酸洗氧化鐵皮酸洗原理

酸洗工藝介紹新產(chǎn)品項目籌備組2023年2月1日第一章帶鋼表面氧化鐵皮第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性第三章酸洗原理與影響酸洗的因素第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹第五章工藝規(guī)程及制定第六章達涅利酸洗工藝介紹目錄第一章帶鋼表面氧化鐵皮帶鋼表面氧化鐵皮的形成軋件經(jīng)粗軋后沿輥道向精軋機組運行時，溫度為1000℃左右，這時在軋件表面上已生成了一層薄的氧化鐵皮，但精軋機組前的二次除鱗裝置可將其清除掉。在精軋過程中帶鋼在機架間暴露的時間極短，而且較大的壓下量阻礙了表面上形成厚的氧化鐵皮，而所形成的氧化胞膜立即被破壞并受到冷卻水的沖洗，因此，可以說剛剛從精軋機組軋出的帶鋼，雖然有較高的溫度，但帶鋼表面的氧化鐵皮是極薄的。帶鋼在輸出輥道上經(jīng)過層流冷卻后，在600℃左右進行卷取，隨后緩慢冷卻，在此過程中，帶鋼表面被氧化而形成氧化鐵皮。

實際生產(chǎn)過程中，一般是軋后進入層流冷卻區(qū)進行快冷。在噴水的情況下，氧化鐵皮的厚度增加很快。因為氧化鐵皮在水中要比在空氣中形成的快，因此，在水蒸氣氣氛中停留的時間愈長，形成的氧化鐵皮就愈多，而FeO的含量卻減少。所以，準確地調(diào)節(jié)噴水段的冷卻速度和盡可能地減少在水中的停留時間是非常重要的。第一章帶鋼表面氧化鐵皮

熱軋帶鋼終軋溫度一般控制在870℃左右，且周圍介質(zhì)含有大量的氧氣，隨后又是相當快的冷卻速度，所以其氧化鐵皮一般都具有三層結(jié)構(gòu)：鋼鐵表面的一層是富氏體（FeO和Fe3O4固溶體）、在上面一層是Fe3O4、最上面一層是Fe2O3。帶鋼表面的氧化鐵皮，由于鋼的化學成分、軋制時帶鋼表面溫度、加熱溫度、終軋溫度、冷卻制度、周圍介質(zhì)的含氧量的不同，因此，氧化鐵皮的組成和結(jié)構(gòu)也因之而異。1—Fe203；2—Fe304；3—FeO；4—Fe；5—基鐵氧化鐵皮的組成和結(jié)構(gòu)第一章帶鋼表面氧化鐵皮A終軋溫度和速度的影響鐵的氧化過程是Fe→FeO→Fe3O4→Fe2O3，隨著溫度的升高，氧化速度逐漸增大。在600~800℃的范圍內(nèi)，生成的氧化鐵皮能夠很好地阻礙鐵及氧原子的擴散，因此氧化速度反而不再繼續(xù)增大。當溫度超過800℃時，氧化鐵皮阻礙擴散的能力將大大降低，因此，氧化速度又迅速增大。

由于溫度升高，氧化速度加快，因此在單位時間內(nèi)，帶鋼表面氧化鐵皮的厚度隨著溫度的升高而增厚。同樣，高的軋制速度可以減少鋼在高溫狀態(tài)下與空氣接觸的時間，從而也就減少了氧化鐵皮的厚度。因此，為了減小氧化鐵皮的厚度，熱軋帶鋼應(yīng)在盡可能低的溫度和盡可能高的軋制速度下進行軋制。影響帶鋼影響鐵皮的因素第一章帶鋼表面氧化鐵皮A終軋溫度和速度的影響

從氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)上看，終軋溫度在700~900℃之間時，所形成的氧化鐵皮含80%~90%的FeO、10%~20%的Fe3O4，在溫度高于900℃的條件下，氧化和氧化性氣體較多時，鐵將迅速被氧化，F(xiàn)e3O4可以在高溫下迅速形成，并開始在鐵皮表面形成Fe2O3單獨一層。當溫度低于570℃時，氧化鐵皮由Fe3O4組成，表面上覆蓋著一層很薄的Fe2O3。提高軋制速度可以減小氧化鐵皮的厚度，然而，過高的軋制速度將使卷取溫度迅速提高，并造成氧化鐵皮中的富氏體轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4，給以后清除帶鋼表面上的氧化鐵皮（酸洗）工作帶來困難。因此，準確地控制軋制速度乃是有利于酸洗的重要因素。第一章帶鋼表面氧化鐵皮B冷卻速度的影響一般來說，熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮有三層：靠近基鐵的內(nèi)層為富氏體，中間層為Fe3O4，外層為Fe2O3。其中有利于酸洗的富氏體在575℃以上是穩(wěn)定的，在570℃以下時，富氏體中的FeO不穩(wěn)定，并且按照4FeO＝Fe3O4+Fe分解，變成Fe3O4和Fe。當溫度進一步降低到300℃以下時，這種轉(zhuǎn)變將趨近于零。第一章帶鋼表面氧化鐵皮B冷卻速度的影響如果氧化鐵皮層在570~300℃之間急速冷卻的話，則富氏體層將來不及分解并在更低的溫度下被固定下來，從而得到有利于酸洗的富氏體結(jié)構(gòu)。緩冷時，鐵皮中的富氏體層隨著冷卻速度降低而逐漸減少，因此，帶鋼在冷卻區(qū)域冷卻速度較慢時，鐵皮中的富氏體層只有少量存在或完全沒有。

