[發(fā)明專利]一種不銹鋼酸洗替代劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210550966.3
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103046064A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷樂成;朱京科;楊彬;李中堅(jiān)
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C23G1/08
• 分類號: C23G1/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬酸洗替代劑，尤其涉及一種不銹鋼酸洗替代劑及其制備方法。

背景技術(shù)

不銹鋼從鋼坯熱軋成各種板材和型材時(shí)，表面會被空氣中的氧氧化，產(chǎn)生黑色、黃色的緊密氧化層，為了提高不銹鋼的外觀和耐蝕性，加工后的不銹鋼必須進(jìn)行酸洗處理。在不銹鋼（特殊鋼）酸洗線中，通常采用混酸（HNO₃+HF）酸洗工藝，HNO₃在混酸酸洗過程中起主要作用，不但能夠溶解鐵鉻的氧化物，還能夠有效地改善酸洗后不銹鋼的表面質(zhì)量。HF也起著重要的作用，F(xiàn)離子能將過剩的Fe³⁺、Ni²⁺、Cr³⁺結(jié)合成復(fù)雜的氟配位化合物，減少溶液中游離Fe³⁺、Ni²⁺、Cr³⁺的含量，促進(jìn)酸洗反應(yīng)的進(jìn)行，有效提高酸洗效率，同時(shí)HF對氧化皮中少量硅的氧化物也有很好的去除效果。由于HF易揮發(fā)，在配置酸洗液時(shí)，極易造成大量HF逸出。由于HF具有強(qiáng)腐蝕性和刺激性，若不采取有效的處理措施，不僅浪費(fèi)了大量的酸液，而且對操作工人造成身體傷害，同時(shí)對車間設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕。不銹鋼表面經(jīng)清洗后，不銹鋼表面易產(chǎn)生一種疏松的黑色薄層，需要再經(jīng)硝酸浸泡、刷洗白化等進(jìn)一步處理。而且清洗溫度較高時(shí)，也易產(chǎn)生過蝕現(xiàn)象。

另外，在混酸酸洗過程中，由于金屬及金屬氧化物與強(qiáng)酸發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，會產(chǎn)生大量的酸性氣溶膠態(tài)污染物，即為酸霧。酸霧具有瞬時(shí)濃度高、腐蝕性強(qiáng)等特征，其中NO和NO₂濃度可達(dá)200～3500mg/m³。另外，排入大氣后，還會產(chǎn)生嚴(yán)重的煙囪“黃龍”現(xiàn)象，將對周圍環(huán)境、人民群眾的身體健康以及其它動(dòng)植物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。為了減少或減緩酸霧的揮發(fā)，目前大多數(shù)企業(yè)采用在酸洗液中添加酸霧抑制劑，通過表面活性劑產(chǎn)生的泡沫進(jìn)行酸霧抑制。由于不銹鋼采用高濃度的硝酸混酸酸洗工藝，酸霧起霧速度快且NO_x濃度高，從應(yīng)用效果來看，傳統(tǒng)酸霧抑制劑需要幾十分鐘的起泡時(shí)間，過長的起泡時(shí)間使抑霧效果并不明顯，且泡沫層容易破裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不銹鋼酸洗替代劑及其制備方法。

不銹鋼酸洗酸替代劑，以質(zhì)量百分比計(jì)，硝酸10～20%、氫氟酸替代劑5～10%、抑霧劑0.2～1.0%、穩(wěn)泡劑0.2～1.0%和水余量；氫氟酸替代劑為固體氟化物，抑霧劑為非離子型表面活性劑或陰離子型表面活性劑或二者的復(fù)合物；氟化物為二氟氫化鈉、二氟氫化鉀、二氟氫化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化銨中的一種或多種；非離子型表面活性劑為高級脂肪醇聚氧化乙烯醚、高級脂肪酸聚氧化乙烯醚或高級脂肪胺聚氧化乙烯醚中的一種或多種，其中烷基碳數(shù)10～26，環(huán)氧乙烷加成數(shù)5～20，陰離子型表面活性劑為長鏈烷基磺酸鈉、長鏈烷基硫酸酯或長鏈烷基苯磺酸鈉，其中烷基碳數(shù)8～18，穩(wěn)泡劑為低碳脂肪胺或無機(jī)銨鹽的一種或多種，其中烷基碳數(shù)3～6。

所述的低碳脂肪胺為乙二胺、尿素、丙二胺、正丁胺。所述的無機(jī)銨鹽為：氯化銨、氨水、氟化銨、氟化氫銨。

不銹鋼酸洗替代劑的制備方法：在不銹鋼酸洗槽中預(yù)先加入水，攪拌，按照質(zhì)量百分比依次加入10～20%硝酸、5～10%氫氟酸替代劑，0.2～1.0%非離子型表面活性劑、0.1～0.3%陰離子型表面活性劑、0.2～1.0%穩(wěn)泡劑、加熱至40～80^oC，混合均勻后即可得到不銹鋼酸洗酸替代劑。

本發(fā)明主要用于不銹鋼表面酸洗，起到除油、除銹、去氧化皮、緩蝕、抑霧等功效，實(shí)現(xiàn)除油除銹除二合一，同時(shí)促進(jìn)頑固氧化皮的清除，特別是熱軋、退化、回火過程中生成的高溫難清除氧化皮，大大縮短清洗時(shí)間，同時(shí)防止氫脆的產(chǎn)生；大大降低金屬的腐蝕速度，最終使產(chǎn)品表面清潔干凈，形成均勻的銀白色亞光結(jié)構(gòu)，適用于各種型號的不銹鋼；同時(shí)可以抑制酸霧的逸出，大大改善生產(chǎn)環(huán)境。

本發(fā)明在HNO₃溶液中，加入氫氟酸替代劑。氟化物為二氟氫化鈉、二氟氫化鉀、二氟氫化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化銨中的一種或多種。相對于直接投加HF溶液，通過反應(yīng)產(chǎn)生的HF更為安全，具有釋放速度穩(wěn)定、極少揮發(fā)、對周圍環(huán)境影響小等特點(diǎn)，在溶液中同步產(chǎn)生的HF具有較強(qiáng)的滲透作用，可很快達(dá)到鋼鐵基體氧化膜的表面，會使鐵氧化物的溶解速度大大提高，除掉氧化膜后發(fā)生析氫反應(yīng)，利用新生態(tài)氫的還原和氫氣的剝離作用，達(dá)到進(jìn)一步去除氧化膜的目的，從而加速酸液的除銹功能。