过酸洗

化学物质

过酸洗是因为酸洗的时间过长，是钢管基体受到了过分的侵蚀，伴随着表面粗糙等缺陷。产生过酸洗的原因，主要是因为没有严格遵照工艺规程来操作，把酸洗时间延长了，或将酸洗溶液的温度及浓度提高的结果。其次是钢管基体表面组织中有非金属夹杂、偏析及内应力等原因存在的结果。

简介

产生过酸洗的原因，主要是因为没有严格遵照工艺规程来操作，把酸洗时间延长了，或将酸洗溶液的温度及浓度提高的结果。其次是钢管基体表面组织中有非金属夹杂、偏析及内应力等原因存在的结果。

国内大多数冷轧厂酸轧联合机组的酸洗部分为层流浅槽盐酸酸洗，一般由4个酸洗槽组成（1 # ～4 # ），酸洗槽全长～100m。四个酸洗槽的酸液温度控制范围为65～85℃，酸洗工艺段最大速度200m/min。

为了提高带钢的酸洗质量，在1#酸洗槽前设置了一台拉伸矫直机。拉伸矫直机的作用是对热轧来料进行破鳞和板形矫正。

少数冷轧厂酸洗机组和主轧机是各自独立的，酸洗机组的故障对轧机无影响。大部分酸轧机组联合生产线，酸洗和轧机形成一条连续生产线，所以带钢酸洗质量不但影响轧后带钢质量，同时影响到轧机的运行稳定。特别是当出现带钢酸洗质量缺陷时，要对酸洗工艺或设备进行调整，可能对轧机生产节奏产生一定的影响。所以控制酸洗段良好运行，不仅是保证轧后带钢质量及成品质量的条件之一，同时也是保证整个酸洗机组紧凑生产的先决条件。

盐酸酸洗原理

理论上讲，带钢表面氧化铁皮从外层到内层分别为Fe2O3、Fe3O4、FeO。它们分别与盐酸发生反应，主要从以下三种方式除去氧化铁皮：

1) 氧化铁皮与盐酸发生化学反应而被溶解(溶解作用)

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O (1)

Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O(2)

FeO+2HCl=FeCl2+H2O (3)

2) 金属铁与酸作用生成氢气，氢气在外溢的过程中机械地剥落氧化铁皮(机械剥离作用)。

Fe+2HCl=FeCl2+H2 ↑ (4)

这个反应其实是：

Fe=Fe2++2e- (5)

2H++2e-=H2 (6)

3) 生成的原子氢使铁的氧化物还原成易于酸作用的亚铁化合物，然后与酸作用而除去。

带钢经酸洗、水漂洗及干燥后其表面应呈灰白色或银白色。在生产中，当某个环节出现问题时，就有可能导致酸洗质量达不到生产需要，从而影响整个酸轧机组的生产节奏，甚至影响成材率和产生废品。

带钢酸洗质量缺陷

带钢酸洗表面质量缺陷主要有欠酸洗缺陷、过酸洗缺陷，停车斑、水印等。造成带钢出现酸洗质量缺陷的主要原因有：热轧来料质量情况、酸洗拉伸矫直机工艺和设备功能、酸洗工艺段工艺和工艺段设备、缓蚀剂的使用情况等。

欠酸洗的发生

带钢经酸洗后，表面残留局部未洗掉的氧化铁皮，经轧制后板面颜色暗，严重的板面发黑或花脸状，通常称之为欠酸洗缺陷。由于氧化铁皮与带钢本体相比，其相对摩擦较小，易造成润滑条件发生变化，严重的可能造成带钢延伸不均，出现浪形等缺陷；同时，氧化铁皮的压入，使最终产品的表面质量带来不利影响；当氧化铁皮出现脱落现象时，易粘在轧辊表面，产生辊印缺陷。

1 欠酸洗缺陷产生原因

影响带钢酸洗质量的主要因素有：带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布、拉矫机工艺、带钢板形质量，酸洗工艺等。

1) 带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布

带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布影响着沿热轧带钢卷取时各部分的温度，导致带钢冷却速不同，即沿带钢长度方向的头、中、尾以及沿宽度方向的边部和中部的温度和冷却速度不同，造成同一带钢各部分的氧化铁皮结构和厚度不同，在冷轧酸洗过程中产生局部欠酸洗现象。

2) 拉矫机工艺

冷轧拉矫机不正常工作或拉矫延伸系数不够，使铁皮未经充分破碎、剥离，影响酸洗效果。

3) 带钢板形质量

带钢板形差，如镰刀弯，浪形等，特别是热轧来料浪形比较普遍，易造成局部欠酸洗。

4) 酸洗工艺

酸洗工艺不适当，如酸洗浓度、温度偏低、酸洗速度太快、酸洗时间不足、亚铁浓度高、未及时补充酸液、酸洗过程中酸洗槽内带钢张力过大、带钢垂度小，使带钢未全部浸入酸液中等。