實際生產(chǎn)過程中，一般是軋后進入層流冷卻區(qū)進行快冷。在噴水的情況下，氧化鐵皮的厚度增加很快。因為氧化鐵皮在水中要比在空氣中形成的快，因此，在水蒸氣氣氛中停留的時間愈長，形成的氧化鐵皮就愈多，而FeO的含量卻減少。所以，準確地調(diào)節(jié)噴水段的冷卻速度和盡可能地減少在水中的停留時間是非常重要的。第一章帶鋼表面氧化鐵皮C卷取溫度的影響帶鋼的卷取溫度在600~700℃時，對氧化鐵皮厚度的增加沒有太明顯的影響。但卷取溫度提高，在帶鋼的邊緣和頭部會生成Fe3O4。進一步降低卷取溫度對氧化鐵皮的厚度沒有明顯影響，但是，帶鋼邊緣和尾部出現(xiàn)Fe2O3的危險減小了，同時，富氏體向Fe3O4轉(zhuǎn)化的程度也減小了。當卷取溫度從700℃降低到600℃時，酸洗時間就縮短10%~20%。為了控制富氏體的轉(zhuǎn)化，帶鋼應(yīng)該在相當?shù)蜏囟认逻M行卷取（500℃～550℃），但這樣將導(dǎo)致卷取前帶鋼水冷時間增加，從而引起氧化鐵皮厚度的不均勻性增加，F(xiàn)e3O4將增多，富氏體減少，因此，必須制定最佳的卷取溫度，以減少帶鋼在冷卻過程中富氏體的轉(zhuǎn)化，防止氧化鐵皮厚度明顯增加。實踐表明，在550℃～590℃卷取時，帶鋼表面的氧化鐵皮最薄，其中富氏體層較厚，富氏體分解最少，因而酸洗時間能夠減少。

第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性熱軋帶鋼的可酸洗性和氧化鐵皮的形成一樣，與很多因素有關(guān)，如氧化鐵皮的粘附強度、鋼的成分、機械變形的種類和程度、氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)及厚度、表面污染（例如油脂引起的污染）、表面缺陷、酸冼劑的種類和成分以及酸洗時的工作條件等。

在氧化鐵皮中，富氏體只是在靠近鋼板的表面上存在，而鐵皮外層的Fe2O3和Fe304在酸溶液中是比較難于溶解的。但由于鐵皮存在著裂縫和氣孔（特別是通過拉矯之后），因此酸溶液便能通過這些裂縫、氣孔到達金屬表面和富氏體層，隨著金屬鐵和富氏體的溶解，便減少了鐵皮與金屬之間的附著力，并在酸液與金屬鐵反應(yīng)過程中生成的氫氣的作用下，氧化鐵皮便從基體上脫落而沉到酸槽底部。與此同時，難溶的Fe2O3和Fe304也被還原成容易溶解的Fe0，從而使氧化鐵皮從帶鋼表面上分離開來。綜述

第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性

在酸洗時會發(fā)現(xiàn)，帶鋼尾部（酸洗卷頭部）表面上的氧化鐵皮較容易洗掉。這是因為帶鋼尾部的軋制溫度一般比中部和頭部低30～50℃，并在卷取時受到從卷取機上落下來的水的強化冷卻，因此，帶鋼尾部鐵皮形成的過程結(jié)束得較早，氧化鐵皮較薄，而Fe0來不及轉(zhuǎn)化。最難酸洗的是帶鋼頭部（酸洗帶卷尾部）的氧化鐵皮，這是因為帶鋼頭部氧化鐵皮的形成過程比尾部結(jié)束得緩慢，而使氧化鐵皮層增厚的緣故。此外，氧化鐵皮的緩冷促使Fe0分解成Fe2O3或Fe304也是難洗的原因之一。

