钢丝盐酸酸洗液成分的控制

综上所述,我车间根据现有设备等条件,以 615mm原料酸洗后涂石灰生产半成品工艺来生产辐条钢丝至今,均无表面黑斑质量疑议,这也为今后中、低碳钢丝有表面质量要求产品的生产提供了借鉴。

参　考　文　献
1　严闺玲,陈若毅,盖庆宽.钢丝表面黑斑探讨.金属制品,1995(3):28～29
(1996—04—01收稿)
作者简介
严闺玲　女,1942年2月生,1964
年7月毕业于华东化工学院无机
系化学工程专业,现在上海二钢
有限公司工作,高级工程师。

长期
从事钢铁表面处理(酸洗、磷化、
镀铜、镀锌等)工艺分析,钢铁化
学分析,环保监测,金属制品生产
的环保治理等方面的工作。

在《金
属制品》上发表了有关中温磷化的控制和分析,金属制品生产废水的治理,化学分析方法改进等方面的文章。

钢丝盐酸酸洗液成分的控制
杨维宽
(酒钢钢丝绳厂　735100)
介绍在钢丝热处理酸洗磷化连续作业线上,通过控制磷化前盐酸酸洗液的成分,不但满足了工艺要求,而且可不大量倾倒废酸。

关键词:　酸洗　盐酸浓度　控制　热处理连续线
How to Con trol the Com position of Hydrochlor ic Ac id
P ickl i ng Solution for Steel W ire
Ya ng W e ikua n
(W ire R op e P lan t of J iuquan I ron and S teel Co.　735100)
To in troduce how to con tro l the compo siti on of hydroch lo ric acid p ick ling so lu ti on befo re pho spho rizing in con tinuou s p roducti on line of heat2treatm en t_p ick ling_pho spho rizing fo r steel w ire,so as to satisfy the requ irem en ts of techno logy and no t to pou r a large quan tity of w aste acid.
Keywords:　p ick ling;　concen trati on of hydroch lo ric acid;　con tro l;　heat2treatm en t con2 tinuou s p roducti on line
1　前言
半成品钢丝在存放过程中或经热处理后,表面会生成一层硬而脆的氧化铁皮层,这层氧化铁皮在磷化之前必须彻底除掉。

目前,各厂家一般采用酸洗法去除这层氧化铁皮。

酸洗液中酸的浓度一般都较高,达不到浓度要求时将做为废酸倒掉。

我厂开始时也采用其它厂的上述方法。

经过一段时间的不断研究探索,我们在酸洗过程中,通过控制几个酸槽中酸洗液的盐酸浓度并在几个酸槽中互相调制酸的浓度,把酸洗液中盐酸的浓度降到了合理数值,满足了工艺要求。

这样既降低了酸耗,也减少了污染,获得了较好的经济效益和社会效益。

2　工艺状况
2.1　半成品原料
选用本公司第二轧钢厂生产的60～70#高速无扭控冷热轧高碳钢盘条,在连拉机上进行无酸洗机械剥壳,拉拔至所需规格后,送到热处理工序处理。

2.2　热处理
此项工作最初是在两条卡电加热处理线上进行的,而后推广到马弗炉等其它连续生
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金属制品
产线上,本文主要谈及卡电加热处理线的情况。

我厂把处理较粗规格钢丝的称为中卡,处理规格为 210～512mm;把处理较细规格钢丝的称为小卡,处理规格为 110～210mm;两条卡电处理线均可处理24根线。

2.3　工艺流程
两条卡电加热处理线均为连续作业线,工艺流程为:
放线→送丝→导电槽→淬火槽→冷却水冲洗→酸洗→水冲洗→磷化→水冲洗→涂皂液→烘干→收线。

3　酸洗液中盐酸浓度的控制
3.1　酸洗条件
我厂几条热处理线的生产都是连续作业线,钢丝从酸槽这一端进入从另一端出来即完成酸洗过程。

本厂中、小卡酸洗槽尺寸相同。

体积:13m×1125m×014m;溶剂体积: 5185m3;两辊相距:11m
小卡电加热处理线处理钢丝规格为 110～210mm,线速15～17m m in,酸洗时间为0165～0173m in;中卡电加热处理线处理钢丝规格为 210～512mm。

线速515～15m m in,酸洗时间为0173～2m in。

酸洗采用工业盐酸,产于甘肃省金川化工厂。

盐酸液呈浅黄色,符合GB320283规定。

3.2　酸洗中盐酸浓度的控制
我厂生产之初,仿效其它厂经验,酸洗工艺参数如下:
盐酸(HC l)浓度:120～180g L
氯化亚铁(FeC l2)含量:≤220g L
温度:室温
把酸洗液中盐酸浓度控制在此范围,钢丝经酸洗表面为光亮的银白色,酸洗效果基本上能满足工艺要求。

但经过一段时间生产,发现执行上述工艺,有时钢丝出酸槽后,钢丝表面仍覆盖着一层疏松的黑色粉末,必须加大酸洗后的水压,才能把钢丝表面冲洗干净;水压一旦不足,冲洗不净,带入后面磷化槽,就使磷化液变黑,必须马上调整磷化液成分,否则即发生脱磷现象。