2 控制措施

当带钢在规定的运行速度情况下，出现欠酸洗质量缺陷，则采取如下措施：

1）拉矫工艺控制

如果冷轧所用的原料浪形问题严重，在进入冷轧机组前最好地办法是最大程度地优化拉矫工艺，最大程度的改善板形，尽量保证进入酸洗槽的带钢板形良好。同时，针对来料双边浪严重的情况，除通过拉矫机尽量调整板形外，在条件允许的前提下，适当增加带钢在酸洗槽内的垂度，以最大限度地提高带钢在酸洗槽内的浸泡量，从而减少由于双边浪对带钢酸洗效果的影响。

2）酸洗工艺段工艺参数控制

当带钢出现欠酸洗缺陷时，首先应该适当降低酸洗工艺段速度。如速度减到一定程度，如下降20%，仍有欠酸洗时，应适当升高酸液温度。如此时仍然存在欠酸洗缺陷，则相应适当提高酸液浓度，最终达到控制欠酸洗缺陷的目的。

过酸洗的发生

带钢在酸液中停留时间过长，表面逐渐变成粗糙的麻面，板面发黑，称之为过酸洗。存在过酸洗缺陷的带钢，其表面粗糙度大于酸洗质量正常的带钢，其在轧制过程中产生的铁屑量大大增加，从而影响到乳化液系统的清洁性和轧后带钢表面残留物的多少，给后工序生产带来不利因素。

1 过酸洗出现的原因

过酸洗出现的原因有多方面：

①酸洗时间过长，酸洗液腐蚀带钢基体。

②酸洗液浓度太高，使铁的氧化物增多、酸反应速度加快，在反应充分完毕后，带钢还未离开酸洗槽进而腐蚀基体。

③酸洗液温度偏高，同样使铁氧化物增多，酸反应速度加快，反应完毕后腐蚀铁基体。

2 预防控制措施

主要是从酸洗工艺入手，合理控制酸洗温度、酸洗速度、酸洗液浓度、加适当的缓蚀剂等来控制铁基体和酸的反应时间和反应速度。其中添加适当缓蚀剂是比较方便、有效且可操作性强的控制手段。

缓蚀剂的主要作用是比氢更紧地吸附在钢表面上，从而有效地阻止了氢的反应，因为对于铁的溶解过程伴有电子的得失，因此这一反应受到了很大的抑制。在铁的酸洗操作中，缓蚀剂抑制腐蚀的作用极为重要。铁离子特别是在酸度下降的情况下能水解成难溶解的氢氧化铁。氢氧化铁形成给酸洗工艺带来一系列问题，因此应当避免。

根据酸洗缓蚀剂的原理，一种良好的缓蚀剂应满足以下要求：能够有效地降低金属铁的溶解速度，但对氧化铁皮的溶解无减慢作用；能够有效地阻止氢原子往钢材中扩散；能够很好地溶解在酸溶液中，具有较高的缓蚀效率；在酸洗温度下稳定，并保持其缓蚀效率；形成的保护膜要易于用水洗掉；能够在酸液表面形成泡沫，以减少酸雾产生；不妨碍废酸液中铁盐的提取处理，也不影响副产物的质量，价格便宜，易于制取，且能长期存放不变质。

如果热轧来料中Al 含量偏低，低合金钢中Si 含量偏高，Al 在反应中可作为阴极保护铁基体，而Si 则会产生硅胶吸附氧化铁皮和其他杂质，针对这种情况，我们应选用相应的适合本厂实际情况的缓蚀剂。

成因

过酸洗的钢带对后道工序影响很大，其沿展性大大降低，轧制中容易出像断裂和破碎，并造成跑偏和粘辊。成因为：

1）酸洗时间长，铁的氧化物和酸反应完毕后腐蚀基体；

2）酸液浓度高，铁的氧化物和酸反应速度升高，在反应充分完毕后，钢带还未离开酸槽进而腐蚀基体；

3）酸液温度高，反应速度快；

4）酸液喷射量大，酸液量充足；

5）紊流度大等。

解决方法

1）降低酸液浓度；

2）适当降低酸液温度；

3）减少酸液喷射量；

4）适当加入缓蚀剂，缓蚀剂在基体上形成保护膜保护基体，使基体不受腐蚀。

总结

国内冷轧酸洗工艺经过多年优化，带钢酸洗质量得到了控制。但偶尔会出现带钢酸洗质量不良的现象，从而影响酸轧机组生产节奏和轧后带钢表面质量的情况。

由于氧化铁皮的产生是在热轧加热、轧制和卷取过程中产生，所以优化热轧工艺，合理控制除鳞工艺、终轧温度、轧制速度、冷却速度、卷取温度等，以减少带钢表面的氧化铁皮量或氧化铁皮层（Fe2O3, Fe3O4 ,FeO）的组成比例及其分布；其次合理控制热轧板形，也会减少局部欠酸洗的情况。在现有的原料情况下，严格按照酸洗段工艺控制、对异常情况及时进行调整、控制，是保证带钢酸洗质量的前提。

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