在帶鋼酸洗時還會發(fā)現(xiàn)，帶鋼的邊緣上會出現(xiàn)未洗掉的黑邊，這是因為在帶鋼長度的中部邊緣上，氧化鐵皮冷卻的比較緩慢，而周圍的氧氣到帶鋼表面上的通路較通暢，使這里的氧化鐵皮中Fe2O3層明顯增加所致。下面僅就氧化鐵皮的可酸洗性幾個因素進行分析總結(jié)。綜述第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性A氧化鐵皮的致密度和形態(tài)富氏體具有天然的最大孔隙率，而Fe2O3層和Fe304層是致密的，它們會把鐵皮中其他氧化層內(nèi)的氣孔全部堵死，從而阻礙了酸液滲入。帶鋼在冷卻過程中雖然會形成一些裂紋，但也不能保證酸液滲入氧化鐵皮的深處。特別是現(xiàn)代化軋機生產(chǎn)的熱軋帶鋼，鐵皮的厚度是相當穩(wěn)定的，致密度相當高，因此，為了提高氧化鐵皮的可酸洗性，采用拉矯設(shè)備增加裂紋是十分必要的。

氧化鐵皮內(nèi)層是疏松而多孔的細結(jié)晶組織，各晶粒之間互相聯(lián)系薄弱并且易于破壞，這層稱之為富氏體的組織主要由氧化亞鐵組成；致密、無孔和裂縫成玻璃狀斷口的中間層是磁性氧化鐵；外層是結(jié)晶構(gòu)造的氧化鐵。因此，在金屬冷卻期間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，在鐵皮中便產(chǎn)生了裂紋和氣孔，為酸洗工作創(chuàng)造了有利的條件。第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性B氧化鐵皮的厚度帶鋼表面氧化鐵皮厚度一般為7.5～15um，個別情況可達20um。其中最內(nèi)層的富氏體（Fe0）層，大約占整個氧化鐵皮厚度的80％，是氧化鐵皮最厚的一層；中間的磁性氧化鐵皮Fe304占整個氧化鐵皮厚度的18％；而最外層的Fe2O3僅占氧化鐵皮厚度的2％。帶鋼表面氧化鐵皮的單重波動在35～55g/㎡范圍內(nèi)。

仔細觀察帶鋼表面顏色會發(fā)現(xiàn)，往往帶鋼邊部較寬度中間部分顏色深些。這一現(xiàn)象是由于氧化鐵皮的厚度不同而引起光線的反射及干涉所致。隨著氧化鐵皮厚度的增大，顏色逐漸由橙變成黃、綠、青、藍、紫等。因此，由帶鋼表面顏色及氧化鐵皮的形狀，大體可以判斷出氧化鐵皮的厚度和均勻程度。第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性C氧化鐵皮的內(nèi)應(yīng)力

金屬在生成氧化鐵皮時，其體積增大，如生成富氏體時，體積增大1.76倍；生產(chǎn)Fe2O3和Fe304時，體積增大分別為2.1倍和2.4倍。由于體積增大，因而在平行于金屬表面的方向上產(chǎn)生一種壓應(yīng)力，同是還產(chǎn)生一種力使氧化鐵皮從金屬表面上剝落的拉應(yīng)力。當這些內(nèi)應(yīng)力小于氧化鐵皮的強度時，氧化鐵皮便產(chǎn)生裂縫；當內(nèi)應(yīng)力大于氧化鐵皮同金屬表面的附著力時，氧化鐵皮就會從金屬表面上脫落下來，這就給機械方法破碎氧化鐵皮提供了有利的條件。氧化鐵皮內(nèi)應(yīng)力的大小與金屬表面狀態(tài)有關(guān)，金屬表面越粗糙，則內(nèi)應(yīng)力就越大，氧化鐵皮破碎和脫落的可能性也就越大。

第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性D氧化鐵皮在金屬上的附著力

金屬在生成氧化鐵皮時，其體積增大，如生成富氏體時，體積增大1.76倍；生產(chǎn)Fe2O3和Fe304時，體積增大分別為2.1倍和2.4倍。由于體積增大，因而在平行于金屬表面的方向上產(chǎn)生一種壓應(yīng)力，同是還產(chǎn)生一種力使氧化鐵皮從金屬表面上剝落的拉應(yīng)力。當這些內(nèi)應(yīng)力小于氧化鐵皮的強度時，氧化鐵皮便產(chǎn)生裂縫；當內(nèi)應(yīng)力大于氧化鐵皮同金屬表面的附著力時，氧化鐵皮就會從金屬表面上脫落下來，這就給機械方法破碎氧化鐵皮提供了有利的條件。氧化鐵皮內(nèi)應(yīng)力的大小與金屬表面狀態(tài)有關(guān)，金屬表面越粗糙，則內(nèi)應(yīng)力就越大，氧化鐵皮破碎和脫落的可能性也就越大。

