[01560533]一种400系列不锈钢退火线材催化酸洗液及酸洗方法

课题来源与背景： 400系列不锈钢在从钢坯经热轧制成板材或者线材的过程中,由于不锈钢中除铁之外一般还含有铬、镍、硅、钛、钼、铝等合金元素,这些元素在高温下氧化后生成的氧化物的性质与铁的氧化物性质不同,使得不锈钢氧化后表面氧化皮的成分与结构变得复杂。如存在尖晶石型的FeO·Cr2O3（FeCr2）或Fe2O3·Cr2O3等,氧化铁皮厚度和层数也比普通碳钢多。传统不锈钢氧化铁皮的去除主要有化学除锈和机械除锈两种。化学除锈通常是采用混酸（HNO3+HF）酸洗工艺,虽然酸洗效果比较理想,但在酸洗的过程中一方面产生酸雾污染环境,另一方面酸洗后产生的废水比较难以处理,所以传统混酸酸洗工艺越来越受到来自大众和环保政策的压力。不锈钢棒材、管材、厚板和异型断面的轧材,可采用喷砂对表面进行除锈,这种方法解决了酸洗工艺产生的废水和酸雾污染问题,但设备投资大,能耗高,噪音大且粉尘严重,影响操作工人的身心健康,应用有局限性。对卷带和盘条这类不锈钢产品机械除锈不适用,原因是其表面生成的氧化皮很薄且具有黏附性,起不到破碎剥离的效果。 技术原理及性能指标： 技术原理： 从400系列不锈钢的大量扫描电镜图谱中发现,尽管高温退火过程中所形成的氧化皮极为致密,其表面仍有极为细小的缝隙。将反应试剂透过表层氧化皮缝隙而直达不锈钢本体,利用铁与酸反应所产生的氢气的膨胀效应,促使氧化皮的整体剥离,进而通过内外结合的方式,大幅度提升酸洗速度。 性能指标：采用硫酸催化酸洗,温度为60-80℃,酸洗时间为30-50分钟。对水的损耗率降低了50%以上,能耗降低70%,氧化铁皮处理成本可降低50-60%,表面无欠酸或过酸现象,没有含氮酸雾污染。 技术的创造性和先进性： 400系列不锈钢退火线材氧化皮不仅极为致密,而且其组成、结构及厚度受退火温度、炉内气氛、含氧量及元素种类等多重因素控制。本成果主要特点是单酸催化、内外结合、协同酸洗,具体表现在：1)由外至内、催化加速,影响化学反应速度的内因是反应的活化能;而外因则是反应温度和参与化学反应的各反应物的浓度。当选定了反应的温度和浓度之后,活化能就是一个决定的因素。大量酸洗数据显示,过硫酸钾对上述反应具有良好的催化性能;而EDTA的添加可以有效与生成的金属离子络合,从而推动反应持续快速进行。2)由内至外、整体剥离,将反应试剂透过表层氧化皮而直达不锈钢本体,利用铁与酸反应所产生的氢气的膨胀效应,促使氧化皮的整体剥离,进而大幅度提升酸洗去除效果、避免欠酸过酸现象。 技术的成熟程度,适用范围和安全性： 本成果已在国内某特大型不锈钢企业进行了测试,成熟度高;相较于盐浴处理工艺的操作温度高（350摄氏度）、危险性强（NaH）,依赖进口（日本专利稳定剂）等问题,本成果采用的硫酸催化铁皮剥离技术,不仅节能降耗、酸洗效果好,同时对环境无害,在不锈钢生产和加工领域具有良好的应用前景。 应用情况及存在的问题： 项目成果产品的性能已达到实际应用要求,市场前景广阔。但是由于缺乏信息渠道和生产资金支持,所以本成果还未有实际应用。