酸洗

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2.酸洗液和温度的影响
当酸浓度从2％增大至25％时，盐酸酸洗的速度增加约10倍，硫 酸仅 增加 1倍左右。当温度自 18℃升高至 60℃时，硫酸酸洗速度提高9．5～ 14借，而盐酸酸洗速度提高9～10倍。
3.酸洗液中铁盐含量的影响
目前各国无论是新建或改建的盐酸酸洗机组，盐酸的浓度都不超过20％。此外， 酸液内FeCl2 含量增加，使得盐酸的挥发加速，因此在酸洗时，一般希望将 FeCl2的含量控制在比较低的范围内。当盐酸浓度大于20％～22％时，FeCl2很 容易达到饱和状态，酸液浓度愈高，FeCl2的浓度就愈低。
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1. 溶解作用 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
FeO+2HCl=FeCl2+H2O。
在上面三个反应式中，最后一个反应最快，内层FeO的溶解加速了整个酸洗 过程。盐酸酸洗主要靠溶解作用去除氧化铁皮。
2.机械剥离作用
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
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可能完全不适于使用普通的硫酸酸洗。例如，硅钢的氧化铁皮中含有SiO2是 难溶于硫酸溶液中的氧化物，往往在酸洗之后在带钢表面上仍残留一层薄 的氧化膜。特别应当指出的是含铝的钢，虽然生成的氧化铁皮比较致密， 但由于生成的铝的氧化物能溶解于酸中，因此含铝的钢仍然是比较容易酸 洗的。
另外，钢中的含碳量对酸洗速度亦有着明显的影响，且酸洗速度随着钢中 含碳量的增加而加快。这是因为钢中的含碳量增加时，氧化铁皮有着向薄 的方面生成的趋势
酸洗工艺技术
1.盐酸酸洗原理 2.影响钢铁酸洗速度的因素 3.酸洗机组的种类及特点 4.推拉式酸洗机组的主要特点
5. 盐酸酸洗的特点
6.推拉式酸洗工艺段的物理原理 7.酸洗段经常出现的缺陷 •
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一 盐酸酸洗原理
酸洗过程中热轧钢板表面氧化铁皮减少
热轧带钢表面氧化铁皮一般是由Fe2O3 、Fe3O4或FeO构成的。由于铁的氧化 过程是Fe→FeO→Fe3O4→Fe2O3，因此，氧化铁皮结构一般是：内层（紧贴 钢的基体）FeO，外层（直接与大气接触）Fe2O3，中间层Fe3O4。氧化铁皮 的组成和结构随着钢的化学成分、热轧温度、加热及终轧温度、轧后冷却速 度、周围介质的含氧量变化而变化。由于碳素钢和低合金钢表面上的氧化铁 皮具有疏松、多孔和裂纹的性质，加之在酸洗机组中随同带钢一起经过矫直、 拉矫、传送的反复弯曲，使这些孔隙增加和扩大，故酸洗时酸溶液在与氧化 铁皮外层Fe2O3、中间层Fe3O4反应的同时，也通过裂缝和孔隙与内层FeO和 钢的基体起化学反应。
5.酸洗液搅拌的影响
无论是在盐酸中酸洗或是在硫酸中酸洗，酸溶液的搅拌都是有利于酸洗的。但 是对于型钢或钢丝的酸洗来讲，则由于生产方式等原因而不易采用，或是不会 获得像带钢酸洗那样的效果。
6.钢铁成分的影响
钢铁中除了铁原子之外，还含有其他元素的原子。在这些元素中有些会使氧 化铁皮变得很疏松（如镁、钙等），酸溶液很容易渗入到氧化铁皮内部与富 氏体的氧化铁或基体铁接触。因此，酸洗变得比较容易，还有些元素会使氧 化铁皮变得比较致密，酸洗变得比较困难，甚至
7. 当酸的浓度增加和温度升高时，酸洗时间减少，且随 着FeCl2 含量的增加，酸洗时间急剧减小到最小，此 时FeCl2的浓度比饱和浓度低4％～8％。
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盐酸酸洗的特点（续）
8. 最短的酸洗时间是在FeCl2最佳含量的情况下得到的, 即FeCl2的浓度比饱和浓度低4％～8％。 因此在酸洗 生产中不采用FeCl2 的浓度接近饱和状态的酸溶液。 特别是当盐酸浓度大于20％～22％时， FeCl2很容易 达到饱和状态。所以目前各国无论是新建或改建的盐 酸酸洗机组，盐酸的浓度都不超过20％。而FeCL2的 质量浓度控制在140g/L以下。 盐酸的再生利用回收率高,方便,造成的污染小。因为 废盐酸和清洗废液可以完全再生为新酸，循环使用， 从而解决了废酸污染问题。
4.酸洗方式的影响
浸泡酸洗和喷射酸洗，在酸液成分和温度相同的情况下，这两种酸洗方法的 酸洗时间是不同的。