第二章帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性各種氧化鐵皮與基體鐵的附著力是不同的。附著力的大小，一般用破壞應(yīng)力來衡量，附著力越大則破壞應(yīng)力也越大，附著力越小則破壞應(yīng)力就越小。Fe0的破壞應(yīng)力為0.4Mpa；Fe304的破壞應(yīng)力約為40Mpa；Fe2O3破壞應(yīng)力約為10Mpa。由于氧化鐵皮與基體鐵的附著力越大，氧化鐵皮就越難從基鐵上脫落，因此，從附著力的大小上可看出，F(xiàn)e0的附著力最小，它是氧化鐵皮中最容易被除掉的。鐵皮的附著力決定于氧化的時間及鋼板的化學成分，這是由于長時間氧化，鋁、錳、硅等元素在鐵皮與金屬這間析出，使內(nèi)層氧化鐵皮成為含有各種氧化物的混合物。E氧化鐵皮在金屬上的附著力

第三章酸洗原理與影響酸洗的因素A酸洗原理帶鋼表面的氧化鐵皮（FeO、Fe3O4和Fe2O3）都是不溶解于水的堿性氧化物，當把氧化鐵皮浸泡在酸液里或者在其表面上噴灑酸液時，這些堿性氧化物就可與酸發(fā)生一系列化學反應(yīng)。由于碳素鋼和低合金鋼鋼材表面上的氧化鐵皮具有疏松、多孔和裂紋的性質(zhì)，加之氧化鐵皮在酸洗機組上隨同帶鋼一起經(jīng)過矯直、拉矯、傳送的反復(fù)彎曲，使這些孔隙裂縫進一步增加和擴大，所以，酸溶液在與氧化鐵皮起化學反應(yīng)的同時，亦通過裂縫和孔隙與鋼板的基體發(fā)生反應(yīng)。也就是說，在酸洗一開始就同時進行著三種氧化鐵皮和金屬鐵與酸溶液之間的化學反應(yīng)，所以，酸洗機理可以概括為以下三個方面：

●溶解作用●機械剝離作用●還原作用第三章酸洗原理與影響酸洗的因素Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O（2-1）Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O（2-2）FeO+2HCl＝FeCl2+H2O（2-3）在溶解反應(yīng)中式（2-3）、的反應(yīng)速度最大，反應(yīng)式(2-1)、(2-2)次之，假如酸溶液能夠很順利地通過裂縫、孔隙由氧化鐵皮的外層進入內(nèi)層的話，那么內(nèi)層FeO的溶解將對整個酸洗過程起著加速的作用。

溶解作用

第三章酸洗原理與影響酸洗的因素機械剝離作用帶鋼表面氧化鐵皮中除鐵的各種氧化物之外，還夾雜著部分的金屬鐵，而且氧化鐵皮又具有多孔性，那么酸溶液就可以通過氧化鐵皮的孔隙和裂縫與氧化鐵皮中的鐵或基體鐵作用，并相應(yīng)產(chǎn)生大量的氫氣。由這部分氫氣產(chǎn)生的膨脹壓力，就可以把氧化鐵皮從帶鋼表面上剝離下來。這種通過化學反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的膨脹壓力把氧化鐵皮剝離下來的作用，稱為機械剝離作用。Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑（2-4）第三章酸洗原理與影響酸洗的因素還原作用在反應(yīng)式（2-4）中，金屬鐵與酸發(fā)生作用時，首先產(chǎn)生氫原子。一部分氫原子相互結(jié)合成為氫分子，促使氧化鐵皮剝離。另一部分氫原子靠其化學活潑性及很強的還原能力，將高價鐵的氧化物和高價鐵鹽還原成易溶于酸溶液的低價鐵氧化物及低價鐵鹽。Fe2O3+2[H]＝2FeO+H2OFe3O4+2[H]＝3FeO+H2OFeCl3+[H]＝FeCl2+HCl在鹽酸酸洗中的反應(yīng)第三章酸洗原理與影響酸洗的因素B影響酸洗效果的主要因素圖

1氧化鐵皮厚度與不同成分氧化鐵皮酸洗時間的關(guān)系圖2終軋溫度與酸洗時間的關(guān)系１－95%Fe3O4、5%Fe2O3；１－氧化鐵皮厚度２－90%FeO、8%Fe3O4、2%Fe2O3

２－酸洗酸洗時間主要取決于氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和厚度，氧化鐵皮中富氏體層越厚，酸洗越容易。1、氧化鐵皮厚度及結(jié)構(gòu)的影響第三章酸洗原理與影響酸洗的因素2、酸溶液濃度和溫度的影響a－溫度為70℃時，濃度與酸洗時間的關(guān)系；b－濃度為15%時，溫度與酸洗時間的關(guān)系

