【冷軋技術(shù)】冷軋鹽酸酸洗與硫酸酸洗的比較
作者: 日期:2023-04-29 來源: 關(guān)注:238
由于鋼鋼材表面上的氧化鐵皮(FeO、Fe3O4、Fe2O3)都是不溶解于水的氧化物,當(dāng)把它們浸泡在酸液里時,這些氧化物就分別與酸發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)。那酸洗工藝選取的酸是用鹽酸還是硫酸呢?我們下面給大家比較一下。
工業(yè)鹽酸酸洗和工業(yè)硫酸酸洗相比較,首先是鹽酸酸洗對氧化鐵皮的作用和硫酸酸洗是不相同的。在濃度較高時,鹽酸酸洗主要靠溶解作用去除氧化鐵皮,而硫酸酸洗則主要靠氫氣的機械剝離作用去除氧化鐵皮。按照實驗資料,用硫酸酸洗時,約有78%的氧化鐵皮是由于機械剝離作用去除的,而鹽酸酸洗則只有33%的氧化鐵皮是由于機械剝離作用去除的。鹽酸不僅能很好地溶解富氏體(Fe3O4溶于FeO中的固溶體),而且能溶解高價的鐵的氧化物。例如,在溫度60℃、濃度180g/L的鹽酸中,用10min可溶解75.2%的粉末狀的Fe2O3,而在硫酸中Fe2O3的溶解度要低好多倍。
鋼材表面氧化鐵皮一般是由三層組成,外層是Fe2O3,中間層是Fe3O4,內(nèi)層是FeO+Fe3O4(富氏體);同時,氧化鐵皮有很多裂縫和孔隙,而且內(nèi)層是比較疏松的,因此,當(dāng)鋼表面被酸液浸濕后,除了外表面的氧化鐵皮之外,酸液也通過氧化鐵皮中的裂縫、孔隙而與其中的所有三層,以及鋼基體接觸而起化學(xué)反應(yīng)。
由于Fe3O4和Fe2O3,在鹽酸溶液中的溶解速度遠大于在硫酸溶液中的溶解速度,因此,鋼在鹽酸中的酸洗速度比在硫酸中的酸洗速度大得多。例如,在60°C時,用濃度15%的硫酸溶液,酸洗時間為150s,而用15%的鹽酸溶液,酸洗時間為55s;在80℃時相應(yīng)地為70s和30s。在生產(chǎn)實踐中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)熱軋帶鋼表面的邊緣有較黑的氧化鐵皮區(qū),主要成分是Fe2O3。由于硫酸對Fe2O3的溶解度低,因而用硫酸酸洗時帶鋼邊緣氧化鐵皮往往去除不掉。如果要比較徹底地去除氧化鐵皮(包括Fe2O3層),則帶鋼的其他部分可能產(chǎn)生過酸洗。但是,如果在鹽酸溶液中酸洗,由于它能夠溶解高價氧化鐵,所以氧化鐵皮比在硫酸中清除得較完全。
在工業(yè)鹽酸酸洗中,酸洗溶解外層氧化鐵皮的同時也酸洗溶解內(nèi)層的氧化鐵皮,所形成的殘渣比硫酸酸洗少得多,而且這些殘渣的密度比在硫酸溶液中得到的要小,因此,很容易從鋼表面或酸槽底上清除掉。
殘留在鋼表面上的鐵鹽殘渣是有害的,它會使酸洗過的鋼表面很快生銹,同時帶鋼表面上的鐵鹽一般都是亞鐵鹽,很容易溶于水,在空氣中停留時間較長時,就會變成不易溶于水的正鐵鹽,因此,酸洗之后,必須立即用凈水沖洗,以便去除表面上殘留的鐵鹽。
由于鹽酸能夠有效地溶解氧化鐵皮,同時所生成的FeCl2易溶于水,所以殘留在帶鋼表面上的酸洗反應(yīng)產(chǎn)物很容易用水清洗掉。這就保證了在鹽酸溶液中酸洗時,鋼表面的質(zhì)量比較高,一般用鹽酸酸洗后,具有清潔、光亮、沒有斑點的平滑表面。
鹽酸酸洗的帶鋼表面質(zhì)量比用硫酸酸洗的要好,帶鋼表面甚至無壓入鐵皮(即使有鐵皮亦可被洗掉)及未被洗凈的氧化鐵皮(包括大塊鐵皮及黑邊),酸洗后表面光潔。如卷取溫度在700°C左右時,帶鋼不經(jīng)破鱗仍可以用280m/min的速度(酸洗時間為28s)進行鹽酸酸洗。
目前認(rèn)為,用工業(yè)鹽酸酸洗金屬損耗比硫酸酸洗少20%-25%,這是因為在酸洗時間內(nèi),鹽酸對于純鐵的溶解量比硫酸少的緣故。鹽酸酸洗對帶鋼基體的腐蝕較小,這就減少了帶鋼表面的粗糙度和過酸洗的廢品率。
我們研究了鐵損與酸洗時間的關(guān)系,可以發(fā)現(xiàn),即使采用緩蝕劑,硫酸酸洗鐵損比鹽酸酸洗高0.1%-0.2%,實踐證明,在有緩蝕劑的硫酸溶液中,連續(xù)酸洗機組一停車就可能引起帶鋼的過酸洗,因此,應(yīng)立即將帶鋼提起來,超過液面。按照美國鋼鐵公司數(shù)據(jù),在有緩蝕劑的鹽酸溶液內(nèi),帶鋼在槽內(nèi)停放16h,質(zhì)量都沒有影響。如果沒有緩蝕劑,機組停車1h,在溫度為79℃的鹽酸溶液中,厚度為2.3mm的低碳沸騰鋼帶鋼,其厚度減少9%,而在93℃的硫酸溶液內(nèi),同樣的停車時間,厚度要減少20%,據(jù)奧地利魯茲納公司資料介紹,鹽酸酸洗鐵損量為酸洗帶鋼量的0.4%?0.5%,硫酸酸洗鐵損量為0.6%~0.7%,這樣,年產(chǎn)10萬噸帶鋼時,用鹽酸酸洗,每年就可少損失200噸鋼板
文章來源:工業(yè)鹽酸廠家 http://www.liveharddieyoung.com 提供的信息