阅读说明：本技术 一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺 (A kind of 201 austenitic stainless steel of cold rolling is without nitric acid acidwashing technique ) 是由 谢霞 乔军 贺立红 尚志广 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺,包括以下步骤：S1、预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗；S2、研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行研磨刷洗；S3、交流电电解步骤：将经过研磨刷洗步骤的带钢浸入具有电解液的电解池中进行电解酸洗；S4、第一段无硝酸酸洗步骤：将经过交流电电解后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中；S5、第二段无硝酸酸洗步骤：将经过第一段无硝酸酸洗步骤后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中。本发明工艺避免使用含硝酸的酸洗时产生高污染的氮氧化物和含氮废水,从而减轻环境污染。(The present invention relates to a kind of 201 austenitic stainless steels of cold rolling without nitric acid acidwashing technique, comprising the following steps: S1, pre- acid pickling step: strip is immersed and carries out pickling in pre- pickling solution；S2, grinding scrub step: grinding scrub is carried out to by the strip of pre- acid pickling step；S3, alternating current electrolysis step: cathodic pickling is carried out by immersing in the electrolytic cell with electrolyte by the strip for grinding scrub step；S4, first segment are without nitric acid acidwashing step: the strip after alternating current electrolysis is immersed first segment without in nitric acid acidwashing liquid；S5, second segment are without nitric acid acidwashing step: will immerse second segment without in nitric acid acidwashing liquid without the strip after nitric acid acidwashing step by first segment.Present invention process is avoided using the nitrogen oxides and nitrogenous effluent for generating high pollution when pickling containing nitric acid, to mitigate environmental pollution.)

一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺

技术领域

本发明涉及不锈钢酸洗领域，更具体地说，涉及一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺。

背景技术

冷轧201奥氏体不锈钢带钢经退火和机械破鳞之后，一般采用中性盐电解酸洗+混酸(HNO₃+HF)酸洗工艺。但是，酸洗过程中，不仅酸耗量较大，还会产生大量高污染的氮氧化物和含硝酸盐废水，给自然环境和人类生产活动带来严重的危害，而且氮氧化物净化成本和含硝酸盐废水的处理成本也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，可以避免使用含硝酸的酸洗时产生高污染的氮氧化物和含氮废水，从而减轻环境污染。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，包括以下步骤：

S1、预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗，所述预酸洗液为硫酸酸洗液，H₂SO₄浓度为80～120g/L，金属离子浓度为10～20g/L，酸洗液的温度为75～85℃；

S2、研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行研磨刷洗；

S3、交流电电解步骤：将经过研磨刷洗步骤的带钢浸入具有电解液的电解池中进行电解酸洗，所述电解液为Na₂SO₄和H₂SO₄混合液，其中Na₂SO₄浓度为70～100g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为2～4之间，电解液的温度为85～95℃，交流电源频率范围为30～70Hz，电流密度为0～10A/dm³；

S4、第一段无硝酸酸洗步骤：将经过交流电电解后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中，所述第一段无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为50～80g/L，H₂SiF₆浓度为8～20g/L，Fe³⁺浓度为10～25g/L，H₂O₂浓度为8～15g/L；

S5、第二段无硝酸酸洗步骤：将经过第一段无硝酸酸洗步骤后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中，所述无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为30～50g/L，H₂SiF₆浓度为0～10g/L，Fe^{3 +}浓度为0～15g/L，H₂O₂浓度为0～10g/L。

上述方案中，所述研磨刷洗步骤采用的辊刷刷毛直径为0.5～1mm，刷毛中含有150～200目数的碳化硅磨料，设置电机转速在600～800rpm之间，电机电流大小在130～170A之间

上述方案中，所述预酸洗步骤中，酸洗时间为20～30s。

上述方案中，所述第一段无硝酸酸洗和第二段无硝酸酸洗步骤中，酸液温度为40～60℃。

上述方案中，所述第一段无硝酸酸洗和第二段无硝酸酸洗步骤中，酸洗时间为20～30s。

上述方案中，所述预酸洗步骤中，H₂SO₄浓度为90～100g/L，金属离子浓度为12～18g/L，酸洗液的温度为78～83℃，酸洗时间为22～28s。

上述方案中，所述研磨刷洗步骤中，设置电机转速在650～750rpm之间，电机电流大小在140～160A之间。

上述方案中，所述交流电电解步骤中，Na₂SO₄浓度为75～95g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为2.8～3.4之间，电解液的温度为85～95℃，交流电源频率范围为40～60Hz，电流密度为4～8A/dm³。