酸中的游離酸濃度越高，氧化鐵皮溶解越快，然而由于酸再生過程的特性，HCL的濃度被限制為大約200g/L，為了使再生過程盡可能的經(jīng)濟，鐵的濃度應(yīng)盡可能的高，在多級酸洗系統(tǒng)中必須如此做。HCL濃度并不是在很大的程度上影響酸洗時間，和溫度一樣，通常不得不估計事實，酸洗速度將加倍或者酸洗時間將被二等分，隨著每增加12℃（在20℃～70℃之間），這種影響在超過70℃依然很強，可是達到90℃以后將會可觀的下降，具體見圖3。第三章酸洗原理與影響酸洗的因素酸洗溫度和濃度皆能增加帶鋼的酸洗速度。對鹽酸來說，提高濃度對酸洗速度的影響更大。當酸濃度從2％增大到25％時，鹽酸酸洗速度增加10倍，當溫度由18℃提高到60℃時，酸洗速度提高9~10倍，在酸洗過程中，應(yīng)該采用增大濃度而不過分提高溫度。2、酸溶液濃度和溫度的影響第三章酸洗原理與影響酸洗的因素3、酸溶液中鐵鹽含量的影響圖4酸洗時間與鹽酸含量、FeCl2含量和溫度的關(guān)系酸洗溫度越低，酸洗時間的最小值也就越明顯。最短的酸洗時間是在FeCl2最佳含量的情況下得到的，即FeCl2的濃度低于飽和濃度４％～８％，溫度升高，酸洗時間減少。當鹽酸含量增加和溫度升高時酸洗時間減少，且隨著FeCl2含量的增加，酸洗時間急劇減少到最小，此時FeCl2的濃度比飽和濃度低4%~8%。此后，酸洗時間又急劇增加，一直到FeCl2達到飽和，酸洗時間最長。第三章酸洗原理與影響酸洗的因素在20℃、40℃酸洗時間與鹽酸含量、FeCl2含量和溫度的關(guān)系（曲線上的數(shù)字為時間，min.、α為飽和線）由圖可以看出，酸洗時間曲線非常接近飽和線，它表示在這個區(qū)域內(nèi)略微改變一下溶液的成分，酸洗時間就會發(fā)生明顯的變化，即這個過程是不穩(wěn)定的，必須準確地控制溶液的成分，但這在實際上是比較困難的，因此在酸洗中不采用FeCl2的濃度接近飽和狀態(tài)的酸溶液。特別是當鹽酸濃度大于20%~22%時，F(xiàn)eCl2很容易達到飽和狀態(tài)。所以，鹽酸的濃度一般都不超過20%。此外，酸液內(nèi)FeCl2含量增加，使得鹽酸的揮發(fā)加速，因此在酸洗時，一般將FeCl2的含量控制在比較低的范圍內(nèi)。3、酸溶液中鐵鹽含量的影響

第三章酸洗原理與影響酸洗的因素4、紊流的影響

在連續(xù)酸洗機組中，酸槽內(nèi)的酸溶液不僅受酸槽結(jié)構(gòu)和噴頭壓力的影響，還受到在酸溶液中運動的帶鋼和酸洗時生成的氫氣所攪動。因此，凝聚在帶鋼表面上的蒸氣及附著在表面上的氫氣泡會被及時除掉，也會使鋼材附近的酸溶液不斷更新，酸液成分保持均勻，同時也能更好地讓酸與帶鋼表面接觸，這樣可以使酸洗過程進行得更快更好，從而提高了酸洗速度。

通常紊流酸洗具有如下特點：●帶鋼以高張力平直通過酸洗工藝段時，整個機組的張力達到最佳化，結(jié)果取消了一些張力單元（酸洗槽前、烘干機后的張力輥）和專門的張力控制系統(tǒng)（垂度控制和擺動輥）。整個機組高而均勻的張力保證了拉矯機處于最佳的張力分布，而且使帶鋼通過機組的運行狀況得以改善。第三章酸洗原理與影響酸洗的因素紊流酸洗特點●特殊的槽蓋（帶有浸漬式的內(nèi)蓋）和有輪廓的酸洗槽形成紊流酸洗通道?！裨谒嵯赐ǖ纼?nèi)有較少的酸液（液位約150mm），有利于酸液的循環(huán)和充分利用，同時，發(fā)生事故時，僅需2~3分鐘就可以排空酸洗槽內(nèi)的酸液?！裨趦?yōu)化的酸洗條件下，酸洗通道內(nèi)形成高效率的紊流，通過紊流可以快速加熱帶鋼和徹底去除帶鋼表面的氧化鐵皮微粒，提高帶鋼表面的清潔度?！窨s短酸洗時間。由于酸液在循環(huán)系統(tǒng)中具有高的動能，可以使酸液很快滲入到鐵皮的縫隙中，加快了酸洗速度。與深槽和淺槽相比，紊流酸洗的時間最短?！裨谙嗤乃嵯此俣认?，紊流酸洗槽長度較傳統(tǒng)的酸洗槽要短;而對于相同長度的酸洗槽，酸洗速度就會增加;在速度不變的情況下，可以相應(yīng)地降低酸液的溫度?！駵p少廢酸量