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垂直带钢表面的喷射酸洗和与带钢表面倾斜150的喷射酸洗比浸泡酸洗时间 缩短15％～20％，与带钢表面平行的喷射酸洗和浸泡酸洗没有什么区别。 喷射酸洗在温度升高时，酸洗时间缩短，实践证明，喷射酸洗要比浸泡酸 洗时间短一倍，在同样的酸液参数条件下，由于机组设备条件不同，酸洗 时间之差可从15％～20％到100％。
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三、 酸洗机组的种类及特点
1.目前，世界上采用的带钢酸洗方法主要有三种：即单卷 酸洗法、连续酸洗法和半连续酸洗法。 2.单卷酸洗法是一种最原始、最简单的酸洗方法，其特点 是不需开卷，但需松卷后进行酸洗，酸洗质量差，生产 效率低，目前几乎被淘汰。 3.连续式酸洗是一种高产优质，发展较快的酸洗方法，它 是通过在机组上设置焊机和活套装置，使工艺段在换卷 时不停机，保证机组连续运行，但机组长，设备复杂， 投资较高。 4.半连续式酸洗是相对于单卷式和连续式而言的，由于它 不需设置焊机(或设置简易焊机如缝合机等)和大容量活 套，因此，在换卷时要停机，这种方法最适合于产量在 20～90万t/a的生产。
防止锈蚀的措施是严格执行酸洗、清洗操作规程，及时给表面涂油， 并应堆放在干燥的地方。
（5）夹杂 带钢在酸洗后表面出现深陷的星罗棋布的黑点疵病称为夹杂。它是由 于热轧时氧化铁皮被压入所形成的。这样的缺陷不可能采取酸洗法除 去。当它经过冷轧后，黑点便扩展延伸呈黑色条状，大大降低了成品 钢板的冲击性能。
4. 清洗
清洗的作用是把带钢表面残留的酸液和其他杂物冲洗干净，以利钝化工艺取得 良好效果。冷水洗槽要经常保持满流，高压水要不停地冲洗，水压应保持在 0.5MPa以上。在上述条件下冷水中酸的质量浓度不得超过0.1g/L，否则酸洗 后的带钢容易锈蚀。冷水中酸的质量浓度每昼夜检验一次。热水槽的热水温度 要在95℃以上，热水中不应有酸质，以防带钢锈蚀。热水槽出口的一对挤水胶 辊要压紧，保证最大限度地挤掉带钢表面的水分。
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四、 推拉式酸洗机组的主要特点
1. 2. 推拉式浅槽紊流酸洗机组是目前发展起来的使用最为广泛的 半连续式酸洗机组之一。 所谓推拉式酸洗机组是靠开卷机和各处的夹送辊将带钢向前 推进的，当带钢头部被卷取机咬入后，带钢被拉着进行酸洗， 故称之为推拉式酸洗。 推拉式酸洗机组具有设备简单、重量轻、能耗少、占地面积 小、操作方便、生产灵活、节省投资等优点。
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影响钢铁酸洗速度的因素
1. 氧化铁皮结构和厚度的影响酸洗过程首先同氧化铁皮的厚度和结构有关，最 适宜的酸洗条件，是在氧化铁皮含富氏体的数量最多，而且没有Fe2O3的时 候。对于钢材（对于用热轧板生产的焊管和热轧型钢）来说，当终轧温度比 较低（约850℃）时，这个条件可以保证得到氧化铁皮层最薄，同时出现 Fe2O3的危险性最小。
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由于推拉式酸洗机组除头、尾部外，均处于无张力状态节省 了许多张力辊组，也简化了机组的张力控制。
采用浅槽式紊流酸洗工艺，可显著缩短酸洗时间，提高酸洗 效率。 10
五、 盐酸酸洗的特点
1. 盐酸能完全溶解全部（即3层）氧化铁皮，而不产生 酸洗残渣。 2. 盐酸基本上不腐蚀基体金属，故经盐酸酸洗后的板 面平滑、银亮,无酸洗痕迹,不会发生过酸洗。 3. 盐酸酸洗的铁损比硫酸酸洗低～20 % ，盐酸酸洗铁 损 量 为 酸 洗 带 钢 量 的 0.4% ～ 0.5% ， 硫 酸 为 0.6% ～ 0.7%，这样，年产量100万吨带钢的酸洗车间，用盐 酸酸洗，每年就可以少损失2000吨钢板。
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（2）过酸洗 金属在酸溶液中停留时间过长，使其在酸溶液作用下，表面逐渐变 成粗糙麻面的现象称为过酸洗。过酸洗的带钢延伸性大大降低，在 轧制过程中，很容易断裂和破碎，并且造成粘辊。过酸洗的带钢即 使轧制成材也不能作为成品，因为它的力学性能大大降低了。
产生过酸洗的原因是：机组连续作业中断，使酸洗失去连续性， 或因带钢断带处理时间过长等。防止措施是尽量密切全机组的操作 配合，保证生产正常进行。
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（3）欠酸洗