为此,我厂加强了化验工作,每天定期化验;车间严格控制酸和化学药品的加入,酸洗液中的HC l浓度稳定控制在150g l左右。

就是说为了保持酸洗液中盐酸的高浓度,需经常加入盐酸,否则酸洗槽中的盐酸浓度就达不到工艺要求。

这样,两星期左右酸槽就满了。

没地方放置此种浓度的盐酸,只有将其从酸洗槽中抽出一些,当做废酸倒掉。

这种废弃的酸液污染环境,受到各方面指责和处罚。

经过一段时间的生产,请教有关人员,加强基础理论学习后,我们对酸洗的认识比开始时提高许多,影响盐酸酸洗速度的因素主要有以下几种。

(1)酸洗液中盐酸的浓度;
(2)酸洗液中亚铁离子的浓度;
(3)酸洗液中一定盐酸浓度下亚铁盐的溶解度;
(4)酸洗液的温度;
(5)钢丝表面氧化铁皮的厚度及组成;
(6)钢丝酸洗时,在酸洗液中是静止还是运动状态。

我厂以前把酸洗液中盐酸浓度调配得较高,可以使酸洗速度得到提高,从而缩短酸洗时间。

但这并不是用来提高酸洗速度,缩短酸洗时间的唯一办法。

提高盐酸酸洗液中氯化亚铁的含量也可以用来提高酸洗速度,缩短酸洗时间,而且随盐酸酸洗液中氯化亚铁含量的增加,盐酸酸洗时间急剧减少,酸洗速度最大可提高2～3倍。

而且,盐酸溶液承受亚铁离子的能力越强,酸洗的时间越短。

FeC l2在盐酸中的溶解度是随着盐酸浓度的升高而下降的,降低盐酸浓度不但能够使酸洗液溶解较多的FeC l2,而且还不容易达到饱和。

理论上,当氯化亚铁含量增加到接近饱和或达到饱和值时,酸洗时间明显增加。

但是在我厂
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・第22卷　第5期　总第129期
生产中没有发现酸洗效果突然变坏,以及化验时,亚铁含量已达到饱和这一状况。

我们认为,在连续酸洗槽中,酸洗液中的HC l因比重低,向液面移动,氯化亚铁比重大向下移动,槽中酸的浓度和氯化亚铁不是均布的,而是有偏聚。

液面上部盐酸浓度高,氯化亚铁含量低于平均含量,酸洗槽下面氯化亚铁含量呈逐渐富集状态,最下部氯化亚铁含量已达饱和,沉淀于槽下,钢丝只在酸洗液上部运行,所以避开了氯化亚铁的饱和区,钢丝在连续生产线上生产时,又处于运动状态,它要比非连续生产线速度快。

针对盐酸酸洗液的特点,联系我厂钢丝在卡电加热线上处理后,生成的氧化铁皮层薄,盐酸酸洗液的盐酸浓度还与别的厂一样,盐酸浓度就显得高了许多。

因此,以前钢丝表面有时酸洗不净的那层黑色粉状物很可能是过酸洗的产物。

对此,我们就有目的地降低酸洗液中盐酸浓度,当盐酸浓度降低到100g l左右时,钢丝表面也为光亮的银白色,钢丝的酸洗质量同样能满足工艺要求,盐酸的消耗较以前也有所降低。

当钢丝刚拉出来时表面还没有锈蚀,热处理后钢丝上氧化铁皮层还较薄,就把酸洗液中的盐酸浓度降得低些,氯化亚铁沉积到酸槽底部也无须管它。

若钢丝拉拔后放到露天场地,经风吹雨打,表面形成较厚的黄色锈斑,经热处理后,氧化铁皮层也厚,我们就在先前酸槽不满的状况下,再捞出酸槽底部的氯化亚铁等沉淀,加进一些新酸,提高酸洗液中盐酸浓度,用这样的酸洗液酸洗钢丝,其表面质量也达到了要求。

在作业安排上,粗细不同规格的钢丝因热处理的工艺不同,而造成了酸洗时间不同,酸液浓度稍高时,生产细规格的;酸液浓度稍低时生产粗规格的。

我厂两条卡电加热处理线的酸洗工艺如下:小卡盐酸浓度(HC l)为50～180g l,最低浓度比原来低70g l;中卡处理的钢丝规格粗,盐酸浓度(HC l)为35～150g l,最低浓度比原来低85g l。

因为降低了酸洗液中的盐酸浓度,加上允许酸洗液中氯化亚铁在槽底部沉积,需要提高酸洗液中盐酸浓度时,捞出酸渣,酸槽腾出一定空间,加上部分新酸,就可满足酸洗要求。

再不需要把浓度较低的酸洗液当做废物倒掉了。

我厂的酸洗是在室温下进行的,由于冬、夏温差较大,酸洗浓度(HC l)冬天比夏天高出20g l。

我厂首先在中、小卡电加热线上实现不倾倒废酸,而后又把此方法推广到正火炉、马弗炉、热镀锌等几条连续作业线上,把这几条生产线的酸洗槽中的酸洗液互相调配,不仅使我厂3年多没倒过废酸,而且保证了生产顺利进行。

4　效果
酸洗液中盐酸浓度下降、氯化亚铁浓度上升后,在生产中显示了以下优点:
(1)同样保证了酸洗后的磷化质量,2～3年中,基本没发生脱磷现象。

(2)不影响钢丝的磷化,从拉丝的产量、质量看也较正常。

水箱L T11 350一天拉 018mm的丝2t左右,水箱L T4002—3 450一天拉 114mm的丝313t左右,LW9 450干式拉丝机一天拉 114mm的丝4t左右。

(3)现在只处理氯化亚铁沉淀物,而不用大量倾倒废酸,减少了污染,降低了工人劳动强度,同时降低了生产成本。

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4)降低酸洗液中盐酸浓度后,现场挥发的HC l含量明显降低,改善了工人劳动条件,延缓了设备的腐蚀。

(1996—07—29收稿)
作者简介
杨维宽　男,41岁,1982年毕业于
东北工学院金属材料系金属学及
热处理专业,现任酒钢钢丝绳厂热
处理工程师。

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