带钢酸洗原理

带钢酸洗原理
一、带钢酸洗的目的和作用
氧化铁皮的产生钢铁企业在生产带钢时，由于是先经过热轧轧制成热钢卷，在此过程中，带钢表面会产生形成氧化物，俗称氧化铁皮。

带钢表面的氧化铁皮（FeO、Fe3O4和Fe2O3）都是不溶解于水的碱性氧化物。

为了保证后续带钢冷轧表面质量，热轧带钢进入冷轧轧机前必须将此氧化铁皮除掉，否则氧化铁皮将被轧辊压入带钢基体里，严重影响表面质量。

二、带钢酸洗原理
当把带钢的氧化铁皮浸泡在酸液里或者在其表面上喷洒酸液时，这些碱性氧化物就可与酸发生一系列化学反应。

由于碳素钢和低合金钢钢材表面上的氧化铁皮具有疏松、多孔和裂纹的性质，加之氧化铁皮在酸洗机组上随同带钢一起经过矫直、拉矫、传送的反复弯曲，使这些孔隙裂缝进一步增加和扩大，所以，酸溶液在与氧化铁皮起化学反应的同时，亦通过裂缝和孔隙与钢板的基体发生反应。

也就是说，在酸洗一开始就同时进行着三种氧化铁皮和金属铁与酸溶液之间的化学反应。

酸洗机理可以概括为以下三个方面：
1）溶解作用；2）机械剥离作用；3）还原作用。

1、溶解作用：带钢表面氧化铁皮中各种铁的氧化物溶解于酸溶液内，生成可溶解于酸液的正铁及亚铁氯化物，从而把氧化铁皮从带钢表面除去。

这种作用称为溶解作用。

在盐酸容易中酸洗时：
Fe2O3 + 6HCl ＝ 2FeCl3 + 3H2O （1）
Fe3O4 + 8HCl ＝ 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O （2）
FeO + 2HCl ＝ FeCl2 + H2O （3）在溶解反应中式（3）的反应速度最大，反应式(1)、(2)次之。

若酸溶液能够很顺利地通过裂缝、孔隙由氧化铁皮的外层进入内层的话，那么内层FeO的溶解将对整个酸洗过程起着加速的作用。

2、机械剥离作用：带钢表面氧化铁皮中除铁的各种氧化物之外，还夹杂着部分的金属铁。

氧化铁皮具有多孔性，酸溶液可以通过氧化铁皮的孔隙和裂缝与氧化铁皮中的铁或基体铁作用，并相应产生大量的氢气。

此氢气产生的膨胀压力，就可以把氧化铁皮从带钢表面上剥离下来。

这种通过化学反应中产生氢气的膨胀压力把氧化铁皮剥离下来的作用，称为机械剥离作用。

Fe + 2HCl ＝ FeCl2 + H2↑（4）盐酸酸洗时有33%的氧化铁皮是有机械剥离作用去除的，而在硫酸酸洗时，有高达78%的氧化铁皮是靠机械剥离作用去除的。

3、还原作用：在反应式（4）中，金属铁与酸发生作用时，首先产生氢原子。

一部分氢原子相互结合成为氢分子，促使氧化铁皮剥离。

另一部分氢原子靠其化学活泼性及很强的还原能力，将高价铁的氧化物和高价铁盐还原成易溶于酸溶液的低价铁氧化物及低价铁盐。

在盐酸酸洗中的还原反应如下：
Fe2O3 + 2[H] ＝ 2FeO + H2O
Fe3O4 + 2[H] ＝ 3FeO + H2O
FeCl3 + [H] ＝ FeCl2 + HCl。