以O. 5mm、I. Omm,2. Omm厚度的SUS430不鏽鋼為例，進一步對本發明方法進行說明，主要包括加熱爐退火處理、中性鹽電解處理、兩段酸洗處理步驟。其中，加熱爐為連續退火爐，分七個可單獨實行溫度反饋控制的加熱區間，爐膛有效寬度為1550_。( I)加熱爐氣氛調節為過剩氧濃度控制在4%左右。(2)加熱溫度控制在700 1100°C之間(具體加熱溫度見表1)，加熱時間控制在每
暈米厚3分鐘左右。表I實施例一加熱爐溫度控制和加熱時間
規格時間前區I 前R 2 前區3 前R 4 前區5 後R I 後R 2 (mm) (Min)段(°C.)段(°C)段(°C.)段(°C)段(°C)段(°C)段(°C)0,5 — 2 ~915 915~ 915 ~ 915 ' 915 900 900
1.0- 3 — 940 ~940 940~ 940 ~ 940 920 920
2.0I 4940 940 940 940 940 920 920(3)電解所用中性鹽為Na2SO4 ;中性鹽溶液比重為I. 15。(4)電解所用中性鹽溶液的PH值為3. 5左右。(5)電解所用中性鹽溶液的溫度為80°C。(6)中性鹽電解的電流強度5000安培。(7)第一段酸洗溶液的濃度見表2。(8)第二段酸洗溶液的濃度見表2。(9)酸洗溶液的溫度為55°C左右。(10)在酸洗溶液中的酸洗時間為40秒左右。該實施例SUS430不鏽鋼O. 5mm、I. 0mm,2. Omm厚度的SUS430共生產24. 5小時，生
產18個鋼卷，生產量為300餘噸，生產過程中在不同時間對電解槽、第一混酸槽、第二混酸槽進行取樣分析，分析結果見表2。
表2實施例一電解和酸洗參數
權利要求
1.SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於包括如下步驟 a、先將SUS430不鏽鋼送入加熱爐退火，控制加熱爐退火氣氛中過剩氧濃度在3 5%，加熱溫度控制在850 1000°C之間，加熱時間控制在每毫米厚I 5分鐘； b、步驟a處理後的不鏽鋼送入中性鹽溶液進行電解，控制中性鹽溶液的比重為I.14 I. 16、pH值為3 4、溫度為70 90°C，電解的電流強度為4500 5500A ； C、將步驟b處理後的不鏽鋼進行兩段酸洗，第一段酸洗溶液含11 15% HNOjP O. I O.2% HF，第二段酸洗溶液含10 13% HNO3和O. I O. 2% HF，兩段酸洗溶液的溫度均在50 60°C之間，不鏽鋼在酸洗溶液中總的酸洗時間30 50秒。
2.根據權利要求I所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟a中，控制加熱爐退火氣氛中過剩氧濃度在3. 5 4. 5%。
3.根據權利要求2所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟a中，力口熱溫度控制在900 950°C之間，加熱時間控制在每毫米厚2 4分鐘。
4.根據權利要求1、2或3所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟b中，控制中性鹽溶液的比重為I. 145 I. 155。
5.根據權利要求4所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟b中，控制中性鹽溶液的溫度為75 85°C。
6.根據權利要求1、2或3所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟c中，控制第一段酸洗溶液含12 14% HNO30
7.根據權利要求1、2或3所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟c中，控制第二段酸洗溶液含11 12% HNO3O
8.根據權利要求1、2或3所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟c中，控制兩段酸洗溶液的溫度均在53 57°C之間。
9.根據權利要求1、2或3所述的SUS430不鏽鋼退火酸洗的方法，其特徵在於步驟c中，控制總的酸洗時間35 45秒。
全文摘要
本發明公開了一種用中性鹽電解和混酸酸洗工藝對SUS430不鏽鋼進行退火酸洗的方法，包括如下步驟a、先退火，控制過剩氧濃度在3～5％，加熱溫度在850～1000℃之間，加熱時間每毫米厚1～5分鐘；b、中性鹽電解，控制中性鹽溶液的比重為1.14～1.16、pH值為3～4、溫度為70～90℃，電解的電流強度為4500～5500A；c、酸洗，第一段酸洗溶液含11～15％HNO3和0.1～0.2％HF，第二段酸洗溶液含10～13％HNO3和0.1～0.2％HF，酸洗溫度均在50～60℃，總的酸洗時間30～50秒。本發明實現SUS430不鏽鋼和FeCrNi系不鏽鋼共線退火酸洗，並且能獲得良好2D表面。
文檔編號C25F1/14GK102864289SQ20121040189
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者毛徵東 申請人:雲南天高鎳業有限公司