钢带酸洗之后，表面残留局部未洗掉的氧化铁皮时称为欠酸洗。欠酸 洗的带钢（或钢板），轻者在轧制之后产品表面呈暗色或花脸状；严 重时氧化铁皮被压入呈黑斑。此外，氧化铁皮的延伸性较差，故在轧 制后因延伸不均使产品出现浪形或瓢曲等缺陷。有时铁皮可能牢固地 贴附在轧辊表面，直接造成轧制废品增多等。 造成欠酸洗的原因是：氧化铁皮厚度不匀，较厚部分的氧化铁皮需 要较长酸洗时间，同时其中的FeO分解成了较难溶解的；带钢波浪度和 镰刀弯较大，在酸洗过程中，起浪部分或弯起部分没有浸泡在酸液中 通过，造成漏酸洗；酸洗前机械破鳞不完善，特别是带钢两边端铁皮 未被破碎等。 实际生产中欠酸洗多出现在带钢的头尾段和两侧边缘。根据实测数 据，欲酸洗掉大块红色铁皮需要3～4倍的酸洗黑色氧化铁皮的时间， 此时已洗掉铁皮的带钢将会形成过酸洗。因此处理欠酸洗的方法是： 预先平整好板形，对于铁皮较厚，而面积又不大的带钢，可采用先局 部酸洗一次，而后再过酸洗线的方法去锈。
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六、 推拉式酸洗工艺段的化学原理
酸洗工艺段采用浸泡式酸洗形式，用盐酸 (HCL)作为酸洗液， 能较快地溶蚀各种氧化铁皮，酸洗反应可以从外层往里进行。 盐酸所具有的作用： 1. 溶解作用： Fe2O3+6HCL=2FeCl3+3H2O Fe3O4+8HCL=2FeCl3+ FeCl2+3H2O FeO+2HCL=FeCl2+H2O 2. 剥离作用： Fe+2HCL=FeCl2+H2 ↑ 3. 还原作用： Fe2O3+2[H] =2FeO+H2O Fe3O4+2[H] =3FeO+ H2O 2FeCl3+H2 =2FeCl2+2HCL 15
六. 酸洗段经常出现的缺陷
（1）酸洗气泡 酸洗气泡产生的机理是：金属和酸产生化学反应时，生成了部分氢 原子，它渗透到金属的结晶格子中，并使其变形，变形后使氢更向 金属内扩散，其中一部分氢原子穿过金属并分子化，从酸液中逸出， 部分氢原子的分子化在晶格变形产生的“显微空孔”边界上，或金 属的夹杂及孔隙中进行，氢在空孔中的压力可达到很大值（几十兆 帕），使金属中产生了引起氢脆的内应力。 防止产生气泡的措施是：调整酸液的浓度；控制酸洗时溶液的温度 和带钢表面平直状态等。
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（4）锈蚀
原料酸洗后表面重新出现锈层的现象称为锈蚀。锈蚀形成的原因是： 带钢（钢板）酸洗后表面残留少许的酸溶液，或带钢清洗后没有达到 完全干燥而使表面重新生锈。此外，带钢在酸洗后于高温的清洗水中 停留时间过长，也会产生锈蚀现象。 带钢锈蚀处的钢板表面在轧制之后呈暗色，它促使成品在库存时再次 锈蚀，从而降低成品材的表面质量，严重时使产品报废。
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盐酸酸洗的特点（续）
4. 盐酸溶解能力比硫酸大 ，氧化铁皮很易溶解，易于 去除,故不易引起表面酸斑，这也是盐酸酸洗板面特 别光洁的原因之一。 5. 盐酸酸洗速率较高，为硫酸酸洗速率的2倍。
6. 盐 酸 的 反 应 能 力 随 温 度 和 浓 度 的 提 高 会 激 剧 提 高 FeCl2，其中温度的提高对反应更为明显。
酸溶液通过孔隙和裂缝与铁皮中和基体中铁反应，产生大量氢气，由于 氢气的膨胀压力，把铁皮从带钢表面剥离下来。其反应式为：。
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3.还原作用 Fe2O3+2[H]=2FeO+H2O Fe3O4+2[H]=3FeO+H2O FeCl3+2[H]=FeCl2+HCl
一部分氢原子靠其化学活性及很强的还原能力，将高价的铁氧化物和高 价铁盐还原成易与酸作用的低价铁氧化物及易溶于酸液的低价铁盐。
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五、推拉式酸洗工艺段的物理原理
1. 当带钢进入第一级酸槽时，盐酸不但和带钢进行化学 反应，还要进行热交换，使带钢加热，加速反应的过 程。 当Байду номын сангаас钢进入第二级酸槽之前，挤干辊对带钢进行挤干， 使带钢表面经反应后的生成物被挤掉，还挤掉一些污 物，使带钢表面没有被酸洗掉的氧化物裸露在第二级 酸槽的酸里。 这样不断加热，挤干，酸洗……，最后经过被装有上 下喷头的高压冲洗水冲洗，挤干、再冲洗……出冲洗 段，进入烘干机烘干。这样就走完了酸洗工艺段的整 14 个历程。