在連續(xù)深槽或連續(xù)淺槽酸洗的實際操作中，廢酸中鐵離子濃度達到120g/L時，需排放到酸再生區(qū)進行處理。而在紊流酸洗的操作中，廢酸中鐵離子的濃度允許達到125～165g/L時，才可排放到酸再生區(qū)進行處理，并可保證帶鋼酸洗質(zhì)量。這是由于紊流酸洗時，酸液與帶鋼表面的鐵鱗能充分進行化學反應(yīng)，廢酸量的減少意味著所需廢酸再生裝置能力的減少，既可節(jié)約建設(shè)投資，也可減少環(huán)境污染。第三章酸洗原理與影響酸洗的因素形成紊流的條件工藝結(jié)構(gòu)帶鋼帶鋼速度V酸液噴頭壓力酸液流動酸液噴頭壓力+

第三章酸洗原理與影響酸洗的因素C酸洗緩蝕劑介紹定義為了改進鋼材質(zhì)量、降低消耗、改善勞動環(huán)境，向酸液內(nèi)加入少量的酸洗附加物，以降低金屬鐵在酸液中的溶解速度，這種加入酸洗溶液中能夠減慢金屬在酸溶液中溶解速度的物質(zhì)稱為酸洗緩蝕劑。目的1.保護裸露的金屬不被腐蝕，降低金屬和酸液的消耗；2.防止氫原子向鋼材內(nèi)部擴散，改善鋼材性能；3.在酸溶液表面上形成泡沫層，防止酸氣溢出，改善環(huán)境。原理吸附理論：由于緩蝕劑對金屬表面有吸附作用，在金屬表面上生成連續(xù)的起隔離作用的吸附層，從而保護了金屬不受酸溶液的腐蝕；成膜理論：該理論認為緩蝕劑之所以能有效地保護金屬是因為加入緩蝕劑之后，在金屬表面上生成了一層由金屬、緩蝕劑及腐蝕活性介質(zhì)離子相互作用的難容產(chǎn)物，這層難溶產(chǎn)物屏蔽了金屬，使之不與酸接觸，因而減緩了金屬的腐蝕。第三章酸洗原理與影響酸洗的因素

鹽酸酸洗時間與金屬腐蝕的關(guān)系1-有緩蝕劑2-無緩蝕劑一般來說，鹽酸酸洗時如果酸洗時間較長，或是機組發(fā)生故障而停車時，使用緩蝕劑是比較合理的。C酸洗緩蝕劑影響第三章酸洗原理與影響酸洗的因素（1）氯化柴油廢酸水緩蝕劑：是洗滌頁巖柴油的廢酸水，用鹽酸處理而成。加入量

為10~20mL/L，約占濃酸的4%，使用溫度在80~108℃之間；（2）54牌緩蝕劑：是化工廠專門生產(chǎn)的一種酸洗附加物。加入量為濃酸的0.2%~0.3%；（3）磺化煤焦油：是把煉焦的副產(chǎn)物煉焦由，經(jīng)過硫酸處理（其加入量為煉焦由的7倍）。加入量為1L鹽酸溶液加入0.5~1mL純煉焦由（相當于磺化煤焦4~8mL