上述方案中，所述第一段无硝酸酸洗步骤中，H₂SO₄浓度为60～70g/L，H₂SiF₆浓度为10～18g/L，Fe³⁺浓度为13～20g/L，H₂O₂浓度为8～12g/L，酸液温度为45～55℃，酸洗时间为20～26s。

上述方案中，所述第二段无硝酸酸洗步骤中，H₂SO₄浓度为35～45g/L，H₂SiF₆浓度为0～7g/L，Fe³⁺浓度为0～10g/L，H₂O₂浓度为0～6g/L，酸液温度为40～50℃，酸洗时间为20～26s。

实施本发明的冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺，具有以下有益效果：

1、交流电电解酸洗时，极板极性不断变化，通过溶解贫铬层使带钢表面氧化皮快速与金属基体发生剥离脱落，氧化皮去除效率高，电耗低；

2、本发明的酸洗工艺在进行无硝酸酸洗之前采用两次研磨刷洗将带钢表面大部分氧化皮除掉，大大减轻无硝酸酸洗时的负担，降低后续酸洗酸耗；

3、本发明的酸洗工艺中不涉及到硝酸的使用，以H₂SiF₆替代HF，提高了产品表面质量；

4、本发明的酸洗工艺避免了金属基体被HF侵蚀，避免产生高污染的氮氧化物和含氮废水，减轻环境污染。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗工艺的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1，本发明提供一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，其具体步骤包括：

S1，预酸洗步骤：将带钢浸入预酸洗液中进行酸洗，所述预酸洗液为硫酸酸洗液，H₂SO₄浓度为80～120g/L，金属离子浓度为10～20g/L，酸洗液的温度为75～85℃；

S2，研磨刷洗步骤：对经过预酸洗步骤的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.5～1mm，刷毛中含有150～200目数的碳化硅磨料，设置电机转速在600～800rpm之间，电机电流大小在130～170A之间；

S3，交流电电解步骤：将经过研磨刷洗步骤的带钢浸入具有电解液的电解池中进行电解酸洗，所述电解液为Na₂SO₄和H₂SO₄混合液，其中Na₂SO₄浓度为70～100g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为2～4之间，电解液的温度为85～95℃，交流电源频率范围为30～70Hz，电流密度为0～10A/dm³；

S4，第一段无硝酸酸洗步骤：将经过交流电电解后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中，所述第一段无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为50～80g/L，H₂SiF₆浓度为8～20g/L，Fe³⁺浓度为10～25g/L，H₂O₂浓度为8～15g/L；

S5，第二段无硝酸酸洗步骤：将经过第一段无硝酸酸洗步骤后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中，所述无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为30～50g/L，H₂SiF₆浓度为0～10g/L，Fe^{3 +}浓度为0～15g/L，H₂O₂浓度为0～10g/L。

进一步地，上述S1步骤中，酸洗时间为20～30s。

进一步地，上述S4、S5步骤中，酸液温度为40～60℃。

进一步地，上述S4、S5步骤中，酸洗时间为20～30s。

优选地，作为实施例之一，上述S1步骤中，H₂SO₄浓度为90～100g/L，金属离子浓度为12～18g/L，酸洗液的温度为78～83℃，酸洗时间为22～28s。

优选地，作为实施例之一，上述S2步骤中，设置电机转速在650～750rpm之间，电机电流大小在140～160A之间。

优选地，作为实施例之一，上述S3步骤中，Na₂SO₄浓度为75～95g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为2.8～3.4之间，电解液的温度为85～95℃，交流电源频率范围为40～60Hz，电流密度为4～8A/dm³。

优选地，作为实施例之一，上述S4步骤中，H₂SO₄浓度为60～70g/L，H₂SiF₆浓度为10～18g/L，Fe³⁺浓度为13～20g/L，H₂O₂浓度为8～12g/L，酸液温度为45～55℃，酸洗时间为20～26s。

优选地，作为实施例之一，上述S5步骤中，H₂SO₄浓度为35～45g/L，H₂SiF₆浓度为0～7g/L，Fe³⁺浓度为0～10g/L，H₂O₂浓度为0～6g/L，酸液温度为40～50℃，酸洗时间为20～26s。

通过上述S1～S5步骤，可将带钢表面氧化皮和贫铬层去除，并使带钢表面生成一层钝化膜。本实施例中，采用交流电电解酸洗时，极板极性不断变化，通过溶解贫铬层使带钢表面氧化皮很快与金属基体发生剥离脱落去除，氧化皮去除效率高。在进行无硝酸酸洗之前采用研磨刷洗将带钢表面大部分氧化皮除掉，大大降低了后续酸洗酸耗。此外，本发明的酸洗工艺中不涉及到硝酸的使用，避免了产生高污染的氮氧化物和含氮废水，减轻环境污染。