），允許溫度在80℃以下；（4）食鹽：加入量為10~25g/L，使用溫度為90℃；食鹽除具有緩蝕作用以外，還可

使溶液的導(dǎo)電性增加，故可使氧化鐵皮的溶解速度增加，而且還能使鋼材表面

光潔。（5）LK－47型緩蝕劑；（6）WX－1型緩蝕劑；（7）酸霧靈；（8）AH－1型緩蝕劑等。C酸洗緩蝕劑分類

第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹拉矯破磷機拉矯機裝備在酸軋機組上的主要目的為疏松帶鋼表面氧化層以及矯正板形，為后工序的酸洗、冷連軋打好基礎(chǔ)。因此拉矯機的設(shè)計主要要圍繞延伸率的獲得以及延伸率的精確性展開，延伸率的大小及穩(wěn)定性是拉矯機的最重要的參數(shù)。1）拉矯機的破鱗原理：利用帶鋼基體與表面氧化鐵皮性能的巨大差異，采用機械方法反復(fù)彎曲，基體材料受力后產(chǎn)生一定的彈塑性變形，表面氧化鐵皮則由于不具有塑性且破壞強度較低，同時與基體附著力差，這樣當氧化鐵皮不能適應(yīng)金屬形變變化而引起的內(nèi)應(yīng)力大于其破壞強度時，便發(fā)生破裂?。根據(jù)以上原理分析，不管金屬基體發(fā)生拉應(yīng)力變形還是壓應(yīng)力變形，均具有破壞表面氧化鐵皮的作用。所以當帶鋼通過拉矯機的彎曲輥時，帶鋼兩個表面變形情況不同，一個表面受到張力拉伸，氧化鐵皮受拉產(chǎn)生裂紋，而與彎曲輥相接觸的另一面受到壓縮力的作用，氧化鐵皮會被擠碎成網(wǎng)狀，有的不再附著于基體上，直至脫落。相比之下，受壓縮變形對破鱗的作用更大一些。第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹2）拉矯機改善板形原理熱軋帶鋼在軋制中的不均勻延伸以及軋制后的冷卻過程，使帶鋼內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當此內(nèi)應(yīng)力值超過一定值時，就會產(chǎn)生板形不良。帶鋼中心面在拉矯機內(nèi)發(fā)生塑性變形是改善板形的必要條件。帶鋼在拉矯機內(nèi)經(jīng)過拉伸和彎曲的綜合作用，中性面向工作輥偏移，當中心面的拉應(yīng)力超過屈服極限時，中心面發(fā)生塑性變形，如圖所示。

把帶鋼沿寬度方向分成若干單元條，有浪形的單元條受壓應(yīng)力，無浪形的單元條受拉應(yīng)力，但經(jīng)過拉矯機在寬度方面上疊加拉應(yīng)力時，無浪形的單元條先發(fā)生塑性變形，當有浪形的單元條的拉應(yīng)力也達到屈服極限時，也發(fā)生塑性變形，這樣，使原本不一樣長的單元條變成一樣長，即改善了板形。要改善板形的臨界延伸率就是最大浪形單元條開始塑性變形時的延伸率值。第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹3）拉矯機參數(shù)設(shè)定★延伸率延伸率參數(shù)的設(shè)定直接影響拉矯工藝的完成，原則上來說，只要延伸率的設(shè)定能夠滿足帶鋼破鱗、改善板形的需要，應(yīng)越小越好。這主要是因為延伸率過大，造成張力增大，影響設(shè)備工作穩(wěn)定性，增大輥子磨損，造成頻繁停機更換備件影響產(chǎn)能等。從破鱗原理分析，帶鋼表面的氧化鐵皮是在基體發(fā)生延伸或壓縮塑性變形情況下發(fā)生破裂、脫落的，應(yīng)該與帶鋼的延伸率大小有關(guān)，延伸率越大，越利于破鱗，但同時，氧化鐵皮的破裂主要與氧化鐵皮接觸的鋼板上下表面塑性變形程度有關(guān)。假設(shè)帶鋼在無張力情況下純彎曲，帶鋼厚度為h，彎曲曲率半徑為ρ，彎曲包角α，則上表面發(fā)生拉應(yīng)變，下表面發(fā)生壓應(yīng)變，應(yīng)變大小如下:通過論文實例及論述，可以得知在實際生產(chǎn)中，從改善板形這一作用來看，拉矯機并不需要太大的延伸率，只有在小浪距浪形情況下，才需要大一點的延伸率。延伸率是拉矯機負荷的主要影響因素，降低延伸率設(shè)定值，將大大降低拉矯機的負荷，減少工作輥磨損，增加工作輥使用周期。小浪距浪形主要發(fā)生在薄規(guī)格帶鋼上，由于生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼時拉矯機的負荷比較低，大一點的延伸率不會對拉矯機的負荷產(chǎn)生很大影響。第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹★插入深度與張力的分析彎曲輥插入深度與拉矯機張力是相關(guān)的。插入深度增大，相當于帶鋼在拉矯機內(nèi)與工作輥的包角加大，彎曲程度增加，相同的張力可以造成更大的中性層偏移，引起延伸率增大。所以在延伸率一定情況下，彎曲輥插入深度越大，則拉矯機張力越小，彎曲輥插入深度減小，則張力增大。另外，根據(jù)上述帶鋼上下表面延伸率分析，彎曲輥插入深度增大，相當于帶鋼在拉矯機內(nèi)的彎曲半徑減小，破鱗效果增強。而大張力會造成設(shè)備過載、負荷過大造成打滑、能耗增大等問題。所以，一般來說，拉矯機采用大彎曲輥插入深度、小張力工藝制度，根據(jù)原料情況及設(shè)備條件合理選擇。3）拉矯機參數(shù)設(shè)定第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹雙頭回轉(zhuǎn)式圓盤剪圓盤剪是酸洗線的出口段設(shè)備，無動力，不需要傳動或速度控制。圓盤剪的剪切質(zhì)量通過根據(jù)所剪帶鋼厚度，調(diào)節(jié)最適宜的剪刃間隙來改善。圓盤剪可快速更換剪刃，但在調(diào)節(jié)剪刃間隙時，要獲得給定的間隙值，則需較長的時間。當帶鋼寬度改變時，工藝線必須減速運行一段時間。因為剪切后的實際帶鋼寬度必須通過人工測量，且?guī)缀踉谒星闆r下，都需要校正。技術(shù)參數(shù)：剪刃直徑：