下面列举三个具体实施例：

实施例一

本实施例提供一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，待处理带钢的厚度为2.2mm；该方法包括以下步骤：

(1)将带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗，H₂SO₄浓度为100g/L，金属离子浓度为17g/L，酸液温度为82℃，酸洗时间为27s。

(2)对经过预酸洗步骤的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.6mm，刷毛中含有200目数的碳化硅磨料，设置电机转速为750rpm，电机电流为160A。

(3)将经过研磨刷洗步骤的带钢浸入具有电解液的电解池中进行电解酸洗，电解液为Na₂SO₄和H₂SO₄混合液，其中Na₂SO₄浓度为90g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为3.2，电解液的温度为93℃，交流电源频率范围为55Hz，电流密度为7A/dm³。

(4)将经过交流电电解后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中，第一段无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为70g/L，H₂SiF₆浓度为17g/L，Fe³⁺浓度为18g/L，H₂O₂浓度为11g/L，酸液温度为53℃，酸洗时间为24s。

(5)将经过第一段无硝酸酸洗步骤后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中，该无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为45g/L，H₂SiF₆浓度为6g/L，Fe³⁺浓度为8g/L，H₂O₂浓度为5g/L，酸液温度为48℃，酸洗时间为24s。

实施例二

本实施例提供一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，待处理带钢的厚度为1.6mm；该方法包括以下步骤：

(1)将带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗，H₂SO₄浓度为95g/L，金属离子浓度为15g/L，酸液温度为80℃，酸洗时间为25s。

(2)对经过预酸洗步骤的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.6mm，刷毛中含有200目数的碳化硅磨料，设置电机转速为700rpm，电机电流为150A。

(3)将经过研磨刷洗步骤的带钢浸入具有电解液的电解池中进行电解酸洗，电解液为Na₂SO₄和H₂SO₄混合液，其中Na₂SO₄浓度为85g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为3.2，电解液的温度为90℃，交流电源频率范围为50Hz，电流密度为6A/dm³。

(4)将经过交流电电解后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中，第一段无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为65g/L，H₂SiF₆浓度为15g/L，Fe³⁺浓度为16g/L，H₂O₂浓度为10g/L，酸液温度为50℃，酸洗时间为23s。

(5)将经过第一段无硝酸酸洗步骤后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中，该无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为40g/L，H₂SiF₆浓度为4g/L，Fe³⁺浓度为6g/L，H₂O₂浓度为3g/L，酸液温度为45℃，酸洗时间为23s。

实施例三

本实施例提供一种冷轧201奥氏体不锈钢无硝酸酸洗新工艺，待处理带钢的厚度为1.2mm；该方法包括以下步骤：

(1)将带钢浸入硫酸酸洗液中进行预酸洗，H₂SO₄浓度为90g/L，金属离子浓度为13g/L，酸液温度为79℃，酸洗时间为24s。

(2)对经过预酸洗步骤的带钢进行研磨刷洗，采用的辊刷刷毛直径为0.6mm，刷毛中含有200目数的碳化硅磨料，设置电机转速为650rpm，电机电流为140A。

(3)将经过研磨刷洗步骤的带钢浸入具有电解液的电解池中进行电解酸洗，电解液为Na₂SO₄和H₂SO₄混合液，其中Na₂SO₄浓度为80g/L，通过加入H₂SO₄调节电解液pH为3.2，电解液的温度为88℃，交流电源频率范围为45Hz，电流密度为5A/dm³。

(4)将经过交流电电解后的带钢浸入第一段无硝酸酸洗液中，第一段无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为60g/L，H₂SiF₆浓度为13g/L，Fe³⁺浓度为14g/L，H₂O₂浓度为9g/L，酸液温度为48℃，酸洗时间为22s。

(5)将经过第一段无硝酸酸洗步骤后的带钢浸入第二段无硝酸酸洗液中，该无硝酸酸洗液中，H₂SO₄浓度为35g/L，H₂SiF₆浓度为2g/L，Fe³⁺浓度为4g/L，H₂O₂浓度为1g/L，酸液温度为42℃，酸洗时间为22s。

经实验验证，采用上述三个实施例方法将冷轧201奥氏体不锈钢经过预酸洗+研磨刷洗+交流电电解+第一段无硝酸酸洗+第二段无硝酸酸洗步骤之后，带钢表面无剩余氧化皮，且带钢表面平整度较高，符合表面等级要求。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。