上剪刃：

φ400～370mm 下剪刃：

φ400～370mm剪刃厚度： 45～22mm最大工作間距：2000mm最小工作間距： 800mm切邊精度： 0～＋0.5mm剪刃水平間隙調(diào)整精度：

±0.01mm剪刃垂直重合量調(diào)整精度：

±0.02mm第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹張力輥張緊輥并不是在帶鋼上加上或減去張力，而是放大或縮小張力根據(jù)歐拉公式，張力輥入口與出口的張力的關(guān)系為：

式中：

T1——張緊輥入口端帶鋼的張力，

T2——張緊輥出口端帶鋼的張力μ——輥子與帶鋼的摩擦系數(shù)，α——帶鋼在輥子上的包角e——自然對數(shù)，e＝2.718。又叫放大倍數(shù)，即通過張緊輥后張力放大或縮小的倍數(shù)★作用第四章酸洗線關(guān)鍵設(shè)備介紹★張力形成原理

為了更直觀地理解，我們不妨把生產(chǎn)線看成是一個復(fù)雜一些的拔河運動，把鋼帶看成是繩子，而把各種張力設(shè)施看成是運動員。所不同的是這條“繩子”--鋼帶不是在一條直線上，而是在生產(chǎn)線上繞來轉(zhuǎn)去；除頭尾的兩個“運動員”--開卷機和卷取機是各自朝前拉和朝后拉的以外，中間“運動員”--張力輥不是分成兩隊對拉，而是穿插在中間，有的朝前拉，有的朝后拉；帶鋼也不是固定不動的，而是不斷向前運動的，是一種動中的平衡。

第五章工藝規(guī)程制定酸洗制度-酸洗槽各段參數(shù)1#酸洗2#酸洗3#酸洗4#酸洗總酸濃度(g/l)190~200190~200190~200190~200鐵離子含量(g/l)120~13590~12030~900~70自由酸濃度(g/l)50~3060~8080~15090~190溫度(℃)75~8575~8575~8575~85注：上表所列數(shù)據(jù)僅為初始參考用第五章工藝規(guī)程制定酸洗制度-漂洗的必要性

冷軋帶鋼生產(chǎn)過程中，酸洗后的帶鋼表面上帶有一定量的殘余酸液，其成分與末段酸洗槽成分相同，一般總酸值為200g/L，鐵離子為30g/L，游離酸為160g/L。這些表面殘留的酸液若不及時清洗，帶鋼表面殘留的酸液會在帶鋼表面引起如下反應(yīng)：2HCl+Fe=FeCl2+H2 (1)FeCl2+2H2O=Fe(OH)2+2HCl (2)2Fe(OH)2+H2O+1/2O2=2Fe(OH)3(3)Fe(OH)3為棕紅色的沉淀物，不穩(wěn)定易分解。Fe(OH)3=FeO(OH)+H2O (4)FeO(OH)即是水銹，有時即使酸洗后帶鋼表面看起來很干燥，反應(yīng)也能發(fā)生，這主要是因為空氣的濕度為反應(yīng)提供了足夠的水。軋制前帶鋼表面的水銹對軋制過程極其有害并且會嚴重影響冷軋產(chǎn)品的表面質(zhì)量，因此要減少帶鋼表面殘留的酸液。

第五章工藝規(guī)程制定酸洗制度-漂洗槽各段參數(shù)預(yù)漂洗1#漂洗2#漂洗3#漂洗4#漂洗5#漂洗鹽酸濃度(g/l)100~12012~151.0~1.20.09~0.110.008~0.010.0008~0.001漂洗溫度(℃)60505050~7050~7050~70注：上表所列數(shù)據(jù)僅為初始參考用第五章工藝規(guī)程制定張力制度

酸洗生產(chǎn)線帶鋼張力的設(shè)定主要基于生產(chǎn)經(jīng)驗，在生產(chǎn)調(diào)試過程中摸索數(shù)據(jù)后經(jīng)總結(jié)再應(yīng)用到生產(chǎn)實際中去。

新投產(chǎn)酸洗生產(chǎn)線的帶鋼張力是在冷試車過程中逐步確定的，在試車時帶鋼難免有跑偏現(xiàn)象，逐步加大張力使帶鋼平穩(wěn)運行，摸索出合適張力數(shù)值。第五章工藝規(guī)程制定張力制度-理論張力值的確定設(shè)定理論張力值主要的變量是帶鋼的截面尺寸，其經(jīng)驗公